章 研究背景
根据现代管理方法的需要，上海市市政管理处与同济大学道交系共同进行了“上海市桥梁管理系统”的开发和研究工作。本章主要介绍桥梁管理系统的国内外研究近况、上海市桥梁管理工作的工程背景及管理背景等部分内容。
1.1国内外研究近况
1.1.1管理信息系统的发展概况
管理信息系统是研究一个组织中以计算机处理为基础，为各级管理决策层提供必要的管理控制信息和辅助决策功能的人机系统。他通过有效的信息储备、提高信息处理的合理性和速度，改善管理决策过程，从而促进提高管理工作的效率和效益。
管理信息系统是一门新型学科，近年来随着计算机技术和管理科学的发展得到了飞速发展。这门学科是以系统论、信息论、控制论、管理科学、计算机科学和人工智能等理论为基础的综合性学科。按照计算机科学用于决策层次的提高和辅助决策问题性质的改变，管理信息系统科学的发展经历了下列阶段：
EDP（Electronic data processing）阶段，即电子数据处理阶段。在60年代初一美国通用电器公司工资处理为标志，揭开了计算机用于管理的帷幕，其内容为数据存储维护、简单加工等单项处理。
MIS （Management information processing）阶段，即管理信息系统阶段。有关MIS 的概念由美国Stotter及Horn 等人提出，到1968年已经成熟。与EDP相比，MIS 已经能进行各种信息的综合分析处理，为管理决策层和战略决策层提供信息支持和辅助决策，并实现信息共享。系统包括数据库和模型库等，一般功能包括提出问题、判断问题的性质、模型求解、交互提供查询和报表输出等。
DSS （Decision support system）阶段，即决策支持系统阶段。与MIS 阶段相比，它的主要特点是帮助决策层人员解决半结构化问题和非结构化问题，所用的典型技术是人工智能方法，是支持和帮助决策而不是取代决策，系统一般由数据库、方法库、模型库用户交互系统组成。与这一阶段同时出现的OA（Office Automation）即办公自动化系统也发展起来，其主要目的是运用高效的工具提高办公速度，如文字处理、数据、图象、音响及网络化处理等功能，并向多功能、复合化与MIS 集成发展。
随着计算机管理技术的发展以及它在许多领域中的广泛运用，我国公路部门也相继开发了各类管理系统，其中运用较为成熟的是道路路面管理系统。近年来，随着桥梁病害的增长，功能下降、交通量增大以及荷载等级的提高，桥梁的养护维修和加固改造的工作量也日趋繁重，另一方面，桥梁养护需求和资金缺乏之间的矛盾也为如何实行科学管理提出了新的要求。将计算机运用技术用于桥梁管理工作，这就诞生了桥梁管理系统这门新兴学科。
1.1.2桥梁管理系统的发展概况
桥梁管理系统是先发展于70年代的美国，经历了从无到有，从简单到复杂，从单项数据处理到具有多数据、多知识的综合处理能力的专家系统阶段。从八十年代以来随着计算机技术的飞跃发展它也得到了进一步的完善和深化并与CAD 集成，成为管理部门办公自动化的一部分，并能辅助决策参与管理还为设计、施工等其他部门提供必要的数据支持。
1968年，美国联邦公路总局研究开发了世界上个桥梁管理系统“国家桥梁档案库（NBI）”，其软件基本上是一些数据文件形式，起初的功能也很简单，只能完成一些数据保存、基本统计查询和简单报表输出等档案管理工作，属于管理系统中的EDP 阶段，是代桥梁管理系统。该系统经过了近30年的运行并不断得到充实，改进和提高，目前已经成为记录、储存、更新和统计美国国家公路上各项桥梁数据的国家桥梁数据系统；同时，还能为这些桥梁的使用性能作出评定，对候选项目进行优先排序并为桥梁重建和维修计划提供辅助决策，目前的这套系统已经具备了一个现代管理系统的基本功能。
在联邦公路局NBI的基础上，美国的宾法尼亚、明尼苏达、佛罗里达、堪萨斯等几十个州，均结合各自的实际情况，先后开发了自己的桥梁管理系统，这些系统都拥有数据库管理、技术状态评价、需求预测、优先排序等功能。有些系统还初步拥有了寿命周期分析法进行项目方案优选的功能。
在美国开发研究桥梁管理系统的同时，世界各国也都相续进行了这一方面的开发研究工作，投入使用的系统有：日本道路公团桥梁管理系统、丹麦桥梁管理系统、加拿大阿尔伯塔省桥梁管理系统等，其功能与前述基本相似。
我国的桥梁管理系统研究及开发都还处于刚刚起步阶段，从80年代以来，四川省公路研究所、广东省桥梁研究所、交通部公路研究所及北京市公路管理局等单位在借鉴国外经验的基础上，先后开发了四川省桥梁数据库管理系统、广东省桥梁管理系统、北京市公路桥梁管理系统、河南省桥梁管理系统等多个具有各自特色的桥梁管理系统。但这些系统都还处于试运行阶段，不仅模型参数的建立还需要大量历史数据的积累加以分析才能得到，而且系统本身的层次也不够明确。因此，这些系统都还有待进一步的发展与完善。
1.1.3小结
由国内外各种管理系统和国外桥梁管理系统的发展情况可以得出以下结论：
1、现有的桥梁管理系统可大致分为两类：一类基本上就是一个桥梁档案数据库，它的功能和结构都很简单，基本上就完成了桥梁数据存档、简单的统计查询等档案管理工作，但这类系统是每一个桥梁管理系统中必不可少且使用效率的一部分，也是桥梁管理单位实现桥梁管理工作科学化的起步；第二类，是在桥梁数据库管理的基础上增加评价、优先排序、对策提示、需求预测及费用分析等功能模块，但这些功能都是初步性的，尚处于研究及探讨阶段。这一类系统本身的功能也远没有成熟和完善，特别是在国内，目前尚无一个桥梁管理系统处于正常运行状态，因此，没有足够的数据积累，就更难以为桥梁的管理部门提供可靠的决策咨询。
2、管理系统的开发是一个循序渐进的过程。即使对于一个简单的第二类桥梁管理系统，它的建立、完善直到成功运用，至少需要十年的时间。这一方面是由于桥梁管理系统建立与实施需要与之相适应的管理体制、管理方法和管理手段以及一定的技术设备和技术人员等条件，而新体制的建立、运行以及技术条件的创造都需要一定的时间；另一方面在管理系统中，模型建立和标准的完善都需要大量的数据积累，这也是短时间内难以得到的。因此，在系统建立初期，我们应该注重的是数据采集的方法及质量，确保数据的完整性和实用性，为系统的各项功能提供良好的数据基础，而不需要将注意力放在繁多的功能模块上。
3、桥梁管理系统的开发与研究必须与本地区桥梁管理部门的实际情况相适应。由于各地区的管理体制、管理方法及管理手段都不相同，各系统的目标、功能以及系统所采用的模式也有所区别。另外，不同地区其经济条件，设备条件、管理水平的差异都很大，对系统功能设计的繁简程度、精度的要求都不尽相同。所以每一个成功的管理系统都具有很强的地方特征。
1.2工程背景
上海市地处水网地区，河流纵横，桥梁数量众多。市区桥梁除黄浦江上的大桥和浦东新区的新建桥梁以及内环线高架、南北高架上的立交桥以外，现有桥梁共1051座。不同时期的桥梁都是按当时的设计荷载标准设计、修建的，因此很多桥梁的荷载等级，行车道宽度都已经严重不适应目前的交通要求。近年来交通量、车辆轴载的不断增加，加之各种环境因素的影响，桥梁的病害情况日趋严重，损坏速率也正逐年加快。
根据《上海市桥梁情况调查报告》可将上海市桥梁损坏的主要病害类型归纳为以下几个方面：
桥梁伸缩缝的损害：在现有桥梁中约占50% 的桥梁伸缩缝都存在着不同程度的损伤，有些严重的即影响行车的舒适性，又会由于渗水、振动等因素对其它结构产生破坏作用。
桥面铺装的损坏：桥面铺装由于受到轮荷载的直接作用，也是受环境因素影响的部位，因此历来是损坏率极高部位。近年来随着交通量的不断增长，桥面铺装的损坏从程度到范围上都日渐增加。对桥面的检查、养护及维修已成为桥梁公务所主要的工作内容之一。
通航河道对桥梁的影响：这里主要是指船舶撞击对桥墩的伤害。苏州河是上海市主要的通航河道，由于通航等级的不断提高，船只对桥梁的撞击次数也逐年上升。这使得桥梁公务所近年来对桥墩的养护维修工作也日渐繁忙。
软土地基对桥梁的不良影响：上海市是典型的软土地基地区。市区内桥梁由于墩台沉降而引起的桥梁损坏相当普遍。因此桥梁养护、管理部门对桥梁墩台的沉降、伸缩缝的拉伸量等应做到定期检测、连续观察，发现问题及时处理。
据统计，在这些市区桥梁中状态良好的只占28.5%；一般损坏的占63.7%；严重损坏的占4.1%；还有6.1%已经成为危桥，需要关闭交通，退出工作。由此可见，目前仅需要大修改建及重建的桥梁就占到市区桥梁总数的10％以上，所以，上海市的桥梁检测、养护以及大中修及改建计划的安排、有限资金的合理使用等桥梁管理工作将会十分的繁重。
1.3管理背景
1.3.1管理体制
上海市市政工程管理处，受上海市市政局的行业、业务领导，同时也接受建设部的行业技术指导。上海市桥梁公务所是市政管理处的下属单位，负责市区内所有桥梁的检查、检测、养护、维修等管理工作，其日常的工作内容还包括：重车过桥管理、桥孔管理、管线过桥管理、桥位附近的建筑管理和新建桥梁设计参与以及桥梁基础资料的收集和管理等。它是桥梁管理计划的具体实施层。
另外，各区县也有其各自的区一级桥梁公务所，实施对本区内所有桥梁的各项技术管理工作。它在业务上受上海市市政工程管理处的行业指导，在行政上受各区县建设局的领导。
1.3.2管理方式及手段
目前，上海市桥梁管理工作的方法及手段都还相当落后，与目前繁重的桥梁管理工作不相适应；也与现代科学的管理要求不相适应。具体表现在：
管理方式落后，缺乏科学的管理意识，不重视桥梁早期的病害检查，重建轻养，把主要精力都放在危桥和损坏严重的桥梁上，难以做到防患于未然。缺乏科学、系统、规范的管理方法必然会造成一定程度的人员和资金的浪费。
桥梁的定期检查工作无标准可循，没有将日常巡检、定期检查、桥梁特检三级检查制度明确定义、分工。大部分的桥梁检查工作都停留在桥梁巡检上，对桥梁的结构损伤和各种典型病害没有详尽的描述。
职工素质有待进一步培训，养护管理在桥梁基础知识及计算机操作技能上都应该不断接受专业培训，使得每一个管理者都能跟的上现代管理体制的要求。
专业检测设备也应适当添置，以提高检测质量，使得更多的损伤数据项能够从定性描述转为量化描述，使数据更加真实、客观。
历史资料管理混乱，由于桥梁档案资料的长期人工管理，造成了资料不全，统计方法不一，准确性差等管理缺陷；而工作量大，效率低，查询和检索都极其困难也是人工管理所难以解决的问题。
投资决策方式落后，由于对投资项目没有一个全面、客观的评价数据，主要是管理人员凭经验对实际情况的判定来安排投资计划，很难保证资金的合理分配。
实施过程中缺少信息反馈。
第二章 系统的结构与功能
2.1系统的目标设计
《上海市桥梁管理系统》作为网级管理系统，它的设计目标就是协助上海市市政工程管理处及所属各级桥梁公务所对现有桥梁实行科学有效的管理和养护工作。其具体内容包括以下几个方面：
1、提供不同管理层所需要的各种数据支持
2、建立全面完善的桥梁现有技术状况检测系统
3、对桥梁及其各部位的使用状况进行评价并排序
4、完成各种查询、统计分析及报表输出
5、对不同损坏程度的桥梁提出维修方案建议
2.2系统的组织结构
根据设计目标，本系统由：档案管理子系统，技术状况检测系统，评价及对策子系统，统计查询子系统，重车过桥咨询管理以及各类报表输出等六大功能模块组成。它们分别实现了静态数据资料及和各类文档的管理；野外桥梁调查、检测；桥梁使用性能的评价；简单对策建议、重车过桥咨询以及各类查询统计、报表输出等功能。
2.3各子系统功能概述
档案管理子系统主要包括静态数据库的建立，数据项的输入输出，图片显示，特检信息及维修信息的建立和输出等模块。
技术状况检测系统主要是建立一整套完整的检测方法，手段及规程，对桥梁结构进行系统、科学的外观检查，采集桥梁结构缺损数据。使管理者对它有一个全面的了解。为下一步评价和管理工作提供有力的数据支持。
评价决策子系统包括了报考数据库的建立，报考数据的输入输出，各部位及各构件的评价、评分以及桥梁使用性能排序，桥梁的功能指数分析等。
养护管理子系统根据桥梁各部位评分值及各构件的损坏状况确立两个层次的维修对策分析，为不同层次的管理者服务。
统计查询模块是利用系统设计的统计及查询功能，完成日常管理工作中所需要的各项统计、查询工作。
重车过桥咨询管理子系统中建立了一个重车过桥历史数据库，系统包括数据库的输入输出以及重车过桥可能性显示两部分内容
报表功能主要是包括用户常用的各类数据输出。
来源:考试大-建筑工程类考试
责编:ljwzmznd 纠错
[1] [2] 
