专利名称：基于cad的桥梁病害管理系统及桥梁病害管理维护方法
技术领域：
本发明专利涉及桥梁健康监测，尤其是一种将桥梁病害的检查、记录、处理以及评 估与预测等一系列桥梁管养工作为一体的管理系统及其管理维护方法，特别适用于桥梁管 养单位对桥梁病害的定位、记录以及跟踪处理。
背景技术：
随着我国交通行业的不断发展，桥梁在其中体现的联接、枢纽作用日益明显。因而 其健康状态逐渐成为影响交通运输的重要因素，可以对桥梁出现的问题可以准确而迅速的 进行解决则显得尤为重要。目前我们整个社会一方面在大量建造新桥，另一方面我们已经 拥有大量的需要养护的旧桥，这些桥梁不仅数量大，而且桥梁结构的跨度越来越大，结构体 系越来越复杂，维护管理工作的难度随之增大。传统的管理是人工检查，并将检查中发现的 问题进行记录或者绘图然后进行处理。对桥梁的使用预期一般靠综合各种情况进行测定和 计算以及靠经验来推断。传统的处理方式一方面会产生大量的文件、档案需要处理，这需要耗费大量的人 力、物力资源，若资料丢失会造成很大的损失。其次可能会发生维修时对病害的定位不准 确，或是寻找病害比较困难的情况。而且实践证明依靠传统的管理方法和模式，造成管理工 作中信息分散、程序烦琐、复杂、效率低下，特别是不能对桥梁现况进行科学合理的评价和 维护决策。这会造成可能对桥梁病害维护的最有利时机的延误，乃至导致桥梁的病害加剧 发展或者导致对桥梁的病害估计过高，盲目追加维修成本，浪费大量资金。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种集巡检任务设定、安排、验 收、病害记录、维修任务安排、执行、验收、以及报表生成和桥梁状况预测评估等一整套集桥 梁病害检查、记录、处理等功能的信息化解决方式。为达到上述目的，本发明提供了一种基于CAD的桥梁病害管理系统，该系统包括桥梁巡检计划模块、实现桥梁管养单位对巡检表格模板的管理、桥梁巡检计划的 编辑、审批、安排以及巡检工作日历的生成。巡检信息模块、所述巡检信息模块用户可以再次处查看在巡检计划模块中审批通 过的任务并完成。桥梁评估模块、桥梁评估模块用于输出被选定桥(或者构件)完成评估任务后的 评估结果，用于输出被选定桥(或者构件)完成评估任务后的评估结果(如4所示)。其利 用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一个历史评分趋势图；桥梁预测模块、其利用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一 个历史评分趋势图，通过专用的桥梁评估算法分析桥上构件的病害程度后输出以图形方式 显示的预测图。维修管理模块用户根据条件进行病害查询，在完成查询后系统会给出一个病害列表，系统可以针对病害结构树中需要进行维修任务的病害创建相应的维修方案跟任务。所述的巡检信息模块内置的CAD软件，在巡检过程中发现的桥梁构件病害，巡检 人员需将其的详细信息记录下来并可以用系统内置的CAD软件以CAD及其照片的形式对其 进行记录。所述桥梁评估模块其利用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生 成一个历史评分趋势图，可以形象地表现出一段时间内该桥/构件的质量分级状况发展情况。本发明在上述系统的基础上，提出一种基于CAD的桥梁病害管理维护方法，该方 法包括步骤1)利用所述的桥梁巡检计划模块，根据管理员的意志完成新建巡检计划或从已有 巡检计划中选定计划执行并生成相应的表格模板；为巡检任务设定一系列计划明细，如时 间、巡检部位、类型巡检；被审批通过后才可生效，并形成工作日历；2)利用巡检信息模块记录巡检过程中发现的桥梁构件病害，管理员对桥梁管养工 作完成情况进行监督，3)利用所述桥梁评估模块输出对被选定桥或者构件完成评估任务后的评估结果， 管理员参考结果决策是否对该桥梁进行养护工作；4)利用所述桥梁预测模块，通过桥梁评估算法分析桥上构件的病害程度后，输出 以图形方式显示的预测图，该预测图显示在使用者选定的未来一段时间内该桥梁/构件的 质量分级的概率状况，为决策者对未来的工作提前规划、设计；5)用户利用所述维修管理模块，根据设定条件进行病害查询，在完成查询后系统 会给出一个病害列表；使用者在选择相应的病害列表后，系统综合所选的各项病害列表，根 据巡检时病害在系统中的记录，生成包括病害位置、病害类型信息的病害结构树；6)系统针对所述病害结构树中需要进行维修任务的病害创建相应的维修方案跟 任务，维修任务生成后，用户既可以接获维修任务，用户在完成维修任务后向管理员提交维 修任务单，管理员在验收结果后完成一个工作循环。所述步骤2中，在记录巡检过程中发现的桥梁构件病害时，利用系统内置的CAD软 件以CAD及其照片的形式对其进行记录，系统会自动统计各项病害并按规则对用户展示。
所述步骤3中，所述评估结果可以通过利用该桥梁/构件历史数据，通过打分的形 式为被评估桥梁/构件生成一个历史评分趋势图，形象地表现出一段时间内该桥/构件的 质量分级状况发展情况，使管理员掌握该桥/构件的质量走势，判断结构健康状况是否良 好。从上述技术方案可以看出，本发明专利具有以下有益效果1.本发明专利为桥梁病害的记录方式提供了一种基于CAD的方式，可以将构件及 其上被检查出的病害及其参数形象的记录下来，该模块集成于软件系统中，使维修人员可 以针对病害进行分析制定完善的维修方案。该模块结构图可以导出到维修人员的单机版 上，为维修人员准确找到病害点以及顺利完成维修任务起到指导作用。2.本发明专利提出了针对桥梁病害的从巡检任务安排到巡检过程执行、验收和维 修任务安排，维修任务执行、验收的一整套信息化、智能化、交互式的指导解决方案。用户只 需依据步骤完成即可，大大的提高了工作的有序性，并且在很大程度上提升了完成工作的效率。所有数据信息都按严格的规则自行组织为桥梁相关的技术、病害、维修档案，并可以 自动生成报表输出。很好的避免了文件的丢失，并提高了用户对文档的管理效率。3.本发明专利为用户提供了一套完整的构件打分体制，系统会根据桥梁构件的损 伤程度为其分别打分评级，以确定其损伤等级和维修紧迫性。为决策者的任务计划作出指 导。避免了因为决策者的疏漏或者判断错误所造成的桥梁病害加剧乃至发生重大事故。4.本发明专利利用现有的桥梁技术数据，对桥梁在载荷和环境等因素作用下技术 状况的发展规律、变化趋势进行准确、合理的桥梁技术状况预测，可以帮助桥梁管养部门制 定合理的养护维修计划，使有限的资金最大限度发挥作用，从而使网内的桥梁维持在尽可 能高的服务水平。
图1为本发明系统结构框架图；图2为本发明维修管理模块生成的病害结构树。
具体实施例方式为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对 本发明作进一步详细说明。本发明专利提供的基于CAD的桥梁病害管理系统包括了桥梁巡检计划模块、巡检 信息模块、桥梁评估模块、桥梁预测模块、维修管理模块等功能模块。桥梁巡检计划模块用来实现桥梁管养单位对巡检表格模板的管理、桥梁巡检计划 的编辑、审批、安排以及巡检工作日历的生成。本模块根据管理员的意志完成新建巡检计划 (经常性、周期性循环或定时性)或从已有巡检计划中选定计划执行并生成相应的表格模 板。可以为巡检任务设定时间、巡检部位、类型等一系列计划明细。巡检被审批通过后才可 生效。并形成工作日历。管理员也可直接对其所辖员工的工作进行安排。本模块功能为生 成巡检信息、桥梁评估和预测等功能模块的前提条件。巡检信息模块用户可以再次处查看在巡检计划模块中审批通过的任务并完成，所 完成的任务需要被管理员验收通过才算巡检结束。这就实现了对桥梁管养工作完成情况的 监督。在巡检过程中发现的桥梁构件病害，巡检人员需将其的详细信息记录下来并可以用 系统内置的CAD软件以CAD及其照片的形式对其进行记录，这样可以形象而直观对病害情 况进行描述，以便技术人员可以较为直观的对病害做出判断以助其进行养护措施决策，并 且使养护人员在维修时可以准确的查找到病害发生处。系统会自动统计各项病害并按规则 对用户展示。除此之外系统还会对已发生病害进行打分评级，以确定其病害的严重性以及 维修的紧迫性。这对保证大桥的安全有着十分重要的意义。桥梁评估模块用于输出被选定桥(或者构件)完成评估任务后的评估结果。其 利用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一个历史评分趋势图，可以形 象地表现出一段时间内该桥/构件的质量分级状况发展情况，使管理员掌握到桥的质量走 势，结构健康状况是否良好，管理员可参考所得分数决策是否对该桥梁进行养护工作。桥梁预测模块通过专用的桥梁评估算法分析桥上构件的病害程度后输出以图形 方式显示的预测图。该评估图可以显示在使用者选定的未来一段时间内该桥梁/构件的质
6量分级的概率状况，为决策者对未来的工作提前规划、设计。维修管理模块中用户根据条件进行病害查询，在完成查询后系统会给出一个病害 列表，使用者在选择相应的病害列表后系统可以综合所选各项选择病害列表根据巡检时歌 病害在系统中的记录生成病害结构树(包括病害位置、病害类型等信息，病害结构树如图5 所示)，系统可以针对病害结构树中需要进行维修任务的病害创建相应的维修方案跟任务。 维修任务生成后，用户既可以接获维修任务，用户在完成维修任务后向管理员提交维修任 务单，管理员在验收结果后即为一个工作循环，该工作循环为一个交互式的过程。本系统主要侧重于对桥梁病害的发现、记录、处理以及桥梁状况评估预测等一系 列工作的信息化、智能化开发。本系统可以很完整的指导管养公司完成其日常管养工作我们在开发中建立了包 括经常、定期、特殊巡检等各种巡检计划任务池，提供了易于检索和更新的各种巡检程序， 为巡检人员的工作提供技术支持。由巡检任务管理者指定巡检计划，为巡检任务排序、指派 任务，在指派任务时会根据系统为其评定的桥梁构件状况等级来选定最紧要的任务进行分 配。巡检人员可以携带单机版外出巡检，同时将该任务的相关资料存储到“巡检任务档案 池”，并将巡检中发现的病害存储进病害库中。在巡检结束后需要返回服务器上的系统中进 行工作确认。桥梁的维修工作流程与其类似。本系统在开发过程中引入两个特征一、我们在开发时将CAD整合入系统软件中， 这不仅可以提高桥梁管养的专业程度和信息化程度，更重要的是巡检人员在巡检过程中发 现的病害可以通过此方式形象的记录，并且可以详细的表达其内各个参数。决策者能够通 过病害CAD图对病害的养护手段和紧迫性做出准确的判定以及任务的安排。维修人员可以 直观的了解到自身承担的维修任务，并可以准确的发现病害处。这极大的提高了养护单位 工作的效率和正确性。二、我们在系统中引入了病害库的概念，并提供了病害打分评定标 准，规范养护与检查的记录，为任务管理提供参考数据。在系统使用过程中不断收集各种病 害的类型、维修手段及其详细信息。其独有的构件状态打分体制不仅可以辅助决策者判断 桥梁构件损伤程度以及维护的急迫性，更可以根据其构件的病害程度系统会自动判定桥梁 的整体状况，并且依靠现有状况预测未来时间内桥梁的状态以指导决策者对未来工作进行 预防性准备。以上对本发明专利所提供的基于CAD的桥梁病害管理软件进行了详细介绍，本文 中应用了具体实施例对本发明专利的原理及实施方式进行了阐述。以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制 本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应 包含在本发明专利的保护范围之内。
权利要求
一种基于CAD的桥梁病害管理系统，其特征在于，该系统包括桥梁巡检计划模块、实现桥梁管养单位对巡检表格模板的管理、桥梁巡检计划的编辑、审批、安排以及巡检工作日历的生成；巡检信息模块、所述巡检信息模块用户可以再次处查看在巡检计划模块中审批通过的任务并完成；桥梁评估模块、桥梁评估模块用于输出被选定桥(或者构件)完成评估任务后的评估结果，用于输出被选定桥(或者构件)完成评估任务后的评估结果(如4所示)。其利用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一个历史评分趋势图，桥梁预测模块、其利用该桥梁历史数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一个历史评分趋势图，通过专用的桥梁评估算法分析桥上构件的病害程度后输出以图形方式显示的预测图，维修管理模块用户根据条件进行病害查询，在完成查询后系统会给出一个病害列表，系统可以针对病害结构树中需要进行维修任务的病害创建相应的维修方案跟任务。
2.根据权利要求所述的管理系统，其特征在于，所述的巡检信息模块内置的CAD软件， 在巡检过程中发现的桥梁构件病害，巡检人员需将其的详细信息记录下来并可以用系统内 置的CAD软件以CAD及其照片的形式对其进行记录。
3.根据权利要求所述的管理系统，其特征在于，所述桥梁评估模块其利用该桥梁历史 数据可以通过打分的形式为被评估桥梁生成一个历史评分趋势图，可以形象地表现出一段 时间内该桥/构件的质量分级状况发展情况。
4.一种基于CAD的桥梁病害管理维护方法，其特征在于，该方法包括步骤1)利用所述的桥梁巡检计划模块，根据管理员的意志完成新建巡检计划或从已有巡检 计划中选定计划执行并生成相应的表格模板；为巡检任务设定一系列计划明细，如时间、巡 检部位、类型巡检；被审批通过后才可生效，并形成工作日历；2)利用巡检信息模块记录巡检过程中发现的桥梁构件病害，管理员对桥梁管养工作完 成情况进行监督，3)利用所述桥梁评估模块输出对被选定桥或者构件完成评估任务后的评估结果，管理 员参考结果决策是否对该桥梁进行养护工作；4)利用所述桥梁预测模块，通过桥梁评估算法分析桥上构件的病害程度后，输出以图 形方式显示的预测图，该预测图显示在使用者选定的未来一段时间内该桥梁/构件的质量 分级的概率状况，为决策者对未来的工作提前规划、设计；5)用户利用所述维修管理模块，根据设定条件进行病害查询，在完成查询后系统会给 出一个病害列表；使用者在选择相应的病害列表后，系统综合所选的各项病害列表，根据巡 检时病害在系统中的记录，生成包括病害位置、病害类型信息的病害结构树；6)系统针对所述病害结构树中需要进行维修任务的病害创建相应的维修方案跟任务， 维修任务生成后，用户既可以接获维修任务，用户在完成维修任务后向管理员提交维修任 务单，管理员在验收结果后完成一个工作循环。
5.根据权利要求4所述的维护管理方法，其特征在于，所述步骤2中，在记录巡检过程 中发现的桥梁构件病害时，利用系统内置的CAD软件以CAD及其照片的形式对其进行记录， 系统会自动统计各项病害并按规则对用户展示。
6.根据权利要求4所述的维护管理方法，其特征在于，所述步骤3中，所述评估结果可 以通过利用该桥梁/构件历史数据，通过打分的形式为被评估桥梁/构件生成一个历史评 分趋势图，形象地表现出一段时间内该桥/构件的质量分级状况发展情况，使管理员掌握 该桥/构件的质量走势，判断结构健康状况是否良好。
全文摘要
本发明公开了一种基于CAD的桥梁病害管理系统及桥梁病害管理维护方法，该系统利用CAD相关技术来记录和处理桥梁构件中的病害。本软件包括桥梁系统的检查以及对错误的记录、对桥梁的评估预测功能、以及对病害的维护等功能。本发明专利使桥梁管养单位对桥梁的病害的检查和维护工作变得更加方便，并且很大程度的提升了其工作的便捷性并实现了很高的效率。
文档编号G06Q10/00GK101894328SQ20101022813
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者冯良平, 周兵, 张晓斌, 张澍, 张鹏飞, 李娜, 胡斌, 谢浩 申请人:中交公路规划设计院有限公司