專利名稱：一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法。
背景技術(shù)：
橋梁是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)大動(dòng)脈一交通的關(guān)鍵樞紐和控制節(jié)點(diǎn)，橋梁結(jié)構(gòu)的健康問題一直都被學(xué)術(shù)界和工程界高度重視。為了保障橋梁安全，目前全世界公認(rèn)的有效措施就是在橋上建設(shè)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用長(zhǎng)期安裝在橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵位置上的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。然而，由于橋梁結(jié)構(gòu)尺寸巨大，組成復(fù)雜，所處環(huán)境的影響因素極多，橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)的診斷問題一直難以有效解決，并已成為公認(rèn)的難題。鑒于橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集到的海量數(shù)據(jù)，研究一種有效的基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法更加具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法，旨在解決由于橋梁結(jié)構(gòu)尺寸巨大、組成復(fù)雜、所處環(huán)境的影響因素極多，橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)的診斷問題一直難以有效解決的問題。本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法，該方法包括以下步驟步驟一，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，提取對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)狀態(tài)診斷的靜態(tài)數(shù)據(jù)；步驟二，根據(jù)步驟一所提取的靜態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線；步驟三，根據(jù)步驟二所獲得的MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康水平進(jìn)行單獨(dú)診斷與綜合診斷；步驟四，診斷橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)折及橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)。進(jìn)一步，在步驟一中，所提取的靜態(tài)數(shù)據(jù)只包含結(jié)構(gòu)劣化特征的數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)測(cè)點(diǎn)而言，每天保存最大值、最小值、平均值、開始值和結(jié)束值。進(jìn)一步，在步驟二中，MR的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟一，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，提取對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)狀態(tài)診斷的靜態(tài)數(shù)據(jù)；步驟二，根據(jù)步驟一所提取的靜態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線.步驟三，根據(jù)步驟二所獲得的MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康水平進(jìn)行單獨(dú)診斷與綜合診斷；步驟四，診斷橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)折及橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟一中，所提取的靜態(tài)數(shù)據(jù)只包含結(jié)構(gòu)劣化特征的數(shù)據(jù)，對(duì)一個(gè)測(cè)點(diǎn)而言，每天保存最大值、最小值、平均值、開始值和結(jié)束值。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟二中，MR的計(jì)算公式為
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟三中，MR指標(biāo)單獨(dú)診斷橋梁健康水平時(shí)，MR指標(biāo)值以100為均衡狀態(tài)，波動(dòng)范圍在上下20之間，即當(dāng)MR值處于80-120之間時(shí)， 橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)，屬于正常的健康狀態(tài)；NR指標(biāo)單獨(dú)診斷橋梁健康水平時(shí)，NR指標(biāo)值的平衡點(diǎn)為100,但NR指標(biāo)比MR指標(biāo)敏感，當(dāng)處于70-150之間時(shí)，可認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)平穩(wěn)，屬于正常的健康狀態(tài)；PR單獨(dú)診斷橋梁健康水平時(shí)，PR指標(biāo)有可能出現(xiàn)負(fù)值，但負(fù)值一律當(dāng)作O看待，PR指標(biāo)的平衡點(diǎn)也是100，當(dāng)PR指標(biāo)值處于·75-125之間時(shí)，可認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)平穩(wěn)，屬于正常的健康狀態(tài)；MR、NR及PR指標(biāo)綜合診斷橋梁健康水平時(shí)，當(dāng)MR、NR及PR指標(biāo)值圍繞100，同時(shí)處于一個(gè)窄幅波動(dòng)的范圍內(nèi)時(shí)，表明橋梁的運(yùn)行處于正常的健康狀態(tài)；PR與MA1、MA2、MA3綜合診斷橋梁健康水平時(shí)，當(dāng)PR曲線和三條均線MA1、MA2、MA3在 100附近粘合在一起，并在一個(gè)狹窄區(qū)域75-130內(nèi)作橫向波動(dòng)時(shí)，表明橋梁的運(yùn)行狀處于正常的健康狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟四中，橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)折的診斷方法為①當(dāng)MR和NR在100附近經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，如果同時(shí)從這個(gè)位置向上攀升，表明橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)折在即，特別是當(dāng)NR向上突破MR曲線時(shí)，需要密切關(guān)注；②在橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于健康的狀態(tài)時(shí)，一旦PR指標(biāo)的值低于40,表不結(jié)構(gòu)狀態(tài)隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，此時(shí)也需要密切關(guān)注；③在橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期處于健康的狀態(tài)時(shí)，一旦MR值小于40或NR值小于30,表明橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，需密切關(guān)注。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟四中，橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)的診斷方法為 當(dāng)PR曲線開始脫離前期橫向運(yùn)動(dòng)的狹窄區(qū)域，并由下向上或由上向下開始突破三條MA均線時(shí)，特別是PR突破最后一條均線MA3時(shí)，表明橋梁結(jié)構(gòu)的狀態(tài)已處于危險(xiǎn)邊緣，需要采取緊急措施。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)診斷方法，采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，提取對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)狀態(tài)診斷的靜態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算獲得MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線；根據(jù)MR值、NR值、PR值及三條移動(dòng)平均線，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的健康水平進(jìn)行單獨(dú)診斷與綜合診斷；診斷橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)轉(zhuǎn)折及橋梁危險(xiǎn)狀態(tài)；該方法利用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，從海量數(shù)據(jù)中提取有效的信息，以利于保存；建立三種指標(biāo)MR，NR和PR，如都處于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的狹窄范圍，表征橋梁健康狀態(tài)正處于平衡；多指標(biāo)配合使用，可診斷橋梁狀態(tài)處于轉(zhuǎn)折，MR和NR配合指標(biāo)PR，可進(jìn)一步綜合判斷橋梁的狀態(tài)是否處于危險(xiǎn)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)G01M99/00GK103033387SQ20121058041
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者梁宗保, 曹建秋, 唐朝霞 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)