一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法，具体步骤包括：

【技术实现步骤摘要】
一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法


[0001]本专利技术涉及高桩码头结构的监测评价
，尤其涉及一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法
。

技术介绍

[0002]高桩码头因其对淤泥质海岸和靠泊船型吃水深度的良好适应性，被广泛应用在我国海港码头的建造上
。
通常高桩码头在建成后使用
10
年左右即出现结构损伤现象，
15
年以上破损比较严重
。
码头结构一旦损坏，容易带来较大的经济损失和生命损失，因此设计合理实用的码头结构可靠性评价体系一直是专家学者关注的重点
。
[0003]高桩码头的评估系统一般包括构建评价指标体系以及基于指标体系的评估计算，评价指标体系一般包括码头结构
、
码头构件
、
结构可靠性指标，其中，结构可靠性指标又分为结构的安全性
、
适用性和耐久性指标
。
然而，由于高桩码头结构复杂，服役性态评估相关指标较多，存在指标选取繁杂
、
知识缺乏关联
、
应用能力受限
、
整体普适性较低的问题，且在同一可靠性角度下，不同学者选择的体系指标也有很大区别，因此在面对不同情况下的实际工程需要时，选用每种评价体系都会暴露一定的局限性，缺乏融合多角度多因素，全面互联的评价指标体系
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法，以克服现有指标体系存在的指标选取繁杂
、
知识缺乏关联
、
应用能力受限
、
整体普适性较低的技术问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法，具体步骤包括：
[0007]S1
：获取高桩码头健康监测领域相关的文献和规范，基于高桩码头健康监测领域相关的文献和规范构建高桩码头可靠性评估知识图谱；
[0008]S2
：基于构建的高桩码头可靠性评估知识图谱获得评估指标体系；
[0009]S3
：基于评估指标体系采用模糊层次分析法对高桩码头的结构服役性态进行评估，得到高桩码头的结构服役性态评估结果
。
[0010]具体地，
S1
中，构建高桩码头可靠性评估知识图谱的具体步骤包括：
[0011]S11
：获取高桩码头健康监测领域相关的文献和规范；
[0012]S12
：从所述高桩码头健康监测领域相关的文献和规范中提炼本体概念和概念间相互关系，构建出本体层；基于本体层抽取实体
、
实体关系和实体属性，构建出实体层；
[0013]S13
：基于本体层和实体层信息，以
RDF
模式构建“实体
‑
关系
‑
实体”三元组，并将三元组存储为
csv
文件；
[0014]S14
：通过
vis
‑
Network
读取
csv
文件，将三元组存储为图数据库，得到初始高桩码头可靠性评估知识图谱；
[0015]S15
：对初始高桩码头可靠性评估知识图谱进行实体对齐和实体消歧处理，得到处
理后的高桩码头可靠性评估知识图谱
。
[0016]具体地，
S2
中，基于构建的高桩码头可靠性评估知识图谱中获得的评估指标体系包括高桩码头安全性评估指标体系
、
高桩码头适用性评估指标体系和高桩码头耐久性评估指标体系
。
[0017]具体地，所述高桩码头安全性评估指标体系依次由高桩码头安全性评估总目标层
、
码头结构指标层
、
码头部件一级指标层和材料性能二级指标层四层组成；
[0018]高桩码头安全性评估总目标下为码头结构指标层，所述码头结构指标层包括四项指标，分别为上部结构指标
、
下部结构指标
、
附属结构指标和接岸结构指标；
[0019]所述码头结构指标层下为码头部件一级指标层，即所述上部结构指标下有面层
、
面板和主梁三项一级指标；所述码头部件一级指标层下为材料性能二级指标层，即面板对应位移和混凝土强度两项二级指标，主梁对应位移和混凝土强度两项二级指标；
[0020]所述下部指标下有桩基和桩帽两项一级指标；所述桩基对应位移
、
混凝土强度
、
转角
、
沉降和承载力退化五项二级指标，所述桩帽对应位移和混凝土强度两项二级指标；
[0021]所述附属结构下有分段缝
、
护舷
、
系船柱和轨道梁四项一级指标；所述分段缝对应位移一项二级指标，所述护舷对应混凝土强度一项二级指标，所述轨道梁对应位移一项二级指标；
[0022]所述接岸结构下有挡土墙和岸坡两项一级指标；所述挡土墙对应倾覆和沉降两项二级指标，所述岸坡对应土体变形一项二级指标
。
[0023]具体地，
S3
中，基于评估指标体系采用模糊层次分析法对高桩码头的结构服役性态进行评估，得到高桩码头的结构服役性态评估结果，具体步骤包括：
[0024]S31
：采用层次分析法计算每个指标层中的指标对应所属上一指标层的权重，并采用熵值法优化得到的各指标的权重；
[0025]S32
：确定评语集和评估等级集，并基于评估指标体系和码头指标检测结果，构建模糊评价矩阵，基于模糊评价矩阵和得到的各指标的权重对高桩码头的结构服役性态进行模糊综合评价，并得到高桩码头的结构服役性态评估结果
。
[0026]具体地，
S31
中，具体步骤包括：
[0027]S311
：采用层次分析法计算每个指标层中的指标对应所属上一指标层的权重，采用专家打分的方式并基于标度法获得判断矩阵，判断矩阵中的元素表示同一指标层中的指标两两之间的相对重要性；
[0028]计算判断矩阵的最大特征根
λ
max
，并基于最大特征根
λ
max
计算一致性指标
CI
：
[0029][0030]式中，
n
为判断矩阵的阶数；
[0031]获得判断矩阵的平均随机一致性指标
RI
，并计算检验系数：
[0032][0033]如果
CR<0.1
，则判断矩阵符合完全一致性条件，否则需要专家重新打分进而重新构造判断矩阵；
[0034]计算判断矩阵的最大特征根
λ
max
对应的特征向量
W
，通用公式为：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，具体步骤包括：
S1
：获取高桩码头健康监测领域相关的文献和规范，基于高桩码头健康监测领域相关的文献和规范构建高桩码头可靠性评估知识图谱；
S2
：基于构建的高桩码头可靠性评估知识图谱获得评估指标体系；
S3
：基于评估指标体系采用模糊层次分析法对高桩码头的结构服役性态进行评估，得到高桩码头的结构服役性态评估结果
。2.
根据权利要求1所述的基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，
S1
中，构建高桩码头可靠性评估知识图谱的具体步骤包括：
S11
：获取高桩码头健康监测领域相关的文献和规范；
S12
：从所述高桩码头健康监测领域相关的文献和规范中提炼本体概念和概念间相互关系，构建出本体层；基于本体层抽取实体
、
实体关系和实体属性，构建出实体层；
S13
：基于本体层和实体层信息，以
RDF
模式构建“实体
‑
关系
‑
实体”三元组，并将三元组存储为
csv
文件；
S14
：通过
vis
‑
Network
读取
csv
文件，将三元组存储为图数据库，得到初始高桩码头可靠性评估知识图谱；
S15
：对初始高桩码头可靠性评估知识图谱进行实体对齐和实体消歧处理，得到处理后的高桩码头可靠性评估知识图谱
。3.
根据权利要求1所述的基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，
S2
中，基于构建的高桩码头可靠性评估知识图谱中获得的评估指标体系包括高桩码头安全性评估指标体系
、
高桩码头适用性评估指标体系和高桩码头耐久性评估指标体系
。4.
根据权利要求3所述的基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，所述高桩码头安全性评估指标体系依次由高桩码头安全性评估总目标层
、
码头结构指标层
、
码头部件一级指标层和材料性能二级指标层四层组成；高桩码头安全性评估总目标下为码头结构指标层，所述码头结构指标层包括四项指标，分别为上部结构指标
、
下部结构指标
、
附属结构指标和接岸结构指标；所述码头结构指标层下为码头部件一级指标层，即所述上部结构指标下有面层
、
面板和主梁三项一级指标；所述码头部件一级指标层下为材料性能二级指标层，即面板对应位移和混凝土强度两项二级指标，主梁对应位移和混凝土强度两项二级指标；所述下部指标下有桩基和桩帽两项一级指标；所述桩基对应位移
、
混凝土强度
、
转角
、
沉降和承载力退化五项二级指标，所述桩帽对应位移和混凝土强度两项二级指标；所述附属结构下有分段缝
、
护舷
、
系船柱和轨道梁四项一级指标；所述分段缝对应位移一项二级指标，所述护舷对应混凝土强度一项二级指标，所述轨道梁对应位移一项二级指标；所述接岸结构下有挡土墙和岸坡两项一级指标；所述挡土墙对应倾覆和沉降两项二级指标，所述岸坡对应土体变形一项二级指标
。5.
根据权利要求4所述的基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，
S3
中，基于评估指标体系采用模糊层次分析法对高桩码头的结构服役性态进行评估，得到高桩码头的结构服役性态评估结果，具体步骤包括：
S31
：采用层次分析法计算每个指标层中的指标对应所属上一指标层的权重，并采用熵
值法优化得到的各指标的权重；
S32
：确定评语集和评估等级集，并基于评估指标体系和码头指标检测结果，构建模糊评价矩阵，基于模糊评价矩阵和得到的各指标的权重对高桩码头的结构服役性态进行模糊综合评价，并得到高桩码头的结构服役性态评估结果
。6.
根据权利要求5所述的基于知识图谱的结构服役性态评估方法，其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，崔春义，周一恒，季则舟，周扬，王坤鹏，苏健，张汝溪，卢杉，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：