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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

3.1B/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。

3.2PHP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、MacOSX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。

3.3JavaEE

JavaEE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JavaEE框架进行系统平

台搭建。

JavaEE是一个在多层体系结构中工作的平台。在Web层中，JavaEE提供

Web请求相关的服务。客户端使用根据JavaEE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MongoDB和Redis这两种NoSQL数据

库。其中MongoDB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MongoDB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MongoDB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Midascivil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。

（2）桥梁Midascivil建模及