專利名稱：基于cad的橋梁病害管理系統(tǒng)及橋梁病害管理維護方法
技術領域：
本發(fā)明專利涉及橋梁健康監(jiān)測，尤其是一種將橋梁病害的檢查、記錄、處理以及評 估與預測等一系列橋梁管養(yǎng)工作為一體的管理系統(tǒng)及其管理維護方法，特別適用于橋梁管 養(yǎng)單位對橋梁病害的定位、記錄以及跟蹤處理。
背景技術：
隨著我國交通行業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁在其中體現(xiàn)的聯(lián)接、樞紐作用日益明顯。因而 其健康狀態(tài)逐漸成為影響交通運輸?shù)闹匾蛩?，可以對橋梁出現(xiàn)的問題可以準確而迅速的 進行解決則顯得尤為重要。目前我們整個社會一方面在大量建造新橋，另一方面我們已經(jīng) 擁有大量的需要養(yǎng)護的舊橋，這些橋梁不僅數(shù)量大，而且橋梁結構的跨度越來越大，結構體 系越來越復雜，維護管理工作的難度隨之增大。傳統(tǒng)的管理是人工檢查，并將檢查中發(fā)現(xiàn)的 問題進行記錄或者繪圖然后進行處理。對橋梁的使用預期一般靠綜合各種情況進行測定和 計算以及靠經(jīng)驗來推斷。傳統(tǒng)的處理方式一方面會產(chǎn)生大量的文件、檔案需要處理，這需要耗費大量的人 力、物力資源，若資料丟失會造成很大的損失。其次可能會發(fā)生維修時對病害的定位不準 確，或是尋找病害比較困難的情況。而且實踐證明依靠傳統(tǒng)的管理方法和模式，造成管理工 作中信息分散、程序煩瑣、復雜、效率低下，特別是不能對橋梁現(xiàn)況進行科學合理的評價和 維護決策。這會造成可能對橋梁病害維護的最有利時機的延誤，乃至導致橋梁的病害加劇 發(fā)展或者導致對橋梁的病害估計過高，盲目追加維修成本，浪費大量資金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提出一種集巡檢任務設定、安排、驗 收、病害記錄、維修任務安排、執(zhí)行、驗收、以及報表生成和橋梁狀況預測評估等一整套集橋 梁病害檢查、記錄、處理等功能的信息化解決方式。為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于CAD的橋梁病害管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括橋梁巡檢計劃模塊、實現(xiàn)橋梁管養(yǎng)單位對巡檢表格模板的管理、橋梁巡檢計劃的 編輯、審批、安排以及巡檢工作日歷的生成。巡檢信息模塊、所述巡檢信息模塊用戶可以再次處查看在巡檢計劃模塊中審批通 過的任務并完成。橋梁評估模塊、橋梁評估模塊用于輸出被選定橋(或者構件)完成評估任務后的 評估結果，用于輸出被選定橋(或者構件)完成評估任務后的評估結果(如4所示)。其利 用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一個歷史評分趨勢圖；橋梁預測模塊、其利用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一 個歷史評分趨勢圖，通過專用的橋梁評估算法分析橋上構件的病害程度后輸出以圖形方式 顯示的預測圖。維修管理模塊用戶根據(jù)條件進行病害查詢，在完成查詢后系統(tǒng)會給出一個病害列表，系統(tǒng)可以針對病害結構樹中需要進行維修任務的病害創(chuàng)建相應的維修方案跟任務。所述的巡檢信息模塊內(nèi)置的CAD軟件，在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害，巡檢 人員需將其的詳細信息記錄下來并可以用系統(tǒng)內(nèi)置的CAD軟件以CAD及其照片的形式對其 進行記錄。所述橋梁評估模塊其利用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生 成一個歷史評分趨勢圖，可以形象地表現(xiàn)出一段時間內(nèi)該橋/構件的質量分級狀況發(fā)展情況。本發(fā)明在上述系統(tǒng)的基礎上，提出一種基于CAD的橋梁病害管理維護方法，該方 法包括步驟1)利用所述的橋梁巡檢計劃模塊，根據(jù)管理員的意志完成新建巡檢計劃或從已有 巡檢計劃中選定計劃執(zhí)行并生成相應的表格模板；為巡檢任務設定一系列計劃明細，如時 間、巡檢部位、類型巡檢；被審批通過后才可生效，并形成工作日歷；2)利用巡檢信息模塊記錄巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害，管理員對橋梁管養(yǎng)工 作完成情況進行監(jiān)督，3)利用所述橋梁評估模塊輸出對被選定橋或者構件完成評估任務后的評估結果， 管理員參考結果決策是否對該橋梁進行養(yǎng)護工作；4)利用所述橋梁預測模塊，通過橋梁評估算法分析橋上構件的病害程度后，輸出 以圖形方式顯示的預測圖，該預測圖顯示在使用者選定的未來一段時間內(nèi)該橋梁/構件的 質量分級的概率狀況，為決策者對未來的工作提前規(guī)劃、設計；5)用戶利用所述維修管理模塊，根據(jù)設定條件進行病害查詢，在完成查詢后系統(tǒng) 會給出一個病害列表；使用者在選擇相應的病害列表后，系統(tǒng)綜合所選的各項病害列表，根 據(jù)巡檢時病害在系統(tǒng)中的記錄，生成包括病害位置、病害類型信息的病害結構樹；6)系統(tǒng)針對所述病害結構樹中需要進行維修任務的病害創(chuàng)建相應的維修方案跟 任務，維修任務生成后，用戶既可以接獲維修任務，用戶在完成維修任務后向管理員提交維 修任務單，管理員在驗收結果后完成一個工作循環(huán)。所述步驟2中，在記錄巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害時，利用系統(tǒng)內(nèi)置的CAD軟 件以CAD及其照片的形式對其進行記錄，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計各項病害并按規(guī)則對用戶展示。
所述步驟3中，所述評估結果可以通過利用該橋梁/構件歷史數(shù)據(jù)，通過打分的形 式為被評估橋梁/構件生成一個歷史評分趨勢圖，形象地表現(xiàn)出一段時間內(nèi)該橋/構件的 質量分級狀況發(fā)展情況，使管理員掌握該橋/構件的質量走勢，判斷結構健康狀況是否良 好。從上述技術方案可以看出，本發(fā)明專利具有以下有益效果1.本發(fā)明專利為橋梁病害的記錄方式提供了一種基于CAD的方式，可以將構件及 其上被檢查出的病害及其參數(shù)形象的記錄下來，該模塊集成于軟件系統(tǒng)中，使維修人員可 以針對病害進行分析制定完善的維修方案。該模塊結構圖可以導出到維修人員的單機版 上，為維修人員準確找到病害點以及順利完成維修任務起到指導作用。2.本發(fā)明專利提出了針對橋梁病害的從巡檢任務安排到巡檢過程執(zhí)行、驗收和維 修任務安排，維修任務執(zhí)行、驗收的一整套信息化、智能化、交互式的指導解決方案。用戶只 需依據(jù)步驟完成即可，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。所有數(shù)據(jù)信息都按嚴格的規(guī)則自行組織為橋梁相關的技術、病害、維修檔案，并可以 自動生成報表輸出。很好的避免了文件的丟失，并提高了用戶對文檔的管理效率。3.本發(fā)明專利為用戶提供了一套完整的構件打分體制，系統(tǒng)會根據(jù)橋梁構件的損 傷程度為其分別打分評級，以確定其損傷等級和維修緊迫性。為決策者的任務計劃作出指 導。避免了因為決策者的疏漏或者判斷錯誤所造成的橋梁病害加劇乃至發(fā)生重大事故。4.本發(fā)明專利利用現(xiàn)有的橋梁技術數(shù)據(jù)，對橋梁在載荷和環(huán)境等因素作用下技術 狀況的發(fā)展規(guī)律、變化趨勢進行準確、合理的橋梁技術狀況預測，可以幫助橋梁管養(yǎng)部門制 定合理的養(yǎng)護維修計劃，使有限的資金最大限度發(fā)揮作用，從而使網(wǎng)內(nèi)的橋梁維持在盡可 能高的服務水平。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構框架圖；圖2為本發(fā)明維修管理模塊生成的病害結構樹。
具體實施例方式為使本發(fā)明專利的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對 本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明專利提供的基于CAD的橋梁病害管理系統(tǒng)包括了橋梁巡檢計劃模塊、巡檢 信息模塊、橋梁評估模塊、橋梁預測模塊、維修管理模塊等功能模塊。橋梁巡檢計劃模塊用來實現(xiàn)橋梁管養(yǎng)單位對巡檢表格模板的管理、橋梁巡檢計劃 的編輯、審批、安排以及巡檢工作日歷的生成。本模塊根據(jù)管理員的意志完成新建巡檢計劃 (經(jīng)常性、周期性循環(huán)或定時性)或從已有巡檢計劃中選定計劃執(zhí)行并生成相應的表格模 板?？梢詾檠矙z任務設定時間、巡檢部位、類型等一系列計劃明細。巡檢被審批通過后才可 生效。并形成工作日歷。管理員也可直接對其所轄員工的工作進行安排。本模塊功能為生 成巡檢信息、橋梁評估和預測等功能模塊的前提條件。巡檢信息模塊用戶可以再次處查看在巡檢計劃模塊中審批通過的任務并完成，所 完成的任務需要被管理員驗收通過才算巡檢結束。這就實現(xiàn)了對橋梁管養(yǎng)工作完成情況的 監(jiān)督。在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害，巡檢人員需將其的詳細信息記錄下來并可以用 系統(tǒng)內(nèi)置的CAD軟件以CAD及其照片的形式對其進行記錄，這樣可以形象而直觀對病害情 況進行描述，以便技術人員可以較為直觀的對病害做出判斷以助其進行養(yǎng)護措施決策，并 且使養(yǎng)護人員在維修時可以準確的查找到病害發(fā)生處。系統(tǒng)會自動統(tǒng)計各項病害并按規(guī)則 對用戶展示。除此之外系統(tǒng)還會對已發(fā)生病害進行打分評級，以確定其病害的嚴重性以及 維修的緊迫性。這對保證大橋的安全有著十分重要的意義。橋梁評估模塊用于輸出被選定橋(或者構件)完成評估任務后的評估結果。其 利用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一個歷史評分趨勢圖，可以形 象地表現(xiàn)出一段時間內(nèi)該橋/構件的質量分級狀況發(fā)展情況，使管理員掌握到橋的質量走 勢，結構健康狀況是否良好，管理員可參考所得分數(shù)決策是否對該橋梁進行養(yǎng)護工作。橋梁預測模塊通過專用的橋梁評估算法分析橋上構件的病害程度后輸出以圖形 方式顯示的預測圖。該評估圖可以顯示在使用者選定的未來一段時間內(nèi)該橋梁/構件的質
6量分級的概率狀況，為決策者對未來的工作提前規(guī)劃、設計。維修管理模塊中用戶根據(jù)條件進行病害查詢，在完成查詢后系統(tǒng)會給出一個病害 列表，使用者在選擇相應的病害列表后系統(tǒng)可以綜合所選各項選擇病害列表根據(jù)巡檢時歌 病害在系統(tǒng)中的記錄生成病害結構樹(包括病害位置、病害類型等信息，病害結構樹如圖5 所示)，系統(tǒng)可以針對病害結構樹中需要進行維修任務的病害創(chuàng)建相應的維修方案跟任務。 維修任務生成后，用戶既可以接獲維修任務，用戶在完成維修任務后向管理員提交維修任 務單，管理員在驗收結果后即為一個工作循環(huán)，該工作循環(huán)為一個交互式的過程。本系統(tǒng)主要側重于對橋梁病害的發(fā)現(xiàn)、記錄、處理以及橋梁狀況評估預測等一系 列工作的信息化、智能化開發(fā)。本系統(tǒng)可以很完整的指導管養(yǎng)公司完成其日常管養(yǎng)工作我們在開發(fā)中建立了包 括經(jīng)常、定期、特殊巡檢等各種巡檢計劃任務池，提供了易于檢索和更新的各種巡檢程序， 為巡檢人員的工作提供技術支持。由巡檢任務管理者指定巡檢計劃，為巡檢任務排序、指派 任務，在指派任務時會根據(jù)系統(tǒng)為其評定的橋梁構件狀況等級來選定最緊要的任務進行分 配。巡檢人員可以攜帶單機版外出巡檢，同時將該任務的相關資料存儲到“巡檢任務檔案 池”，并將巡檢中發(fā)現(xiàn)的病害存儲進病害庫中。在巡檢結束后需要返回服務器上的系統(tǒng)中進 行工作確認。橋梁的維修工作流程與其類似。本系統(tǒng)在開發(fā)過程中引入兩個特征一、我們在開發(fā)時將CAD整合入系統(tǒng)軟件中， 這不僅可以提高橋梁管養(yǎng)的專業(yè)程度和信息化程度，更重要的是巡檢人員在巡檢過程中發(fā) 現(xiàn)的病害可以通過此方式形象的記錄，并且可以詳細的表達其內(nèi)各個參數(shù)。決策者能夠通 過病害CAD圖對病害的養(yǎng)護手段和緊迫性做出準確的判定以及任務的安排。維修人員可以 直觀的了解到自身承擔的維修任務，并可以準確的發(fā)現(xiàn)病害處。這極大的提高了養(yǎng)護單位 工作的效率和正確性。二、我們在系統(tǒng)中引入了病害庫的概念，并提供了病害打分評定標 準，規(guī)范養(yǎng)護與檢查的記錄，為任務管理提供參考數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)使用過程中不斷收集各種病 害的類型、維修手段及其詳細信息。其獨有的構件狀態(tài)打分體制不僅可以輔助決策者判斷 橋梁構件損傷程度以及維護的急迫性，更可以根據(jù)其構件的病害程度系統(tǒng)會自動判定橋梁 的整體狀況，并且依靠現(xiàn)有狀況預測未來時間內(nèi)橋梁的狀態(tài)以指導決策者對未來工作進行 預防性準備。以上對本發(fā)明專利所提供的基于CAD的橋梁病害管理軟件進行了詳細介紹，本文 中應用了具體實施例對本發(fā)明專利的原理及實施方式進行了闡述。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明專利的目的、技術方案和有益效果進行了進一 步的詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明專利的具體實施例而已，并不用于限制 本發(fā)明專利，凡在本發(fā)明專利的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應 包含在本發(fā)明專利的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種基于CAD的橋梁病害管理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括橋梁巡檢計劃模塊、實現(xiàn)橋梁管養(yǎng)單位對巡檢表格模板的管理、橋梁巡檢計劃的編輯、審批、安排以及巡檢工作日歷的生成；巡檢信息模塊、所述巡檢信息模塊用戶可以再次處查看在巡檢計劃模塊中審批通過的任務并完成；橋梁評估模塊、橋梁評估模塊用于輸出被選定橋(或者構件)完成評估任務后的評估結果，用于輸出被選定橋(或者構件)完成評估任務后的評估結果(如4所示)。其利用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一個歷史評分趨勢圖，橋梁預測模塊、其利用該橋梁歷史數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一個歷史評分趨勢圖，通過專用的橋梁評估算法分析橋上構件的病害程度后輸出以圖形方式顯示的預測圖，維修管理模塊用戶根據(jù)條件進行病害查詢，在完成查詢后系統(tǒng)會給出一個病害列表，系統(tǒng)可以針對病害結構樹中需要進行維修任務的病害創(chuàng)建相應的維修方案跟任務。
2.根據(jù)權利要求所述的管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的巡檢信息模塊內(nèi)置的CAD軟件， 在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害，巡檢人員需將其的詳細信息記錄下來并可以用系統(tǒng)內(nèi) 置的CAD軟件以CAD及其照片的形式對其進行記錄。
3.根據(jù)權利要求所述的管理系統(tǒng)，其特征在于，所述橋梁評估模塊其利用該橋梁歷史 數(shù)據(jù)可以通過打分的形式為被評估橋梁生成一個歷史評分趨勢圖，可以形象地表現(xiàn)出一段 時間內(nèi)該橋/構件的質量分級狀況發(fā)展情況。
4.一種基于CAD的橋梁病害管理維護方法，其特征在于，該方法包括步驟1)利用所述的橋梁巡檢計劃模塊，根據(jù)管理員的意志完成新建巡檢計劃或從已有巡檢 計劃中選定計劃執(zhí)行并生成相應的表格模板；為巡檢任務設定一系列計劃明細，如時間、巡 檢部位、類型巡檢；被審批通過后才可生效，并形成工作日歷；2)利用巡檢信息模塊記錄巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害，管理員對橋梁管養(yǎng)工作完 成情況進行監(jiān)督，3)利用所述橋梁評估模塊輸出對被選定橋或者構件完成評估任務后的評估結果，管理 員參考結果決策是否對該橋梁進行養(yǎng)護工作；4)利用所述橋梁預測模塊，通過橋梁評估算法分析橋上構件的病害程度后，輸出以圖 形方式顯示的預測圖，該預測圖顯示在使用者選定的未來一段時間內(nèi)該橋梁/構件的質量 分級的概率狀況，為決策者對未來的工作提前規(guī)劃、設計；5)用戶利用所述維修管理模塊，根據(jù)設定條件進行病害查詢，在完成查詢后系統(tǒng)會給 出一個病害列表；使用者在選擇相應的病害列表后，系統(tǒng)綜合所選的各項病害列表，根據(jù)巡 檢時病害在系統(tǒng)中的記錄，生成包括病害位置、病害類型信息的病害結構樹；6)系統(tǒng)針對所述病害結構樹中需要進行維修任務的病害創(chuàng)建相應的維修方案跟任務， 維修任務生成后，用戶既可以接獲維修任務，用戶在完成維修任務后向管理員提交維修任 務單，管理員在驗收結果后完成一個工作循環(huán)。
5.根據(jù)權利要求4所述的維護管理方法，其特征在于，所述步驟2中，在記錄巡檢過程 中發(fā)現(xiàn)的橋梁構件病害時，利用系統(tǒng)內(nèi)置的CAD軟件以CAD及其照片的形式對其進行記錄， 系統(tǒng)會自動統(tǒng)計各項病害并按規(guī)則對用戶展示。
6.根據(jù)權利要求4所述的維護管理方法，其特征在于，所述步驟3中，所述評估結果可 以通過利用該橋梁/構件歷史數(shù)據(jù)，通過打分的形式為被評估橋梁/構件生成一個歷史評 分趨勢圖，形象地表現(xiàn)出一段時間內(nèi)該橋/構件的質量分級狀況發(fā)展情況，使管理員掌握 該橋/構件的質量走勢，判斷結構健康狀況是否良好。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于CAD的橋梁病害管理系統(tǒng)及橋梁病害管理維護方法，該系統(tǒng)利用CAD相關技術來記錄和處理橋梁構件中的病害。本軟件包括橋梁系統(tǒng)的檢查以及對錯誤的記錄、對橋梁的評估預測功能、以及對病害的維護等功能。本發(fā)明專利使橋梁管養(yǎng)單位對橋梁的病害的檢查和維護工作變得更加方便，并且很大程度的提升了其工作的便捷性并實現(xiàn)了很高的效率。
文檔編號G06Q10/00GK101894328SQ20101022813
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權日2010年7月13日
發(fā)明者馮良平, 周兵, 張曉斌, 張澍, 張鵬飛, 李娜, 胡斌, 謝浩 申請人:中交公路規(guī)劃設計院有限公司