桥梁工程项目管理系统的发展及应用

 　　我国桥梁建设近年来发展迅速，数据统计显示截止 2010 年，我国在役桥梁 65.8 万 座，桥梁是道路的咽喉，交通的枢纽，因而重要性不言而喻。然而由于在桥梁的养护的 技术和管理的滞后导致桥梁病害，还会酿成重大交通事故，从2007 到目前为止，已有 37 座垮塌，平均 2 月 1 次事故。尤其在高速公路以外的干线上，这些桥梁由于设计标准 低，长期缺乏必要的养护维修，老化日趋严重，已经不能适应现代交通发展的需要, 而 桥梁检测与维修可以及时发现桥梁存在的缺陷、蜕化和损伤、并采取适当措施修复结构， 使桥梁安全地工作。为此，桥梁工程项目管理系统的发展与完善迫在眉睫。

　　一、泛普桥梁工程企业管理系统的发展及应用

　　桥梁工程项目管理系统 是近几十年来在世界范围内土 木工程界出现的一个跨学科、跨领域的综合型系统。始于1968 年美国国家桥梁档案数 据库(NBI)，综合性桥梁工程项目管理系统的出现则是在上个世纪80 年代。最初的管理系统不过 是基本桥梁信息的计算机档案，如桥龄、所有者等。然后发展为包括检测计划和检测、 维修中得到的数据储存。到目前为止，大部分西方发达国家都拥有适合本国桥梁管理需 要的桥梁工程项目管理系统。比较有代表性的有美国的POINTS 系统和 BRIDGIT 系统，丹麦的 DANBRIO 系统，日本的 J-BMS 和欧洲的 Brime 项目等。

　　二、发展现状

　　世界上最先进的桥梁工程项目管理系统——PONTIS。在过去 10 年里, 美国 FHWA 开发了一 个称为 PONTIS 的软件包, 它能够基于最小生命周期费用在网络级水平选择最优策略。 它通过投资- 利润分析为每一个结构推荐养护方案，其中利润是从立即维修桥梁与延期 1 年或多年再维修比较所节约的费用。目前，PONTIS 可能是最先进的 BMS，它在美国用 了约 40 年，以纽约和宾夕法尼亚州最为著名。PONTIS 的显著特点在于它对桥梁构件状 态的统计方法，桥梁的每一个构件都从单个的桥梁中分开，被认为是构件族的一部分。 该软件采用了 Markov 链的简单形式来模拟退化进程, 采用概率论模拟各个构件状态评 估的变化。

　　中国公路桥梁工程项目管理系统( CBMS) 于 20 世纪 80 年代,由交通部公路科学研究所首先 开发。该系统基于桥梁结构工程、病害机理、检测技术、数据采集技术、统计学理论及 工程经济的数据库系统, 充分运用了计算机系统所提供的数据处理功能、评价决策方法和管理学理论, 通过系统模型的运行, 对现有桥梁基础档案数据进行管理,实现桥梁技 术状况登记、评价分析、投资决策和状态预测。在系统设计方面，CBMS 采用了层次模块 分析法的设计,通过子系统、模块和功能的层层分解,构成树形层次结构，使系统结构化 程度高, 可维护性和扩充性能好。该系统通过对人工或机械采集的桥梁结构数据和病害 信息数据进行管理, 利用特定的数学模型及经济学模型对这些数据进行分析和统计,为 用户提供系统统计与查询服务;单一桥梁技术状况评价与路网桥梁的整体水平的评估; 桥梁将来状况预测;整个路网桥梁养护估算、维修和改善需求;优化桥梁养护管理计划; 图像处理和加固对策建议等。

　　三、应用

　　1)评价计算的应用。现行的桥梁工程管理系统具有对桥梁进行评价和计算的功能，它 能根据桥梁的缺损状况、荷载承重足够性、桥面交通适应性和交通量进行综合评价，但 是经过与人工计算进行比较，还是有一定差别，是因为对两者进行评价时考虑的因素不 同，结果较为相近，所以其评价基本可靠;

　　2)维修加固及辅助决策。CBMS 内置有桥梁 常见的病害加固的处置、加固方法，对每一种维修加固方法有较详细的介绍，可以根据 不同的桥型、桥龄、地基类型的三类以上桥梁优选出三个以上的加固维修方案，并对加 固费用进行分析。

　　3)统计、查询。可以查询桥梁的技术状况、维修情况各种信息，而 且统计资料还可以出，用 Excel 保存。

　　4)其他。维修计划的排列、可以生成桥梁年度 报告以及其地理信息系统 GIS 功能都十分强大。

　　四、系统存在的问题有哪些?

　　从泛普桥梁工程项目管理系统的发展可以看出, 早期桥梁工程项目管理系统基本上是一个桥梁档案数据 库, 功能和结构都很简单;随着计算机技术和桥梁基础理论的不断发展，在桥梁数据库 管理的基础上, 系统逐渐增加了评价、优先排序、对策提示、需求预测及费用分析等功 能模块, 这些模块可称为决策模块,但这些功能都是初步性的，尚处于研究及探讨阶段, 主要存在以下几个问题:

　　1)桥梁工程项目管理系统的应用时间较短, 造成支撑系统的实际工程数 据较缺乏;

　　2)我国幅员辽阔，桥况复杂，目前无法形成统一的桥梁评价体系;

　　3)桥况 评估理论需要进一步完善。目前，研究者倾向于在大量原始评价信息基础上运用经验公 式法、综合评判法、神经网络法及遗传算法等具有较高容错性的评估算法进行综合评估。

　　4)有的地方由于决策者的不重视，造成人员配备不力，某些桥梁养护管理人员缺乏必要 的专业技能训练，特别是新型维修方法、新制作工艺、新材料的应用技能等，使得 CBMS 系统得不到充分利用，一些功能得不到开发，没有让系统真正发挥作用。

　　5)桥梁数据 采集队伍人员素质差，制度不健全，致使数据采集不及时或不准确，造成了CBMS 的整 体不可靠性。

　　五、总结

　　我国交通运输行业的迅猛发展, 如何对现有桥梁进行有效的管理是极为紧迫的问 题。桥梁工程项目管理系统的作用为及时解决桥梁运营过程中的问题、避免更大的损失提供了可 靠而又实际有效的支持。然而, 由于桥梁工程项目管理系统是一个跨学科、跨领域的交叉科学, 使得该管理系统的实施与应用有诸多的问题与不足, 还应加强研究与总结对其进行进 一步完善。不仅要更加完善自身系统的硬件功能、确定桥梁工程项目管理系统与现行规范和行业规则的统一，增强系统操作的人性化，还应注重桥梁工程项目管理系统的辅助决策功能，并针对 不同管理目标使管理系统模块化，具有综合处理相关问题的能力。