一种大跨拱桥动态预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大跨拱桥动态预警方法及系统，应用于涉及大跨拱桥预警技术领域，综合使用有监督学习与无监督学习的方式来获取更加全面的预警信息，实时更新大跨拱桥结构健康监测系统预警区间。具体而言，首先，利用FCN获取大跨拱桥监测数据中的随机影响误差，以获取服役环境下不确定性因素造成的监测数据偏差；然后，利用EM‑GMM计算随机影响误差与预测数据的联合概率密度值，得到监测数据预测值的概率密度；最后，计算了95％置信度水平下监测数据预测值的概率性预警区间，便于评估预测值与实测值的误差程度，提前预警和决策潜在的结构异常。动态预警区间更加符合大跨拱桥实际服役情况，所提方法能够更早地发出预警并采取相应措施，确保大跨拱桥结构的安全运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及桥梁预警，更具体的说是涉及一种大跨拱桥动态预警方法及系统。

技术介绍

1、随着大跨拱桥服役年限的增长，外部环境侵蚀、汽车超载或列车重载等不利条件影响，加速了大跨拱桥结构的局部破坏、老化以及损伤，导致大跨拱桥的承载能力和构件的力学性能不断退化，严重影响大跨拱桥的使用寿命及行车安全。目前，大部分大跨拱桥健康监测系统的预警阈值仍采用静态阈值，这往往过于保守和缺乏针对性，而且也不具备实时性。因此，开展大跨拱桥安全动态预警阈值研究，实现大跨拱桥结构的实时安全预警，对服役桥梁实时监测与养护管理具有重要的科学指导意义和工程应用价值。

2、近年来，已有学者围绕桥梁结构安全预警方面开展了一些有益的探索，大致可以分为两类。一类是依据部分现行规范，基于桥梁有限元模型方面的方法，通过提取多种最不利荷载工况下的响应值进行组合，从而得到桥梁预警阈值。然而，这一类预警阈值主要是依赖于有限元结构分析计算得到，并预先设定在监测系统中，当监测系统进行报警时，结构大概率已经恶化到了一定程度，不能在桥梁服役状态受到变化时实现实时预警，也就是说桥梁状态随着服役年限的增加必本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，在FCN模型计算前，对提取的所述桥梁健康监测数据进行预处理，所述预处理包括：空值检查、无效值检查处理，对时间序列数据空值进行前、后两个值求平均值的方式确定，无效值则删除，并对时间序列数据进行归一化或者标准化处理，计算公示如(1)所示：

3.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，为了定量的评估FCN模型在时域内的预测性能，采用了均方误差，评估指标具体如下：

4.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，在fcn模型计算前，对提取的所述桥梁健康监测数据进行预处理，所述预处理包括：空值检查、无效值检查处理，对时间序列数据空值进行前、后两个值求平均值的方式确定，无效值则删除，并对时间序列数据进行归一化或者标准化处理，计算公示如(1)所示：

3.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，为了定量的评估fcn模型在时域内的预测性能，采用了均方误差，评估指标具体如下：

4.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，在fcn模型中，

5.根据权利要求1所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，gmm模型具体如下：

6.根据权利要求4所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，利用最小误差平方和法和calinski-harabasz指数法共同确定高斯混合分布的聚类数k。

7.根据权利要求5所述的一种大跨拱桥动态预警方法，其特征在于，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛景舟，李双江，周建庭，唐启智，张洪，姜言，杨昌熙，黄磊，谭正，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：