巖土工程師輔導(dǎo)：橋梁管理系統(tǒng)研究報告(一)

　　第一章    研究背景
　　根據(jù)現(xiàn)代管理方法的需要，上海市市政管理處與同濟(jì)大學(xué)道交系共同進(jìn)行了“上海市橋梁管理系統(tǒng)”的開發(fā)和研究工作。本章主要介紹橋梁管理系統(tǒng)的國內(nèi)外研究近況、上海市橋梁管理工作的工程背景及管理背景等部分內(nèi)容。
　　1.1國內(nèi)外研究近況
　　1.1.1管理信息系統(tǒng)的發(fā)展概況
　　管理信息系統(tǒng)是研究一個組織中以計(jì)算機(jī)處理為基礎(chǔ)，為各級管理決策層提供必要的管理控制信息和輔助決策功能的人機(jī)系統(tǒng)。他通過有效的信息儲備、提高信息處理的合理性和速度，改善管理決策過程，從而促進(jìn)提高管理工作的效率和效益。
　　管理信息系統(tǒng)是一門新型學(xué)科，近年來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和管理科學(xué)的發(fā)展得到了飛速發(fā)展。這門學(xué)科是以系統(tǒng)論、信息論、控制論、管理科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能等理論為基礎(chǔ)的綜合性學(xué)科。按照計(jì)算機(jī)科學(xué)用于決策層次的提高和輔助決策問題性質(zhì)的改變，管理信息系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了下列階段：
　　EDP（Electronic data processing）階段，即電子數(shù)據(jù)處理階段。在60年代初一美國通用電器公司工資處理為標(biāo)志，揭開了計(jì)算機(jī)用于管理的帷幕，其內(nèi)容為數(shù)據(jù)存儲維護(hù)、簡單加工等單項(xiàng)處理。
　　MIS （Management information processing）階段，即管理信息系統(tǒng)階段。有關(guān)MIS 的概念由美國Stotter及Horn 等人提出，到1968年已經(jīng)成熟。與EDP相比，MIS 已經(jīng)能進(jìn)行各種信息的綜合分析處理，為管理決策層和戰(zhàn)略決策層提供信息支持和輔助決策，并實(shí)現(xiàn)信息共享。系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫和模型庫等，一般功能包括提出問題、判斷問題的性質(zhì)、模型求解、交互提供查詢和報表輸出等。
　　DSS （Decision support system）階段，即決策支持系統(tǒng)階段。與MIS 階段相比，它的主要特點(diǎn)是幫助決策層人員解決半結(jié)構(gòu)化問題和非結(jié)構(gòu)化問題，所用的典型技術(shù)是人工智能方法，是支持和幫助決策而不是取代決策，系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫、方法庫、模型庫用戶交互系統(tǒng)組成。與這一階段同時出現(xiàn)的OA（Office Automation）即辦公自動化系統(tǒng)也發(fā)展起來，其主要目的是運(yùn)用高效的工具提高辦公速度，如文字處理、數(shù)據(jù)、圖象、音響及網(wǎng)絡(luò)化處理等功能，并向多功能、復(fù)合化與MIS 集成發(fā)展。
　　隨著計(jì)算機(jī)管理技術(shù)的發(fā)展以及它在許多領(lǐng)域中的廣泛運(yùn)用，我國公路部門也相繼開發(fā)了各類管理系統(tǒng)，其中運(yùn)用較為成熟的是道路路面管理系統(tǒng)。近年來，隨著橋梁病害的增長，功能下降、交通量增大以及荷載等級的提高，橋梁的養(yǎng)護(hù)維修和加固改造的工作量也日趨繁重，另一方面，橋梁養(yǎng)護(hù)需求和資金缺乏之間的矛盾也為如何實(shí)行科學(xué)管理提出了新的要求。將計(jì)算機(jī)運(yùn)用技術(shù)用于橋梁管理工作，這就誕生了橋梁管理系統(tǒng)這門新興學(xué)科。
　　1.1.2橋梁管理系統(tǒng)的發(fā)展概況
　　橋梁管理系統(tǒng)是最先發(fā)展于70年代的美國，經(jīng)歷了從無到有，從簡單到復(fù)雜，從單項(xiàng)數(shù)據(jù)處理到具有多數(shù)據(jù)、多知識的綜合處理能力的老師系統(tǒng)階段。從八十年代以來隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展它也得到了進(jìn)一步的完善和深化并與CAD 集成，成為管理部門辦公自動化的一部分，并能輔助決策參與管理還為設(shè)計(jì)、施工等其他部門提供必要的數(shù)據(jù)支持。
　　1968年，美國聯(lián)邦公路總局研究開發(fā)了世界上第一個橋梁管理系統(tǒng)“國家橋梁檔案庫（NBI）”，其軟件基本上是一些數(shù)據(jù)文件形式，起初的功能也很簡單，只能完成一些數(shù)據(jù)保存、基本統(tǒng)計(jì)查詢和簡單報表輸出等檔案管理工作，屬于管理系統(tǒng)中的EDP 階段，是第一代橋梁管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)經(jīng)過了近30年的運(yùn)行并不斷得到充實(shí)，改進(jìn)和提高，目前已經(jīng)成為記錄、儲存、更新和統(tǒng)計(jì)美國國家公路上各項(xiàng)橋梁數(shù)據(jù)的國家橋梁數(shù)據(jù)系統(tǒng)；同時，還能為這些橋梁的使用性能作出評定，對候選項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)先排序并為橋梁重建和維修計(jì)劃提供輔助決策，目前的這套系統(tǒng)已經(jīng)具備了一個現(xiàn)代管理系統(tǒng)的基本功能。
　　在聯(lián)邦公路局NBI的基礎(chǔ)上，美國的賓法尼亞、明尼蘇達(dá)、佛羅里達(dá)、堪薩斯等幾十個州，均結(jié)合各自的實(shí)際情況，先后開發(fā)了自己的橋梁管理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都擁有數(shù)據(jù)庫管理、技術(shù)狀態(tài)評價、需求預(yù)測、優(yōu)先排序等功能。有些系統(tǒng)還初步擁有了壽命周期分析法進(jìn)行項(xiàng)目方案優(yōu)選的功能。

　　在美國開發(fā)研究橋梁管理系統(tǒng)的同時，世界各國也都相續(xù)進(jìn)行了這一方面的開發(fā)研究工作，投入使用的系統(tǒng)有：日本道路公團(tuán)橋梁管理系統(tǒng)、丹麥橋梁管理系統(tǒng)、加拿大阿爾伯塔省橋梁管理系統(tǒng)等，其功能與前述基本相似。
　　我國的橋梁管理系統(tǒng)研究及開發(fā)都還處于剛剛起步階段，從80年代以來，四川省公路研究所、廣東省橋梁研究所、交通部公路研究所及北京市公路管理局等單位在借鑒國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，先后開發(fā)了四川省橋梁數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、廣東省橋梁管理系統(tǒng)、北京市公路橋梁管理系統(tǒng)、河南省橋梁管理系統(tǒng)等多個具有各自特色的橋梁管理系統(tǒng)。但這些系統(tǒng)都還處于試運(yùn)行階段，不僅模型參數(shù)的建立還需要大量歷史數(shù)據(jù)的積累加以分析才能得到，而且系統(tǒng)本身的層次也不夠明確。因此，這些系統(tǒng)都還有待進(jìn)一步的發(fā)展與完善。
　　1.1.3小結(jié)
　　由國內(nèi)外各種管理系統(tǒng)和國外橋梁管理系統(tǒng)的發(fā)展情況可以得出以下結(jié)論：
　　1、現(xiàn)有的橋梁管理系統(tǒng)可大致分為兩類：一類基本上就是一個橋梁檔案數(shù)據(jù)庫，它的功能和結(jié)構(gòu)都很簡單，基本上就完成了橋梁數(shù)據(jù)存檔、簡單的統(tǒng)計(jì)查詢等檔案管理工作，但這類系統(tǒng)是每一個橋梁管理系統(tǒng)中必不可少且使用效率最高的一部分，也是橋梁管理單位實(shí)現(xiàn)橋梁管理工作科學(xué)化的起步；第二類，是在橋梁數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)上增加評價、優(yōu)先排序、對策提示、需求預(yù)測及費(fèi)用分析等功能模塊，但這些功能都是初步性的，尚處于研究及探討階段。這一類系統(tǒng)本身的功能也遠(yuǎn)沒有成熟和完善，特別是在國內(nèi)，目前尚無一個橋梁管理系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，因此，沒有足夠的數(shù)據(jù)積累，就更難以為橋梁的管理部門提供可靠的決策咨詢。
　　2、管理系統(tǒng)的開發(fā)是一個循序漸進(jìn)的過程。即使對于一個最簡單的第二類橋梁管理系統(tǒng)，它的建立、完善直到成功運(yùn)用，至少需要十年的時間。這一方面是由于橋梁管理系統(tǒng)建立與實(shí)施需要與之相適應(yīng)的管理體制、管理方法和管理手段以及一定的技術(shù)設(shè)備和技術(shù)人員等條件，而新體制的建立、運(yùn)行以及技術(shù)條件的創(chuàng)造都需要一定的時間；另一方面在管理系統(tǒng)中，模型建立和標(biāo)準(zhǔn)的完善都需要大量的數(shù)據(jù)積累，這也是短時間內(nèi)難以得到的。因此，在系統(tǒng)建立初期，我們應(yīng)該注重的是數(shù)據(jù)采集的方法及質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)的完整性和實(shí)用性，為系統(tǒng)的各項(xiàng)功能提供良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，而不需要將注意力放在繁多的功能模塊上。
　　3、橋梁管理系統(tǒng)的開發(fā)與研究必須與本地區(qū)橋梁管理部門的實(shí)際情況相適應(yīng)。由于各地區(qū)的管理體制、管理方法及管理手段都不相同，各系統(tǒng)的目標(biāo)、功能以及系統(tǒng)所采用的模式也有所區(qū)別。另外，不同地區(qū)其經(jīng)濟(jì)條件，設(shè)備條件、管理水平的差異都很大，對系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的繁簡程度、精度的要求都不盡相同。所以每一個成功的管理系統(tǒng)都具有很強(qiáng)的地方特征。

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