公路桥梁养护管理系统初探

/马路桥梁养护管理系统初探［摘要］随着高速马路桥梁经济的飞速发展，马路桥梁系统化、信息化程度越来越高。马路桥梁养护管理系统是最近十几年来在桥梁工程界出现的一个新的领域。它涉及系统学、管理学、统计学、运筹学等多种学科，是跨学科、跨领域的系统工程。马路桥梁管理系统对整个马路管理的发展起着重要的作用，特殊是在资源约束的现代社会，它已经成为马路管理不行或缺的环节。［关键词］马路桥梁养护；养护管理系统［作者简介］王长伍，合肥市马路管理局肥西分局华洁马路养护工程有限责任公司副总经理，安徽合肥，231200［中图分类号］U443.16［文献标识码］A［文章编号］1007-7723（2009）04-0138-0002一、马路桥梁养护管理系统的概念及内容（一）马路桥梁养护管理系统的概念马路桥梁养护管理系统是一门新的综合管理技术，它基于桥梁结构工程、病害机理、编码技术和数据监测技术，运用系统的数据处理功能、评价决策方法，对现有桥梁进行登记、评价分析和投资决策。建立马路桥梁养护管理系统能够较为全面地收集、储存和处理各类桥梁数据资源，通过系统供应的各个模型和功能的运行，用户可直观地了解现有桥梁的过去、当前和将来若干年内的营运状况，从而合理支配有限的养护资金，刚好、经济和有效地对桥梁实施养护和修理，达到延长桥梁运用寿命，充分发挥桥梁的营运效能，确保交通运输平安通畅的目的。桥梁养护管理作为马路管理中特别重要的一个环节，是保障桥梁平安、快速、舒适、畅通的基础。其中，成熟的桥梁管养系统对整个马路的发展起着特别重要的作用。（二）马路桥梁养护管理系统的基本框架如图1所示，桥梁养管系统基本框架大致包括4大块：数据采集、数据挖掘、专家系统、处理模块。1.数据采集马路桥梁养护管理系统决策的基础是大量、精确的数据信息。数据信息含静态数据信息和动态数据信息。其中动态数据采集的方式主要有三种：一是依靠高效、快速的检测设备。如桥面快速检测设备能检测到桥面平整度、桥面强度、桥面抗滑性能等参数；桥面快速检测设备能检测到前方图像、桥面破损（裂缝）、桥况数据（桥下承载力、桥面、桥涵构造物、沿线设施、绿化）。二是依靠马路桥梁机电系统（收费、通信、监控三大系统）自动采集如交通流、收费信息、车型分类、环境和气象等数据。三是依靠人工手动采集和养护管理相关的数据。静态数据主要是马路桥梁的基本资料，它的采集主要是靠人工输入，也可以靠系统工具从原有的相关应用系统的数据库（假如有）中自动导入。数据采集系统应为各种数据检测设备、机电系统中的监控系统和收费系统以及其他相关的业务系统供应相应的数据接口。2.数据挖掘数据挖掘是用特地算法从数据中抽取模式。数据挖掘任务有四项：分类、预料、关联分析、聚类。分类是从数据中选出已经分好类的训练集，在该训练集上运用数据挖掘分类的技术，建立分类模型，对于没有分类的数据进行分类。预料是对将来未知变量的估测，当然，这种预料是须要时间来验证的，即必需经过肯定时间后，才知道预料精确性是多少。数据关联是数据库中存在的一类重要的可被发觉的学问。若两个或多个变量的取值之间存在某种规律性，就称为关联。关联可分为简洁关联、时序关联、因果关联。关联分析的目的是找出数据库中隐藏的关联网。有时并不知道数据库中数据的关联函数，即使知道也是不确定的，因此关联分析生成的规则带有可信度。关联规则挖掘发觉大量数据中项集之间好玩的关联或相关联系。Agrawal等于1993年首先提出了挖掘顾客交易数据库中项集间的关联规则问题，以后诸多的探讨人员对关联规则的挖掘问题进行了大量的探讨。他们的工作包括对原有的算法进行优化，如引入随机采样、并行的思想等，以提高算法挖掘规则的效率；对关联规则的应用进行推广。关联规则挖掘在数据挖掘中是一个重要的课题，最近几年已被业界所广泛探讨。聚类是对记录分组，把相像的记录在一个聚集里。聚类和分类的区分是聚类不依靠于预先定义好的类，不须要训练集。3.专家系统专家系统主要由学问库(KnowledgeBase)、推理机(InferenceEngineer)和学问库管理系统组成。学问库是学问的存储器，它以某种储存结构储存高速马路养管领域专家的学问和数据挖掘从数据库和数据仓库挖掘的学问。学问的表示是探讨用什么样的形式将有关问题的学问存入学问库，以便进行处理。马路桥梁养管领域内事实性学问和专家所特有阅历性学问的表示方法有：逻辑(Logic)、语义网络(Semanticnetwork)、产生式规则(Productionrule)、框架(Frame)/状态空间(Statepace)、Petri网等；而数据挖掘得到的学问的表示方法主要有：规则、决策树、学问基（浓缩数据）、网络权值、公式和案例。学问库管理系统实现对学问的管理，其中学问获得是关键，它将高速马路养管领域内事实性学问和专家所特有阅历性学问化为计算机可利用的形式并送入学问库。同时也负责学问库中学问的修改、删除和更新，并对学问库的完整性和一样性进行维护。推理机是专家系统的“思维”机构，是构成专家系统的核心部分。其任务是模拟领域专家的思维过程、限制并执行对问题的求解。它能依据当前已知的事实，利用学问库的学问，按肯定的推理方法和搜寻策略进行推理，求得问题的答案或证明某个结论的正确性。4.处理模块处理模块包括预防和维护。《马路桥梁养护管理制度》坚持预防为主、防治结合的原则。养护以路面、桥梁为重点，科学合理支配好养护施工任务。可见预防在整个马路桥梁养护过程中起着特别重要的作用。合理的预防可以减轻后期维护的难度。综上所述，专家系统和数据挖掘的结合实现了对决策问题的定性分析，再和数据系统结合，实现了定性和定量相结合的决策。在此基础上的决策通过处理模块的有机结合便形成完整的马路桥梁养护管理系统。二、马路桥梁养护管理的现状桥梁是马路的重要组成部分，桥梁养护的好坏干脆关系到马路交通行车的平安和畅通。第一，在构建和谐社会的今日对交通运输提出了更高的要求，反映在马路运输上是交通量猛增，运输车辆的载重量加大，马路运输对马路桥梁的通过实力和承载实力的要求越来越高。而现实中的桥梁养护的技术、设备和措施往往跟不上交通发展的须要，导致了养护滞后、报废年限提前。其次，一些旧桥老化、破损现象日趋严峻，很多旧桥难以适应日益增长的交通量须要，现有的全面养护措施无法弥补其严峻的破损现况。第三，相当数量的桥梁，尤其是早期在省道、县道上的桥梁，（上接第139页）在修建当时，由于资金短缺，设计、施工标准均较低，加之技术管理薄弱，施工质量未能保证，而养护机构放松了养护初期的警觉性，没有刚好做养护预防措施，加快了桥梁的老化步伐。第四，环境污染的日益加重，造成桥梁的自身老化、破损，而实际养护中往往没有实行适当的防护措施。第五，桥梁设计时计算荷载等级低，限制了马路运输的通行实力，加上养护技术跟不上，往往只能坐视不管，从而导致桥梁的破坏程度进一步加剧。三、建立马路桥梁管理系统的必要性马路桥梁管理系统的建立可以使管养单位高效率地完成桥梁养护的日常管理，包括桥梁档案的建立、修改、查询和维护；也可以使管养单位进行桥梁养护、管理方面的决策更具科学性。如管理人员依据统计数据刚好发觉潜在的病害并刚好实行相应措施，对桥梁缺损、病害刚好监控，状态预警，提出养护修理对策。这不但削减马路交通方面的损失，更可提高马路桥梁的运用年限。由于桥梁负荷的加剧，一些桥梁修建质量较低及环境污染的日益加重，造成桥梁的自身老化、破损，使得桥梁“苍老”加快、“寿命”缩短。因此，科学地建立并实施马路桥梁养护管理系统对整个马路交通事业的发展特别重要。四、结语马路桥梁养护管理系统的建设须要依靠各方面专业人员通力合作。马路桥梁养护管理系统主要解决评价、预料、决策模型等的一系列系统性、专业性的问题。在马路养护市场化的趋势下马路桥梁养护管理系统变得尤为重要，投资的合理化、养护的科学化、管理的规范化都是和谐社会的必备基础。政府职能部门、市场、马路养护单位应同心协力对马路养护信息化、系统化、规范化的应用深度、广度拓展提出可行性方案，扩大马路桥梁的社会效益和经济效益。［参考文献］［1］JiaweiHan/MichelineKamber.