[發(fā)明專利]一種基于移動區(qū)間關(guān)聯(lián)性趨勢的預(yù)警閾值設(shè)置方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010061958.7
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111274544A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉興旺;劉華;陳斌;吳來義;梅大鵬;楊文爽;趙大成;耿東升;付一小;張永民
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵大橋（南京）橋隧診治有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

本發(fā)明公開了一種基于移動區(qū)間關(guān)聯(lián)性趨勢的預(yù)警閾值設(shè)置方法，利用監(jiān)測數(shù)據(jù)間穩(wěn)定且敏感的關(guān)聯(lián)性關(guān)系，采用關(guān)聯(lián)性移動區(qū)間概率統(tǒng)計特征獲取關(guān)聯(lián)性趨勢線及結(jié)構(gòu)響應(yīng)通常值包絡(luò)線，然后基于可靠度理論在通常值包絡(luò)線的基礎(chǔ)上按照一定保證率得到紅色預(yù)警限值，從而建立“兩線三區(qū)”的關(guān)聯(lián)性預(yù)警機制，實現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性預(yù)警。本發(fā)明相對于結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)固定且單一的時程預(yù)警閾值而言，關(guān)聯(lián)性趨勢預(yù)警屬于綜合預(yù)警體系，能夠充分利用橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)海量的監(jiān)測數(shù)據(jù)并把握其內(nèi)在變化規(guī)律。關(guān)聯(lián)性趨勢預(yù)警閾值隨著關(guān)聯(lián)性特征變化而變化，動態(tài)閾值具有更高的精度和靈敏度使得系統(tǒng)更加科學(xué)地實時預(yù)警。該方法已經(jīng)程序化實現(xiàn)，操作簡單快捷，具有廣泛的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于移動區(qū)間關(guān)聯(lián)性趨勢的預(yù)警閾值設(shè)置方法，屬于橋梁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)分析研究技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，橋梁預(yù)警體系的研究對于橋梁安全評估具有重要意義，同時，也是運營監(jiān)測預(yù)警評估系統(tǒng)的核心內(nèi)容。對于運營監(jiān)測系統(tǒng)而言，能否進行準(zhǔn)確及時地預(yù)警評估將直接關(guān)系到一些特殊事件發(fā)生時能否在最大程度上減小事件所帶來的不利影響，保障結(jié)構(gòu)安全。

近年來，隨著運營監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展及相關(guān)技術(shù)的不斷提升，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)各種預(yù)警體系也得以廣泛地應(yīng)用于工程實踐。其中，預(yù)警閾值是預(yù)警體系的核心內(nèi)容，關(guān)系到運營監(jiān)測系統(tǒng)能否反映結(jié)構(gòu)真實安全的狀態(tài)科學(xué)預(yù)警，防止重大事件的漏報及錯報，所以獲取科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)警閾值是橋梁健康監(jiān)測預(yù)警體系中急需解決的重要技術(shù)問題。

目前，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)常見的預(yù)警閾值設(shè)置方法有：(1)規(guī)范限值，該類限值是基于規(guī)范，在大量實驗的基礎(chǔ)上獲得，在常規(guī)橋梁上應(yīng)用具有一般性，然而，對于特殊性橋梁及大跨橋梁由于自身變形及受力特征具有特殊性，規(guī)范限值不宜采用，同時，規(guī)范限值往往具有一定的保守型，實測數(shù)據(jù)難以到達限值進行有效報警，結(jié)構(gòu)響應(yīng)達到規(guī)范限值時，結(jié)構(gòu)往往已經(jīng)破壞，無法做到及時預(yù)警進行處理。(2)結(jié)構(gòu)有限元分析最不利工況組合值，該類預(yù)警閾值設(shè)置方法是基于橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析，考慮所有工況，提取最不利工況下測點位置結(jié)構(gòu)響應(yīng)值，該類預(yù)警閾值應(yīng)用較為廣泛，可以作為系統(tǒng)早起預(yù)警閾值，然而，基于結(jié)構(gòu)有限元分析得到的預(yù)警閾值，其科學(xué)性依賴于模型建立的準(zhǔn)確性，同時，最不利荷載工況在橋梁正常運營過程中較難出現(xiàn)，設(shè)置的預(yù)警閾值存在一定的保守性。(3)監(jiān)測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，該類預(yù)警閾值設(shè)置方法是基于概率統(tǒng)計方法，在監(jiān)測系統(tǒng)采集足量數(shù)據(jù)的前提下，按照一定保證率提取的分位值，該類預(yù)警閾值設(shè)置方法具有一定的統(tǒng)計意義，然而預(yù)警閾值設(shè)置較為單一。

發(fā)明內(nèi)容

目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于移動區(qū)間關(guān)聯(lián)性趨勢的預(yù)警閾值設(shè)置方法，該方法利用監(jiān)測數(shù)據(jù)間穩(wěn)定且敏感的關(guān)聯(lián)性關(guān)系，采用關(guān)聯(lián)性移動區(qū)間概率統(tǒng)計特征獲取關(guān)聯(lián)性趨勢線及結(jié)構(gòu)響應(yīng)通常值包絡(luò)線，然后基于可靠度理論在通常值包絡(luò)線的基礎(chǔ)上按照一定保證率得到紅色預(yù)警限值，從而建立“兩線三區(qū)”的關(guān)聯(lián)性預(yù)警機制，實現(xiàn)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)性預(yù)警。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于移動區(qū)間關(guān)聯(lián)性趨勢的預(yù)警閾值設(shè)置方法，包括如下步驟：

獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中具有關(guān)聯(lián)性關(guān)系的自變量數(shù)據(jù)X_n及應(yīng)變量數(shù)據(jù)Y_n，，n為數(shù)據(jù)個數(shù)n＝1,2,3,...,N；

根據(jù)自變量數(shù)據(jù)X_n，應(yīng)變量數(shù)據(jù)Y_n計算區(qū)間預(yù)警趨勢值data_mid,i,i＝1,2,...,M；

計算應(yīng)變量數(shù)據(jù)Y_n和預(yù)警趨勢序列A_mid,n間的差值數(shù)據(jù)E_n,n＝1,2,...,N；

計算差值數(shù)據(jù)E_n在一定保證率α下的分位上限值、分位下限值；

計算應(yīng)變量藍色預(yù)警通常值下限值、上限值。