【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及施加载荷检测，具体涉及一种道路桥梁强度检测装置。
技术介绍
1、随着经济建设发展的步伐，交通事业也在快速发展，道路和桥梁是道路交通网络中的重要组成部分，承担着承载车辆和行人的重要任务。经过一段时间的使用，道路桥梁可能会出现疲劳、腐蚀、变形等问题，影响其结构强度和稳定性。通过定期检测，可以及时发现这些问题并采取修复或加固措施，延长桥梁的使用寿命，减少维修和更换的成本。如果桥梁的强度不足或存在结构缺陷，可能会导致桥梁倒塌或发生严重事故，威胁人们的生命财产安全。因此，定期对道路和桥梁进行强度检测是确保道路交通安全的重要手段。
2、目前，常见的对道路桥梁强度进行检测，是通过逐渐施加载荷，对应变曲线进行分析，进而得到桥梁的强度数据，但该方法可能由于施加载荷的不合适，当检测到较为真实的强度时，已经对桥梁造成了较大的损害，其通过直接检测到的数据对桥梁的强度进行分析，对桥梁造成的损害更大，其无法实现在预测到桥梁强度之后，提前停止对桥梁施加载荷。故本专利技术实施例在逐渐施加载荷对桥梁的强度数据进行分析的基础上通过对桥梁的应变数据的分析，实现提前停止对桥梁施加载荷，根据历史数据分析得到道路桥梁的预测强度，将其输入训练好的神经网络输出更优的预测强度。
技术实现思路
1、为了解决在通过施加载荷对桥梁进行强度检测时，会对桥梁造成较大的损害，无法提前停止对桥梁施加载荷的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种道路桥梁强度检测装置，所采用的技术方案具体如下：
2、本专利技术一
3、获取道路桥梁的实时的应变数据；
4、对应变数据序列按照时间顺序进行划分，得到应变数据局部段；构建每个应变数据局部段的层次聚类树，根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度和层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率；
5、结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定出实时的应变数据序列的所属类别；根据所属类别内的历史应变数据序列的强度值，得到实时的应变数据序列对应的道路桥梁的预测强度；将得到的道路桥梁的预测强度和实际的应变数据序列输入训练好的神经网络，输出道路桥梁的最终预测强度。
6、优选的，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度和层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率，包括：
7、根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度，确定第一聚类程度；
8、根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定第二聚类程度；
9、将所述第一聚类程度和所述第二聚类程度乘积的负相关值，作为时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率。
10、优选的，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度，确定第一聚类程度，包括：
11、获取应变数据局部段对应的层次聚类树中每一层的节点数量，构建节点数量序列；
12、对所述节点数量序列进行曲线拟合，得到对应的节点数量曲线；
13、获取时序上相邻的两个应变数据局部段对应的节点数量曲线中各匹配路径的斜率值；将连续游程数最大的斜率值作为第一斜率值，由第一斜率值分别在两个节点数量曲线上所对应的节点数量构成第一节点局部序列和第二节点局部序列；
14、将第一节点局部序列和第二节点局部序列的余弦相似度作为第一聚类程度。
15、优选的，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定第二聚类程度，包括：
16、每个第一斜率值对应一对匹配层对，其中，匹配层对中有两层，分别属于时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树；
17、对匹配层对中两层的所有节点进行km匹配，将km匹配值作为初始聚类程度；
18、将第一斜率值对应的匹配层对的初始聚类程度的均值，作为第二聚类程度。
19、优选的，所述结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定出实时的应变数据序列的所属类别，包括：
20、结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定类别相似值；
21、当实时的应变数据序列与历史应变数据类别的类别相似值大于预设停止阈值时，将最大的类别相似值对应的历史应变数据类别，作为实时的应变数据序列的所属类别。
22、优选的，所述结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定类别相似值，包括：
23、所述类别相似值的计算公式为：
24、；
25、其中，为实时的应变数据序列与第i个历史应变数据类别的类别相似值；为第i个历史应变数据类别的层次变化率权重；为第i个历史应变数据类别中与实时的应变数据序列的长度相同的历史应变数据序列，与实时的应变数据序列的层次变化率的相似度的均值；为第i个历史应变数据类别中与实时的应变数据序列的长度相同的历史应变数据序列，与实时的应变数据序列的相似度的均值。
26、优选的，所述历史应变数据类别的层次变化率权重的获取方法为：
27、由历史应变数据类别中历史应变数据序列的层次变化率序列构成曲线，作为变化率曲线；将变化率曲线中属于历史应变数据且对应斜率值最大的点作为转折点；
28、将历史应变数据类别中所有历史应变数据序列的转折点对应的时间点的方差，作为第一调整系数；
29、由每个转折点所对应的斜率值构成转折斜率序列；以所述转折斜率序列中任意斜率值为目标斜率值，计算所述转折斜率序列中目标斜率值与其他所有斜率值的差值绝对值之和；将转折斜率序列的最小差值绝对值之和所对应的斜率值的归一化值作为第二调整系数；
30、根据所述第一调整系数和所述第二调整系数，确定历史应变数据类别的层次变化率权重。
31、优选的，所述根据所述第一调整系数和所述第二调整系数，确定历史应变数据类别的层次变化率权重，包括：
32、；
33、其中，为层次变化率权重；e为自然常数；为第一调整系数；为第二调整系数。
34、优选的，所述根据所属类别内的历史应变数据序列的强度值，得到实时的应变数据序列对应的道路桥梁的预测强度，包括：
35、将所属类别内所有历史应变数本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种道路桥梁强度检测装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下监测过程：
2.根据权利要求1所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度和层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率，包括：
3.根据权利要求2所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度，确定第一聚类程度，包括：
4.根据权利要求3所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定第二聚类程度，包括：
5.根据权利要求1所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定出实时的应变数据序列的所属类别，包括：
6.根据权利要求5所述的道路桥梁强度检测
7.根据权利要求6所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述历史应变数据类别的层次变化率权重的获取方法为：
8.根据权利要求7所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据所述第一调整系数和所述第二调整系数，确定历史应变数据类别的层次变化率权重，包括：
9.根据权利要求1所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据所属类别内的历史应变数据序列的强度值，得到实时的应变数据序列对应的道路桥梁的预测强度，包括：
10.一种道路桥梁强度检测装置，包括桥梁检测机构，所述桥梁检测机构包括载荷传感器和显示屏，所述道路桥梁强度检测装置还包括强度检测装置，所述强度检测装置包括数据采集器和控制器，所述数据采集器信号连接所述控制器，所述数据采集器用于获取由载荷传感器采集到的道路桥梁的实时的应变数据序列，所述控制器用于对应变数据序列按照时间顺序进行划分，得到应变数据局部段；构建每个应变数据局部段的层次聚类树，根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度和层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率；
...【技术特征摘要】
1.一种道路桥梁强度检测装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于处理存储在所述存储器中的指令以实现如下监测过程：
2.根据权利要求1所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度和层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定时序上相邻的两个应变数据局部段的层次变化率，包括：
3.根据权利要求2所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树的相似度，确定第一聚类程度，包括：
4.根据权利要求3所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述根据时序上相邻的两个应变数据局部段的层次聚类树之间不同层节点的相似度，确定第二聚类程度，包括：
5.根据权利要求1所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列对应的层次变化率的相似情况，确定出实时的应变数据序列的所属类别，包括：
6.根据权利要求5所述的道路桥梁强度检测装置，其特征在于，所述结合实时的应变数据序列与历史应变数据类别中历史应变数据序列的相似情况、实时的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王冰鑫，梁东东，国庆，吕晓燕，李伟，魏保同，王小宁，丁丽绘，
申请(专利权)人：洛阳鹏飞建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
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