李 志 堅

(云南云嶺高速公路工程咨詢有限公司，云南 昆明 650000)

基于WEB GIS的云南省橋梁養(yǎng)護管理系統的設計

李 志 堅

(云南云嶺高速公路工程咨詢有限公司，云南 昆明 650000)

介紹了橋梁養(yǎng)護管理系統的特征，從系統的設計目標、工作流程、管理模式等方面，對系統的設計進行了闡述，并探討了該系統的關鍵技術及功能設計，指出將GIS及計算機技術運用在橋梁養(yǎng)護管理中，能夠實現橋梁養(yǎng)護管理的信息化。

橋梁養(yǎng)護，管理系統，管理模式，功能設計

橋梁養(yǎng)護管理是公路管養(yǎng)部門的一項重要任務，涉及到的部門多、內容廣，如何高效、實時的掌握橋梁的運營狀況，進而快速做出決策是擺在公路管養(yǎng)部門面前的一大難題。隨著計算機技術、互聯網技術以及地理信息技術的發(fā)展，運用信息化的手段對橋梁進行科學化、合理化管養(yǎng)越來越成為公路管養(yǎng)部門的不二選擇。1978年開始，美國聯邦公路總署就開始進行橋梁管理系統的研究，逐步開發(fā)了一套橋梁管理系統。國內研究橋梁管理系統始于20世紀80年代，廣東省、四川省、北京市的公路科研單位以及交通部公路研究所根據實際應用情況分別開發(fā)了各自的橋梁管理系統。

1 系統的特征

橋梁養(yǎng)護管理系統，從其功能上講，是一個基于橋梁工程、長期監(jiān)測、病害機理、檢測技術、結構狀態(tài)評估、橋梁加固技術的綜合管理和輔助決策軟件系統；從數據上講，它融合了地理數據、橋梁結構基礎數據與檢查、檢測、監(jiān)測、維修等動態(tài)數據的一個數據管理系統。本系統設計應該遵循：1)科學性，在系統功能、數據庫設計方面遵循科學、合理、清晰的數據結構；2)實用性，系統的開發(fā)和數據庫的建立要滿足公路管養(yǎng)部門進行信息的查詢統計以及大數據決策方面的要求，同時界面友好、使用方便；3)規(guī)范性，系統設計時，遵循統一的數據格式，編碼系統、符號系統、坐標系統。

2 系統的設計

2.1 系統的設計目標

橋梁養(yǎng)護管理系統的建設過程中必須注重技術的先進實用，即利用計算機網絡技術、WEB-GIS、傳感器技術等當前先進的信息技術作為支撐，同時需要注重實用，要求系統穩(wěn)定，可靠，安全。該系統的基本設計目標是：1)按照統一的數據規(guī)范標準進行建設；2)按照橋梁養(yǎng)護人員、系統管理人員、高級管理人員進行系統的權限設置；3)根據橋梁養(yǎng)護管理的業(yè)務流程，設計應用功能，來滿足橋梁養(yǎng)護部門不同的業(yè)務需求；4)采用有效的技術來保證系統數據的安全，建立系統快速恢復等運行機制，確保系統的可靠性。

2.2 系統的架構

系統采用B/S模式，MVC框架，將SQLServer數據庫技術與空間地理信息技術結合，進行系統架構。結合系統研究內容，根據橋梁管養(yǎng)需求的層次，將平臺功能分層設計，具體架構見圖1。

數據采集是將橋梁的基礎信息及動態(tài)信息錄入系統，基礎信息包括橋梁結構的基本信息以及橋梁相關的地理信息，動態(tài)信息包括橋梁在日常運營過程中的檢查、檢測、維修以及特殊結構橋梁的實時監(jiān)測數據，通過基礎信息及動態(tài)信息的采集來為系統提供數據的支持，系統提供數據更新機制，會將不同時段的動態(tài)信息更新到系統上。

2.3 系統的工作流程

按照橋梁養(yǎng)護管理流程，結合平臺功能，平臺總體信息流程如圖2所示。

2.4 系統的管理模式

系統采用默認的三級管理模式：高級管理人員、管理人員、橋梁養(yǎng)護人員，不同級別角色設置不同權限。橋梁養(yǎng)護人員主要負責所在單位橋梁數據的采集及基礎數據庫、動態(tài)數據庫的錄入，根據橋梁的技術狀況評價結果進行上報；管理員主要對養(yǎng)護人員所上報信息進行審核，同時查看各類統計報表；高級管理人員主要對養(yǎng)護決策方案、經費預算以及橋梁評級等結果查看。具體分級管理設計如圖3所示。

3 關鍵技術實現

利用WEB GIS及數據庫技術我們很容易實現橋梁養(yǎng)護管理信息的錄入、查詢、分析、統計、顯示。因此，在開發(fā)過程中主要把握以下幾方面的關鍵技術。

3.1 空間數據集成

橋梁養(yǎng)護管理系統的建立涉及到基礎數據及動態(tài)數據以及與橋梁位置相關的地圖數據，我們將這三類數據分別建庫，在建立橋梁地理數據庫與屬性數據庫之后，利用ArcSDE空間數據引擎搭建各個數據庫之間的橋梁，實現不同數據庫之間多層次的空間查詢分析。利用GIS實現數據的快速定位、動態(tài)漫游以及透明疊加。

3.2 系統的設計模式

在系統的設計中，我們采用MVC框架，將系統分為模型(Model)，視圖(View)，控制(Control)三個層次。視圖是用戶看到并與之交互的界面。模型是根據相關的業(yè)務以及規(guī)則建立的，在MVC框架中，模型用來處理數據庫，并且返回中立的數據，數據格式與模型無關，這樣多個視圖可以公用一個模型，從而只需要寫一次應用模型的代碼就夠了，減少代碼重復，提高代碼使用效率?？刂破鹘邮苡脩粽埱笳{用視圖和模型完成請求，在觸發(fā)WEB界面上的控件提交表單時，控制器不做任何處理，它只是根據請求決定調用哪個模型去處理用戶請求，然后確定用哪個視圖來顯示模型調用后返回的數據。

3.3 用戶權限管理與系統的安全性

系統的安全性包括數據庫安全性和用戶權限的控制兩個部分。數據的安全由數據庫管理系統工具和網絡平臺提供，用戶權限控制由應用系統來提供。按照系統的安全設計要求，采用基于角色的數據管理來控制用戶的權限，不同級別和部門的用戶具有不同的權限。按照對系統的操作權限和數據訪問權限設置為數據權限和功能權限，數據權限是用戶可以看到的系統中的數據，功能權限是用戶可以對系統進行哪些操作，比如增、刪、改就是操作權限。

4 系統功能設計

根據橋梁養(yǎng)護管理系統的特點，本系統從功能上劃分為橋梁基礎信息、橋梁動態(tài)信息、橋梁健康監(jiān)測、評估決策、養(yǎng)護計劃管理五個主要功能模塊。

1)橋梁基礎信息。橋梁基礎信息包含橋梁地理信息以及橋梁結構的基礎數據，橋梁基礎數據及地理數據參考相關規(guī)范建立統一的編碼格式、統一的命名標準，提供數據查詢、統計、導入、導出功能。2)橋梁動態(tài)信息。橋梁動態(tài)信息包含檢查、檢測、維修等信息，系統提供橋梁檢測、檢查等相關內容及描述方式的標準化、規(guī)范化，供基層管養(yǎng)單位相關工作人員進行數據采集、發(fā)布。3)橋梁健康監(jiān)測。橋梁健康監(jiān)測模塊就是集數據采集、傳輸、接收、數據整理與儲存為一體的橋梁結構應力、應變、溫度、撓度、位移等數據跟蹤采集模塊。通過該模塊，最終實現橋梁結構應力、應變、溫度、撓度、位移等結構響應信息的實時跟蹤監(jiān)測，同時及時把握橋梁結構營運過程的狀態(tài)演化情況，為公路管養(yǎng)工作提供重要的技術支撐。4)評估決策。根據橋梁日常檢測情況，通過將各類橋梁各種共有和特有病害評定標準的數據庫化與結構技術狀況評分的“構件—部件—全橋”三層次過程的代碼化研究，將上述現行的評定規(guī)范與規(guī)程的橋梁技術狀況評定的全過程軟件化、自動化，據此數據，對橋梁養(yǎng)護決策提供數據支撐。5)橋梁養(yǎng)護計劃管理。橋梁養(yǎng)護計劃管理就是將養(yǎng)護工程項目及費用從計劃報表、計劃審批、完成報表及審核、經費支付等各種報表數據、信息及時進行組織、分類，從而建立完整、系統的養(yǎng)護工程計劃、計量支付數據庫的動態(tài)管理模塊。各級橋梁管養(yǎng)部門能隨時查閱各條公路工程的計劃、完成情況以及支付金額等實時數據。

5 結語

云南省的公路正處于一個大跨步建設的浪潮中，由于云南省的特殊地質、地貌情況，橋梁在公路中占有很大的比重，如何實現橋梁規(guī)范化、科學化、高效的養(yǎng)護管理是各個橋梁養(yǎng)護管理部門不得不思考的問題。因此，將成熟的GIS及計算機技術運用在橋梁養(yǎng)護管理中，實現橋梁養(yǎng)護管理的信息化，能夠為橋梁管養(yǎng)部門提供技術及決策支持。

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[3] 張興國，劉學軍，陳建兵.基于GIS青藏公路基礎信息平臺的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2013,30(2):93-97.

DesignofYunnanprovincialbridgemaintenancemanagementsystemonthebasisofWEBGIS

LiZhijian

(YunnanYunlingHighwayEngineeringConsultingCo.,Ltd,Kunming650000,China)

Introduces characteristics of highway maintenance management system, describes its systematic design from aspects of system design targets, operation procedures and management modes, explores its critical techniques and functional design, and finally points out that: the application of GIS and computer technology in highway bridge maintenance management can realize highway maintenance management information.

bridge maintenance, management system, management mode, functional design

1009-6825(2017)23-0166-02

2017-06-05

李志堅(1973- )，男，高級工程師

TP319

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