一种面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统的制作方法

本发明涉及智慧桥梁管理系统，特别是涉及面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统。

背景技术：

随着世界经济的高速发展，交通网络得到进一步扩展。交通基础设施尤其是桥梁建设扮演了重要角色。据统计，每年美国5万到8万座钢筋混凝土桥梁需要修复或替换，其费用达近500亿，英国每十年对大约6000座桥梁进行检测修复或更换的费用达到6200万英镑。我国目前公路桥梁约有75万座，由于车流量加大、车辆超载及结构老化等因素，桥龄为15-20年以上的大部分桥梁出现不同程度的病害，养护费用逐年增加。

目前已有桥梁管理系统可以对桥梁进行电子化管理，存储桥梁基本数据信息。这类系统以c/s架构为主，系统功能有限且升级困难。同时，当前针对区域内桥梁群，尤其是中小跨桥梁群的管理系统，尚未集成检测、监测、决策评估功能的一体化管理，具备各类信息数据存储能力以及三维可视化显示功能。

技术实现要素：

发明目的：本发明的目的是提供一种集成检测、监测、评估和优化决策功能一体化的面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统，以b/s架构为基础，包括：

数据录入模块：用于录入桥梁的基本信息、检测信息和监测信息；

数据存储模块：用于对数据录入模块录入的信息和数据评估模块的评估结果进行存储；

数据显示模块：用于根据数据存储模块存储的数据自动生成桥梁三维模型，并对数据存储模块存储的数据和桥梁三维模型进行显示；

数据评估模块：用于对数据存储模块存储的检测信息和监测信息进行评估；

数据优化决策模块：用于对数据评估模块的评估结果进行优化和决策。

进一步，所述基本信息包括桥梁代码、桥梁名称、路线类型、所在地、中心桩号、桥梁类型、桥梁尺寸信息、上部结构信息、下部结构信息和桥面系信息。

进一步，所述检测信息包括构件编号、病害类型、病害数量和检测时间。

进一步，所述监测信息包括挠度检测信息、应变监测信息、裂缝监测信息和环境监测信息。

进一步，所述数据评估模块对检测信息和监测信息进行的评估包括：状态评估、损伤识别、结构有限元模型修正、内力状态分析、动力响应分析、退化趋势分析和承载能力评估。

进一步，所述数据优化决策模块进行的决策包括：预算决策、加固维修方案、加固效果预测、网络优先级加固和待添加模块。

进一步，所述系统根据数据评估模块的评估结果、数据优化决策模块的决策结果和桥梁三维模型生成桥梁检测监测报告。

进一步，所述系统还包括检测任务派发与执行模块；检测任务派发与执行模块用于管理单位派发桥梁检测任务，检测单位接收并执行病害检测录入，检测任务的汇总与查询。

进一步，所述系统还包括维护任务派发与执行模块；维护任务派发与执行模块用于维护任务的派发、接收、执行以及完成汇总。

进一步，所述数据显示模块根据桥梁的上部结构信息、下部结构信息、桥面系信息、跨径长度和构件编号，基于webgl技术自动生成对应的现浇实心板梁、预制空心板梁、预制箱型梁和预制t型梁的三维可视化模型，从而生成桥梁三维模型。

有益效果：本发明公开了一种面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统，与现有技术相比，具有如下的有益效果：

1)实现了中小跨桥梁单体及区域桥梁群管养过程各类数据的集成管理，并实现了检测、监测、评估及决策的一体化过程；

2)实现了桥梁管养过程中各类数据信息的模块化与标准化管理；

3)基于webgl技术实现了桥梁三维模型可视化的自动化，有利于及时获取桥梁基本结构形式等信息。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中系统的设计框图；

图2为本发明具体实施方式中桥梁检测任务派发过程图；

图3为本发明具体实施方式中桥梁维护任务派发过程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步的介绍。

本具体实施方式公开了一种面向中小跨桥梁群的智慧桥梁管理系统，以b/s架构为基础，基于j2ee和mysql数据库，以数据集成为基本目标，如图1所示，包括：

数据录入模块1：以web端输入方式为主，用于录入桥梁的基本信息、检测信息和监测信息。

数据存储模块2：基于mysql数据库建立，用于对数据录入模块1录入的信息和数据评估模块4的评估结果进行存储。根据数据的所属类型构建基本信息数据库(静态)，检测信息数据库(动态)，监测信息数据库(动态)，状态评估数据库(动态)以及维护决策数据库(动态)。

数据显示模块3：用于根据数据存储模块2存储的数据自动生成桥梁三维模型，并对数据存储模块2存储的数据和桥梁三维模型进行显示。结合webgis技术，显示区域内以及单体桥梁的地理位置分布信息，并标注对应评估等级；基于webgl技术，依据数据存储模块的桥梁基本信息，自动生成桥梁对应的三维可视化模型；以web图表形式显示桥梁基本信息，病害检测信息，传感器实时数据信息，状态评估信息以及维护决策信息。

数据评估模块4：用于对数据存储模块2存储的检测信息和监测信息进行评估。依据《公路桥梁技术状况评定标准》(jtg/th21-2011)，结合病害检测数据，自动计算桥梁评估等级。

数据优化决策模块5：用于对数据评估模块4的评估结果进行优化和决策。依据桥梁评估等级，建立储存主梁加固、支座更换等维护项目信息。

系统通过javascript和html前端框架集成桥梁基本信息，构件信息，病害信息，检测记录历史信息，监测传感器信息，桥梁历史评估信息，桥梁决策维护信息。结合webgis技术建立桥梁群地理位置信息。以webgl为框架，使用three.js建立桥梁群所有桥梁的三维可视化模型。针对桥梁管养过程的各类任务事件，通过javascript、css框架建立桥梁构造、跨径、构件数据查询，检测任务派发执行，状态等级评估记录及维护任务派发执行功能。开发实时监测数据显示，监测数据批量存储及实时预警功能。

系统建立二次开发接口，提供检测、监测、评估及维护管理的特殊功能开发界面，便于特殊检测内容、快速智能化手段、新型传感器监测接入本系统，同时提供评估和决策维护功能更新的端口，以便对桥梁各项评估内容、新型加固维护手段及经济性决策进行扩展。本发明系统融合检测、监测、评估及维护决策等过程，实现一体化管理。

其中，基本信息包括桥梁代码、桥梁名称、路线类型、所在地、中心桩号、桥梁类型、桥梁尺寸信息、上部结构信息、下部结构信息和桥面系信息。检测信息包括构件编号、病害类型、病害数量和检测时间。监测信息包括挠度检测信息、应变监测信息、裂缝监测信息和环境监测信息。

数据评估模块4对检测信息和监测信息进行的评估包括：状态评估、损伤识别、结构有限元模型修正、内力状态分析、动力响应分析、退化趋势分析和承载能力评估。

数据优化决策模块5进行的决策包括：预算决策、加固维修方案、加固效果预测、网络优先级加固和待添加模块。

系统根据数据评估模块4的评估结果、数据优化决策模块5的决策结果和桥梁三维模型生成桥梁检测监测报告。

系统还包括检测任务派发与执行模块和维护任务派发与执行模块。如图2所示，检测任务派发与执行模块用于管理单位派发桥梁检测任务，检测单位接收并执行病害检测录入，检测任务的汇总与查询。检测任务可以通过单个或批量派发给指定检测单位，相关检测单位用户登录到系统后可查询到被派发任务；检测任务执行过程中，可以通过任务状态标签页查询检测任务的发布人员、发布时间、接收人员、接收时间及检测单位，如超期未接收检测任务，管理单位用户可以通过发送邮件进行提醒。任务完成汇总显示已完成的检测任务信息，桥梁基本信息及检测信息可以通过打印功能生成pdf、word等本地文件，以便于后续工作报告整理。

如图3所示，维护任务派发与执行模块用于维护任务的派发、接收、执行以及完成汇总。该模块主要根据各个桥梁评估结果，建立各个桥梁的维护内容和记录。同时，针对需要维护的桥梁，系统建立伸缩缝更换、支座更换、上部承重结构加固及桥墩加固四项内容，用户可指定具体维护内容与施工单位，发布维护任务；施工单位用户可登陆系统查询、执行及完成维护任务，相关维护进度可通过列表进行查询。

数据显示模块3根据桥梁的上部结构信息、下部结构信息、桥面系信息、跨径长度和构件编号，基于webgl技术自动生成对应的现浇实心板梁、预制空心板梁、预制箱型梁和预制t型梁的三维可视化模型，从而生成桥梁三维模型。

系统还具有查询功能，依据桥梁地理位置信息、基本信息、构件信息、照片信息及三维可视化模型，有助于桥梁管理单位整体了解所辖区域内单体桥台或桥梁群的分布情况，查询桥梁路线号、中心桩号、结构类型、跨径等基本信息；结合三维可视化模型及构件信息列表，深入全面掌握各个桥梁的构件类型及分布。系统还具有监测实时预警功能，包括查询传感器类型及分布情况，查询实时监测数据，超出阈值报警。