[發明專利]一種剛構橋橋面標高的預測方法及裝置有效

申請號：	202010594142.0	申請日：	2020-06-24
公開（公告）號：	CN111859500B	公開（公告）日：	2023-10-10
發明（設計）人：	饒瑞;池春;黃永輝;王漢發;鄧啟東	申請（專利權）人：	廣州大學
主分類號：	G06F30/13	分類號：	G06F30/13;G06F30/27;G06N7/01;G06Q10/04;G06Q50/08;G06F111/06;G06F111/08
代理公司：	廣州三環專利商標代理有限公司 44202	代理人：	郭浩輝;麥小嬋
地址：	510006 廣東省廣***	國省代碼：	廣東;44
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種剛構橋橋面標高預測方法裝置
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【說明書】：

本發明公開了一種剛構橋橋面標高的預測方法及裝置，方法包括：采用卡爾曼濾波法估計出剛構橋主要影響因素的真實狀態，再結合貝葉斯網絡學習訓練對剛構橋橋面變形進行預測；為獲得更真實影響因素數據，采用附加局部迭代的非線性卡爾曼濾波估計算法，去除影響因素的誤差污染，同時解決施工測量過程中出現對影響因素數據的測量缺失、測量誤差等問題；為獲得貝葉斯網絡的完整訓練樣本，采用拉丁超立方抽樣的方法，其最大的優勢在于容易產生任何大小的抽樣數目，且抽樣效果優于蒙特卡洛抽樣，使貝葉斯網絡對剛構橋橋面標高的預測效果更加精確。本發明能夠避免施工過程中影響因素數據帶來的問題，實現橋面標高的預測并提高預測精度。

技術領域

本發明涉及橋梁技術領域，尤其是涉及一種剛構橋橋面標高的預測方法及裝置。

背景技術

在剛構橋的整個施工過程中，橋梁結構受到眾多確定和不確定因素(誤差)的影響，尤其是某些偏差(如線形誤差)具有累積的特性，隨著懸臂澆筑段的向前推進，誤差將越來越大，容易造成跨中合攏錯位或成橋線型嚴重偏離設計線型等情況，在我國已建成的橋梁中不乏這樣的案例。鑒于主梁線型易受施工過程影響，需在施工過程中對橋面標高進行預測控制。現有技術基于貝葉斯網絡的橋面標高預測方法具有不錯的預測精度，但其精度很大程度上依賴于前期主要影響因素數據(如混凝土容重、預應力大小等)的數量及準確性，且在施工過程中容易存在主要影響因素數據缺失問題，這就給基于貝葉斯網絡的橋面標高預測方法帶來很大的實現困難。

發明內容

本發明提供了一種剛構橋橋面標高的預測方法，以解決現有的橋面標高預測方法難以實現的技術問題，避免施工過程中影響因素數據帶來的問題，實現橋面標高的預測并提高預測精度。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種剛構橋橋面標高的預測方法，包括以下步驟：

對剛構橋橋面標高的影響因素數據進行敏感性分析，得到符合預設的橋面標高變形的敏感程度范圍內的影響剛構橋橋面標高的主要影響因素數據；

基于附加局部迭代的非線性卡爾曼估計算法對所述主要影響因素數據進行數據處理，得到主要影響因素的最優值；

根據輸入的梁段橋面變形實測數據和所述主要影響因素數據構建貝葉斯網絡拓撲結構；

基于誤差高斯分布的均值和方差確定在所述主要影響因素數據中的各個主要因素的先驗概率分布；

構建主要影響因素與所述貝葉斯網絡拓撲結構的橋面結構標高變形之間的節點函數關系，并利用拉丁超立方抽樣法抽取獲得所述貝葉斯網絡拓撲結構中所有節點的完整數據樣本；

將所述完整數據樣本輸入至所述貝葉斯網絡拓撲結構中，并利用所述貝葉斯網絡結構的參數學習方法計算得到所述貝葉斯網絡拓撲結構的初始概率表；

基于所述完整數據樣本，結合所述主要影響因素的最優值、當前梁段橋面結構標高變形的實測值進行數據樣本的貝葉斯網絡的訓練，得到剛構橋所有梁段的橋面標高預測結果。

在本發明的其中一種實施例中，所述節點函數關系為：

其中，是橋面結構標高理論變形的相對誤差，是混凝土容重的相對誤差，是預應力張拉力的大小的相對誤差，是混凝土彈性模量的相對誤差，k^γ是橋面結構標高理論變形的相對誤差和混凝土容重的相對誤差的計算系數，為一常數，k^T是橋面結構標高理論變形相對誤差和預應力張拉力大小相對誤差的計算系數，為一常數。