[发明专利]一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统

权利要求书

1.一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，其特征是，包括桥梁结构监测子系统和桥梁结构可靠性评定子系统，所述桥梁结构监测子系统用于对桥梁结构进行监测，包括多个桥梁结构健康监测节点、设置在各个桥梁结构健康监测节点上的多个桥梁结构健康检测传感器组、与多个所述桥梁结构健康监测节点均相接的桥梁结构健康监测汇聚节点、与桥梁结构健康监测汇聚节点相接的网关，所述各监测节点的传感器组获取的监测数据通过汇聚节点传到网关，所述桥梁结构可靠性评定子系统用于对桥梁结构可靠性进行评定，所述桥梁结构可靠性评定子系统与网关通过移动网络无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，其特征是，所述桥梁结构健康检测传感器组包括应力传感器、挠度传感器、裂缝检测传感器、倾角传感器、温度传感器、风速传感器和位移传感器。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，其特征是，所述桥梁结构健康监测节点包括给各用电模块供电的电源模块、用于连接桥梁结构健康检测传感器组的传感器接口电路模块、与传感器接口电路模块相接并用于将桥梁结构健康检测传感器组中各传感器所输出的模拟信号转换成数字信号的A/D转换电路模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，其特征是，所述桥梁结构可靠性评定子系统包括指标建立模块、权重确定模块；

(1)所述指标建立模块，用于建立桥梁结构风险评价指标；

设桥梁结构风险评价指标个数为b，待评价桥梁个数为a，对于任一指标j(j＝1,2,…,b)，待评价桥梁x_i(i＝1,2,…,a)在j上的监测值为x_ij，待评价桥梁x_i的第j项指标的评价值为EU_ij；

(2)权重确定模块，用于根据各指标值所包含的信息量的大小确定各指标在判断待评价桥梁风险情况中的权重，具体包括：

a、对评价值EU_ij进行归一化处理，采用下式对数据进行归一化处理：

${\mathrm{EU}}_{ij}^{\′}=e^{({\mathrm{EU}}_{ij}-\underset{a}{min}{\mathrm{EU}}_{ij})}/e^{(\underset{a}{\max }{\mathrm{EU}}_{ij}-\underset{a}{\min }{\mathrm{EU}}_{ij})}$

b、利用归一化后的数据计算指标j的熵值，具体为：

${\mathrm{BE}}_j=-\frac{CF}{lna}$

$CF=\underset{i=1}{\overset{a}{\Σ}}\frac{{\mathrm{EU}}_{ij}^{\′}}{{\Σ}_{i=1}^a{\mathrm{EU}}_{ij}^{\′}}ln\frac{{\mathrm{EU}}_{ij}^{\′}}{{\Σ}_{i=1}^a{\mathrm{EU}}_{ij}^{\′}}$

c、根据指标j的熵值，计算第j项指标的权重：

${\mathrm{HU}}_j=\frac{1-{\mathrm{BE}}_j}{{\Σ}_{j=1}^b(1-{\mathrm{BE}}_j)}$

$PA=\underset{j=1}{\overset{b}{\Σ}}(1-{\mathrm{BE}}_j)$

其中，BE_j为指标j的熵值，HU_j为第j项指标的权重。