摘 要：基于監測數據，結合通航建筑物用途、分類、結構，以及通航建筑物的維修保養手冊、標準規范等內容，對通航建筑物分類、結構、部件、部件屬性、屬性內容、量化內容等進行有效梳理后設計出數據結構，在采用信息化技術搭建研發的通航建筑物功能恢復決策系統中，通過相關數據管理功能構建維護維修保養矩陣，并結構化存儲維修保養矩陣數據，決策系統結合維修保養矩陣數據和實時監測數據生成維修保養建議， 為通航建筑物功能恢復提供決策支持，并提升決策水平。

　　關鍵詞：通航建筑物;船閘;維修保養矩陣;數據結構化;信息化管理;編碼

　　內河航運是綜合交通運輸體系的重要組成部分，加快內河航道建設，大力發展內河航運，推動港航融合發展，實現水力資源的綜合利用，就是貫徹落實運輸結構轉型升級、實現綠色低碳發展的重要舉措。

　　以江蘇省諫壁船閘為例，截至2020年12月31日，諫壁船閘船舶通過量突破1.94億t，再創歷史新高。2020年全年，諫壁船閘共開放套閘22 689閘次。船舶通過量1.94億t，同比增長5%;貨物通過量1.18億 t，同比增長3.5%。從這組數據中我們可以看到，保障船閘運行效率、減少船舶積壓、保持安全高效運行對推動地方經濟、發展我國內河航運事業有重大意義。

　　國內內河航道基礎設施普遍存在服役狀態監測能力弱、安全預警防控能力差等突出問題，主要制約因素在于內河航道基礎設施面臨復雜環境，其監測預警的重大共性關鍵技術尚未取得突破，國家重點研發計劃任務相關執行單位正在積極攻克各類內河航道設施，包括航標、整治建筑物、通航建筑物等的監測方法，形成內河航道設施服役狀態的在線智能監測技術，據此建立內河航道設施的服役狀態預警模型，研發內河航道設施功能恢復的決策技術，來增強我國內河航道設施的智能監測預警能力及決策水平。

　　1 數據結構梳理

　　通航建筑物是用于克服集中水位落差或地形障礙而升降或通過船舶的水工設施，又稱過船建筑物。通航建筑物按功能可分為升降船舶的建筑物和通過船舶的建筑物。升降船舶的建筑物又可分為船閘與升船機兩種基本型式。現代過船建筑物應用最多的是船閘，其次是升船機。

　　以船閘為例，通過分析江蘇省地方標準船閘維護規程[1]得知，船閘結構主要分為閘門、閥門、啟閉機、電氣、水工建筑物及其附屬設施等大類。每個大類結構下根據當前大類結構的特性細分出很多部件小類結構。

　　以閘門為例，閘門按其類型可分為升臥閘門、橫拉閘門、三角閘門、人字閘門等。

　　以橫拉閘門為例，橫拉閘門下包含了門體、推拉牽引裝置、鏈條、吊桿、銷軸、側向導輪、固定螺栓螺母、軌道、軌床、軌道壓板及螺栓等部件結構，每個小類部件結構都具有運行觀測屬性，屬性的內容根據部件結構特性細分出很多屬性的內容。

　　以橫拉閘門為例，橫拉閘門運行觀測屬性的內容包含了運行平穩、運行不平穩、有漏水、無漏水、運行有抖動、運行無抖動、運行有異常聲響、運行無異常聲響、啟閉時間在規定范圍內、啟閉時間不在規定范圍內等。

　　橫拉閘門不光只具有運行觀測屬性，還同時具有維修保養屬性，維修保養屬性的內容包括了擋水面板及其他鋼構件局部變形嚴重或開裂部位應采取矯正、補強等措施修復等。

　　從橫拉閘門維修保養屬性的內容可以看出，這些屬性內容可以細分到每個運行的小類結構部件中，因為每個運行的小類結構部件都具有運行觀測屬性，而每個運行觀測屬性的內容都會有與其對應的維修保養屬性的內容。還可以將運行觀測屬性的內容按度量范圍進一步細化，如裂口長度可量化出幾種范圍，每種范圍將有對應的維修保養屬性內容，即橫拉閘門門體運行觀測結果為局部開裂有漏水，采集裂口長度等量化數據或形變量化數據，那么對應的維修保養屬性內容中就會有擋水面板局部開裂部位、形變部位的量化范圍是什么，采取矯正、修補、補強或直接更換門體等措施進行修復。

　　通過以上對橫拉閘門的舉例分析后就可以得出維修保養矩陣的數據結構及其關系型存儲結構，通過信息化技術設計構建出數據結構后就可以實現對船閘、閘門、橫拉閘門、門體、運行觀測屬性，屬性內容、維修保養內容進行數據樹形結構化、關系化存儲，從而構建出通航建筑物的維修保養矩陣。

　　2 信息化管理

　　通過信息化技術搭建研發通航建筑物功能恢復決策系統可對通航建筑物的維修保養矩陣數據可進行信息化的維護管理。系統可按前后分離架構實現系統業務功能。服務端可采用如java等進行構建，前端頁面可采用如vue.js等進行構建，關系型數據存儲可采用開源的數據庫中間件，如mysql等構建。

　　系統中可通過部件管理進行通航建筑物的分類、結構、部件進行樹形結構化維護。即先維護通航建筑物的大類，如船閘、升船機、引航道等。然后在每個大類下維護主體結構，如船閘下可維護閘門、閥門、啟閉機、電氣、水工建筑物及其附屬設施等結構。結構下可維護部件，如閘門可維護門體、推拉牽引裝置、鏈條、吊桿、銷軸、側向導輪、固定螺栓螺母、軌道、軌床、軌道壓板及螺栓等部件結構。部件結構下還存在更細分類的部件時可在部件下繼續維護子部件結構，直至最小級別的部件結構數據維護完成。

　　通過部件屬性管理進行運行觀測屬性、屬性內容、量化觀測內容進行運行觀測屬性內容的樹形結構化維護。即先維護部件的運行觀測屬性，如閘門運行觀測屬性包擴運行時狀態、開啟時狀態、關閉時狀態等，其狀態分別對應的屬性內容包括運行平穩、運行不平穩、有漏水、無漏水、運行有抖動、運行無抖動、運行有異常聲響、運行無異常聲響、啟閉時間在規定范圍內、啟閉時間不在規定范圍內等。在漏水屬性內容下可細分出量化觀測內容，如裂口長度20 cm左右，裂口長度50 cm左右、裂口長度100 cm左右等。再如局部形變半徑20 cm左右，局部形變半徑50 cm左右、局部形變半徑100 cm左右等。量化觀測內容由部件的特性決定，每個運行的部件都存在多種量化觀測內容，量化觀測內容維護的越詳細越好。

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