某市城市管理局按照国家、省有关要求,根据某城市桥梁管理工作现实需要,拟采购建设某市城市桥梁信息监管系统。该监管系统包括:桥梁一张图系统、桥梁档案管理、桥梁健康监测、桥梁巡查养护、智能移动应用等5个子系统,主要实现桥梁档案的信息化管理以及信息数据的动态更新,提高日常养护作业效率。同时,同步对市城区重点桥梁安装在线监测设施,全面掌握,实时监测桥梁的运行动态,确保桥梁安全稳定运行。
2建设目标
整合分散的城市桥梁数据资源,建立集中统一的桥梁信息数据库,全面管理城市桥梁档案、维修养护信息以及桥梁运行期间的各种检测数据等,按一桥一档建立电子台账,实现桥梁档案的信息化管理以及信息数据动态更新。实现城市桥梁养护维修的全过程管理以及常态化养护维修评价,建立养护维修、监督考核信息化管理,提高日常养护作业效率,节约养护资金,加快桥梁病害处理速度。实时监测桥梁在各种环境条件下的结构响应和行为,全面掌握桥梁整体运行的状态变化,在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况严重异常时及时进行安全报警,使之得到有效的维修,保障桥梁安全运营。
3需求分析
3.1软件需求
3.2监测需求
1、立柱应变监测桥梁立柱受纵向荷载的作用会产生变形,因此有必要对立柱的纵向应变进行监测,立柱应变监测采用墩柱承载力应变计。传感器安装时应注意接头连接需满足规范要求;线缆端头应做防水处理,线缆敷设方案应合理可行,避免外部因素对已布传感器的破坏,应做到防潮、防水、防腐蚀等。2、振动监测桥梁运营阶段受到荷载以及外力会发生振动,其振动状态是反映桥梁健康状况的重要指标,此次监测测点布设与应变测点相似,每个断面布设1个箱梁振动传感器,振动传感器固定于跨中断面箱梁底部表面,在实际安装时应考虑使用支架。
4总体设计
4.1建设原则
4.2设计依据
4.3安全设计
4.4专业技术
4.4.1物联网技术
4.4.23S集成技术
4.5系统架构
5软件支撑平台
5.1数据库管理系统
5.2GIS平台
6桥梁运行监管系统
6.1桥梁一张图系统
6.1.1桥梁信息管理
系统基于GIS地图,对城市桥梁的空间位置信息、基础资料信息和技术档案进行统一的新建、录入和存储管理,建立桥梁资源数据库,结合各种图片文字资料,提供数据的图形可视表达、图文一体化查询、媒体信息展示、专题图表达、空间定位等功能。
1、地图浏览系统为了方便用户的操作,提高用户体验,系统提供两种图形操作模式:1)功能按钮方式系统提供高度集成的一体化功能菜单,实现漫游、放大、缩小、全景、前一视图、后一视图等功能,以预先定义的级别的方式进行地图显示。2)鼠标操作方式系统提供拉框放大、缩小,鼠标滚轮无极缩放等操作。2、鹰眼导航系统提供地图索引鹰眼,方便全图导航定位。同时可对导航图进行缩放操作,以便精确定位显示范围。3、图例显示系统提供对所有设施的图例显示管理。4、动态标注系统可以自定义任意图形对象动态标注的信息,依据属性表中不同字段进行组合,如道路,当鼠标停留在地物上即可进行动态显示道路的名称、编号等信息5、坐标显示系统具有鼠标在地图上任意拖动,可在状态栏显示鼠标所处位置的地表坐标、地表高程等参数。
6.1.2桥梁一张图
6.1.3数据分析
系统通过对监测数据、日常维护管理数据进行数据挖掘和预测性分析,对桥梁关键结构、部位隐患点做出前瞻性的分析判断,并将分析结果通过GIS地图予以展示,指导管理维护人员日常维护管理作业。
6.1.4实时数据
系统在地图中对桥梁实时数据实现可视化,主要包括应力、挠度、倾斜、位移等。
6.1.5报警信息
系统针对各类监测数据进行报警阀值的设置,根据报警值的设置自动进行报警,并通过颜色、声音等方式对业务人员进行提醒。
6.2桥梁健康监测系统
6.2.1位移监测
系统具有实时显示位移监测数据基线的变化情况,点位的移动情况等。
6.2.2挠度监测
系统具有实时显示挠度监测数据基线的变化情况,生成桥梁主跨跨中、桥墩位置的挠度曲线情况等。
6.2.3倾斜监测
系统具有分析桥塔和锚碇的倾斜、主缆和加劲梁的线型变化、基础变位与沉降、伸缩缝变化。
6.2.4应力监测
系统具有实时显示桥梁应力监测数据基线的变化情况、桥体变形情况、点位的移动情况等。
6.2.5超限报警
系统具有对超过标准规定限值的指标自动报警,提示进行处理。
6.2.6结构损伤诊断
6.2.7数据分析
系统具有对实时监测数据、报警信息等进行分类统计分析,生成分析报告。分析内容包括各类数字信号的处理,如数字滤波、消除噪声、统计分析以及参数识别等,主要是从采集到的各种原始信息中提取有用信息,为结构损伤识别和状态评估积累数据信息。
6.2.8系统配置
系统具有对用户管理、终端配置(元数据管理等)、权限管理(用户权限管理、角色管理等)等。1、用户管理系统具有用户信息的添加、修改、删除、查看。2、终端配置系统具有对元数据的管理功能,可以根据需要将元数据按用户或权限分配给用户。3、权限管理系统具有对用户进行角色分配。添加用户即创建一个新的用户,可以通过系统浏览所有已建用户的基本信息并对其进行编辑,用户创建完成可以对其进行角色分配。
6.3桥梁巡查养护系统
6.3.1养护任务制定
6.3.2养护记录管理
系统具有对现场养护人员反馈的养护日志和桥梁病害信息进行跟踪管理。
6.3.3维修派单
桥梁养护管理人员根据桥梁病害类型、损伤部件和程度等信息派发维修工单给相应维修队伍责任人
6.3.4维修任务执行
系统具有包括单据接收、执行进度、单据处结等功能。1、单据接收系统可以接收到系统派发的维修任务信息,通过任务信息可以查看维修任务名称、地点、位置定位信息、现场情况描述等内容。2、执行进度用户可以根据该功能查看工作进度。3、单据处结系统可以在工作单工作内容处理完毕后,进行工单处结提交。
6.3.5维修任务验收
系统具有养护管理人员对已完成维修的设备、设施进行确认,确认维修好进行任务验收。
6.3.6结案存档
6.3.7数据分析
系统具有任务执行分析、单据分析、统计报表等功能。
6.3.8养护部件管理
系统具有对每类桥梁需养护的部件进行预设置,并且支持按照重要程度进行分类。
6.3.9人员设备管理
6.4桥梁档案管理系统
6.4.1档案导入
系统具有将电子档案批量或单个导入,每个桥梁形成一部电子档案。
6.4.2档案分析
系统具有根据桥梁基本信息,分析每一种桥梁档案的信息、档案情况。
6.4.3基本信息录入
系统具有对桥梁基本信息进行录入,包括桥梁的基础信息、部件信息等。
6.4.4档案借阅
6.4.5档案归还
系统具有根据档案借阅时限,提醒借阅人及时进行归还档案等功能。
6.4.6系统管理
系统具有提供用户管理、权限划分、日志管理等功能。
6.5智能移动应用系统
6.5.1桥梁信息查看
系统具有提供桥梁信息档案,查看每个桥梁的全部信息的功能。提供的信息包括桥梁的静态信息和桥梁的动态信息。
6.5.2报警信息查看
系统具备桥梁运行安全预报警功能,智能移动应用系统以声音、通知的形式自动提醒管理人员,管理人员可以对报警信息进行实时查看,对比监测数据。
6.5.3任务提醒
系统具有对巡查养护人员提供实时提醒功能。
6.5.4任务接收
系统具有包括巡查养护对象、巡查养护要求等内容的功能。
6.5.5问题上报
系统具有巡查过程中,发现的问题,可以通过手持终端进行上报的功能。
6.5.6养护记录填写
系统具有通过系统对日常寻常养护信息进行记录的功能。
6.5.7系统设置
系统具有参数设置、数据同步、密码修改、在线升级、注销登陆、操作手册等功能。