[发明专利]一种基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法

说明书

一种基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法，本发明涉及基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法。本发明为了解决多种复杂环境因素对桥梁实时监测响应数据的影响，导致桥梁结构损伤状态诊断的准确性低的缺点。本发明包括：一：建立健康状态下桥梁结构损伤指标体系；二：建立桥梁结构损伤指标体系窄域特性判别因子；三：判别步骤一建立的桥梁结构损伤指标体系是否具有窄域特性；四：对具有窄域特性的桥梁结构损伤指标体系，建立桥梁结构累积损伤因子序列；不具备窄域特性，则建立基于有监督类算法的桥梁结构累积损伤因子序列；五：得到基于损伤指标窄域特性的桥梁结构状态诊断结果。本发明用于桥梁结构损伤诊断领域。

技术领域

本发明涉及实际运营中的桥梁结构损伤诊断领域，具体涉及基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法。

背景技术

桥梁结构是交通线中的重要组成部分，桥梁的安全性对保证交通运输具有非常重要的地位。我国在役桥梁数量众多，通过在桥梁建立结构健康监测系统，利用累积的海量数据准确诊断桥梁结构状态是一种有效的手段，但是桥梁往往受环境温差变化、材料老化及载荷作用等多种因素的耦合作用，从而导致复杂环境因素对实际桥梁结构性能的影响不可忽略，并且这种影响往往掩盖桥梁损伤对桥梁结构的作用。因此，如何有效剔除多种环境及荷载因素对海量监测数据的影响，从而准确诊断桥梁结构状态是一个颇具挑战性的研究。

针对基于海量监测数据的桥梁结构状态诊断问题，基于海量监测数据的结构损伤指标体系的特性研究是关键，而这方面的相关研究成果目前仍比较缺乏。如何有效剔除多种环境及荷载因素对监测数据的影响，从而利用海量监测数据准确诊断桥梁结构状态这一课题已有大量的研究成果，但是，现有桥梁结构状态诊断算法研究更多是偏重于算法性能本身，缺乏对隐藏于桥梁海量监测数据背后的损伤指标体系特性的挖掘与分析，从而容易导致对桥梁状态诊断未能进行“对症下药”。只有根据不同桥梁损伤指标体系特性的不同，提出相应的桥梁结构状态诊断方法，才能准确诊断多种环境及荷载因素影响下的桥梁结构状态。因此，研究桥梁损伤指标体系的特性是突破桥梁结构状态诊断瓶颈的关键。

发明内容

本发明的目的是为了解决多种复杂环境因素对桥梁实时监测响应数据的影响，导致桥梁结构损伤状态诊断的准确性低的缺点，而提出一种基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法。

一种基于损伤指标体系窄域特性的桥梁结构状态诊断方法包括以下步骤：

步骤一：采集健康状态下桥梁结构的实时监测数据，根据实时监测数据建立健康状态下桥梁结构损伤指标体系；

步骤二：利用步骤一获得的桥梁结构损伤指标体系，并根据窄域特性的定义，建立桥梁结构损伤指标体系窄域特性判别因子；所述判别因子包括线性桥梁结构损伤指标体系窄域特性的判别因子和非线性桥梁结构损伤指标体系窄域特性的判别因子；

步骤三：利用步骤二得到的桥梁结构损伤指标体系窄域特性判别因子，判别步骤一建立的桥梁结构损伤指标体系是否具有窄域特性；

步骤四：对步骤三中判断的具有窄域特性的桥梁结构损伤指标体系，利用主曲线算法，建立桥梁结构累积损伤因子序列；若桥梁结构损伤指标体系不具备窄域特性，则建立基于有监督类算法的桥梁结构累积损伤因子序列；

步骤五：利用步骤四得到的桥梁结构累计损伤因子序列，并根据相关性置乱策略的损伤特征向量重置方法，采用累积和(CUSUM)控制图算法，得到基于损伤指标窄域特性的桥梁结构状态诊断结果。

本发明的有益效果为：