智能管理
NO.07 2023
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智能城市  INTELLIGENT CITY
桥梁施工监控管理系统的设计与开发
孙中洋 孟
旭 李功文 张显明
（招商局重庆公路工程检测中心有限公司，重庆 400067）
摘
要：通过信息化手段，搭建覆盖多桥施工监控全过程的信息化管理平台，快速、准确地反馈
个人网页设计模板app桥梁施工进度与监控过程中的关键数据，为施工过程控制提供决策依据，科学指导施工，确保桥梁施工成桥状态线形、内力与设计文件相符，方便快捷地查询历史资料，方便技术资料的整理与集成归档、利用。管理系统配置了移动终端和业务管理端，通过云数据库实现多终端全数据实时交互，数据规范化采集及存档、监测信息协同共享、业务流程标准化设计及系统化多维管理、成果集成展示。通过预留智能化监测数据的接口，结合现有管理平台，后期实现现场数据的自动化采集，完成各种桥梁监控数据的智能化采集、智能化管理、智能化分析。
关键词：桥梁施工监控；信息化管理平台；流程标准化设计；BIM-3D模型
中图分类号：U445.1  文献标识码：A    文章编号：2096-1936（2023）07-0042-03DOI ：10.s.2023.07.014
1　研究背景
现阶段，桥梁施工监控主要以人工进行数据采集，通过纸质资料进行原始数据记录，在内业工作中将各监测数据逐级整理归档，根据归档的资料形成日报、周报、月报等成果资料。现场外业工作时用纸质记录，内业工作时将现场纸质记录整理成电子文档，分析梳理形成报告，整个过程程序烦琐、工作量大、易出错，效率低下。纸质记录、成果等不便于保存和查阅，同时数据的可追溯性差。各项工作成果的系统化差，不便于纵横对比，更不便于施工单位、检测单位和监管单位的信息传递[1]
。2　系统平台构成2.1　App客户端
离线采集数据并上传，作为桥梁施工监控数据和施工进度状态数据的唯一来源，主要模块包括基础数据、数据采集、数据管理、数据传输。2.2　Web客户端
首页：汇总本单位累计及每周/月时间内，对下辖施工桥梁监测工作频次，预警数等信息；对个人参与的桥梁形成一个监控工作快捷入口。
桥梁管理：监控所有桥梁基础信息和构建新桥梁实体。
项目管理：分为在建项目与完工项目两个项目
级目录节点。
系统管理：主要分为单位管理、职员管理、单位文件、设备管理及门户管理等。2.3　服务端+数据库
桥梁施工监控的总数据库、App客户端与Web 客户端的全部数据，都需要通过服务端API接口链接数据库读写数据。开发人员考虑后期隧道施工监控的数据结构设计，将桥梁施工监控单独设置一个数据库。3　研究目标
基于目前行业的桥梁监控单位的工作现状和现行规范的要求，充分结合建设单位的统一管理、施工单位和监理单位以及设计单位的信息查看和资料流转需求，开发公路桥梁施工监控管理系统，实现系统总体架构及页面设计；业务流程标准化设计；建立设备库、人员库及档案管理库平台；字典库与主要监测项提示规则设定；监测成果多维展示和信息协同共享。4　项目主要内容
4.1　系统总体架构及页面设计
系统主要由移动终端、业务管理端和云端三部分组成，三者间交互组成如图1所示。
收稿日期：2023-04-07
作者简介：孙中洋，硕士，高级工程师，研究方向为桥梁工程检测。
引用本文：孙中洋，孟旭，李功文，等.桥梁施工监控管理系统的设计与开发[J].智能城市,2023,9(7):42-44.
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4.2　业务流程标准化设计
结合工程经验对监控主要业务流程进行标准化设计，主要包含构件拆分及测点编号规则标准化、数据采集及记录标准化、数据整理及分析标准化。
（1）构件拆分及测点编号规则标准化。
实现常规桥梁主要承重构件拆分、测点编号及相应理论控制数据等批量标准化生成。
构件拆分规则。主梁悬臂段：跨号+墩号+节段号+后缀；主梁合龙段：跨号+后缀；主梁0#块：墩号+后缀；桥墩：墩号+节段号+后缀；主塔：墩号+节段号+后缀；斜拉索：跨号+墩号+侧号+顺序号+后缀等。构件拆分规则与后面BIM模型完全一致。
测点编号及相应控制值数据的批量标准化生成。可根据不同监测项、多构件、多测点批量化生成标准编号；通过与Excel之间的交互使用，批量配置控制点理论数据；各监测项均为单独模块，可根据不同的构件类型，自主化配置构件的监测项。
（2）移动终端数据采集及记录标准化。
移动终端采集数据根据业务管理端的配置，以相应格式录入部件及构件编号、施工进度、监控日志、监测项目、监测点及理论控制数据等。监测项目主要包括线形、应力、温度及索力。
根据不同监测项数据特点设计不同的采集模块，实时进行原始数据的处理，通过与理论计算数据的对比，分析现场判断测试数据准确性，避免返工。原始数据上传业务管理端后，可按公司要求生成标准化格式文件，批量化下载打印、签字后完成原始资料存档。
（3）数据整理及分析标准化。
设计各监测项成果汇总表、数据监测曲线等，形成标准化文件格式，同类型桥梁可以参照使用，减少数据汇总及整理的工作。可按照不同监测项、不同构件、不同采集时间段等进行批量标准化导出，形成报告中不同模块，为后期桥梁阶段报告的模块化输出提供数据支撑。4.3　建立设备库、人员库及档案管理库平台
（1）设备库。
利用公司现有设备管理平台为基础数据来源，筛选项目部门已借出的设备并实时进行更新，搭建部门级设备库。通过项目现场设备配置实现项目仪器设备管理与使用，现场移动采集端根据不同的监测项选取仪器设备即可，自动生成仪器设备使用记录。设备库管理平台如图2所示。
（2）人员库。
检测人员档案与账号合并到职员管理模块共同管理，实名制建立人员账号的同时，上传人员相关资料，以形成人员出示资料库，后面可迭代补充。项目检测人员根据需要从职员管理库中完成调入，设置人员角管理模块，为不同的角配置不同权限，通过人员角管理实现检测人员的权限管理。
（3）档案管理库。
创建目录格式文档管理中心，实现公司级、部门级、项目级、桥梁级档案资料管理，目录树中可自由进行文件的上传、下载、跳转等，实现档案资料的统一管理，方便查阅及溯源。
4.4　字典库与主要监测项提示规则设定
根据桥梁类型、监测项、构件拆分模板、提示方式、公路等级、参建单位、桥梁功能、施工进度状态、监测依据、天气类型等，建立字典知识树。
系统初始一套预警规则模板，平台运营方根据实际情况，为各监测项初设规则，例如应力规则1、应力规则2。项目部在建桥梁配置时采用初始规则，可针对应力监测项引用平台配置的应力规则N等[2]。
4.5　监测成果多维展示和信息协同共享
（1）BIM模型展示。
建立桥梁施工过程结构信息化模型，监测数据及成果资料集中展示，
具体包括桥梁施工进度实时
图2　设备库管理平台图1　系统架构及模块组成
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监测、节段监测数据集成与展示、施工阶段信息汇总（浇筑时间、预应力及斜拉索张拉时间等）、中间指令文件下发等。
（2）信息协同共享。
通过不同参建单位及人员之间的权限分配与管理，实现主要监测成果共享，可由监测人员将采集的数据选择性地直接发送给项目负责人、建设单位和施工单位，避免数据线下流转时间过长。5　研发的技术成果5.1　项目成果
5.1.1　桥梁监控管理数据采集及管理应用总体架构
（1）数据库与数据结构。
建立了基于Mysql的关系型数据库，通过数据库的ACID特性，保证数据一致性、隔离性、持久性。提供
了读写分离、主从配置等分布式数据库的特性，可以实现纵向扩展。提供了分用户、分权限访问控制，保证数据库的安全性，数据传输经过加密处理，防止数据泄露，同时提供了丰富的函数，便于开发。
（2）前后端技术框架建立。
语言：后端Java+前端JavaScript+CSS+html 。框架：后端采用springboot作为整体应用框架，mybatis作为数据访问层框架集成进springboot ，前端使用vue框架。
5.1.2　桥梁监控业务流程标准化框架设计
将桥梁监控业务流程操作标准化设计，分为三步，第一步将桥梁信息录入网页端，第二步从安卓端获取数据信息，第三步为网页端查看数据并生成记录报表。
5.1.3　桥梁监控各监测项提示规则的设定
建立监测项的超限值数据库，通过网页端页面预设监测项目参数范围，针对不同桥梁可进行调整，实现监测数据采集完成后计算结果的自动判定，对不同超限程度进行不同颜的标记提醒，辅助工程监测人员对施工情况正确判断、快速反应，避免事故[3]。
5.1.4　监测成果多维展示和信息协同共享
通过建立桥梁BIM模型，将施工进度等信息集成于BIM模型上进行展示，实现施工进度等信息的可视化展示，直观、清晰，满足项目负责人、监测负责人远程管控项目实施进展，不用亲临现场即可判断项目真实情况，进行决策[4]。5.2　创新点
本系统的设计开发有助于推动公路桥梁施工监
控业务信息化、规范化、智能化。
（1）智能化管理。
系统可同时容纳多个单位的多种角，实现了数据的点选式操作、数据自动处理、一键式上传，监测结果的记录表和报告一键生成，可有效节约数据流转的时间、档案管理工作的时间，大幅提升工作效率，也实现了数据的高效智能化管理。
（2）监测数据库和数据计算提示体系。通过网页端预先设置多个监测项的超限值范围，建立监测数据库。例如，应力值<2时，不提示；2<；应力值<4时，黄标记；4<；应力值<6时，橙标记；应力值>6时，为红标记。可针对不同桥进行调整范围值，用于移动终端数据采集完成之后自动计算结果的超限值提醒[5]。
（3）现场人员、设备的实时管控。
首先通过数据采集时间、人员登录信息和照片信息，实现对现场监测人员的有效管控，用于保证数据的真实性。通过录入的设备信息和使用记录台账，实现对设备使用情况、监测数据的真实性、正确性的合理把控。
（4）施工进度和多维信息可视化集成展示。将施工监测过程通过BIM的三维模型进行集成展示，更好地把控施工过程。6　结语
本系统初步建立了桥梁施工监控管理系统框架，监测项相对较少，可以进一步扩展到风速、速度、加速度等监测项，相同的监测项可以参照应用于隧道、道路、交通工程等专业。此外，通过预留智能化监测数据接口，后期能够实现数据自动化采集、管理、分析。
参考文献
[1] JTG/T 3650-01—2022，公路桥梁施工监控技术规程[S].[2] JT/T 1037—2022，公路桥梁结构监测技术规范[S].[3] JTG 3362—2018，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设
计规范[S].
[4] 梁鹏，徐岳.桥梁施工监控数据管理系统的研究与开发[J].
交通与计算机,2001,19(2):4-7.
[5] 张宇.探讨桥梁施工监控中BIM 技术的应用[J].四川水泥,
2019(4):72-73.

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