随着国家基础设施建设投入的不断增大和公路桥梁养护管理的要求不断提高,我国从上世纪80年代中期开始,不断研制了许多公路桥梁养护管理系统,在桥梁档案管理、技术状况监测、技术状况评估、养护维修对策制定等方面发挥了重要作用,有效推动了我国公路桥梁养护管理的智能化、科学化和精细化。但目前的公路桥梁养护管理系统建设还比较随意,基本都是独立立项的进行开发,并没有统一的软件框架或开发标准,使得运行的各个应用系统形成“独立”的信息孤岛,既不可能对接形成一个大的系统,也无法进行信息和资源共享。本文尝试用软件工程中软件复用的思想统一和规范公路桥梁养护管理系统的研究。领域工程的思想被应用到桥梁养护管理系统的分析和设计之中。通过对桥梁养护管理系统实施领域过程,构建桥梁养护管理的领域模型,开发桥梁养护管理的可复用构件,从而实现桥梁养护管理领域主要功能在应用系统中的复用。文章主要研究了以下内容：1.对软件工程中领域工程的相关理论和方法进行了研究。通过界定领域工程的相关概念,确定领域工程的研究边界。分析了领域工程的阶段,确定领域参与人员在不同领域工程阶段的主要活动和主要作用。明确了领域工程与应用工程和软件复用之间的关系。针对没有领域工程方法和建模工具的适用范围,梳理总结多种领域工程方法的优缺点,并选择UML作为领域工程方法。2.基于领域工程的公路桥梁养护管理系统架构设计。首先通过确定领域范围、与应用系统交互的操作者,以及建立领域词典,确定公路桥梁养护管理系统的语境模型。以UML领域工程方法为工具,分析设计系统管理人员和业务管理人员对领域系统实施的用例。基于所建立的领域用例模型,对典型样本应用系统的共性和个性需求进行整理和分析,识别其共性和个性,进而确定桥梁养护管理领域应用系统的需求模型,采用聚类的方法对需求信息进行分类与聚合,得到领域应用系统的特征模型。其次,以样本应用系统分析得到的需求特征树为基础,通过合并领域分析阶段所构建的需求特征树,得到领域特征树,进行初步的领域可变性设计。再次,确定了对领域架构和构件实现的方法。对于现有已经经过一段时间实践检验的样本系统,利用再工程技术从中提取需要的构件。对于某些特定领域体系结构和构件,如源代码、DLL等不同的形式进行实现。3.基于构件技术和可视化开发平台在应用工程阶段实现桥梁养护信息系统。首先对领域应用系统进行数据库设计、功能设计和结构设计,采用构件组装等方法实现领域应用系统。选择大型全组件式GIS开发平台SuperMap Objects 6R作为地理信息构件平台,确定了系统硬件构成和软件环境。其次,基于系统总体设计和应用系统的需求,将数据库分为空间数据库、非空间数据库和用户资料数据库,分别采用SuperMap Objects数据集和ADO控件,开发了空间数据库和非空间数据库构件。再次,提出了基于BP神经网络技术进行桥梁结构异常状态识别方法,建立基于AHP的评判模型,并基于灰色系统对桥梁结构状态进行评估。采用D-S证据对神经网络方法确定的异常结构、采用层次分析法评定的缺损状况、根据多级模糊函数评定的承载能力,采用灰色理论评估的桥梁状态,以及人工巡检评估结果进行数据融合,得到桥梁的综合健康评价,还基于马尔科夫链构件桥梁的使用寿命预测模型。最后,根据公路桥梁养护的实际需求,设计实现了基本的地图操作、养护信息管理、技术状况评估、养护决策以及报表和制图等功能库构件,为实际应用工程提供了模块化构件打好了基础。研究的创新点主要体现在三个方面：(1)应用桥梁结构、维修工程、系统科学、管理科学、计算科学等多学科交叉知识进行研究,将软件工程中软件复用的思想引入到桥梁养护管理系统的建设中,可以实现养护管理系统的增量式开发。(2)首次运用领域工程的思想、理论和方法对桥梁养护管理系统进行完整的领域分析、领域设计和领域实现,构建一套公路桥梁养护系统领域工程解决方案,采用研究得出的解决方案,对公路桥梁养护领域实施领域工程过程,搭建公路桥梁养护管理的领域结构。(3)基于公路桥梁养护领域架构和构件技术,利用数据库组件、模型库组件、功能库组件、界面库组件在应用工程中设计一套实际的系统,创造性提出了基于信息融合的桥梁综合健康状态评价方法,对提高桥梁养护管理的科技水平具有一定理论意义和实践意义。本研究表明将软件工程学思想中的领域工程方法引入公路桥梁养护管理系统的建设是切实可行的,并且可以促进公路桥梁养护管理系统建设向规范化和科学化方向发展,有效减少系统重复开发造成的浪费,并且提高桥梁养护管理工作效率。“数字桥梁”将为桥梁养护管理系统开发和检索提供更加广泛和形象化的信息处理与支持平台,推动桥梁养护管理的信息化进程。