巖土工程師輔導：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大學道交系共同進行了“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算機處理為基礎，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)是一門新型學科，近年來隨著計算機技術和管理科學的發(fā)展得到了飛速發(fā)展。這門學科是以系統(tǒng)論、信息論、控制論、管理科學、計算機科學和人工智能等理論為基礎的綜合性學科。按照計算機科學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志，揭開了計算機用于管理的帷幕，其內(nèi)容為數(shù)據(jù)存儲維護、簡單加工等單項處理。
　　MIS （Management information processing）階段，即管理信息系統(tǒng)階段。有關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)絡化處理等功能，并向多功能、復合化與MIS 集成發(fā)展。
　　隨著計算機管理技術的發(fā)展以及它在許多領域中的廣泛運用，我國公路部門也相繼開發(fā)了各類管理系統(tǒng)，其中運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)護需求和資金缺乏之間的矛盾也為如何實行科學管理提出了新的要求。將計算機運用技術用于橋梁管理工作，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，從簡單到復雜，從單項數(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算機技術的飛躍發(fā)展它也得到了進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計、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年的運行并不斷得到充實，改進和提高，目前已經(jīng)成為記錄、儲存、更新和統(tǒng)計美國國家公路上各項橋梁數(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，對候選項目進行優(yōu)先排序并為橋梁重建和維修計劃提供輔助決策，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的基礎上，美國的賓法尼亞、明尼蘇達、佛羅里達、堪薩斯等幾十個州，均結(jié)合各自的實際情況，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、技術狀態(tài)評價、需求預測、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行項目方案優(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)驗的基礎上，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現(xiàn)橋梁管理工作科學化的起步；第二類，是在橋梁數(shù)據(jù)庫管理的基礎上增加評價、優(yōu)先排序、對策提示、需求預測及費用分析等功能模塊，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)建立與實施需要與之相適應的管理體制、管理方法和管理手段以及一定的技術設備和技術人員等條件，而新體制的建立、運行以及技術條件的創(chuàng)造都需要一定的時間；另一方面在管理系統(tǒng)中，模型建立和標準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)的完整性和實用性，為系統(tǒng)的各項功能提供良好的數(shù)據(jù)基礎，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)橋梁管理部門的實際情況相適應。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、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)濟條件，設備條件、管理水平的差異都很大，對系統(tǒng)功能設計的繁簡程度、精度的要求都不盡相同。所以每一個成功的管理系統(tǒng)都具有很強的地方特征。

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