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科普知識|什么是橋梁養(yǎng)護管理的數(shù)字化系統(tǒng)？

2020-12-25 10:03 　作者：dujiannan 來源：中國公路微信公眾號

常用概念經(jīng)常用，然而細究起來往往會讓人感到些許的困惑或不解。在基礎設施養(yǎng)護管理情境下如何理解“信息化”和“數(shù)字化”這兩個常用概念，值得探討一番。按維基百科的說法，“數(shù)字化是指將信息轉換成數(shù)字格式的過程。將一個物體、圖像、聲音、文本或者信號轉換為一系列由數(shù)字表達的點或者樣本的離散集合表現(xiàn)形式。數(shù)字化的數(shù)據(jù)通常是二進制的以便于計算機的處理?！边@個好理解，原來是沖洗出來的照片，數(shù)字化后是可用計算機處理的數(shù)碼照片；原來是錄制在磁帶上的音樂，數(shù)字化后變成可電腦播放的MP3等格式。關于信息化，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發(fā)的《2006-2020年國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略》中敘述是：“信息化是充分利用信息科技，開發(fā)利用信息資源，促進信息交流和創(chuàng)用，提高經(jīng)濟增長質量，推動經(jīng)濟社會發(fā)展轉型的歷史進程?！毙畔⒒母拍罾斫馄饋頃械嚼Щ笠恍?，我們可以這么認為，信息化就是將之前的信息處理流程或工作流程的程序化（能夠用電腦處理）。比如，在公司財務報銷，傳統(tǒng)是填寫報銷單找各個領導簽字，然后去財務領錢；程序化之后可以從信息化系統(tǒng)中操作，各個領導也在信息化系統(tǒng)中簽字，財務審核后自動將報銷的錢轉到報銷者賬戶中去。所以，往往需要在信息化系統(tǒng)中去體會信息化的功用，信息化的本質是提高工作效率，不改變工作的既有流程。

信息化管養(yǎng)系統(tǒng)。對于橋梁養(yǎng)護管理，可以將傳統(tǒng)人工實現(xiàn)的業(yè)務流程性工作程序化，從而形成信息化系統(tǒng)。比如橋梁技術狀況評級，之前是基于人工檢測結果，遵照養(yǎng)護規(guī)范人工手動進行打分評級；如果建立信息化系統(tǒng)，可以將養(yǎng)護規(guī)范程序化，只需要在系統(tǒng)中填上檢測結果程序自動給構件或整橋進行打分評級。目前，業(yè)內存在的幾乎所有的橋梁管理系統(tǒng)，嚴格來說都屬于信息化系統(tǒng)的范疇。

數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)。按上面概念數(shù)字化應該是信息化的前提，僅僅是格式轉換而已。其實沒這么簡單，為了差別開來，個人覺得叫數(shù)據(jù)化管養(yǎng)系統(tǒng)較為合適，為了遵循使用的習慣，仍然沿用數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)的說法。數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)是對養(yǎng)護數(shù)據(jù)的分析挖掘進而形成養(yǎng)護管理決策。數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)是對傳統(tǒng)管養(yǎng)的重塑、升級甚至是顛覆，因為數(shù)字化所需要的數(shù)據(jù)數(shù)量和質量可能是傳統(tǒng)管養(yǎng)過程中難以提供的，需要對管養(yǎng)的整個過程、技術等進行改造升級。

信息化系統(tǒng)往往對應著“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念，即傳統(tǒng)流程程序化+網(wǎng)絡化；數(shù)字化系統(tǒng)對應大數(shù)據(jù)，人工智能，物聯(lián)網(wǎng)等領域的概念。既然目前存在的管養(yǎng)系統(tǒng)都是信息化系統(tǒng)，那有沒有必要從信息化系統(tǒng)向數(shù)字化系統(tǒng)轉型升級？這里取決于養(yǎng)護管理決策質量，高質量的決策產生的維修維護行為相比于低質量決策產生的維護維修行為產生的效益不同。如果充分挖掘養(yǎng)護管理大數(shù)據(jù)，能夠形成較高質量的決策，那么數(shù)字化轉型就是值得的。

以橋梁養(yǎng)護為例，打造一個數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)需要哪些條件呢？

（1）數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)需要系統(tǒng)化的問題設定，也就是說首先要確定橋梁養(yǎng)護管理要解決的數(shù)學問題是什么？只有提出問題和系統(tǒng)化的問題集，后續(xù)的數(shù)據(jù)分析才能有的放矢。信息化系統(tǒng)不需要問題設定，只需要將既有工作程序化即可。請參考什么是智慧管養(yǎng)？

（2）數(shù)字化橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)需要內嵌各種數(shù)據(jù)分析模型

數(shù)字化橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)主要目的就是通過對養(yǎng)護數(shù)據(jù)的分析，給出養(yǎng)護管理決策。這些模型大體分成兩類，一類是對數(shù)據(jù)的分析，一類是與決策相關的模型。這里值得說明的是數(shù)據(jù)分析類模型可以借鑒別國研究成果，但是決策分析模型必須本土化。決策分析模型是整個數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)的綱領性模型，需要做較為深入的研究。

（3）數(shù)字化橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)需要設計合理的IT產品架構

信息化系統(tǒng)圍繞工作流程開發(fā)，是對既有流程的程序化表達。信息化系統(tǒng)可以以做軟件項目的方式向客戶提交，提交后客戶自行使用，因為信息化系統(tǒng)中體現(xiàn)的是客戶既有的業(yè)務流程或工作協(xié)作流程。數(shù)字化系統(tǒng)是圍繞數(shù)據(jù)而開展分析和決策任務，其中的各種分析模型客戶往往難以理解和掌握，加之數(shù)字化系統(tǒng)的輸出是決策，所以站在客戶角度，過程如何不論，只需要給其提供決策分析結果即可。所以數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)給客戶提供的不是一個軟件產品或為客戶做一個軟件開發(fā)項目，而是為客戶提供數(shù)據(jù)分析服務。如此，數(shù)字化系統(tǒng)IT架構與信息化系統(tǒng)IT架構大不相同。

（4）數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)需要打造數(shù)據(jù)合作生態(tài)

數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的要求遠遠高于養(yǎng)護規(guī)范的規(guī)定，需要打造數(shù)據(jù)獲取的業(yè)務合作生態(tài)。需要對數(shù)據(jù)獲取的人員進行培訓和認證，尤其在數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)實施初期，保障數(shù)據(jù)獲取的真實性和一致性尤為重要。

（5）數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)相輔相成，沒有系統(tǒng)無法分析數(shù)據(jù)，無法指導獲取數(shù)據(jù)，無法做出基于數(shù)據(jù)的決策；反過來歷史數(shù)據(jù)越多越有效，數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)越能夠做出高質量決策分析。這里面有個先有雞還是先有蛋的兩難困境。

從上面的分析來看，實施數(shù)字化橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)的難度要遠遠高于實施信息化管養(yǎng)系統(tǒng)，所以數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)實施是較長時間的過程，而不能如信息化系統(tǒng)那樣以做項目的方式（劃定時間、軟件開發(fā)、交付使用然后項目結束）去實施。

只有數(shù)字化管養(yǎng)系統(tǒng)而非信息化管養(yǎng)系統(tǒng)才能形成全國范圍內的大數(shù)據(jù)系統(tǒng)。截止2019年全國公路橋梁87.8萬座，加上城市橋梁和鐵路橋梁，全國橋梁總數(shù)約120萬座，如此龐大的交通基礎設施資產，至今沒有數(shù)字化管養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)；美國全國61萬座橋梁，迄今為止，管養(yǎng)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中至少已經(jīng)有了30年以上的數(shù)據(jù)，同時各項養(yǎng)護管理工作均圍繞數(shù)據(jù)而開展。對標分析，我們這廂任重而道遠，好在交通主管部門領導已經(jīng)意識到了這個差距并正在采取相關管理措施。

按上面的概念分析來看，基于BIM的橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)是信息化系統(tǒng)還是數(shù)字化系統(tǒng)？如果收集的數(shù)據(jù)與以往沒有本質的區(qū)別，仍然屬于信息化系統(tǒng)，只不過信息組織方式應用了BIM技術而已；如果收集的數(shù)據(jù)與以往相比有本質的改觀，同時系統(tǒng)中嵌入了各種數(shù)據(jù)分析模型，并以決策分析導而非流程為導向，那么便是數(shù)字化系統(tǒng)。

橋梁結構健康監(jiān)測系統(tǒng)屬于數(shù)字化系統(tǒng)范疇，監(jiān)測系統(tǒng)力爭建立數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、評估進而給出養(yǎng)護決策的過程，目前來看各個層級的數(shù)據(jù)分析、評估和養(yǎng)護決策各類模型還需要完善提高。