一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质，涉及以预测为目标的数据处理技术领域，包括：确定每日最大太阳辐射出现时刻，根据每日最大太阳辐射出现时刻选取实测时间点，获取实测时间点下大气温度、空气湿度、太阳辐射、风速和测点温度的历史实测数据；根据每日最大太阳辐射出现时刻与测点每日最大平均温度出现时刻的时间差，采用历史实测数据，以测点温度为因变量，以大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速为自变量，构建温度预测模型；对大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速的当前实测数据，采用温度预测模型预测测点温度。实现对现有温度计算模型中太阳辐射系数的修正，适用于钢筋混凝土桥梁的温度场预测计算。算。算。

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及以预测为目标的数据处理
，特别是涉及一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]针对钢筋混凝土桥梁的温度场检测，所存在的具体问题是试验变量多、所处地区环境复杂、检测要求更为严苛。钢筋混凝土桥梁结构形式的不同影响着温度梯度分布模式与形态；主要有：腹板结构形式、厚度不同，腹板上温度分布会不一样，若涉及材料方面，如采用波形钢腹板梁，则差异更大；翼缘的宽度直接影响太阳辐射对腹板的作用，同样影响腹板上温度分布；箱室结构形式、数目不同，也会导致顶板的温度分布有明显差异。
[0004]但是，对于钢筋混凝土桥梁的温度场分布，目前不同规范中的建议公式差异较大，计算方式存在不同，尚没有明确的研究方法和理论模型；且对于桥梁监测应用中的实时数据，也没有能提供实时应用的公式和方法。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质，增加空气湿度，考虑每日最大太阳辐射出现时刻和桥梁每日最大平均温度出现时刻，修正现有温度计算模型中太阳辐射的系数，适用于钢筋混凝土桥梁的温度场预测计算。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种桥梁温度场预测方法，包括：
[0008]确定每日最大太阳辐射出现时刻，根据每日最大太阳辐射出现时刻选取实测时间点，获取实测时间点下大气温度、空气湿度、太阳辐射、风速和测点温度的历史实测数据；
[0009]根据每日最大太阳辐射出现时刻与测点每日最大平均温度出现时刻的时间差，采用历史实测数据，以测点温度为因变量，以大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速为自变量，构建温度预测模型；
[0010]对大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速的当前实测数据，采用温度预测模型预测测点温度。
[0011]作为可选择的实施方式，所述大气温度、空气湿度和太阳辐射在温度预测模型中设置为采用一次幂，所述风速设置为采用一次幂与二次幂。
[0012]作为可选择的实施方式，所述温度预测模型为：
[0013][0014]其中，T
i
为测点i的温度；T
a
为大气温度；I
a
为太阳辐射；h
a
为空气湿度；w
a
为风速；a、b、c、d、e与f为待定系数；p
s
为实测时间点；t为时间差。
[0015]作为可选择的实施方式，根据实测时间点下的实测数据确定待定系数。
[0016]作为可选择的实施方式，所述每日最大太阳辐射出现时刻和测点每日最大平均温度出现时刻均采用平均值。
[0017]作为可选择的实施方式，所述实测时间点为每日最大太阳辐射出现时刻之前的设定时间段内到其之后的设定时间段内的时间点。
[0018]作为可选择的实施方式，根据每日最大太阳辐射出现时刻和时间差的和确定所要预测的时刻下的测点温度。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种桥梁温度场预测系统，包括：
[0020]数据获取模块，被配置为确定每日最大太阳辐射出现时刻，根据每日最大太阳辐射出现时刻选取实测时间点，获取实测时间点下大气温度、空气湿度、太阳辐射、风速和测点温度的历史实测数据；
[0021]建模模块，被配置为根据每日最大太阳辐射出现时刻与测点每日最大平均温度出现时刻的时间差，采用历史实测数据，以测点温度为因变量，以大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速为自变量，构建温度预测模型；
[0022]预测模块，被配置为对大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速的当前实测数据，采用温度预测模型预测测点温度。
[0023]第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
[0024]第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]本专利技术提出一种桥梁温度场预测方法、系统、电子设备及存储介质，增加空气湿度气象参数，考虑每日最大太阳辐射出现时刻，以此修正了现有温度计算模型中太阳辐射的系数，更进一步考虑了桥梁每日最大平均温度出现时刻，使得温度预测模型中包含时间惯性因素，更适用于钢筋混凝土桥梁的温度场预测计算，甚至还可推广至全场景温度场领域，如水利工程(大坝)、铁道工程等。
[0027]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1为本专利技术实施例1提供的桥梁温度场预测方法流程图；
[0030]图2为本专利技术实施例1提供的现有温度预测公式预测值与实测值的对比示意图；
[0031]图3(a)
‑
图3(d)为本专利技术实施例1提供的初始模型在高度为9.858m、8.956m、5.214m和0m时测点的拟合结果；
[0032]图4为本专利技术实施例1提供的每日最大太阳辐射出现时刻频率统计图；
[0033]图5为本专利技术实施例1提供的每日最大太阳辐射出现时刻、桥梁每日最大平均温度出现时刻及二者的时间差的对比示意图；
[0034]图6(a)
‑
图6(d)为本专利技术实施例1提供的考虑时间差的温度预测模型在高度为9.858m、5.214m、3.343m和0m时的预测结果；
[0035]图7为本专利技术实施例1提供的波形钢腹板内衬混凝土桥梁横截面示意图；
[0036]图8(a)
‑
图8(d)为本专利技术实施例1提供的在高度为9.858m、8.956m、3.343m和0m时测点温度实测值和初始模型及最终的温度预测模型的对比图。
具体实施方式
[0037]下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0038]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0039]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁温度场预测方法，其特征在于，包括：确定每日最大太阳辐射出现时刻，根据每日最大太阳辐射出现时刻选取实测时间点，获取实测时间点下大气温度、空气湿度、太阳辐射、风速和测点温度的历史实测数据；根据每日最大太阳辐射出现时刻与测点每日最大平均温度出现时刻的时间差，采用历史实测数据，以测点温度为因变量，以大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速为自变量，构建温度预测模型；对大气温度、空气湿度、太阳辐射和风速的当前实测数据，采用温度预测模型预测测点温度。2.如权利要求1所述的一种桥梁温度场预测方法，其特征在于，所述大气温度、空气湿度和太阳辐射在温度预测模型中设置为采用一次幂，所述风速设置为采用一次幂与二次幂。3.如权利要求1所述的一种桥梁温度场预测方法，其特征在于，所述温度预测模型为：T
i
(p
s
+t)＝a
×
T
a
(p
s
)+b
×
I
a
(p
s
)+c
×
h
a
(p
s
)+d
×
w
a
(p
s
)+e
×
w
a2
(p
s
)+f其中，T
i
为测点i的温度；T
a
为大气温度；I
a
为太阳辐射；h
a
为空气湿度；w
a

【专利技术属性】
技术研发人员：解俊海，张峰，王勇，邬刚，赵林，王松涛，丁若松，杨帆，
申请(专利权)人：山东大学山东高速济南绕城西线公路有限公司山东大学齐河新材料与智能装备研究院济南市交通工程质量与安全中心，
类型：发明
国别省市：