一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统技术方案

一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，包括桥梁结构监测子系统和桥梁结构可靠性评定子系统。本发明专利技术的有益效果为：设计合理，智能化程度高，运行的稳定性和可靠性高，能对桥梁结构可靠性做出及时并且准确的评定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统
本专利技术创造涉及桥梁结构
，具体涉及一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统。
技术介绍
桥梁结构的可靠性是指在规定的时间内，在规定的条件下，桥梁结构完成预定功能的能力。桥梁结构在初始缺陷、自然环境、过度超载以及材料内部缺陷等因素的协同作用下，在材料层面、构件层面和结构层面上出现了不同程度的损伤，导致桥梁结构的可靠性降低，进而出现桥梁结构突然塌陷、倾覆等重大安全事故。因此，准确的评估在役桥梁结构的可靠度，保证结构在设计使用期限内的安全性已逐渐成为国内外广大学者关注与研究的热点问题之一。目前桥梁结构评价研究仍处于起步阶段，评价方法的可操作性差。对桥梁结构进行实际评价时，智能化水平较低，手工计算难度较大，计算过程较为复杂。此外，评价过程中主观赋权存在一定的缺陷，评价客观性不够。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统。本专利技术创造的目的通过以下技术方案实现：一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，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。本专利技术的有益效果为：设计合理，智能化程度高，运行的稳定性和可靠性高，能对桥梁结构可靠性做出及时并且准确的评定。附图说明利用附图对专利技术创造作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术创造的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。图1是本专利技术结构示意图。附图标记：桥梁结构监测子系统1、桥梁结构可靠性评定子系统2。具体实施方式结合以下实施例对本专利技术作进一步描述。参见图1，本实施例的一种基于无线网络的桥梁结构可靠性评定系统，包括桥梁结构监测子系统1和桥梁结构可靠性评定子系统2，所述桥梁结构监测子系统1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2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2与网关通过移动网络无线连接。本实施例设计合理，智能化程度高，运行的稳定性和可靠性高，能对桥梁结构可靠性做出及时并且准确的评定。优选的，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。本优选实施例实现了桥梁结构的全面监测。优选的，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。本优选实施例实现了桥梁结构可持续监测。优选的，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、数据预处理模块、分类模块和综合评价模块；(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xi(i＝1,2,…,a)在j上的监测值为xij，待评价桥梁xi的第j项指标的评价值为EUij；(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EUij进行归一化处理，采用下式对数据进行归一化处理：b、利用归一化后的数据计算指标j的熵值，具体为：c、根据指标j的熵值，计算第j项指标的权重：其中，BEj为指标j的熵值，HUj为第j项指标的权重。(3)数据预处理模块，用于对数据进行处理，具体包括：a、对待评价桥梁的评价指标进行归一化处理，采用下式对待评价桥梁xi的数据进行归一化处理：式中，OZij为待评价桥梁xi各指标归一化后的值，b、对归一化后的数据进行加权计算，得到指标加权归一化值，具体为：yij＝HUjOZij(4)分类模块，根据风险指标对待评价桥梁所属风险类别进行划分，从而确定待评价桥梁风险状况；(5)综合评价模块，通过建立风险指数对桥梁结构风险情况进行综合评价，风险指数为：其中，dik为待评价桥梁xi属于Lk的隶属性，βk为根据Lk类风险状况对待评价桥梁的总体安全的影响程度制定的权重。本优选实施例通过计算各桥梁结构风险指标的权重，能够消除人为主观因素的干扰，使评价结果更客观合理；通过对桥梁结构风险指标数据进行归一化处理，将桥梁结构风险指标数据限制在一定的范围内，方便后续对桥梁结构风险指标数据进行处理；对各个桥梁结构风险指标进行加权计算，解决了不同指标对桥梁结构风险的影响程度不同的问题；通过建立风险指数，能够全面的表现每个待评价桥梁的风险情况，此外，根据评分结果判定待评价桥梁的桥梁结构风险情况，以此对待评价桥梁采取相应的应对措施。优选地，所述分类模块包括初始分类单元、分类修正单元和分类确定单元。所述初始分类单元用于将待评价桥梁划分为C个不同的类，对于待评价桥梁xi，采用下式求取初始分类值PJ：设k(k＝1,2,…,C)是与PJ最接近的整数，则将待评价桥梁xi划分为Lk类，根据初始分类结果得到各类初始分类中心；Lk的初始类中心向量为：zk0＝(zk10,zk20,…,zkb0)T，C个初始类中心的质心为：所述分类修正单元用于对待评价桥梁的初始分类进修正，主要包括：a、对待评价桥梁xi与Lk类进行相似性度量，定义相似性函数RUik：式中，ZXj0为权重系数，ZXj0越大，表明指标j对于待评价桥梁xi分类的贡献越大，ZXj0采用下式计算：式中，RUik越小，表示相似性越强；b、根据相似性函数，定义待评价桥梁xi与Lk类的隶属性函数式中，越大，表示隶属性越强；根据隶属性函数，得到Lk类修正后的类中心zk1：式中，yi＝(yi1,yi2,…,yib)，计算各分类新的类中心，经过多次迭代，输出最终的类中心并输出待评价桥梁xi属于Lk类的最终隶属性dik＝d(xi∈Lk)；所述分类确定单元用于根据计算所得的隶属性确定待评价桥梁的桥梁结构风险情况，采用下式进行计算：当则确定待评价桥梁xi属于Lk类，σ为置信度。本实施例通过对待评价桥梁桥梁结构的风险状况进行分类，确定其属于各类风险状况的隶属性，可以将待评价桥梁桥梁结构变化的不确定性问题转化为相对确定性的问题；通过对初始分类情况进行修正，能够获取更为准确的分类状况，保证分类结果的一致性；通过计算得到的待评价桥梁属于各类风险状况的隶属性确定待评价桥梁的风险情况。采用本专利技术桥梁结构可靠性评定系统对桥梁进行了评价，并对其一年来桥梁结构风本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海喆之信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31