基于检测信息融合的悬索桥状态评估与预测研究

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ghostwh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
智能化养护、预防性养护已经成为桥梁养护的发展方向,为提高大型悬索桥养护决策的及时性、准确性和前瞻性,研究悬索桥的状态评估及预测方法十分必要。随着检测技术的发展,桥梁检测信息越来越多,但目前桥梁状态评估方法仍主要为面向外观检测信息的定期评估,评估结果无法对日常养护决策进行及时、动态的指导,且由于检测信息未得到充分利用,对桥梁状态的判定也不够全面、准确。另外,对历次评估结果的使用仍限于简单对比分析,不能满足预防性养护的需求。因此,本文依托国家重点研发计划项目“智慧桥梁状态远程评定关键技术标准研究与示范应用(2020YFF0217801)”,以综合利用检测信息为出发点,发挥监测大数据优势实现了悬索桥短期状态的动态评估,通过多源异构信息评估体系和模糊融合算法实现了悬索桥长期状态的综合评估,并在力学响应预测的基础上,通过融合历史评估信息实现了悬索桥综合状态的预测。主要研究内容包括:(1)对悬索桥检测信息进行组成分析,将悬索桥评估指标划分为4类:表观损伤指标、材料退化指标、力学响应指标和环境影响指标,并给出了各指标的元素构成。针对健康监测数据,提出了3σ-grubbs异常数据处理方法和基于改进MEEMD的信号降噪与温度效应分离方法。实例中3σ-grubbs方法能很好的消除疏失误差,数据经处理后方差减小了49.0%,改进的MEEMD能有效抑制端点效应,减少白噪声带来的计算量。(2)针对日常养护决策缺乏桥梁结构和重要部件状态依据的问题,基于力学响应数据的融合,提出了悬索桥短期状态动态评估方法。将动态综合评估理论引入到桥梁评估中,建立了桥梁动态评估体系。采用改进分批估计和考虑传感器精度的自适应加权融合方法,实现了测点的数据特征值提取。给出了基于功效系数的测点评分公式,并通过灰色关联方法进行评分修正,将健康监测信息、设计信息、成桥信息、专项检测信息融合到测点评分中。基于设计储备计算测点权重,并基于实时数据进行参数客观赋权和部件主客观赋权,首次实现了桥梁短期状态的动态评估。根据校验系数范围实现了桥梁状态等级划分。实例分析表明,本文提出的数据融合方法融合效果较同类方法更好,且能在确保融合精度的同时最大程度减小数据损失,并使融合结果更接近高精度传感器。(3)针对周期性养护决策全面性、准确性不足的问题,基于表观损伤数据、材料退化数据、力学响应数据、环境影响数据的融合,提出了结合定量评分与模糊融合的综合评估方法,实现了悬索桥长期状态的模糊综合评估。建立了基于指标模块的综合评估体系。通过对专家问卷结果进行区间计算、群判断、集值分析得到了体系权重,并给出了部件权重的时间-量值变权修正方法。给出了全数值化的评定准则及评估过程的模糊、融合、反模糊计算方法。评估实例表明,与模糊算子及同类方法相比,本文提出的改进的证据组合方法模糊融合效果更好;与现行行业标准的评估方法相比,本文方法评估结果与实际养护决策更加契合,对桥梁状态的判断更符合客观实际。(4)实现了力学响应预测,为桥梁综合状态预测奠定了基础。定义了目标车流状态,基于WIM信息提取了车流特征参数,采用抽样方法实现了随机车流模拟,并采用SARIMA模型实现了目标车流状态的后期预测和往期推测。提出了基于时程函数的随机车流有限元加载方法,通过有限元计算及结果特征提取得到了力学参数预测评分。寸滩长江大桥索塔应力预测表明,本文的有限元加载方法较同类方法提高了计算精度,应力预测评分值与实际评分值偏差为8.4%,预测效果较好。(5)为适应预防性养护的需求,在力学响应预测的基础上,提出了基于历史评估信息的悬索桥综合状态预测方法。根据养护决策的特点,建立了适用于悬索桥综合状态预测的离散动态贝叶斯网络模型。采用矩估计超参数进行贝叶斯估计学习,实现了小样本信息条件下的DNB参数更新。给出了利用桥梁历史评估信息和力学响应预测结果进行悬索桥综合状态预测的网络模型更新过程。实例验证表明,预测结果与实际评估结果相比,除个别部件外,部件所属状态的概率偏差平均值为14.7%,桥梁所属状态的概率偏差为10.2%,预测偏差均在可接受范围内。
其他文献
<正> 前言狼山是阴山山脉的西翼,她宛如一个天然的屏障,座落在黄河河套平原和蒙古高原之间,并把后者分割为两个迥然不同的自然一经济单元:南部河套平原是著名的古老灌溉农业区和新型的粮食基地,而北部高原拥有辽阔的天然牧场是内蒙古畜牧业基地的一个重要组成部份。狼山北部地区是亚洲中部荒漠区东界和草原区西界分野的一个关键性地区,植被的
期刊
要深刻认识党组织的政治功能和组织功能,既需要在中外政党比较中从整体上把握中国共产党所具有的独特政治功能与价值归依,也需要根据党的组织体系与内在层级性,对不同层级的党组织所承担的政治功能和组织功能深入分析。从根本上看,各级党组织的政治功能和组织功能之间,并非并列的对等关系,而是相辅相成的“理论与实践关系”,前者主要聚焦各级党组织的功能“是什么、干什么”问题,后者主要聚焦“如何干、怎么干”问题,即各级
期刊
<正> 1978年夏季对狼山北部荒漠地区,进行了初步调查。 狼山北部为内蒙古自治区巴彦诺尔盟潮格旗境内西北部的砾质荒漠。北面与蒙古人民共和国南戈壁毗邻,西面与阿拉善左旗接壤,东南部则逐渐过渡到狼山北部草原化荒漠地带,北纬41°20′—43°30′,东经105°00′—107°30′之间。地势由西北向东南逐渐上升,中蒙边境一带
期刊
抓党建促乡村振兴,农村基层党组织必须聚焦增强政治功能和组织功能这个着力点。增强农村基层党组织政治功能和组织功能是做好全面推进乡村振兴各项工作、调适农村基层党组织功能、夯实党在农村基层执政基础的必然逻辑。新时代,农村基层党建工作取得的显著成效为增强农村基层党组织政治功能和组织功能提供了优势条件。当前,增强农村基层党组织政治功能和组织功能,需要提升政治领导力、思想引领力、群众组织力和资源支持力,为全面
期刊
报纸
报纸
<正>中央组织部最新党内统计数据显示,截至2021年底,中国共产党党员总数为9671.2万名,比上年净增343.4万名。党的基层组织493.6万个,比上年净增11.7万个。中国共产党一路走来,始终把基层党组织和党员队伍建设作为党的建设的基础性工作,不断吸收新鲜血液,着力锻造先锋队伍,使党始终保持旺盛生命力和强大战斗力。党员队伍规模进一步壮大。党员总数比上年增加3.7%,比党的十八大召开时增加15.
期刊
目的:对藏药达斯玛保丸进行方源考证、方解分析,综述其临床应用,为该复方的进一步研究与利用提供科学依据,为其临床治疗和用药安全提供有力保障,同时为其标准化研究和推广提供助力。方法:通过文献查阅和考证,进行文献综述。结果与结论:藏药达斯玛保丸由十五世纪掘藏大师热纳玲巴所创,最早记载于《甘露秘诀宝库》,以达斯丸“■”命名,沿用至今。组方配伍由诃子(阿如热)、木香(如达)、藏木香(玛努巴扎)、紫草(哲莫)
期刊
产业是国民经济的筋骨。以国家高新区为代表的产业集群已经成为我国经济发展的重要载体,并通过不同方式造就了每个省份各具特色的产业群落,全力打造高水平产业创新集群,对深入实施创新驱动发展战略、促进现代化经济建设具有重要意义。在百年未有之大变局和第四轮科技革命前夕的国际形势下,亟需研究高新区如何通过创新驱动形成多元共赢的国际合作模式,提升自身国际竞争力。本文立足创新视角,在对产业集群创新、国际竞争力、区域
学位
博物馆的数字化建设以及文物数据库的建立,在传承我国文化,弘扬中华民族传统的过程中起着重要的作用。因此,相关单位须合理利用现有的技术,完成文物数据的收集、管理与存储,使得博物馆数据信息管理工作能够顺利进行,保证我国文物数据库的建设更加完整、全面。本文对数字化博物馆的文物数据库建设进行探讨分析。
期刊