铁路桥梁检测监测管理系统
［摘    要］在各类铁路桥梁工程中，检测监测技术的应用极为普遍，能够获得准确、全面的桥梁状态数据，从而有效应对桥梁工程的各种安全隐患。因此，设计了一套兼顾铁路桥梁病害检测、健康监测和施工维修管理的综合系统，希望有效发挥检测监测技术在铁路桥梁管理方面的重要作用。
［关 键 字］铁路桥梁；桥梁病害检测；桥梁健康监测；桥梁维修施工管理
1 概述
铁路桥梁检测监测管理系统是以桥梁健康监测系统为基础，辅以无人机巡检系统和线路施工维修管理系统。通过铁路桥梁检测监测管理系统对桥梁结构进行管理，不仅可以对运营期间的铁路桥梁状态了如指掌，而且可以在发现隐患时及时排除，防止出现更大损伤，可以降低桥梁维修成本，延长其使用寿命。这样既能保证铁路企业正常的生产运输，减少天窗造成的运输中断，也能及时发现铁路桥梁病害，及时维修处理，保证桥梁设施和行车运输安全。
2 铁路桥梁检测监测系统结构框架
铁路桥梁检测监测管理系统框架如图3.1所示，将系统分为四层进行设计，从底层的数据采集层通过网络传输层将检测监测数据传输到进行数据存储处理的数据核心层，最后到人机交互的应用层。
图3.1 铁路桥梁检测监测管理系统框架图 
3软件设计
3.1 B/S架构
B/S架构是一种全新的网络架构，这种框架下不需要用户在电脑上安装额外的软件，只需要通过浏览器访问即可以实现系统的管理使用。B/S模式将系统的功能实现全部集中在服务器上，对用户方的PC配置要求降低，数据处理过程与结果展示进一步分离，让客户端不需要升级更新等操作，简化了系统的开发维护等工作，从而提高了软件的可扩充性，大大降低了应用维护量，节约了开发维护成本。
3.2 PHP技术
PHP是一种运行于服务器端的通用开源脚本语言，被广泛应用于Web开发。相较于其他热门Web开发语言PHP的优势有三点。第一，开发周期短，可快速开发Web应用。第二，学习成本低。PHP语法简单，方便学习掌握。第三，跨平台性能好。PHP可以在不同的平台如Windows、Linux、Mac OSX上运行，并与目前几乎所有的正在被使用的服务器相兼容，还提供了广泛的数据库支持。
3.3 Java EE
Java EE是使用Java技术开发企业级应用的工业标准，它是Java技术不断适应和促进企业级应用过程中出现的产物。本项目采用Java EE框架进行系统平台搭建。
Java EE是一个在多层体系结构中工作的平台。在Web层中，Java EE提供Web请求相关的服务。客户端使用根据Java EE标准设计的系统所需的唯一应用程序是Web浏览器。由于整个系统位于服务器上，而不是客户端的计算机上，因此可以轻松高效地升级和开发新系统。
3.4数据库设计
铁路桥梁检测监测管理系统主要采用Mongo DB和Redis这两种No SQL数据库。 其中Mongo DB是一种基于分布式文件存储的数据库，其逻辑结构主要由数据库（Database）、集合（Collection）、文档（Document）三部分组成。系统采用Mongo DB的主要目的是存储桥梁监测传感器、无人机和轨检小车采集的数据，并提供对外读写服务。Redis是一个高性能的key-value数据库，它写入和查询一条记录的时间复杂度都是O(1)，读写速度非常快，支持丰富的数据类型，将Redis作为缓存数据库与Mongo DB组合运用，可以使整个数据库读写速率更高。
4 系统各功能模块设计方案
4.1 项目管理模块
项目管理模块包括桥梁基本信息管理、桥梁Midas civil建模及相关理论计算和桥上铁路线路基本信息管理三个部分。
（1）桥梁基本信息管理：新增和修改桥梁的基本信息和桥梁管理日志的记录。
php用户信息管理系统
（2）桥梁Midas civil建模及相关理论计算：通过系统记录的桥梁设计图纸和基本参数运用Midas civil软件可以对桥梁进行建模分析计算，再把计算所得数据存入数据库，方便系统其他相关应用。
（3）桥上铁路线路基本信息管理：新增和修改桥上铁路线路的基本信息和铁路线路管理日志的记录。
4.2 桥梁监测模块
桥梁监测模块主要是对监测传感器的管理和监测数据的管理两个部分。
（1）监测传感器管理内容包括新增和修改监测传感器的基本信息。
（2）监测数据的管理包括对监测数据存储、统计和分析。
4.3 无人机检测模块
无人机检测模块包括无人机设备的管理、检测数据的管理、病害图像自主识别和根据病害类型安排施工维修四个部分。
（1）无人机设备的管理包括设备信息和使用日志。
（2）检测数据的管理就是数据的存储和分析。
（3）病害图像的自主识别包括采集图像的读取、图像的识别分类、识别病害的统计记录等。
（4）分析病害类型和严重程度，给出相应的评价，最后根据评价安排施工维修。
4.4 轨检仪检测模块
轨检仪检测模块包括轨检仪设备的管理、检测数据的管理、线路质量参数的统计分析和根据TQI数值安排施工维修四个部分。
（1）轨检仪设备的管理包括设备信息和使用日志。
（2）检测数据的管理就是数据的存储和分析。
（3）通过GJY-T型轨检小车数据分析处理系统计算出轨道质量指数TQI值。
（4）最后根据TQI值安排施工维修。
4.5 施工维修管理模块
施工维修管理包括施工维修信息、施工维修安排和施工维修预警三个部分。
（1）施工维修信息包含施工维系名称、施工维修时间、施工维修位置、施工维修负责部门、施工维修类型等级、施工维修所需特殊设备报备等信息。
（2）施工维修安排是根据无人机检测、轨检仪检测和传感器监测的数据分析结果安排相应的施工维修。
（3）施工维修预警是根据施工维修等级类型和使用特殊设备的情况安排相应的无人机针对性检测和传感器监测。
4.6 数据查询模块
数据查询模块主要包括历史数据查询和数据对比两个部分。
（1）历史数据查询是十分重要的，通过对历史数据的分析可以总结出检测监测对象的一些重要特性，这些重要特征对指导工作人员维护和保养桥梁及线路具有重要的意义。
（2）数据对比是以图表的形式展示同一监测传感器在两个不同时间段内的监测数据，或是同一检测设备在同一区段不同时间段的检测数据，通过数据对比便于用户研究同一指标之间的变化趋势和变化规律。