公路桥梁养护管理数字化转型路径研究

一、引言：公路桥梁养护管理面临的挑战与数字化机遇

公路桥梁作为国家交通网络的重要组成部分，其安全、稳定运行直接关系到公众出行安全和经济社会发展。然而，随着大量桥梁进入中后期服役阶段，加之重载交通、环境侵蚀等多重因素影响，桥梁结构病害日益增多，养护管理任务日趋繁重。传统的养护管理模式，往往依赖于人工巡检、纸质记录和经验判断，存在信息滞后、数据分散、决策主观性强、效率低下等问题，难以满足现代交通管理精细化、智能化的需求。

与此同时，以物联网、大数据、人工智能、云计算等为代表的新一代信息技术迅猛发展，为各行各业带来了深刻的变革。将这些先进技术应用于公路桥梁养护管理领域，推动其数字化转型，已成为必然趋势。数字化转型不仅能有效提升桥梁健康监测的实时性和准确性，优化养护资源配置，降低安全风险，还能促进养护管理工作的科学化、标准化和高效化，为构建韧性、智能的交通基础设施体系奠定坚实基础。

二、当前公路桥梁养护管理数字化现状及问题分析

近年来，我国部分地区的公路桥梁养护管理已开始尝试引入数字化技术。例如，部分桥梁安装了结构健康监测系统（SHM），部分养护单位开始使用移动终端进行巡检记录，一些地区建立了初步的桥梁管理数据库。这些探索取得了一定成效，但整体而言，公路桥梁养护管理的数字化转型仍处于初级阶段，存在诸多亟待解决的问题。

首先，数据采集手段相对落后且标准不统一。许多桥梁仍主要依赖人工目视检查，效率低且易受主观因素影响。已部署的监测设备覆盖范围有限，数据精度和连续性有待提高。更为关键的是，不同时期、不同单位建设的系统，其数据格式、接口标准各异，导致“数据孤岛”现象严重，难以实现数据的整合与共享。

其次，数据应用深度不足，智能化水平不高。收集到的海量数据往往仅用于简单的状态记录和报表生成，未能充分挖掘数据背后的价值。基于大数据的预测性维护、风险评估、养护方案优化等智能化应用尚未普及，决策仍较多依赖经验，缺乏科学依据。

此外，相关标准规范滞后，专业人才短缺也是制约数字化转型的重要因素。缺乏统一的技术标准和操作规范，导致系统建设混乱；既懂桥梁工程又懂数字技术的复合型人才匮乏，难以有效推动和实施转型。

三、公路桥梁养护管理数字化转型的核心路径

针对上述问题，公路桥梁养护管理数字化转型应遵循系统性、实用性、前瞻性原则，重点推进以下五条核心路径：

3.1 数据采集智能化：构建全方位、多维度感知网络

这是数字化转型的基石。应大力推广物联网技术在桥梁监测中的应用，在桥梁关键部位布设传感器，实时采集结构应力、变形、振动、环境温湿度、腐蚀状况等数据。结合无人机、机器人、高精度摄影测量等先进手段，实现桥梁表观病害的高效、精准识别与记录。同时，利用车载传感器、交通流量监测设备等，获取桥梁承载、通行环境等动态信息。关键在于建立统一的数据采集标准与接口协议，确保数据的准确性、实时性和兼容性，为后续分析应用奠定坚实基础。

3.2 管理决策智慧化：实现基于数据的精准分析与科学决策

依托大数据平台和人工智能技术，对采集到的海量数据进行深度挖掘与分析。建立桥梁健康状态评估模型、剩余寿命预测模型、风险评估模型等，实现对桥梁全生命周期的精细化管理和风险评估。利用机器学习算法，分析历史养护数据与桥梁状态变化的关系，优化养护计划，实现从“定期养护”向“预防性养护”、“预测性养护”的转变。通过可视化技术，将复杂的分析结果以直观的方式呈现给管理者，辅助其做出更科学、更高效的决策。

3.3 养护作业自动化：提升现场作业效率与安全性

研发和应用自动化、智能化的养护装备与工具。例如，开发基于机器人的桥梁检测与维修设备，减少人工高空作业风险；应用自动化喷漆、除锈设备，提高作业效率和标准化程度；利用智能物料管理系统，实现养护材料的精准配送。通过自动化手段，不仅能够大幅提升养护作业的效率和质量，更能有效保障作业人员的安全，降低劳动强度。

3.4 信息共享协同化：打破壁垒，构建一体化管理平台

打破部门间、层级间、地域间的信息壁垒，建设统一的公路桥梁养护管理云平台。该平台应集成桥梁基础信息、健康监测数据、养护历史记录、决策分析结果、应急响应信息等，实现数据的集中存储、共享与业务协同。通过平台，养护管理部门、设计单位、施工单位、检测机构等各方可实现信息互通、流程衔接，形成协同工作格局，提升整体管理效能。同时，探索与交通出行服务平台、应急指挥系统等的对接，实现信息资源的最大化利用。

3.5 人才培养体系化：打造适应数字化转型的复合型人才队伍

数字化转型成功的关键在于人。必须重视相关人才的培养与引进。一方面，加强对现有养护管理人员的数字化技能培训，使其掌握数据分析、系统操作等基本技能；另一方面，积极引进既懂桥梁工程技术又懂数字技术的复合型人才。高校和职业院校应调整相关专业课程设置，培养适应未来需求的专门人才。同时，建立完善的激励机制，鼓励技术人员积极拥抱和应用新技术。

四、实施建议与保障措施

为确保上述转型路径的有效实施，需要采取一系列配套措施。首先，加强顶层设计，制定国家或区域层面的公路桥梁养护管理数字化转型战略规划和标准规范，明确发展目标、重点任务和实施步骤。其次，加大资金投入，设立专项资金支持关键技术研发、示范工程建设和平台搭建。再次，强化产学研用合作，鼓励企业、高校、科研机构联合攻关，加速科技成果转化。此外，还要注重数据安全与隐私保护，建立健全相关法律法规和管理制度。最后，加强宣传引导，营造全社会支持桥梁养护管理数字化转型的良好氛围。

五、结论与展望

公路桥梁养护管理数字化转型是适应时代发展、提升管理水平的必然选择。通过智能化数据采集、智慧化管理决策、自动化养护作业、协同化信息共享和体系化人才培养这五条核心路径，可以有效解决当前养护管理面临的诸多难题，显著提升桥梁的安全性、耐久性和服务水平。虽然转型过程中会遇到技术、资金、人才等多方面的挑战，但随着技术的不断成熟和应用的逐步深入，公路桥梁养护管理必将迈向更加智能、高效、绿色的未来。未来，随着数字孪生、区块链等前沿技术的融入，桥梁养护管理将实现更高级别的智能化和自主化，为构建智慧交通体系贡献更大力量。

参考文献

[1] 王旭东， 李佳， 张建仁. 基于物联网的桥梁健康监测系统设计与实现[J]. 土木工程学报， 2021， 54（8）： 132-140.

[2] 赵林达， 黄侨， 刘沐宇. 桥梁养护管理信息化现状与发展趋势[J].公路交通科技， 2019， 36（5）： 123-129.

[3] 孙利民， 李爱群， 叶见曙. 大数据技术在公路桥梁养护管理中的应用研究[J]. 中国公路学报， 2022， 35（12）： 178-186.