[發明專利]一種橋梁伸縮縫狀態的預警方法和預警系統

在審

• 申請號: 202010462331.2
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111637925A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 姚文凡;李成;鐘繼衛;王亞飛;葉仲韜;胡俊亮;郭翠翠;史雪峰;李澤新;池玉辰;王金霞;周浩;王胡鵬;李明;張越
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋局集團有限公司;中鐵大橋科學研究院有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08B31/00;G06F17/18;G06F30/13;G06F30/20;G06Q10/04
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 孟歡

1.一種橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述預警方法包括以下步驟：

持續采集橋梁的溫度和伸縮縫位移；

根據采集到的橋梁的溫度和伸縮縫位移，計算橋梁的溫度-位移相關系數；

按照時間序列獲取橋梁的多個溫度-位移相關系數，得到溫度-位移相關系數組；

根據得到的所述溫度-位移相關系數組，在時域上構建溫度-位移相關系數的自回歸模型；

采用所述自回歸模型對所述溫度-位移相關系數組進行建模，計算得到預測結果，并利用所述預測結果對所述橋梁的伸縮縫狀態進行預警。

2.如權利要求1所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述根據采集到的橋梁的溫度和伸縮縫位移，計算橋梁的溫度-位移相關系數的具體步驟為：

按照時間序列獲取n個測量點的溫度、伸縮縫位移，得到最后一個測量點時刻t的溫度時序數據T_t＝[T₁，T₂，...，T_n]、伸縮縫位移時序數據S_t＝[S₁，S₂，...，S_n]；

利用得到的所述溫度時序數據、伸縮縫位移時序數據計算所述時刻t的溫度-位移相關系數，其中，該溫度-位移相關系數的計算公式為：

式中，r_t為t時刻的溫度-位移相關系數，n為用于計算溫度-位移相關系數中溫度的數量，T_i為第i個測量點對應的溫度，S_i為第i個測量點對應的伸縮縫位移。

3.如權利要求2所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述按照時間序列獲取橋梁的多個溫度-位移相關系數，得到溫度-位移相關系數組的具體步驟為：

按照時間序列獲取m個測量點的溫度-位移相關系數，得到最后一個測量點時刻a的溫度-位移相關系數組r(a)＝[r₁，r₂，...，r_m]。

4.如權利要求3所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述獲取n個測量點的取樣頻率與所述獲取m個測量點的取樣頻率相同，且m＞n。

5.如權利要求3或4所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述自回歸模型的數學模型為：

式中，p為所述自回歸模型的階次，為所述自回歸模型的參數，ε_t為白噪聲，r_t-i為已知的溫度-位移相關系數組，r_t為預測結果；

其中，所述自回歸模型的階次、所述自回歸模型的參數分別采用最小信息準則、最小二乘法確定。

6.如權利要求5所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述自回歸模型的階次p不大于m/10或

7.如權利要求1所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述利用預測結果對所述橋梁的伸縮縫狀態進行預警的具體步驟為：

根據所述得到的溫度-位移相關系數組確定預警的控制范圍；

判斷所述預測結果是否在所述控制范圍之內，若是，所述伸縮縫狀態正常，否則，伸縮縫狀態異常。

8.如權利要求7所述的橋梁伸縮縫狀態的預警方法，其特征在于，所述根據得到的溫度-位移相關系數組確定預警的控制范圍的具體步驟為：

根據得到的溫度-位移相關系數組r(a)＝[r₁，r₂，...，r_m]，計算該溫度-位移相關系數組的平均值μ與標準差σ；

根據所述平均值μ與標準差σ確定控制上限UCL、控制中心線CL、控制下限LCL，其數學公式為：

CL＝μ，

UCL＝μ+3σ，

LCL＝μ-3σ，

若UCL＞1，則取UCL＝1；LCL＜-1，則取LCL＝-1。