[發明專利]一種橋梁健康監測數據控制圖分析方法

在審

• 申請號: 202010440795.3
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111814110A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 李健;王旭東;肖棟梁;黃華東
• 申請（專利權）人: 廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06T11/20
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波;何秋林

本發明公開了一種橋梁健康監測數據控制圖分析方法，其包括如下步驟：步驟1)將數據按照時間周期分成不同的數據塊區間；步驟2)基于該數據塊區間繪制控制圖，通過保存形成該控制圖的相關數據來保存橋梁健康監測歷史數據；所述控制圖包括如下信息：測點、周期時間、最大值，最小值，基于設定置信區間的頻率直方圖，最大概率區間中程數。本發明采用控制圖方法對橋梁的這些重要數據進行提煉、保存和展示，提煉的數據已經可以用于分析橋梁結構長期運營的過程，所以，不僅保存了計算周期中的關鍵數據，有效地避免了海量數據的存儲問題，而且通過直觀的數學分析模型更好地表達了橋梁的周期變化。

技術領域

本發明屬于數據統計分析技術領域，尤其涉及一種橋梁監測數據的統計分析方法。

背景技術

橋梁在運營過程中，由于受到各種荷載、材料本身的退化以及自然條件因素的影響，橋梁的使用壽命以及安全受到了嚴峻的考驗。傳統的養護管理方法已經不能滿足及時了解橋梁安全狀況的要求，因此，橋梁結構健康監測系統應運而生。該系統運用現代傳感技術與通信技術，可實時獲取橋梁結構狀態和環境信息的各種數據，橋梁工作者可利用數據分析評估橋梁結構的安全狀態。這些監測數據是橋梁結構健康監測系統的核心和關鍵。

目前，橋梁結構健康監測系統中橋梁測點多，監測頻次高，每天產生的數據呈爆炸性趨勢增長。海量數據的累加，在數據儲存、管理、訪問和分析方面都面臨著巨大的挑戰。由于數據信息體量龐大，幾乎很少會有人回看橋梁的歷史數據，造成大量有效資源的浪費。往往都是新數據取代舊數據，舊數據喪失了參考價值，從而影響到橋梁的安全評估。

如何高效長期地保存橋梁運營過程中的重要數據，解決數據泛濫導致歷史數據應用率低的問題，成為橋梁結構健康監測系統中面臨最緊迫的問題之一。數據規模越龐大，越需要有效統一的分析平臺，針對橋梁健康監測數據，該平臺需要滿足既能夠看到橋梁目前的狀況，又可以了解橋梁的發展變化，讓數據充分有效地利用，展現其生命力與價值。

發明內容

前面已經提到，橋梁健康監測歷史數據的泛濫導致數據利用率低，而且帶來存儲、管理、訪問等各方面的問題，針對這些問題，本發明提供一種適于長期保存橋梁健康監測數據的方法。

本發明技術案如下：一種橋梁健康監測數據控制圖分析方法，包括如下步驟：

步驟1)將數據按照時間周期(如日、周、月、年)分成不同的數據塊區間；

步驟2)基于該數據塊區間繪制控制圖，通過保存形成該控制圖的相關數據來保存橋梁健康監測歷史數據；

所述控制圖包括如下信息：測點、周期時間、最大值，最小值，基于設定置信區間的頻率直方圖，最大概率區間中程數。

最大值，最小值，以及最大概率區間中程數為橋梁健康監測數據中最關鍵的三個數據。本發明采用控制圖方法對橋梁的這些重要數據進行提煉、保存和展示，提煉的數據已經可以用于分析橋梁結構長期運營的過程，所以，不僅保存了計算周期中的關鍵數據，有效地避免了海量數據的存儲問題，而且通過直觀的數學分析模型更好地表達了橋梁的周期變化。本發明方法可高效地長期保留橋梁運營中的重要數據，了解橋梁的變化趨勢，方便數據管理以及查看。

保存的數據還包括在所述設定置信區間內的數據的均值和標準差，所述控制圖展示的信息還包括根據所述均值與標準差推斷的橋梁荷載超限概率以及破壞概率。