中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術集團企業(yè)。
1、養(yǎng)護數(shù)字化
科學養(yǎng)護決策本質(zhì)上是養(yǎng)護數(shù)字化，但決策不是科學，而是一套自洽的邏輯過程，這個邏輯自洽性應在定理層面被證明，最好的選擇是指向數(shù)學方法。
科學科研決策有兩個層面：一個是決策方法的選擇，另一個是數(shù)學表達的物理模型。通過這兩個層面加工數(shù)據(jù)，得到維修行動的集合并進行養(yǎng)護決策，被執(zhí)行的維修活動作用到橋梁中，橋梁模型得到改變，再回到數(shù)據(jù)獲取的循環(huán)起點。其中，養(yǎng)護決策的兩個核心目標為：在路網(wǎng)層面降低橋梁安全風險，同時實現(xiàn)橋梁生命周期維修成本的優(yōu)化。
1990年代初，美國走向了數(shù)字化管理的體系，在積累了20年數(shù)據(jù)基礎上，開發(fā)出了數(shù)字化橋梁管理系統(tǒng)Pontis，1992年投入使用，并基于該系統(tǒng)建立了全國范圍內(nèi)的數(shù)字化橋梁養(yǎng)護管理體系。中國也是從90年代初期就開始走信息化的發(fā)展路徑，這兩個是不同的技術體系。
2、信息化&數(shù)字化
數(shù)字化和信息化總體來說有8個方面的不同：
（1）信息化針對“人”工作的優(yōu)化，數(shù)字化是對“物”的優(yōu)化，物就是橋。
（2）信息化用截面數(shù)據(jù)，數(shù)字化用時程數(shù)據(jù)。
（3）信息化系統(tǒng)沒有模型，數(shù)字化需要大量的算法模型。
（4）數(shù)據(jù)顆粒度的要求也不一致，體現(xiàn)于橋梁構建分類的粗細程度。
（5）信息化是對養(yǎng)護規(guī)范的遵守，數(shù)字化是對原有技術體系的重構。
（6）信息化能夠提高人的工作效率，這是由于數(shù)字化難度較大，會降低人的工作效率。
（7）信息化實施成本低，但數(shù)字化實施成本高，這是因為兩者的效益方式不同，橋梁生命周期維修成本優(yōu)化得靠養(yǎng)護數(shù)字化。那么一個系統(tǒng)到底是不是信息化或數(shù)字化？可以查看系統(tǒng)中有沒有technical manual，即技術報告，技術報告中記錄了所有模型的來源、使用的算法以及實現(xiàn)的功能，如果沒有，那么該系統(tǒng)屬于信息化的概率更大一些。從國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)端來看，系統(tǒng)橋梁管養(yǎng)相關的系統(tǒng)絕大部分是信息化系統(tǒng)，包括互聯(lián)網(wǎng)大廠系統(tǒng)集成公司、信息化類的公司、創(chuàng)業(yè)型小公司以及傳統(tǒng)做橋梁管養(yǎng)類的公司。但也不能認定信息化系統(tǒng)不好，二者只是功能定位不同而已。
3、養(yǎng)護數(shù)字化的問題體系
養(yǎng)護數(shù)字化是通過解答問題體系來實現(xiàn)目標，包括“維修”和“檢測”兩個方面的優(yōu)化。
（1）什么時候維修？每次維修采取什么策略？優(yōu)化目標為成本最小化，保證維修好的情況下，成本達到最小化，這屬于橋梁維修層面。
（2）在檢測方面，什么時候檢測？每次使用什么檢測方法？這里的檢測屬于寬泛意義上的概念，如橋梁監(jiān)測、快速檢測和常規(guī)檢測，其優(yōu)化目標是效益最大化。這是總的問題體系。
解決問題體系需要幾個層面的努力：一是數(shù)學方法論層面，選擇什么樣的數(shù)學工具？這是決策方法的錨。二是抽象層面的解決，要打通所有的邏輯環(huán)節(jié)，建立一個邏輯自洽的流程和框架。三是現(xiàn)實層面上要解決數(shù)學算法上的取舍，因為越到現(xiàn)實層面，其數(shù)學難度越大，必須要進行取舍和折中。四是在產(chǎn)品層面要有一套數(shù)字化的橋梁管理系統(tǒng)，目前來看所有系統(tǒng)都是信息化系統(tǒng)。
此外，圍繞它的生態(tài)也要解決，包括數(shù)據(jù)獲取、用戶生態(tài)、標準規(guī)范以及外圍技術合作生態(tài)等。只有解決了這些問題，才算是實現(xiàn)了真正意義上的橋梁養(yǎng)護數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
4、基于貝葉斯方法的一個可行方案
我們基于貝葉斯方法提出了一個可行的方案，但由于投入資源不足，目前還未能實現(xiàn)落地。
（1）在認知框架方面，為基于不充分信息的貝葉斯決策，以貝葉斯決策理論為指導，構建橋梁養(yǎng)護管理過程中的動態(tài)優(yōu)化決策流程。數(shù)字化橋梁管養(yǎng)系統(tǒng)是通過對人工檢測數(shù)據(jù)的分析挖掘，以每個橋梁構件為單位，在全路網(wǎng)范圍內(nèi)進行維修優(yōu)化，從而為每座橋梁制定下一年度最優(yōu)的維修策略、維修方案及預算。
（2）在系統(tǒng)功能實現(xiàn)方面，要有各類核心分析模型。橋梁健康管理大數(shù)據(jù)系統(tǒng)要內(nèi)嵌各種數(shù)學分析模型，系統(tǒng)功能通過這些分析模型來實現(xiàn)。同時，決策方法即數(shù)據(jù)加工流程，采用橋梁檢修優(yōu)化的貝葉斯預后驗決策分析模型，該決策方法屬于通用算法模型，適用于任何交通基礎設施資產(chǎn)的養(yǎng)護管理決策。
（3）在產(chǎn)品層面，構建數(shù)字化橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)。數(shù)字化系統(tǒng)不能如信息化系統(tǒng)那樣以項目形式實施，而應該以提供數(shù)據(jù)服務的方式實施。一個SaaS平臺，包含各個不同的主體，如同生態(tài)一般，但僅憑一個信息化軟件無法實現(xiàn)數(shù)字化。
（4）在產(chǎn)業(yè)技術合作生態(tài)方面，對于橋梁檢測數(shù)據(jù)的獲取，也有很大的提升空間。關于數(shù)字化平臺的用戶合作生態(tài)，一般業(yè)主無法使用該系統(tǒng)，應由業(yè)主的下屬公司來進行開發(fā)。其次是持續(xù)研發(fā)的高校合作生態(tài)，北京模型和上海模型不同，西藏模型和廣東模型也不一致，需要有一個算法，使得數(shù)據(jù)互相融合、共生發(fā)展，只有做到如此精細化層面，才能夠?qū)崿F(xiàn)養(yǎng)護數(shù)字化的轉(zhuǎn)型。
（5）最后是標準規(guī)范，數(shù)字化需要的標準規(guī)范體系較為復雜，不能僅用一個橋梁規(guī)范包打天下，需要行業(yè)協(xié)會組織制定相應的標準規(guī)范。
5、養(yǎng)護數(shù)字化的動態(tài)優(yōu)化過程
在數(shù)字化養(yǎng)護的動態(tài)過程上，一個檢測是不斷隨著生命周期退化，這是通過現(xiàn)有信息總結(jié)的規(guī)律，但卻并不一定在這個時間點進行維修，因為時間可能還沒到，把時間往前推，不斷地檢測，模型也會發(fā)生變化，使得第一次維修時間點也在不斷變化，一直到計算檢測的效益不如成本高的時間點，此時退化規(guī)律給出來的第一次維修，才是真正選擇的維修時間，然后再進行動態(tài)的優(yōu)化，繼續(xù)回到過程中來。
6、從抽象層面上，有幾點結(jié)論如下：
第一，任何決策都是基于現(xiàn)有信息的決策，按既有信息決策執(zhí)行？還是進一步獲取信息？需經(jīng)計算而定。
第二，信息越充分，進一步獲取信息在決策中的邊際效應越小。
第三，橋梁生命周期維修成本是每次被執(zhí)行了的“第一次維修”的成本加和，只有當橋梁壽終正寢拆遷重建的時候，壽命周期成本才能被精確得知，所以有時站在時間的起點，把所有費用加在一起求最小化，從邏輯上站不住腳，因為這是一個動態(tài)過程。
第四，橋梁壽命不可預測，有的單位說可以預測橋梁壽命，但嚴格來說什么時候拆除重建也是經(jīng)過動態(tài)優(yōu)化的結(jié)果。
中交路橋科技結(jié)合多年行業(yè)先進經(jīng)驗，融合數(shù)字經(jīng)濟和國家安全體系發(fā)展需求，構建“智能監(jiān)測、科技領先、智慧城市、數(shù)字賦能”的品牌戰(zhàn)略，形成了工程檢測、城市安全監(jiān)測、數(shù)字化研發(fā)運維三大業(yè)務板塊。公司技術實力雄厚，當前擁有一支高素質(zhì)工程醫(yī)生團隊，囊括了鐵道工程、城市道路與公路、橋梁工程、隧道工程、建筑工程、水利工程、工程物探、安全技術、電力、信號、集成電路、智能科學等專業(yè)。公司試驗、檢測、監(jiān)測儀器設備齊全，用于試驗檢測、測繪的儀器設備共計千余套，為試驗檢測、監(jiān)測數(shù)據(jù)的科學、準確提供了硬件保證。
