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摘 要：当前，在役长大桥梁的养护信息化发展迅速，管养数据不断丰富，呈现出多源异构特点且信息孤岛现象突出。本文分析了长大桥梁养护信息孤岛现象产生原因及危害，并以系统集成与信息融合为基础，以数据为核心驱动，提出了数字化平台解决对策。以望东长江公路大桥为工程背景，介绍了其数字化平台建设管理中的四要素统一，一库管理等五项举措，为新形势下的全国性大跨桥梁管养平台建设和智慧养护进行了探索。
关键词：长大桥梁;信息孤岛数字化;一库管理
0 引言
2020年《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》指出“提升公路基础设施规划、设计、建造、养护、运行管理等全要素、全周期数字化水平。”
大型桥梁管养数据呈现出明显的多源异构特点，然而由于长大桥梁缺乏完善的相关标准，综合评估体系尚未建立，加之开发工作未统筹全局统一规划，使得目前大量信息化系统功能参差不齐，基本沦为数据存储系统，形成信息不共享互换以及线上数据线下业务相互脱节的信息孤岛，难以对实际养护工作起到真正的指导和提升作用。另外信息化系统的升级将面临数据连续性中断，新老数据无法校验等系统稳定性风险。
1 “信息孤岛”分析
信息孤岛出现的条件有如下三点：（1）局部信息化。桥梁养护的实时监测、巡查检查、维修加固等工作各自形成局部的信息化，同一个管理单位的不同桥梁各自建设相应系统，形成一个个孤岛。（2）功能性局限。如桥梁基础资料等静态信息与检查维修等动态信息、结构安全监测系统数据与巡检养护数据没有关联。（3）架构扩展性差。原系统之间边界不清晰，没有统一规划，新需求的实现会伴随着一个个新信息孤岛的出现。
形成原因大体分为三个方面：需求分析不到位、标准不统一、认识误区。
危害主要有：重复建设资源浪费、信息传递不及时、决策支持不够、推广难度大。
传统模式下，养护人员完成线下作业后回到系统内录入数据，无形中增加的额外工作量不能给作为信息生产者的使用人员带来价值，增大信息化应用推广难度。
2 解决对策
根据信息孤岛产生原因，结合长大桥梁养护实际，提出四点对策：
2.1 提高认识，树立数字化思维
数字化思维认为数据是物理世界在数字化世界的投影，是一切的基礎，而流程和软件系统则是产生数据的过程和工具。
桥梁管理单位从决策层到执行层要提高认识，实现从信息化到数字化的思维转变，掌握数字化的实质，建立相应的制度配套，协同系统开发单位、各使用部门，培育良好的使用习惯，杜绝线上线下两张皮现象。
2.2 总体设计，规划一体化平台
总的来说，长大桥梁数字化管养主要有5个方面的目标：透彻广泛、实时准确的全面感知;数据互通、信息共享的深度互联;融合处理、技术先进的智能分析;综合优化、科学高效的智慧决策;界面友好，简洁明了的多维展示。
2.3 信息融合，提高决策水平
信息的自动产生、流动和融合，推动业务的高速高质量运行，最终打造数据价值生态，实现决策由经验驱动向数据驱动转变。
2.4 标准建设，实现长效保障
数据标准对系统集成和信息资源共享具有重要意义，横向上，引导软硬件制造企业和维护单位按照一个标准开展工作，纵向上，是全寿命周期内信息化平台稳定运行的保障。
3 工程应用
3.1 工程背景
依据前述解决对策，搭建某长江大桥的数字化养护平台。
大桥跨径布置（78+228+638+228+78）m，全长1 250 m，主桥为双塔双索面半漂浮体系斜拉桥。某大桥建立了健康监测系统、巡检养护管理系统、称重系统、除湿系统和视频监控系统，多方单位参建、系统架构各异、存储资源分散，历年管养信息碎片化，不同系统相互独立，缺少与其他系统数据校验的准则和标准，尚未形成统一的评价体系，难以进行有效评估和辅助决策。
3.2 数字化举措
为了保证这些数据和信息在管养各阶段的充分流动和利用，对多类数据源进行有效管理，对采集到的数据进行妥善存储、处理和应用，构建某大桥数字化管养平台，主要采取以下5项举措：
3.2.1 统一编码、接口、模型、界面四要素
建立桥梁构件、病害、检查维修对策等编码体系及映射规则，筑牢统一基础。某大桥构件编码的基本架构为：路线编号+工程位置（中心桩号、左右分幅信息）+工程分类+工程类型+结构组成+部件类型+部件实例+构件类型+构件实例。
制定标准接口规范，融合多源异构数据。规范信息模型交付标准，统一建设与养护信息模型，模块化界面功能设计，便利多方使用。
3.2.2 多源异构数据一库管理，互联互通
按照定义好的数据接口和标准，将各类指标数据和业务数据按照标准编码的业务元素进行存储，实行一库管理。数据标准化存储模型，是运营期养护信息数据的核心结构，为保证系统数据结构的长期稳定性，将尝试设计独立于各现有业务系统数据结构，依据公路养护业务现有和将来的业务流和单据流逻辑的标准数据模型，实现标准的基础数据模型。
3.2.3 深化分析评估，辅助养护决策
从信息的角度出发，桥梁管理、养护工作可以看成一个从数据采集到应用的过程，信息融合的最终出口就是决策。
3.2.4 挖掘数据资源，优化信息供给
深入挖掘海量数据，提取有效信息，为运营管理单位、检测、施工、咨询等不同单位用户提供定制化的信息。从用户权限、流程设计、报表定制和信息推送等方面，增强信息针对性与及时性，优化信息供给。
3.2.5 强化保障体系，建立长效机制
数字化养护平台的建设运行维护需要各方协同，制度保障是数字化平台应用最重要的保障，确保业务全覆盖和流程全覆盖，提高文件流转和人员沟通的效率;完善标准保障，信息系统的有效运转依赖于对信息的标准化定义。
最终完成集智能移动终端、健康监测、除湿、称重、视频监控等多源异构数据融合于一体的桥梁数字化管养平台开发，实现了某大桥管养任务、巡查检查、养护维修、历史状况、结构监测、除湿等数据的有效关联及实时同步展示。
4 结语
（1）长大桥梁养护信息孤岛问题，表现为单座桥梁养护各业务间信息孤岛、不同桥梁间信息孤岛、行业内信息孤岛、行业间信息孤岛等。目前多数省份长大桥梁的数据共享和互联互通尚未实现，导致资源重复投入，维护成本高昂，信息传递不及时，决策支持力度差。
（2）树立数字化思维，构建一体化平台架构，应用信息融合技术，以数据为核心驱动，继而建立数字化养护平台是长大桥梁养护信息孤岛较为可行的解决对策。未来可进一步形成全国性大跨桥梁管养平台，可最大限度地利用和发挥数据的价值，形成资源共享，为协同分析决策奠定基础。
（3）进一步推广如无人机巡检等自动化信息采集方式，利用AI、云计算等技术打造强大的数据中台，应用机器学习等技术深度挖掘数据，加快行业间协同，提升信息供给质量，将更为彻底解决信息孤岛问题，进而实现智慧养护。
参考文献：
[1]刘宁，黄山.基于系统集成的信息孤岛解决方案研究——以C工程公司为例[J].信息系统工程，2017（9）：146-147.
[2]黄侨，任远，许翔，等.大跨径缆索承重桥梁状态评估的研究现状与发展[J].哈尔滨工业大学学报，2017（9）：2-9.
[3]张贵忠，赵维刚，张浩.沪通长江大桥数字化运维系统的设计研发[J].铁道学报，2019（5）：16-26.
关键词：长大桥梁;信息孤岛数字化;一库管理
0 引言
2020年《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》指出“提升公路基础设施规划、设计、建造、养护、运行管理等全要素、全周期数字化水平。”
大型桥梁管养数据呈现出明显的多源异构特点，然而由于长大桥梁缺乏完善的相关标准，综合评估体系尚未建立，加之开发工作未统筹全局统一规划，使得目前大量信息化系统功能参差不齐，基本沦为数据存储系统，形成信息不共享互换以及线上数据线下业务相互脱节的信息孤岛，难以对实际养护工作起到真正的指导和提升作用。另外信息化系统的升级将面临数据连续性中断，新老数据无法校验等系统稳定性风险。
1 “信息孤岛”分析
信息孤岛出现的条件有如下三点：（1）局部信息化。桥梁养护的实时监测、巡查检查、维修加固等工作各自形成局部的信息化，同一个管理单位的不同桥梁各自建设相应系统，形成一个个孤岛。（2）功能性局限。如桥梁基础资料等静态信息与检查维修等动态信息、结构安全监测系统数据与巡检养护数据没有关联。（3）架构扩展性差。原系统之间边界不清晰，没有统一规划，新需求的实现会伴随着一个个新信息孤岛的出现。
形成原因大体分为三个方面：需求分析不到位、标准不统一、认识误区。
危害主要有：重复建设资源浪费、信息传递不及时、决策支持不够、推广难度大。
传统模式下，养护人员完成线下作业后回到系统内录入数据，无形中增加的额外工作量不能给作为信息生产者的使用人员带来价值，增大信息化应用推广难度。
2 解决对策
根据信息孤岛产生原因，结合长大桥梁养护实际，提出四点对策：
2.1 提高认识，树立数字化思维
数字化思维认为数据是物理世界在数字化世界的投影，是一切的基礎，而流程和软件系统则是产生数据的过程和工具。
桥梁管理单位从决策层到执行层要提高认识，实现从信息化到数字化的思维转变，掌握数字化的实质，建立相应的制度配套，协同系统开发单位、各使用部门，培育良好的使用习惯，杜绝线上线下两张皮现象。
2.2 总体设计，规划一体化平台
总的来说，长大桥梁数字化管养主要有5个方面的目标：透彻广泛、实时准确的全面感知;数据互通、信息共享的深度互联;融合处理、技术先进的智能分析;综合优化、科学高效的智慧决策;界面友好，简洁明了的多维展示。
2.3 信息融合，提高决策水平
信息的自动产生、流动和融合，推动业务的高速高质量运行，最终打造数据价值生态，实现决策由经验驱动向数据驱动转变。
2.4 标准建设，实现长效保障
数据标准对系统集成和信息资源共享具有重要意义，横向上，引导软硬件制造企业和维护单位按照一个标准开展工作，纵向上，是全寿命周期内信息化平台稳定运行的保障。
3 工程应用
3.1 工程背景
依据前述解决对策，搭建某长江大桥的数字化养护平台。
大桥跨径布置（78+228+638+228+78）m，全长1 250 m，主桥为双塔双索面半漂浮体系斜拉桥。某大桥建立了健康监测系统、巡检养护管理系统、称重系统、除湿系统和视频监控系统，多方单位参建、系统架构各异、存储资源分散，历年管养信息碎片化，不同系统相互独立，缺少与其他系统数据校验的准则和标准，尚未形成统一的评价体系，难以进行有效评估和辅助决策。
3.2 数字化举措
为了保证这些数据和信息在管养各阶段的充分流动和利用，对多类数据源进行有效管理，对采集到的数据进行妥善存储、处理和应用，构建某大桥数字化管养平台，主要采取以下5项举措：
3.2.1 统一编码、接口、模型、界面四要素
建立桥梁构件、病害、检查维修对策等编码体系及映射规则，筑牢统一基础。某大桥构件编码的基本架构为：路线编号+工程位置（中心桩号、左右分幅信息）+工程分类+工程类型+结构组成+部件类型+部件实例+构件类型+构件实例。
制定标准接口规范，融合多源异构数据。规范信息模型交付标准，统一建设与养护信息模型，模块化界面功能设计，便利多方使用。
3.2.2 多源异构数据一库管理，互联互通
按照定义好的数据接口和标准，将各类指标数据和业务数据按照标准编码的业务元素进行存储，实行一库管理。数据标准化存储模型，是运营期养护信息数据的核心结构，为保证系统数据结构的长期稳定性，将尝试设计独立于各现有业务系统数据结构，依据公路养护业务现有和将来的业务流和单据流逻辑的标准数据模型，实现标准的基础数据模型。
3.2.3 深化分析评估，辅助养护决策
从信息的角度出发，桥梁管理、养护工作可以看成一个从数据采集到应用的过程，信息融合的最终出口就是决策。
3.2.4 挖掘数据资源，优化信息供给
深入挖掘海量数据，提取有效信息，为运营管理单位、检测、施工、咨询等不同单位用户提供定制化的信息。从用户权限、流程设计、报表定制和信息推送等方面，增强信息针对性与及时性，优化信息供给。
3.2.5 强化保障体系，建立长效机制
数字化养护平台的建设运行维护需要各方协同，制度保障是数字化平台应用最重要的保障，确保业务全覆盖和流程全覆盖，提高文件流转和人员沟通的效率;完善标准保障，信息系统的有效运转依赖于对信息的标准化定义。
最终完成集智能移动终端、健康监测、除湿、称重、视频监控等多源异构数据融合于一体的桥梁数字化管养平台开发，实现了某大桥管养任务、巡查检查、养护维修、历史状况、结构监测、除湿等数据的有效关联及实时同步展示。
4 结语
（1）长大桥梁养护信息孤岛问题，表现为单座桥梁养护各业务间信息孤岛、不同桥梁间信息孤岛、行业内信息孤岛、行业间信息孤岛等。目前多数省份长大桥梁的数据共享和互联互通尚未实现，导致资源重复投入，维护成本高昂，信息传递不及时，决策支持力度差。
（2）树立数字化思维，构建一体化平台架构，应用信息融合技术，以数据为核心驱动，继而建立数字化养护平台是长大桥梁养护信息孤岛较为可行的解决对策。未来可进一步形成全国性大跨桥梁管养平台，可最大限度地利用和发挥数据的价值，形成资源共享，为协同分析决策奠定基础。
（3）进一步推广如无人机巡检等自动化信息采集方式，利用AI、云计算等技术打造强大的数据中台，应用机器学习等技术深度挖掘数据，加快行业间协同，提升信息供给质量，将更为彻底解决信息孤岛问题，进而实现智慧养护。
参考文献：
[1]刘宁，黄山.基于系统集成的信息孤岛解决方案研究——以C工程公司为例[J].信息系统工程，2017（9）：146-147.
[2]黄侨，任远，许翔，等.大跨径缆索承重桥梁状态评估的研究现状与发展[J].哈尔滨工业大学学报，2017（9）：2-9.
[3]张贵忠，赵维刚，张浩.沪通长江大桥数字化运维系统的设计研发[J].铁道学报，2019（5）：16-26.