1、養護數（shù）字化

科學養護決策（cè）本質上是（shì）養護數字化，但決策不是科學，而是一套（tào）自洽的邏輯過（guò）程，這個邏輯自洽性應（yīng）在定理層麵被（bèi）證明，最好的（de）選擇是指向數（shù）學方法。

科學科研決策有兩個（gè）層麵：一（yī）個是決策方法的選（xuǎn）擇，另一個是（shì）數學表（biǎo）達的物理（lǐ）模型。通過（guò）這（zhè）兩個層麵加工數據，得到（dào）維修行動的集合並進行養護決策，被執行的維（wéi）修活動作用到橋梁中，橋梁模型（xíng）得到改變，再回到數據獲取的（de）循環起點。其中，養（yǎng）護決策的兩個核（hé）心（xīn）目標（biāo）為：在路網層麵（miàn）降低橋梁安全風（fēng）險，同時實現橋梁生命周期（qī）維（wéi）修成本的優化。

1990年代初，美國（guó）走向了（le）數（shù）字化管理的（de）體係，在積（jī）累了（le）20年數據基礎上，開（kāi）發出了（le）數（shù）字化橋梁（liáng）管理係（xì）統Pontis，1992年投入使（shǐ）用（yòng），並（bìng）基於（yú）該係統建（jiàn）立了全國（guó）範圍內的數字化橋梁養護管理（lǐ）體係。中國也（yě）是從90年代初期就開始（shǐ）走信息化的（de）發展（zhǎn）路徑（jìng），這兩個是不（bú）同的（de）技術體係（xì）。

2、信息化&數（shù）字化

數字化和信息化總體來說有8個（gè）方麵（miàn）的不同：

（1）信息化針對（duì）“人”工作的優（yōu）化，數字化是對“物（wù）”的優化，物就是橋。

（2）信（xìn）息化用截麵數據，數字化（huà）用時（shí）程數據（jù）。

（3）信息化（huà）係（xì）統沒有模（mó）型，數字化需要大量（liàng）的算法模型（xíng）。

（4）數（shù）據顆粒度的（de）要（yào）求也不一致（zhì），體現於橋梁構（gòu）建分類（lèi）的粗細程度。

（5）信息化是對（duì）養護（hù）規範（fàn）的遵（zūn）守，數字（zì）化是對原（yuán）有技術體（tǐ）係的重構（gòu）。

（6）信息化能夠提高人的工作效率，這是由於數字化難度較大，會（huì）降低人的工作效率。

（7）信（xìn）息化實（shí）施成本低，但數字化實施成（chéng）本高，這是因（yīn）為兩者（zhě）的效（xiào）益（yì）方式不同（tóng），橋梁生命周期維修成本優化得靠養（yǎng）護數字化。那（nà）麽一個係統（tǒng）到底是不是信息化或（huò）數字化？可以查看係統中有（yǒu）沒（méi）有technical manual，即技術報（bào）告，技術報告中記錄了所有模型的來源、使用的（de）算法（fǎ）以及（jí）實現的（de）功能，如果沒有（yǒu），那麽該係統屬於信息化的概率更大一些。從國內的（de）產業端來看（kàn），係（xì）統橋梁管養相關的係（xì）統絕大部（bù）分是信（xìn）息（xī）化係統，包括（kuò）互（hù）聯網大廠係統集成公司、信息（xī）化類（lèi）的公（gōng）司、創業型小公司以及傳統做橋（qiáo）梁管養類的公司。但也不能認定信息化係統不好（hǎo），二者隻是功（gōng）能（néng）定位不同而（ér）已。

3、養護數（shù）字化的（de）問（wèn）題（tí）體係

養護數字化是通（tōng）過解答問（wèn）題體係來實現目標，包（bāo）括“維修”和“檢（jiǎn）測”兩（liǎng）個方麵的（de）優化。

（1）什（shí）麽時候維修？每次（cì）維修采取什麽策略？優（yōu）化目標為（wéi）成本最小化，保證維（wéi）修好（hǎo）的情況下，成（chéng）本達到（dào）最小化（huà），這（zhè）屬於橋梁維修層（céng）麵。

（2）在檢測方麵，什麽時（shí）候（hòu）檢測？每次使用（yòng）什（shí）麽檢（jiǎn）測（cè）方法？這（zhè）裏的檢測屬於寬（kuān）泛意義上的概念，如橋梁監測、快速檢測和常規檢測，其（qí）優化（huà）目標是（shì）效益最大化。這是總的（de）問題體係。

解（jiě）決問題體係需（xū）要幾個層麵（miàn）的努力：一是數學方（fāng）法論（lùn）層麵（miàn），選擇什麽（me）樣的數學工具（jù）？這是決策方法的錨。二是抽（chōu）象層麵（miàn）的解決，要打通所有（yǒu）的邏輯環節，建立一個邏輯自（zì）洽的流程（chéng）和（hé）框架。三（sān）是現實層麵上（shàng）要解決數學算法上的取舍，因為越到（dào）現實層麵，其數學難度越大，必須要進行取舍和折中。四是在產品層（céng）麵要有一（yī）套數字化的橋梁管（guǎn）理係（xì）統，目（mù）前來看所有係（xì）統都（dōu）是信息化係統（tǒng）。

此外，圍繞（rào）它的生態（tài）也（yě）要解決，包（bāo）括（kuò）數據獲取、用戶生（shēng）態、標準規（guī）範以及外圍技術（shù）合作生態（tài）等。隻有解決了這些問題，才算是實現了真正（zhèng）意（yì）義上的橋梁養護數字（zì）化轉型。

4、基於（yú）貝（bèi）葉斯方法的一個可行方案

我們基於（yú）貝葉斯方（fāng）法提出了（le）一個可行的方案，但由於投入資源（yuán）不足，目前還未能實現（xiàn）落地。

（1）在認知框架（jià）方麵，為基於不充分信（xìn）息的貝葉斯決策，以貝葉（yè）斯決策理論為（wéi）指（zhǐ）導，構建橋梁養（yǎng）護管（guǎn）理（lǐ）過程中（zhōng）的動態優化（huà）決策流程。數字化（huà）橋（qiáo）梁（liáng）管養係統（tǒng）是通過（guò）對人工檢測數（shù）據的分析挖掘，以（yǐ）每（měi）個橋梁構件為單位（wèi），在全路網範圍內進行維修（xiū）優化，從而為每座（zuò）橋（qiáo）梁製（zhì）定下一年度最優的（de）維修策略、維修方（fāng）案及預算。

（2）在（zài）係統功能實現方（fāng）麵，要有各（gè）類核心分析模型。橋梁健康管理大數（shù）據係統要內嵌（qiàn）各種（zhǒng）數學分析模型，係統功（gōng）能通（tōng）過這些分析模型來（lái）實現。同時（shí），決策方（fāng）法（fǎ）即數據加工流程，采用橋梁檢修（xiū）優化的貝葉（yè）斯預後驗決（jué）策分析模（mó）型，該決策（cè）方法（fǎ）屬於通用算法模（mó）型，適用於任何交（jiāo）通基礎設施（shī）資產的養護管理決策。

（3）在產（chǎn）品（pǐn）層麵（miàn），構建（jiàn）數（shù）字化橋梁養護管理係統（tǒng）。數字化係統不（bú）能如信息（xī）化係統那樣以項目形式實施，而應（yīng）該以提供數據服務（wù）的方式（shì）實施。一個SaaS平台，包（bāo）含各（gè）個不同的（de）主體，如同生態一般，但僅憑一個信息化軟（ruǎn）件無法實現（xiàn）數字化。

（4）在產業技術合作生（shēng）態方麵（miàn），對於橋梁檢測數據的獲取，也有很大（dà）的（de）提升空間。關（guān）於數（shù）字化平台的用戶（hù）合作生態，一般業主無法使（shǐ）用該係（xì）統，應由業（yè）主的下屬公司（sī）來（lái）進（jìn）行開（kāi）發。其次是持續（xù）研發（fā）的高（gāo）校合作生態（tài），北京模型（xíng）和上海模型不同，西藏模型和廣（guǎng）東模型也不一致，需要（yào）有一（yī）個算（suàn）法，使得（dé）數據互相融（róng）合、共生發展，隻有做到如（rú）此精細化層麵，才能夠實現養護數字化的轉型。

（5）最後（hòu）是標準規範，數字化需要的（de）標準（zhǔn）規範體係較（jiào）為複雜，不能僅用一個橋梁規範（fàn）包打天下（xià），需（xū）要行業協會組織製（zhì）定（dìng）相應（yīng）的標準規範。

5、養護數（shù）字化的動（dòng）態優化過程

在數字化養（yǎng）護的（de）動態過程上，一個檢測（cè）是不斷隨著（zhe）生命周（zhōu）期退化，這是通過現有信息總結的規（guī）律，但（dàn）卻並（bìng）不一定在這個時間（jiān）點（diǎn）進行（háng）維（wéi）修（xiū），因為時間可能還沒到，把（bǎ）時間往前（qián）推，不斷地檢（jiǎn）測，模型也會發生變（biàn）化，使得（dé）第一次維修時間點也在不斷變化，一直（zhí）到計算檢測的效益不（bú）如成本高的時間點（diǎn），此時退化規律給（gěi）出來的第（dì）一（yī）次維修，才是真（zhēn）正選擇的維修時間，然後再進行動態的優化，繼續回到過程中來。

6、從抽象（xiàng）層麵（miàn）上，有幾點結論如下：

第一，任何決策都是基於現有信息（xī）的決策，按既（jì）有信息（xī）決策執行？還（hái）是（shì）進（jìn）一（yī）步獲取信息？需（xū）經計算而定。

第二，信息越充分，進（jìn）一步獲取信（xìn）息在決策（cè）中的邊際效應越小。

第三，橋梁生（shēng）命周期維（wéi）修成本（běn）是每次（cì）被執行了的“第一次維修”的（de）成本加和，隻（zhī）有當橋梁壽終正寢拆遷重（chóng）建的時候，壽命（mìng）周期成（chéng）本才能被（bèi）精確得知，所以有時站在時間的起點（diǎn），把所有費用加在一起（qǐ）求最小（xiǎo）化（huà），從邏輯上（shàng）站不住腳，因為這是一個動態過程。

第四，橋梁壽（shòu）命不可（kě）預測，有的單位說可以預（yù）測橋梁壽（shòu）命，但嚴格來說什麽（me）時候（hòu）拆除（chú）重建也是經過動態優化的結果。

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