一种桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导方法及系统与流程

本发明涉及一种桥梁养护方法，可以对桥梁的病害进行记录、识别，还可以提供处理措施指导。

背景技术：

桥梁养护有两层含义。狭义的桥梁养护是指为确保桥梁始终处于正常工作状态，所进行的检查、检测、评估、以及维修加固工作。广义的桥梁养护还包括为保证桥梁安全运营所采取的其他间接措施，如资料档案管理、相关制度规章建设以及应急预案的建立。

桥梁的检查与检测应分为三个等级：经常性检查、定期检测以及因特殊情况触发的检测。经常性检查的周期不超过一个月，由桥梁养护技术人员负责实施，主要用于检查桥区的违章行为、交通事故以及特别严重的桥梁病害。定期检测的周期一般不超过3年。根据结构的重要性和复杂程度设置。定期检测重点检测桥梁的结构病害，由养护单位的总工负责实施。其检测结果采用打分的方法评估桥梁的技术状态，是一种不科学的经验方法。因特殊情况触发的检测是指发现桥梁重大病害、地震、火灾、洪水等灾害后，为确定桥梁的技术状态进行的检测，由具有相应检测实力的专业研究机构实施。

当前，桥梁的病害较多是人为进行识别和记录，其相应的处理措施也只能依靠处理人员的专业知识和技能判断，因此对专业人员的专业性依赖较大。

公开日为20170405，公开号为cn106556605a的中国发明提供一种桥梁现场检测典型病害的数字化表征系统，包括：病害信息记录模块、病害信息生成模块和病害信息共享模块；其中，所述病害信息记录模块包括文字记录子模块、标准表格记录子模块和标准构件展开图记录子模块。优点为：(1)实现了桥梁现场检测病害信息的数字化记录与储存，解决了手工记录耗时，纸质记录表整理、数据处理等繁琐的工作，提高了现场检查、记录、数据处理等工作效率。(2)实现了桥梁病害的规范化与标准化记录；即：标准表格记录模块通过预先建立的标准表格模板，标准构件展开图模块通过标准构件展开图模板，规范了桥梁病害构件编号、位置确定、病害类型代码、病害大小表示法等，使桥梁检查的专业性得到了保证。但系统无法实现对病害自动进行分类、识别，并给出处理措施指导。

公开日为20170111，公开号为cn106326949a的中国发明提供一种基于rfid的桥梁工程构件定位识别巡检系统，包括：rfid标签，所述rfid标签设置在桥梁工程构件的相应位置，所述rfid标签设有天线，所述天线用于调整信号强度控制射频信号的接收范围；移动终端，携带在对桥梁进行工程活动的人员身上，用于检测在活动位置处的rfid标签和现场记录数据上传；服务器，所述服务器连接移动终端，用于接收现场记录数据和移动终端位置信息，实现远程记录和远程监控。本发明从根本上解决目前桥梁工程构件定位识别困难、桥梁病害记录储存麻烦等问题。其是通过rfid标签记录构件的基本信息，但成本较高，另外，仍无法实现对病害自动进行分类、识别，并给出处理措施指导。

公开日为20180907，公开号为cn108509656a的中国发明提供一种基于数据字典的桥梁检测评定系统，包括web端数据管理系统和移动端病害采集系统；web端数据管理系统和移动端病害采集系统之间进行信息的同步、交互与传递；web端数据管理系统包括数据字典模块和内业处理模块；数据字典模块包含桥梁部件字典库、桥梁病害采集层字典库、桥梁病害输入法字典库和桥梁类型部件权重值字典库；移动端病害采集系统包括移动端构件信息模块、病害采集模块和病害查看模块。优点：基于数据字典方法实现桥梁检测评定系统，功能齐全不冗繁、操作层级清楚简便，既契合了现场桥梁病害数据采集对节约时间与提高效率的要求，又满足了用户对于功能体验的要求。但该系统仅用于桥梁检测评定，无法实现桥梁现场检测病害信息的数字化记录与储存，更无法实现对病害自动进行分类、识别，并给出处理措施指导。

公开日为20100630(20120502)，公开号为cn101763053a的中国发明系一种移动式桥梁安全检测分析计算机网络管理的系统，包括传感器监测系统、数据采集系统、数据分析和处理系统组成。传感器监测系统包括主梁振动、主梁内力、主梁温度、桥塔位移、主梁线型、桥塔振动、缆索索力、环境监测。数据采集系统采用数据采集器接入包括温度传感器、加速度传感器、振弦式应变计，全站仪、风速风向仪和数字摄像机、超声波探伤仪。数据分析和处理系统由数据分析处理工作站计算机操作运行控制。根据采集的数据与信号反演出桥梁的结构工作状态和健康状况，识别出可能的结构损伤程度及其部位，从整体给出桥梁的安全可靠性评估，为管理养护提供技术支持，保障安全运营。该系统需运用大量的传感器，运营成本极高，且无法实现对病害自动进行分类、识别，并给出处理措施指导。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导方法及系统，实现对病害自动进行分类、识别，并给出处理措施指导，简单方便。

本发明方法是这样实现的：一种桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导方法，包括下述步骤：

s1、将桥梁进行结构分解，生成相应的结构编码，用于表征对应部位信息；将所有结构部位信息生成二维码，并打印后固定到桥梁中特定位置上；

s2、对桥梁工程中可能出现的各类病害进行归类，并对各病害进行属性识别，采用标签的方式定义各类病害表现出来的属性特点，形成病害类别和标签化的属性描述；同时技术人员对每类病害对应采取的应对措施进行关联，建立病害措施库，该病害措施库由标签、病害、措施对应构成；

s3、在巡查任务开始时，养护巡查人员通过移动端app打开定位功能，记录巡查任务定位信息；在发现桥梁对应部位有可疑病害信息时，对桥梁上的二维码进行扫描，获取相应位置的结构部位信息；

s4、然后对病害部位进行拍照上传，系统通过图像识别算法对上传的照片进行识别，并通过机器学习输出照片的标签化的病害描述属性；

s5、在获取相应标签化的病害描述属性后，系统根据所述病害措施库确定相应位置的病害类型，并提供相应的养护管理措施；

其中，步骤s1和步骤s2不限先后顺序。

进一步的，所述s4中，巡查人员还通过手工方式对病害属性进行相应的标签的新增和删除，斧正所述图像识别算法可能带来的误差。

进一步的，在所述s5中，在获取相应标签化的病害描述属性后，还对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重，根据标签权重确定相应位置的病害类型。

本发明系统是这样实现的：一种桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导系统，包括：

结构划分模块，用于将桥梁进行结构分解，生成相应的结构编码，用于表征对应部位信息；

二维码生成模块，用于将所有结构部位信息生成二维码，并打印后固定到桥梁中特定位置上；

巡查任务定位模块，用于通过移动端app(如打开gps定位)对养护巡查任务进行定位；

工程部位扫描模块，用于通过移动端app扫描桥梁上的二维码，获取相应位置的结构部位信息；

病害描述模块，通过图像识别算法，对巡查人员上传产病害部位照片进行识别，并通过机器学习输出照片的标签化的病害描述属性；

病害措施库，由标签、病害、措施对应构成，通过对桥梁工程中可能出现的各类病害进行归类，并对各病害进行属性识别，采用标签的方式定义各类病害表现出来的属性特点，形成病害类别和标签化的属性描述；同时对每类病害对应采取的应对措施进行关联，最终建立所得；

措施指导模块，根据相应病害标签化的病害描述属性确定相应位置的病害类型，并提供相应的养护管理措施。

进一步的，所述措施指导模块在获取相应标签化的病害描述属性后，对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重，根据标签权重确定相应位置的病害类型。

本发明具有如下优点：本发明提供养护巡查到病害识别和处理方案指导的全过程管理方法，优化现有桥梁养护巡查管理模式，对桥梁病害进行自动化管理。本发明在进行巡查任务管理前，收集大量的桥梁病害情况，并对病害情况分类整理成相应的病害库，同时针对每种病害提供相应的处理措施建立处理措施库，使病害和处理方法相互对应；对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重；根据标签权重确定病害种类，并根据关联的处理方法提供完整的处理方案指导。养护巡查人员通过移动端gps记录巡查路径，在发现桥梁部位病害时可通过扫描结构上预置二维码获取桥梁的结构信息，同时对病害部位进行拍照和病害信息填报，系统可根据病害标签对病害进行分类，并推荐相应的处理方法。本发明还可通过pc建立巡查任务，巡查人员接收任务后，开启巡查定位。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明系统架构及方法执行流程图。

图2为本发明病害措施库的结构示意图。

图3为本发明病害识别过程的流程示意图。

图4为本发明方法对上传的照片进行处理识别生成的二值图像的示意图。

具体实施方式

请参阅图1所示，本发明的桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导方法，包括下述步骤：

s1、将桥梁进行结构分解，生成相应的结构编码，用于表征对应部位信息；将所有结构部位信息生成二维码，并打印后固定到桥梁中特定位置上。每个桥梁经结构分解后，部位有多个，可以精确到较细节的部位。所谓特定位置就是合适的位置，二维码的固定位置既要考虑能对应构件，又要考虑扫码的便捷性，可以根据这两个要素作具体安排，比如对于上游侧中央防护栏检查二维码可固定在对应防护栏底端。另外，二维码需要耐高温、耐摩擦、不怕雨水，建议采用铝片二维码。

s2、对桥梁工程中可能出现的各类病害进行归类，并对各病害进行属性识别，采用标签的方式定义各类病害表现出来的属性特点，形成病害类别和标签化的属性描述；同时技术人员对每类病害对应采取的应对措施进行关联，建立病害措施库，如图2所示，该病害措施库由标签、病害、措施对应构成。每种病害均对应至少一个标签化的属性描述，并提供相应的处理措施。

s3、在巡查任务开始时，养护巡查人员通过移动端app打开定位功能，记录巡查任务定位信息；在发现桥梁对应部位有可疑病害信息时，对桥梁上的二维码进行扫描，获取相应位置的结构部位信息。如图1所示，得到的工程部位信息是：江阴大桥护段/江阴长江公路大桥/桥面系/桥面铺装/上游侧桥面铺装/北塔-1#吊索/1#护栏内桥面铺装。

s4、然后对病害部位进行拍照上传，如图3和图4所示，系统通过图像识别算法对上传的照片进行处理识别生成二值图像，并通过机器学习输出照片的标签化的病害描述属性，比如坑槽、孔洞、裂缝、开裂、露筋、剥落、渗水等；其中机器学习主要通过神经网络算法对之前已经收集的二值图片与相应属性的有监督训练学习；巡查人员还通过手工方式对病害属性进行相应的标签的新增和删除，斧正所述图像识别算法可能带来的误差。

s5、在获取相应标签化的病害描述属性后，系统根据所述病害措施库确定相应位置的病害类型，并提供相应的养护管理措施；具体是：在获取相应标签化的病害描述属性后，还对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重，根据标签权重确定相应位置的病害类型。

例如：建立病害措施库时，假设病害分为冲撞破坏和腐蚀破坏两类，分别记为a类和b类，其中a类用10个标签定义病害描述属性，b类用15个标签定义病害描述属性。当养护巡查人员对病害部位进行拍照上传后，系统通过图像识别算法对上传的照片进行识别，并通过机器学习输出照片的标签化的病害描述属性；假设得到5个主题标签(剥落、露筋、水渍、裂缝、破损)，其中，剥落、露筋、裂缝、破损4个属于a类病害中的标签，而水渍属于b类病害中的标签，则根据权重计算，a类病害的权重为80％，b类病害的权重为20％，巡查人员发现之所以出现水渍标签是因为破损面积较大，边缘不规则引起识别错误，因此确定该病害为a类病害，并提供养护维护措施，如：建议设置超高限制牌和超高限制架，同时采用新鲜混凝土进行修补，用于修补的混凝土，要级配良好，并且特别注意保证具有良好的和易性，以减少捣实工作的困难。混凝土的修补可以采用直接浇筑、喷射和压浆几种方法。

本发明系统是这样实现的：一种桥梁养护病害记录、识别及处理措施指导系统，包括：

结构划分模块，用于将桥梁进行结构分解，生成相应的结构编码，用于表征对应部位信息；

二维码生成模块，用于将所有结构部位信息生成二维码，并打印后固定到桥梁中特定位置上；

巡查任务定位模块，用于通过移动端app(如打开gps定位)对养护巡查任务进行定位；

工程部位扫描模块，用于通过移动端app扫描桥梁上的二维码，获取相应位置的结构部位信息；

病害描述模块，通过图像识别算法，对巡查人员上传产病害部位照片进行识别，并通过机器学习输出照片的标签化的病害描述属性；

病害措施库，由标签、病害、措施对应构成，通过对桥梁工程中可能出现的各类病害进行归类，并对各病害进行属性识别，采用标签的方式定义各类病害表现出来的属性特点，形成病害类别和标签化的属性描述；同时对每类病害对应采取的应对措施进行关联后建立所得；

措施指导模块，根据相应病害标签化的病害描述属性确定相应位置的病害类型，并提供相应的养护管理措施。具体是：所述措施指导模块在获取相应标签化的病害描述属性后，对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重，根据标签权重确定相应位置的病害类型。

本发明提供养护巡查到病害识别和处理方案指导的全过程管理方法，优化现有桥梁养护巡查管理模式，对桥梁病害进行自动化管理。本发明在进行巡查任务管理前，收集大量的桥梁病害情况，并对病害情况分类整理成相应的病害库，同时针对每种病害提供相应的处理措施建立处理措施库，使病害和处理方法相互对应；对每个病害进行主题标签管理并设置不同的权重；根据标签权重确定病害种类，并根据关联的处理方法提供完整的处理方案指导。养护巡查人员通过移动端gps记录巡查路径，在发现桥梁部位病害时可通过扫描结构上预置二维码获取桥梁的结构信息，同时对病害部位进行拍照和病害信息填报，系统可根据病害标签对病害进行分类，并推荐相应的处理方法。本发明还可通过pc建立巡查任务，巡查人员接收任务后，开启巡查定位。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。