[發明專利]一種橋梁結構狀態角色診斷系統

有效

• 申請號: 200910191542.0
• 申請日: 2009-11-20
• 公開（公告）號: CN101714190A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 胡順仁;陳偉民
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 侯懋琪

技術領域

本發明涉及一種橋梁結構狀態監測、故障診斷與預警技術，尤其涉及一種橋梁結構狀態 角色診斷系統。

背景技術

橋梁結構監測、故障診斷與預警技術，是利用信息技術的手段、監測橋梁結構的各種狀 態信息，并進行結構分析與故障診斷。但由于橋梁是結構工程界公認最為復雜的一類工程結 構，而橋梁結構監測、故障診斷及預警技術又具有高度學科交叉的特點，這決定了這項起步 不久的新興技術必然存在大量需要深入研究的科學問題，原始數據失真與變異即是其中一個 極為重要、但又處于學科交叉薄弱點上、直接影響故障診斷結果的關鍵核心問題。

在橋梁結構監測、故障診斷及預警系統中，由各類傳感器以及儀器設備組成的信息獲取 環節是獲取結構原始狀態信息的關鍵環節，它一般只有幾年的使用壽命，這與設計服役年限 為數十、上百年的橋梁之間存在巨大的時間差；而橋梁在惡劣的野外環境下(頻繁振動、交 變受力，高塵、高濕、高低溫變化、高腐蝕性環境，等)，信息獲取環節的性能衰退還會大大 加劇，這使得監測儀器設備出現故障或失效而引發的原始數據失真與變異、并誘發錯誤的故 障診斷結果、產生誤漏報警的問題。

在橋梁結構監測與故障診斷系統中，引發原始數據失真與變異的原因眾多、產生的變異 現象各異。傳感器及其儀器設備的基準“漂移”會造成原始數據按一定規律與方向的失真與變 異；硬件儀器設備從量變到質變的性能衰退過程，會產生一系列無規律、且逐漸加劇的原始 數據失真與變異；橋梁結構現場的各種環境干擾(如電磁干擾、人為操作失誤、停電、電源 意外的劇烈波動或電力沖擊等粗大誤差)，也往往產生一系列陡然突變或無規律的原始數據失 真與變異；部分傳感器或儀器設備修理、更換之后，亦會產生初始參數變異，……。所有上 述原始數據的失真與變異，不是與橋梁結構的性能衰退與老化相似，就是與地震、強風、等 環境災變造成的橋梁故障類似，或者與橋梁的超限超載、意外撞擊、人為破壞的非自然損傷 相近，因此如果不把這此原始數據失真與變異同橋梁結構的損傷信息故障分離識別開來，輕 者會影響橋梁結構故障診斷的準確性、重者會被誤判為橋梁結構陡然突變的事故先兆，給橋 梁故障診斷結果造成混亂，產生嚴重后果。

由于目前從事橋梁結構監測與故障診斷技術研究的主力基本上都是結構工程領域的學 者，因此他們主要從力學的角度出發開展橋梁結構的損傷識別與故障診斷方法的研究，因而 對系統的原始數據失真與變異問題普遍缺乏足夠的認識；而少數涉足橋梁結構監測、故障診 斷及預警技術研究的信息學科的學者，則一般都是單純從傳感器與測量技術的角度出發研究 及其可靠性問題，基本沒有從狀態監測與故障診斷系統的整體出發去探討數據的失真與變異 問題；因此橋梁結構監測與故障診斷系統的原始數據失真與變異這樣一個重大共性關鍵科學 技術問題，還處于原始的起步階段。