[發明專利]一種基于關聯性健康監測數據基準值設置方法

有效

• 申請號: 202010061959.1
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111310307B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 劉興旺;吳來義;陳斌;王文第;董華能;楊文爽;付一小
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋（南京）橋隧診治有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/08
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 母秋松

本發明公開了一種基于關聯性健康監測數據基準值設置方法，基于環境溫度與結構響應間的關聯性關系，通過概率統計，多項式擬合，小波分析等方法為結構影響指標設定科學的基準值，為后續數據深度分析奠定基礎。本發明相對于隨機取數及取某一時段的統計特征值作為基準值，具有明顯優勢，一是賦予調整后的監測數據一定的統計及力學含義，使得監測數據絕對值準確客觀，在合理范圍變化，二是采用該方法計算的基準值具有唯一性，后期不需要重新設定數據基準值。該方法已經程序化實現，操作簡單快捷，具有廣泛的工程應用價值。

技術領域

本發明涉及一種基于關聯性健康監測數據基準值設置方法，屬于橋梁結構數據分析技術領域。

背景技術

橋梁健康監測數據基準值是保障結構監測數據絕對值有統計及力學解釋的重要依據，監測數據往往相對值有效，結構響應的變化范圍具有一定的力學意義，然而監測數據的絕對值由于測點安裝初始值選取的不同往往無法合理解釋，需要將監測數據絕對值減去其基準值獲得相對于基準值的變化時程，然后再做統計分析。

然而，由于目前關于橋梁健康監測數據基準值研究較少，做監測數據分析時，基準值選擇具有一定的隨意性，現階段常用的基準值設置方法有兩種，一是隨機選取一個數值，將監測數據調整到正常范圍內，二是選取某一時段的統計特征值(比如：均值，概率最大值等)作為監測數據的基準值。基準值確定后，不宜再做調整，該測點所有數據均為相對于該基準值變化，以上兩種方法確定基準值會導致人為主觀性較強，而且即使某一段時間數據調成為合理區間，隨著數據量的積累，總體變化趨勢的增大或者減小也會導致部分調整后的監測數據在不合理區間范圍內，需要多次調整基準值，造成數據分析的前后不一致性，統計特征的偏離，而且分析時間及數據處理工作量也會成倍增加。

研究表明，環境溫度是橋梁結構重要作用之一，環境溫度的變化會導致橋梁結構受力及變形的變化，其中，橋梁結構的主梁線形，梁端轉角，梁縫位移，混凝土應變、鋼結構應變，主梁模態，拉索頻率等結構響應指標均與環境溫度間存在較為顯著的關聯性關系。基于環境溫度與結構響應間顯著的關聯性關系，可以較好地把握數據間內在的變化規律，所以如何利用監測數據間穩定的關聯性關系為橋梁健康監測系統結構響應數據設置科學的基準值，是本領域技術人員急要求解決的技術問題。

發明內容

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于關聯性健康監測數據基準值設置方法,賦予監測數據基準值一定的統計意義，為監測數據絕對值在統計學及力學分析中奠定基礎，同時，也為后續橋梁結構數據分析及安全狀態評估工作提供有力的技術支撐，該方法高效準確，可廣泛應用于工程實踐。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種基于關聯性健康監測數據基準值設置方法，包括如下步驟：

獲取環境溫度x_i及結構響應數據y_i，i＝1,2,...,n為數據序號，n為數據個數；

提取結構響應數據中的結構響應長周期趨勢數據y_trend,i；

對環境溫度數據x_i及結構響應長周期趨勢數據y_trend,i進行多項式擬合,得到各階多項式擬合函數，將環境溫度數據x_i代入各階多項式擬合函數，得到各階多項式擬合數據y¹_fit,(i,j)，其中，i＝1,2,...,n為數據序號，j＝0,1,2,...,N為擬合階次；