[發(fā)明專利]一種區(qū)域性橋梁風(fēng)險預(yù)測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010011819.3
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN110807562B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡輝;張亮;董梅;宋杰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州魯爾物聯(lián)科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/08;G06N3/04;G06K9/62
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 賀龍萍

本發(fā)明公開了一種區(qū)域性橋梁風(fēng)險預(yù)測方法及系統(tǒng)，其中，預(yù)測方法包括：S1、收集區(qū)域內(nèi)所有橋梁的基礎(chǔ)信息；S2、基于所述基礎(chǔ)信息篩選出需要進行風(fēng)險預(yù)測的橋梁；S3、對需要進行風(fēng)險預(yù)測的橋梁根據(jù)其基礎(chǔ)信息劃分為不同的風(fēng)險預(yù)測等級；不同風(fēng)險預(yù)測等級對應(yīng)不同風(fēng)險預(yù)測周期；S4、初步確定用于橋梁坍塌評價的致災(zāi)因子；S5、對初步確定的致災(zāi)因子進行篩選，獲得影響橋梁垮塌的主要致災(zāi)因子；S6、基于主要致災(zāi)因子訓(xùn)練生成多個橋梁垮塌風(fēng)險預(yù)測模型；S7、選擇性能最好的風(fēng)險預(yù)測模型作為最終的風(fēng)險預(yù)測模型；S8、對待預(yù)測橋梁進行橋梁坍塌風(fēng)險預(yù)測。本發(fā)明實現(xiàn)對區(qū)域性橋梁的風(fēng)險預(yù)測，實現(xiàn)成本低、覆蓋廣、處理效率高，提高了橋梁的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橋梁安全技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種區(qū)域性橋梁風(fēng)險預(yù)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

當(dāng)今交通運輸業(yè)飛速發(fā)展，公路橋梁經(jīng)長時間的日曬雨淋、材料老化、結(jié)構(gòu)損傷、超負(fù)荷運載，以及其他的不合理使用，容易產(chǎn)生剝落、銹蝕、裂縫和拉索變形等橋梁結(jié)構(gòu)安全病害。1999-2009年我國共垮塌大橋30多座，且都是近30年內(nèi)建成的，橋梁坍塌多會造成人員傷亡，公共安全危害極大。因此不斷更新橋梁檢測技術(shù)及方法顯得尤為緊要，提高對橋梁數(shù)據(jù)的認(rèn)知和有效利用，減少橋梁維修的頻率和費用，增加橋梁的使用壽命，以保障公共安全。

通常情況下監(jiān)測橋梁應(yīng)力應(yīng)變需要提前布設(shè)固定的監(jiān)測點，并鋪設(shè)大量的線纜，工作效率低，監(jiān)測較為局限。近年來橋梁應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測系統(tǒng)運用DIC（Digital ImageCorrelation）數(shù)字圖像技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)、智能識別技術(shù)以及通信技術(shù)等，對橋梁結(jié)構(gòu)及部件應(yīng)變、位移及受力等進行連續(xù)監(jiān)測、快速分析和評估，從而實現(xiàn)了橋梁的單點風(fēng)險時時預(yù)測。但對橋梁健康監(jiān)測區(qū)域性風(fēng)險目前沒有有效的預(yù)測和評估方法。我國橋梁總量多，荷載等級多樣，規(guī)模不同，跨徑規(guī)模不同，服役時間不同，所處交通地理位置不一，有國道、省道、縣道，交通量不同，車輛超載程度不同，橋梁類型也包含了石拱橋、圬工砌體拱、混凝土拱橋、連續(xù)梁、鋼架拱橋等，結(jié)構(gòu)形式不同，材料組成不同。橋梁個體差異性大，橋梁健康區(qū)域性風(fēng)險預(yù)測存在著數(shù)據(jù)量多，積累速度快，信噪比低，數(shù)據(jù)挖掘程度不深，缺乏橋梁結(jié)構(gòu)支撐等問題，存在著較大的管控弱，主觀性強、滯后性大和精度低等特性。

區(qū)域性橋梁健康風(fēng)險預(yù)測技術(shù)融合多元數(shù)據(jù)，挖掘分析區(qū)域上的橋梁健康風(fēng)險發(fā)育規(guī)律，排查垮塌隱患點，旨在眾多橋梁中識別出應(yīng)監(jiān)測的橋梁，實現(xiàn)低成本，廣覆蓋，高效能的健康監(jiān)測。

因此，如何實現(xiàn)針對區(qū)域性橋梁坍塌風(fēng)險的預(yù)測，將對橋梁坍塌風(fēng)險災(zāi)害的被動監(jiān)測和處理轉(zhuǎn)化為主動預(yù)測和應(yīng)對是本領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種區(qū)域性橋梁風(fēng)險預(yù)測方法及系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)對區(qū)域性橋梁的風(fēng)險預(yù)測，實現(xiàn)成本低、覆蓋廣、處理效率高，提高了橋梁的安全性。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種區(qū)域性橋梁風(fēng)險預(yù)測方法，包括：

S1、收集區(qū)域內(nèi)所有橋梁的基礎(chǔ)信息，包括服役年限、結(jié)構(gòu)型式、材料組成、荷載等級、交通流量；

S2、基于所述基礎(chǔ)信息對區(qū)域內(nèi)的橋梁進行篩選，選出需要進行風(fēng)險預(yù)測的橋梁；

S3、對需要進行風(fēng)險預(yù)測的橋梁根據(jù)其基礎(chǔ)信息劃分為不同的風(fēng)險預(yù)測等級；不同的橋梁根據(jù)其風(fēng)險預(yù)測等級對應(yīng)的風(fēng)險預(yù)測周期進行預(yù)測；

S4、從市政設(shè)施部門資料、國家氣象信息中心及文獻調(diào)研中初步確定用于橋梁坍塌評價的致災(zāi)因子；

S5、對初步確定的致災(zāi)因子進行篩選，獲得影響橋梁垮塌的主要致災(zāi)因子；

S6、采集歷史橋梁形變數(shù)據(jù)，基于確定的主要致災(zāi)因子分別對邏輯回歸模型、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、時間序列聚類、隨機森林、最近鄰分類、K均值分類、隱馬爾可夫模型、張量分解和深度波茲曼機應(yīng)用進行訓(xùn)練，生成多個橋梁垮塌風(fēng)險預(yù)測模型；