桥梁结构监测传感装置选型与布置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种桥梁结构监测传感装置选型与布置方法及装置，包括：将桥梁结构的监测内容分成若干个级，分别赋予不同的权重系数；将桥梁结构的监测内容按照环境、作用、结构响应和结构变化进行归类，并用I、A、R和C分别表示监测内容重要度向量；将传感器性能参数进行分级，每个分级赋予不同的分值；对于桥梁的同一监测内容的多个备选类型传感器，计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值作为基础参数；分析工程应用情况，对桥梁不同监测内容重要程度与传感器整体性能参数进行匹配，得出适用的传感器类型。本发明专利技术对提高监测数据的可靠性、合理控制监测传感装置的全寿命周期成本具有重要意义。周期成本具有重要意义。周期成本具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
桥梁结构监测传感装置选型与布置方法及装置


[0001]本专利技术涉及桥梁结构传感器选型
，尤其涉及一种桥梁结构监测传感装置选型与布置方法及装置。

技术介绍

[0002]桥梁结构监测对保证桥梁结构安全运营具有重要的意义。加速度、位移等监测传感装置是准确高效获取监测数据的基础，研究表明，目前监测系统中传感装置的费用约占40
‑
50％，若桥梁结构监测传感装置选型不当，后期的运营养护费用较大，甚至出现大量更换传感器的状况。因此，在桥梁结构建设初期，选择合适的监测传感装置，对提高监测数据的可靠性、合理控制监测传感装置的全寿命周期成本具有重要意义。
[0003]公布的专利技术专利CN107330264B中公开了一种桥梁监测数据可靠性的验证方法，先选取关注对称位置某类传感器固定时长、连续的监测数据；对实际监测数据进行预处理，得到均值为0的两组监测数据；计算两组监测数据的相似度，若相似度满足要求，则认为监测数据具有较高的可靠性；监测数据相似度不满足要求，选取关注位置不同类型传感器和相邻位置相同类型传感器对称位置的监测数据，分别进行数据预处理和相似性指标计算，若各组监测数据的相似性均不满足要求，认为是结构出现异常，需要进行特殊检查；若存在相似度较高的监测数据组，则认为关注位置的监测数据可靠性不足。使用本方法可以实现对桥梁监测数据可靠性的验证，为损伤识别和状态评估等研究提供可靠的数据基础。
[0004]公布的专利技术专利CN114329929 A公开了一种环境感知传感器选型方法、装置、电子设备及存储介质，其中，感知传感器设置在运动物体上，方法包括：获取每种感知传感器对应的多条传感器参数信息，基于多条传感器参数信息构建每种感知传感器的第一候选集；根据运动物体的运动信息和环境信息获取每种感知传感器的性能约束条件，获取每种感知传感器的成本约束条件；在每种感知传感器的第一候选集中筛选满足对应的性能约束条件和成本约束条件的传感器参数信息，得到其第二候选集；按预设优化规则在每种感知传感器的第二候选集中筛选最优的传感器参数信息，得到其选型结果。本专利技术能够选出满足系信息处理系统功能需求且具有高性价比的传感器组合，选型效率高。
[0005]目前公布的专利技术专利主要集中在桥梁监测传感器位置的布设，还没有桥梁监测传感器类型选择方面的专利。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0007]本专利技术还有一个目的是提供桥梁结构监测传感装置选型与布置方法及装置。
[0008]为此，本专利技术提供的技术方案为：
[0009]一种桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，包括：
[0010]将桥梁结构的监测内容分成若干个等级，每一项监测指标根据其对结构安全性影
响的大小，分别赋予不同的权重系数；
[0011]将桥梁结构的监测内容按照环境、作用、结构响应和结构变化进行归类，并用I、A、R和C分别表示环境、作用、结构响应和结构变化的结构监测内容重要度向量；
[0012]将传感器性能参数进行分级，每个分级赋予不同的分值；
[0013]对于桥梁的同一监测内容的多个备选类型传感器，计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值
[0014]将经过归一化的备选传感器整体性能参数，作为传感装置选型和布置的基础参数；
[0015]分析工程应用情况，对桥梁不同监测内容重要程度与传感器整体性能参数进行匹配，得出适用的传感器类型。
[0016]优选的是，所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法中，由下式计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值
[0017]S
m
＝s
m
/max[s
m
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
m＝1，2，
…
，n
ꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0018]取s
m
的均值作为备选传感器整体性能参数，
[0019][0020]式中，s
m
为备选传感器的第m个性能参数分级的分值，max[s
m
]为第m个性能参数分级的最大分值，n为传感器性能参数的数量。
[0021]优选的是，所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法中，监测内容重要度向量I、A、R和C分别依照下式计算：
[0022]I＝(i
1 i2…
i
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0023]A＝(a
1 a2…
a
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0024]R＝(r
1 r2…
r
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0025]C＝(c
1 c2…
c
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
[0026]其中，i
m
表示第m个环境监测内容的重要程度权重系数，a
m
表示第m个作用监测内容的重要程度权重系数，r
m
表示第m个结构响应监测内容的重要程度权重系数，c
m
表示第m个结构变化监测内容的重要程度权重系数。
[0027]优选的是，所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法中，将桥梁结构的监测内容分成三个等级，并分别赋予不同的权重系数为3、2、1。
[0028]优选的是，所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法中，桥梁结构的不同监测内容重要程度权重系数与传感器整体性能参数依照如下进行匹配：
[0029][0030]一种桥梁结构监测传感装置选型与布置装置，包括：
[0031]桥梁结构的监测内容重要度模块，其用于将桥梁结构的监测内容分成三个等级，
每一项监测指标根据其对结构安全性影响的大小，分别赋予不同的权重系数；并将桥梁结构的监测内容按照环境、作用、结构响应和结构变化进行归类，用I、A、R和C分别表示环境、作用、结构响应和结构变化的结构监测内容重要度向量；
[0032]传感装置选型和布置的基础参数模块，其用于将传感器性能参数进行分级，每个分级赋予不同的分值；并对桥梁结构的同一监测内容的多个备选类型传感器，计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值将经过归一化的备选传感器整体性能参数，作为传感装置选型和布置的基础参数；
[0033]匹配模块，其用于分析工程应用情况，对桥梁结构不同监测内容重要程度与传感器整体性能参数进行匹配，得出适用的传感器类型。
[0034]优选的是，所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置装置中，由下式计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值
[0035]S
m
＝s
m
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，其特征在于，包括：将桥梁结构的监测内容分成若干个等级，每一项监测指标根据其对结构安全性影响的大小，分别赋予不同的权重系数；将桥梁结构的监测内容按照环境、作用、结构响应和结构变化进行归类，并用I、A、R和C分别表示环境、作用、结构响应和结构变化的结构监测内容重要度向量；将传感器性能参数进行分级，每个分级赋予不同的分值；对于桥梁的同一监测内容的多个备选类型传感器，计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值将经过归一化的备选传感器整体性能参数，作为传感装置选型和布置的基础参数；分析工程应用情况，对桥梁不同监测内容重要程度与传感器整体性能参数进行匹配，得出适用的传感器类型。2.如权利要求1所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，其特征在于，由下式计算出每个备选传感器的第m个性能参数的归一化值S
m
＝s
m
/max[s
m
]m＝1，2，...，n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)取s
m
的均值作为备选传感器整体性能参数，式中，s
m
为备选传感器的第m个性能参数分级的分值，max[s
m
]为第m个性能参数分级的最大分值，n为传感器性能参数的数量。3.如权利要求1所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，其特征在于，监测内容重要度向量I、A、R和C分别依照下式计算：I＝(i
1 i2ꢀ…ꢀ
i
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)A＝(a
1 a2ꢀ…ꢀ
a
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)R＝(r
1 r2ꢀ…ꢀ
r
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)C＝(c
1 c2ꢀ…ꢀ
c
m
)
T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)其中，i
m
表示第m个环境监测内容的重要程度权重系数，a
m
表示第m个作用监测内容的重要程度权重系数，r
m
表示第m个结构响应监测内容的重要程度权重系数，c
m
表示第m个结构变化监测内容的重要程度权重系数。4.如权利要求1所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，其特征在于，将桥梁结构的监测内容分成三个等级，并分别赋予不同的权重系数为3、2、1。5.如权利要求1所述的桥梁结构监测传感装置选型与布置方法，其特征在于，桥梁结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立业，董丽娟，王兵见，陈可，刘汉勇，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：