[發明專利]一種橋梁結構安全的安全預警方法

有效

• 申請號: 200810232826.5
• 申請日: 2008-10-08
• 公開（公告）號: CN101382474B
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 章鵬;陳偉民;梁宗保;黃曉微;鄭偉;胡順仁
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳楊

技術領域

本發明涉及一種橋梁結構安全預警技術，尤其涉及一種橋梁結構安全的安全預警方法。?

背景技術

由于橋梁結構本身和所處環境的復雜性以及結構安全評價的特殊性，現有的結構安全評價方法存在較大的局限，在實際應用上未能取得令人滿意的進展，主要體現在如下幾點：?

(1)現有的基于模型的橋梁結構安全評價理論均來源于力學學科，其評價過程嚴重依賴于結構的精確理論模型和確定的系統激勵；然而舊橋資料的嚴重缺失和橋梁結構參數在運行過程中的不斷變化使得結構精確模型的建立極為困難，加上橋梁結構健康監測中隨機環境激勵的未知性，使得基于模型的結構安全評價遇到難以逾越的障礙。?

(2)基于統計分析的評價方法雖已得到逐步的重視，但其研究和應用尚處在初期；橋梁尺寸巨大，結構復雜，振動幅值很低，統計分析通常所采用的動力特性指標易被環境噪聲淹沒或對局部損傷不敏感，而且沒有將橋梁結構安全評價與環境特性(如溫度)有效地聯系起來，其評價效果還無法滿足工程要求。?

(3)神經網絡雖然在處理非線性問題時具有優良的性能，但由于缺乏完備的訓練樣本，無法在結構響應和安全狀態之間建立有效的因果聯系。?

(4)目前的安全評價大多采用單一的方法或單一的參數進行分析，環境影響的不確定性以及測試數據的不完整使得監測變量未能全面反映結構的安全狀況。?

以上問題的存在，使得目前還沒有一種令人滿意的橋梁安全綜合評價體系。?

從以上分析可知，由于橋梁結構本身的構成極為復雜，其性能容易受到結構所處環境的各種因素的影響，使得結構安全的評價工作也十分的復雜和困難。盡管目前針對橋梁結構安全的評價方法有很多，但由于各種原因，這些評價方法都有其本身固有的缺陷，在實際應用上尚未取得令人滿意的結果。?

D-S證據理論由Dempster提出，利用概率的上下限表示不確定性，后經Shafer進一步發展和完善，使之成為一種系統化的不確定性推理理論。常用于信息融合的決策層。?

在實際應用中，不同的證據(本文中指評價結果)代表不同的信息來源，采集的手段不同、時間不同，或采用的評估方法不同，都可能導致評價結果權重的不同分布。在進行融合時，采用D-S融合規則，即基于直接和(正交和)的融合方法。這樣，融合的結果可以大大減小系統輸出的不確定度，進一步提高狀態評估的準確性。?

發明內容

本發明公開了一種橋梁結構安全的安全預警方法，它包括：1)采用WRI指標和RSI指標對橋梁結構安全進行綜合評價并形成評價結果；2)利用EWMA控制圖的初級預警限和安全告警限對橋梁結構安全進行綜合評價并形成評價結果；3)采用Dempster融合規則對WRI指標和RSI指標形成的評價結果和EWMA控制圖的初級預警限和安全告警限形成的評價結果進行融合并形成融合結果；根據融合結果來確定最終是否發出告警信息，或者，直接根據步驟1)或步驟2)中的評價結果來確定最終是否發出告警信息。?

步驟1)中，采用WRI指標和RSI指標對橋梁結構安全進行綜合評價并形成評價結果，包括：?

1)RSI指標是指實時監測信息的數據在某一周期內的單向波動量占總波動量的相對百分數，具體計算方法為：?

RSI(n)=AA+B×100]]>

式中：A為實時監測信息的數據在一個周期內正方向增加量的總和；?

??????B為實時監測信息的數據在一個周期內負方向增加量絕對值的總和；?