济南市道桥隧涵安全监测控制中心建设项目可行性研究报告.docx
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济南市道桥隧涵安全监测控制中心建设项目可行性研究报告
济南市道桥隧涵安全监测控制中心建设项目可行性研究报告
第一章概述
1.1项目背景
近年来，济南市经济迅速发展，城市建设日新月异，市区规模不断扩大，市政基础设施日趋完善。
桥梁、涵洞、隧道以及综合管廊等构筑物作为市政基础设施的重要组成部分，数量也日趋增多。
截止2015年底，市区已建成城市桥梁576座，其中中小型桥梁566座（含人行天桥16座），大型城市高架桥10座；隧道5条，总长约8公里；地下综合管沟3处，长度约20公里。
根据规划，“十三五”期间还将新建大量的桥隧构造物等市政基础设施。
市政基础设施是城市交通的重要组成部分，对城市的政治经济、文化教育、科学技术等方面的发展影响极大，对交通运输具有重大影响，与市民的工作生活息息相关，所以结构安全及社会服务水平成了公众关注的焦点。
由于受地形、地物、占地面积和城市景观等的影响，在城市桥梁设计建设过程中，往往设计建设成特宽桥、弯梁桥、独柱墩梁桥以及多格式箱梁桥等特殊受力结构。
在全国范围内，这些桥型结构目前已出现多次因设计原因而在施工或使用过程中发生事故，其中有的引起主梁开裂，有的引起墩柱开裂，还有的引起主梁向外偏转或向内偏转而使支座脱空。
而其中最为严重的则是由于严重超载和规范的空白以及前期设计认识上的可能不足等多方面的原因造成的桥梁侧倾、侧滑、倾覆事故。
济南市内城市桥梁有高墩、独柱、立体交叉、异形结构等特点，在温度、车辆偏载、离心力等因素作用下，存在发生曲梁偏移、扭转或高墩倾斜等安全隐患，严重的甚至会引起桥梁倒塌。
1.2项目建设的必要性
济南市大规模城市桥梁、隧道建设之后，未来几年，将迎来大规模养护、维修工作，但市内在现代化的桥梁健康监测、有效养护及维修的理论及技术能力等方面还远远跟不上桥梁建设的进程。
目前济南市部分桥梁存在梁体裂缝、梁体永久侧向变位、支座脱落脱空、桥墩不均匀沉降等病害。
因此，如何全面、及时、准确把握全市城市桥梁工作状态，及时进行科学管理养护或预警，是当前市政府面临的紧迫问题。
通过对济南市典型桥梁、隧道关键指标的提炼、监控系统数据中心平台架构研究、济南市城市桥梁、隧道安全监控系统的实施规划，实现对济南市城市桥梁、隧道结构自动化监测与预警，对全市桥梁、隧道的安全运营有着重要意义。
1.3项目建设内容
济南市道桥隧涵安全监测控制中心分两期建设：
一期工程建设内容：
监控中心机房工程
大屏幕与会议系统
数据库系统
综合应用系统
应急预案与紧急联动系统
地理信息系统
二期工程建设内容：
桥梁监控监测系统
隧道安全监测系统
综合管廊安全监测系统
1.4项目建设初步计划
项目建设计划分成三期实施，一期工程（监控中心软硬件建设及基础数据资料归档）拟16年底完成；二期工程（外围配套设备建设）17年底完成；
一期工程：
包括监控中心信息显示系统、数据传输系统、扩声发言系统、信息发布系统、可视会商系统、智能中央数据处理与控制系统机房等硬件设备和各数字化系统软件建设，同时将现有的桥梁、隧道监控系统纳入监控中心平台。
搜集、完善道桥隧涵等市政基础设施信息，建立基础数据信息数据库。
二期工程：
监管范围内道路、桥梁、过街人行天桥、隧道、地下综合管沟等公用设施所需监控影像录像设备、桥梁健康监测传感设备、隧道远程控制设备、数据采集设备、供电设施、数据传输光缆等附属设施建设。
1.5建设原则
（1）分层分级原则：
自上而下、顶层设计
统一的桥梁、隧道监控综合管理平台需求分析从顶层出发，自上而下分层分级、逐级明细，并加强权限管理，对各层级的管理用户分级授权。
管理权限按照市监控中心为第一级，管理处监控分中心为第二级，路段监控分中心为第三级。
（2）流程管理原则：
固化流程、有序报送
统一的桥梁、隧道监控综合管理平台实际是将管理流程固化在软件内，监控综合管理平台软件通过流程将用户、权限和信息有机组织起来，可以在必要的条件下自动或者人工生成规定格式的信息进行交互，用来支持管理工作。
本项目会完善信息报送机制，通过监控综合管理平台完成信息在各级管理者之间有序流动。
（3）注重时效原则：
信息管理、注重时效
信息的有效性在时间上有较强的限制条件，因此信息生成、信息报送通过监控综合管理平台软件进行明确规定。
同时，全网一致的时钟同步系统也会让这种时效得到较高的保障。
1.6建设目标
本工程围绕城市桥梁、隧道、天桥、综合管廊的安全运营、有效监控开展建设，本项目的预期目标是：
完成济南市建成区范围内的大型桥梁、重要桥梁、天桥、隧道、涵洞和综合管廊的数据整理建库工作，构建城市道桥隧涵数据库。
以城市道桥隧涵基础设施为对象，采用空间地理信息技术（GIS），建设统一的道桥数据管理平台；通过对各种基础空间数据、道桥空间数据和道桥监测数据的综合分析，建设道桥专项业务应用系统群何道桥综合监管平台，搭建道桥运行监控中心；利用物联网技术对道桥设施运行进行实时监测和控制；同时建立完备统一的数据管理、信息交换与维护更新的规范体系，并在体系框架下整合和新建各项业务系统，全面提升道桥信息化管理水平。
预期目标：
1、整合覆盖整个济南市的道路、桥梁、隧道视频监控网络和感知监测网络，搭建全市统一的道桥隧涵安全监测控制平台。
形成1+N的应急指挥体系，推动应急跨部门联动共享和统一指挥，实现安全事件快速响应和联动处置，并开发移动版，辅助领导非现场指挥和一线人员与指挥中心实时互动交流。
2、将应急事件现场或监测网络采集到的各种信息传输到安全监测平台，包括直接事件现场的视音频信息、来自传感设备、监控设备的信息或信号，还有来自相关的专业化信息处理系统的数字化信息，并进行存储和分析。
3、针对如纬六路跨铁路桥、八一立交桥等特殊桥梁设定重点监测目标，做到重点目标重点防护，预防突发事件的发生。
4、基于GIS系统，建设“一张图”应急指挥系统。
将危机管理所涉及的信息（如危机态势、应急指挥相关资源分布、应急方案等）在基础的空间地理图形上形象地表现出来，便于指挥和决策人员直观地进行形式判断、形成决策或进行资源调度，要借助一定的显示设备和显示控制系统表现出来。
5、所有信息在应急平台进行梳理和分析后集中呈现，供指挥中心的指挥决策人员作为决策和调度依据，并可将信息分发至分指挥平台、相关的职能部门、工作人员和救援队伍等。
6、通过应急指挥平台，实现一定的人力、物力资源调度。
例如警力的调度、救灾物资和设施调度、对事件现场的疏导和部署等。
7、在应急指挥过程中，提供一些逻辑分析模型、统计模型或预案，以及案例库中的参考案例，帮助指挥员进行理性决策；同时，应急信息系统要记录整个指挥调度的过程，形成完整案例，丰富案例库，为实现知识化、智能化的危机管理作积累。
第二章现状分析
作为交通领域的重要组成部分—桥梁隧道，近来年，一直保持着快速发展的势头，并取得了令人瞩目的成就。
由于其对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用，济南市政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。
政府已形成“经济发展，交通先行”的理念。
但是由于基础建设薄弱，与发达国家的先进水平相比还有较大差距。
为了更好地支持桥梁隧道建设部门开展桥梁隧道全程视频监控系统的建设及视频图像信息整合与共享工作，遵照统一标准、科学推进、统筹规划、分步实施、实战引领、应用带动、突出重点、分级建设的原则，
2.1现状分析
监控系统是桥梁隧道机电建设不可或缺的一部分，建设范围之广、涉及专业之多、技术含量之高、协调方面之广、运营管理之难，非常考验建设方的综合能力。
虽然我市桥梁隧道发展时间并不长，但是随着时代的发展，在一些已建成的桥梁隧道监控系统上，监控系统上的一些问题开始凸显出来。
1功能不完善
在工程初步设计中，虽然考虑了数据信息采集，信息处理和信息发布三大功能，但是在具体实施中，重采集轻决策，重硬件轻软件，重监视轻控制，没有真正实现监控系统。
2效果不明显
目前大部分桥梁隧道监控系统采集的视频数据清晰度不高，与桥梁隧道以及其他交通数据之间相关性小，利用价值不高，因而不能构成正确决策的依据，难以形成符合实际情况的控制方案。
或者即使有了控制方案，但是由于设施不配套，设备布局不合理，难以使控制方案得到正确的实施。
3监控设备品牌杂、模式多为系统整合带来困扰
桥梁隧道机电建设由于其规模大、分段建设投资主体较多且视频监控系统涵盖其中，往往导致监控设备品牌众多，技术参差不齐。
而建设和维护周期较长，系统复杂度较高，导致设备随着监控技术的发展，新老交替，模式呈现多样化。
加之产品供应商人为设置技术壁垒，为系统的结构调整和资源整合带来了困扰。
4物理监控盲区与逻辑监控盲区很难抉择
目前桥梁隧道机电建设的视频监控部分大多采用全程监控，甚至视场无缝覆盖的方式有效的消除了物理监控盲区；但是海量前端摄像机采集的视频图像，导致监控中心交通管理业务部门无法在有限的时间内实时掌控所有重要场景，出现逻辑监控盲区。
5目前济南市仅在二环南路英雄山立交实施了桥梁健康监测系统。
济南市其他范围内的大型桥梁、重要桥梁也需要建设结构健康监测，以确保桥梁安全运行。
2.2需求分析
近年来，桥梁隧道建设快速发展的同时，也需要理性的看待目前面临的问题，客观的对问题进行评价，针对问题对症下药，提出有效的解决办法，即是系统建设的直接需求。
1、建立安全监测综合管理平台
（1）围绕道桥处管辖的大型桥梁、隧道、天桥、综合管廊等区域，搭建统一的安全监测软件平台。
平台通过数字化管理系统对现场设备进行全程跟踪，提高管理养护水平，并辅管理层者决策。
（2）建立一个数据资源库。
对管辖的桥梁、隧道、天桥等基础数据进行统一存储。
基础数据包括建设信息、养护信息、管理信息、监测信息、设施监控数据等。
（3）建立完备的突发事件应急处置机制。
当管辖范围内的隧道、桥梁、天桥等出现事故，首先对事故进行评估分级，再依据预定的应急联动策略，分级处置。
2、建立桥梁、隧道、天桥的健康监测系统
在桥梁、隧道、天桥的关键断面布置传感器，将采集的数据实时传输至监控中心后台系统。
当内部结构发生位移突变时，后台系统实时报警提示，为道桥处养护工作提供科学依据。
本工程，需对以下10座大型桥梁进行结构健康监测。
表1济南市大型桥梁统计
序号
桥梁名称
桥长（m）
桥宽（m）
建成时间
管养单位
1
八一立交桥
南北主线桥
277.88
18.3
1988年
济南市城市道路桥梁管理处
匝道
34.5
10.8～67.96
2006年
济南市城市道路桥梁管理处
2
顺河高架桥（含玉函立交桥）
南北主线桥
5123.535
18.5～38.14
1998年
济南市城市道路桥梁管理处
玉函立交南桥
916.1
9～12.5
1998年
济南市城市道路桥梁管理处
玉函立交北桥
605.3
9
1998年
济南市城市道路桥梁管理处
3
浆水泉立交桥
第一联
179.77
41
2002年
济南市城市道路桥梁管理处
第二联
济南市城市道路桥梁管理处
第三联
济南市城市道路桥梁管理处
4
纬六路高架桥
主桥
704
30
2005年
济南市城市道路桥梁管理处
北引桥
841.8
18.5～46
2005年
济南市城市道路桥梁管理处
南引桥
180
30
2005年
济南市城市道路桥梁管理处
5
荆山高架桥
主线桥
367
14.05
2006年
济南市城市道路桥梁管理处
6
北园高架桥
（含全福立交桥）
主线桥
11542.299
24
2008年
济南市城市道路桥梁管理处
7
二环东路高架桥
（含燕山立交桥）
南北主线桥
/
/
2009年
济南市城市道路桥梁管理处
燕山立交经十路跨线桥
南桥：
558.069
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