江阴大桥数字化建设的探索与实践

文/江苏扬子大桥股份有限公司 饶建辉

江阴大桥是我国首座跨度超千米的特大型钢箱梁悬索桥，自开通运营以来，交通流量与日俱增。大流量、重载荷的交通现状给江阴大桥的管养带来严峻的挑战。为此，大桥管理者们奋发进取、攻坚克难，借助于现代信息技术，在江阴大桥数字化建设的道路上不断探索与实践，逐步形成了目前“一个中心、多个平台”的信息化管理体系。

江阴大桥的挑战

江阴大桥自1999年9月开通运营以来，交通流量逐日递增，至2008年底累计过桥车流量突破1亿辆，至2013年底累计过桥车流量达2亿辆，至2017年10月底，累计过桥流量突破3亿辆。江阴大桥累计过桥车流量从建成通车到突破1亿、2亿和3亿辆分别间隔了9年、5年和4年的时间，在未来一段时间仍将保持增长的趋势。截至目前，江阴大桥日均过桥流量已达9.07万辆，大流量、重载荷的交通现状给江阴大桥的管养带来了严峻的挑战。

营运管理的挑战。过度饱和的交通流量给大桥营运管理带来巨大的压力。大流量下偶发的交通事故极易引发严重拥堵，大桥管理单位需要及时处理桥面交通事故，而事故处理要求指挥调度中心、排障大队、养护大队和交巡警等相关部门高效联动。针对节假日期间的高峰出行，大桥管理者需对桥面交通流量变化趋势作出预判分析，做好应急准备。同时，需要加强与周边路网的协调，合理疏导交通流量。

江阴大桥累计过桥流量统计

工程养护的挑战。车流量的不断增长，加速了江阴大桥桥面铺装、钢箱梁、吊索和伸缩缝等桥梁构件的损伤累积，桥梁检查、养护作业逐渐常态化。面对日益攀升的交通流量，桥面养护作业的交通管制和施工安全承受着巨大压力，养护施工也要求及时、高效，以尽快解除交通管制，恢复桥面正常通行。

江阴大桥面临营运管理和工程养护的双重压力，管理者在管理方法上做出过各种探索与创新。在营运管理方面，收费广场的交通渠化措施有效改善了收费广场车辆拥堵的现状，提高了通行效率。桥面养护施工则选择夜间施工，避开白天繁忙的交通流量，一些维修材料也采用快凝、早强的新材料，减少养护时间，尽快恢复交通。

江阴大桥信息化管理体系

然而，这些做法是不够的，或者说是单一的，缺乏营运管理和工程养护等各个部门的整体联动，也没有从高速路网一体化的视角、高度综合考虑。江阴大桥多年积累的营运养护数据，需要如何分析？从这些数据中可以得到哪些启示？怎样利用分析这些大数据，以指导目前和将来的营运养护管理？长期的营运管理和工程养护经验，让管理者意识到大桥的营运管理和工程养护是相互影响的，整个高速公路路网是一体的、牵一发而动全身。大桥的交通流量受桥面和周边路网养护作业的影响，而交通流量的变化规律又约束着桥面的养护作业。

面对这样一个有机的、复杂的路网系统，以及长期积累的大量营运管理和工程养护等方面的数据，只有致力于江阴大桥的信息化建设、打造数字大桥，才是解决“大流量、重载荷”管养难题的出路。为此，大桥管理者们在江阴大桥数字化建设的道路上不断探索与实践，逐步形成了目前“一个中心、多个平台”的信息化管理体系。

一个中心 多个平台

江阴大桥数据中心。以现运行的内外网络系统、安全系统，收费、监控、称重等业务系统为基础，进行整体规划与建设，开发相应的服务器系统，数据采集、存储、交换与分析系统，采用数据仓库技术重组和整合所有可涉及的业务数据，最终形成综合全面的数据处理分析平台，即江阴大桥数据中心。数据中心内嵌的ETL数据处理系统，实现了与现有的生产调度指挥平台、运维管理平台、结构健康监测系统等各个平台的对接，与各平台进行数据交换、处理和分析，同时也为未来开发的系统预留了接口。江阴大桥数据中心目前有流量、收费、称重和工程维护等8个主题，并具有形成各类报表、报告的功能，为各类用户深化业务管理提供了好用、易用的帮助与支持，为江阴大桥进行综合全面的营运养护决策提供了科学的数据支撑。

生产调度指挥平台。对江阴大桥监控中心现有的监控系统进行整合，开发排障、养护的车载和单兵系统，以及交巡警和交通执法大队的信息终端，建设江阴大桥即时信息交互的平台，即江阴大桥生产调度指挥平台。生产调度指挥平台的开发，以事件为驱动，突出特情处置，将情报板、摄像机视频、广播系统、路况信息系统、短信群发系统和调度指挥系统等融合起来，实现事件的快速录入与指令下发，以及路况视频与现场信息的共享，并可自动生成事件报表，将相应的视听资料归档。江阴大桥生产调度指挥平台实现了指挥调度中心与排障大队、养护大队及收费营运系统的高效联动，同时通过资源共享，与交巡警、交通执法大队、120、消防等协作单位进行即时信息交互，为重大事件处理、即时信息共享与发布提供了一体化平台，最终提高了江阴大桥特情事件的处理效率，提升了江阴大桥指挥调度的管理水平。

江阴大桥生产调度指挥平台框架

江阴大桥BIM模型

运维管理平台。运维管理平台是对现有内外场软硬件设施的运行状态进行监控、记录、存储、告警和展示的系统。监控的外场设备包括除湿机、摄像机、结构健康监测传感器、情报板等，监控的内场设备包括机房的动力环境设备、网络设备、服务器主机等。该平台应用自动化监测和告警技术，全面、可视、实时地监测内外场设备和软件的运行状态，及时发现各类问题和瓶颈，准确、快速地定位故障产生的根本原因，同时利用界面、短信、邮件等方式向相关人员发送告警信息。

工作人员可根据发出的告警信息及时做出响应，减少因系统停机、重要数据信息丢失等造成的业务停顿。江阴大桥运维管理平台实现了由传统的“后知后觉”的人工巡检方式，经由“先知先觉”的自动感知与告警提醒，向“不知不觉”的运维方式的顺利过渡与转变，大幅提高了运维管理工作的效率。

全景可视化数字桥梁养护信息系统。江阴大桥全景可视化数字桥梁养护信息系统是为实现江阴大桥养护工作信息化、规范化和便捷化而开发的养护信息系统。该系统由管理看板子系统、养护管理子系统、养护执行子系统、移动终端App和3D可视化子系统组成，主要功能包括桥梁的巡检工作管理、病害录入、维修工作管理、技术状况评定、基础数据管理、数据分析统计和3D可视化展示等。该系统采用“互联网+”、大数据等新一代信息技术，充分考虑了养护管理工作的实用性，主要特色包括依据江阴大桥养护经验单独定制开发近30个病害录入页面；具有桥梁病害跟踪功能，方便查询病害的发展轨迹；对各类养护信息进行统计分析并形成专业化、直观化的图表；在3D模型上直观显示桥梁的构件信息和病害信息。

江阴大桥全景可视化数字桥梁养护信息系统总体构思先进、合理实用、开放兼容，满足了江阴大桥精细化管理的需求，强大的养护信息统计分析功能促进了桥梁养护管理决策的科学化。

其他已开发且正在使用的还有江阴大桥安全管理平台、结构健康监测系统、表观图像处理技术系统等。

新的探索与展望

在交通运输行业信息化技术快速发展的大背景下，江阴大桥数字化建设的探索与实践也长期持续着，如将BIM技术与桥梁养护相结合，开发基于BIM技术的江阴大桥养护管理系统；建设企业数字档案室，开发与当前各管理系统相对接的档案管理系统，实现无纸化归档，而江阴大桥数据中心所采用的ETL数据处理系统，具有较好的兼容性，为这些正在开发的新系统预留了数据接口。

回顾过去，江阴大桥在“大流量、重载荷”管养难题的巨大压力下，走出了“一个中心、多个平台”的数字化建设道路。江阴大桥的管理者们将在打造数字大桥、智能大桥的道路上持续探索、不断创新，把中国长大桥梁的管养水平推向新的高度。