基于大數(shù)據(jù)分析的懸索橋狀態(tài)評估及動態(tài)預警方法研究
發(fā)布時間:2023-03-24 04:01
為了保證大型懸索橋的運營和結(jié)構(gòu)安全,對其結(jié)構(gòu)的技術(shù)狀態(tài)進行評估、對異常狀況進行預警是十分緊迫和必要的,F(xiàn)階段,橋梁養(yǎng)管信息具有數(shù)據(jù)量大、類型多樣的特點,但橋梁狀態(tài)評估仍處于以人工檢查數(shù)據(jù)為主的階段,未能充分利用累積的大量養(yǎng)管數(shù)據(jù);對橋梁預警而言,實際應用中仍以靜態(tài)預警為主,時常出現(xiàn)誤報、漏報,影響業(yè)主對預警系統(tǒng)的信心。在橋梁大數(shù)據(jù)背景下,充分利用既有橋梁養(yǎng)管信息,建立大跨懸索橋狀態(tài)評估模型,并對時間序列數(shù)據(jù)進行深入挖掘,提出適用于序列指標的評估方法;考慮橋梁運營環(huán)境的多變性,在確定預警閾值的過程中考慮交通量的變化、結(jié)構(gòu)累積損傷和環(huán)境溫度變化的影響,實現(xiàn)橋梁動態(tài)異常預警。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)基于多源信息的大跨懸索橋狀態(tài)評估模型研究。以橋梁養(yǎng)管多源信息(人工檢查數(shù)據(jù)、無損檢測數(shù)據(jù)和長期監(jiān)測數(shù)據(jù))為基礎(chǔ),結(jié)合懸索橋結(jié)構(gòu)特點和病害特征,以完全性、簡捷性、獨立性、客觀性和可檢性為原則,通過專家調(diào)查問卷、專家會議、資料調(diào)研和實地調(diào)查等手段,建立基于多源信息的大跨懸索橋狀態(tài)評估模型。在全國范圍內(nèi)挑選45名專家學者進行問卷調(diào)查,采用群組AHP的方法,確定指標體系的初始權(quán)重值。與規(guī)范規(guī)定的權(quán)重...
【文章頁數(shù)】:180 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 大數(shù)據(jù)分析方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 橋梁技術(shù)狀態(tài)評估研究現(xiàn)狀
1.2.3 橋梁預警研究現(xiàn)狀
1.3 存在的主要問題
1.4 本文的主要工作
第二章 基于多源信息的大跨懸索橋評估方法
2.1 評估指標體系
2.1.1 結(jié)構(gòu)特點分析
2.1.2 典型病害分析
2.1.3 評估指標選取
2.1.4 指標體系建立
2.2 評估指標權(quán)重
2.2.1 調(diào)查問卷設(shè)計
2.2.2 標度的選擇和判斷矩陣一致性優(yōu)化
2.2.3 專家權(quán)重確定
2.2.4 計算結(jié)果和討論
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于多源信息融合的傳感器故障診斷方法研究
3.1 研究背景
3.1.1 傳感器故障模型
3.1.2 既有傳感器故障診斷方法綜述
3.1.3 信息融合的基本概念
3.1.4 結(jié)構(gòu)響應相似性分析
3.2 傳感器故障診斷方法
3.2.1 傳感器故障識別:多傳感器信息融合
3.2.2 相似性指標敏感性分析方法
3.2.3 決策級融合:證據(jù)推理
3.2.4 基于物理冗余信息的故障隔離和重構(gòu)方法
3.3 案例分析
3.3.1 傳感器故障識別
3.3.2 傳感器故障隔離和重構(gòu)
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于數(shù)據(jù)挖掘的監(jiān)測序列指標評估方法研究
4.1 恒載效應提取方法
4.1.1 研究現(xiàn)狀
4.1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
4.1.3 基于影響線分析的比例系數(shù)取值研究
4.1.4 案例分析
4.2 監(jiān)測序列指標評估方法
4.2.1 序列指標評估方法
4.2.2 案例分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于系統(tǒng)工程理論的橋梁狀態(tài)評估算法研究
5.1 時間變權(quán)原理
5.1.1 因素變權(quán)原理
5.1.2 時間變權(quán)原理
5.1.3 計算示例
5.1.4 案例分析
5.2 局部變權(quán)原理
5.2.1 局部變權(quán)定義
5.2.2 局部變權(quán)模型
5.2.3 局部變權(quán)模型參數(shù)驗證
5.2.4 案例分析
5.3 正態(tài)云模型
5.3.1 云理論的基本概念
5.3.2 正態(tài)云模型
5.3.3 橋梁評估中的正態(tài)云模型
5.3.4 結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 大跨懸索橋智能化評估系統(tǒng)開發(fā)
6.1 軟件系統(tǒng)開發(fā)概述
6.2 各模塊功能介紹
6.3 實橋試評估
6.3.1 橋例1
6.3.2 橋例2
6.3.3 橋例3
6.3.4 結(jié)果討論
6.4 本章小結(jié)
第七章 基于時間序列數(shù)據(jù)的動態(tài)預警方法研究
7.1 預警體系總體設(shè)計
7.1.1 預警等級劃分
7.1.2 預警指標
7.1.3 預警閾值
7.1.4 預警流程
7.2 動態(tài)閾值取值方法研究
7.2.1 極值理論
7.2.2 廣義Pareto分布的估計
7.2.3 預警動態(tài)閾值確定
7.3 案例分析
7.3.1 預警閾值確定
7.3.2 預警效果討論
7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 主要創(chuàng)新點
8.3 展望
致謝
參考文獻
作者簡介
本文編號:3769402
【文章頁數(shù)】:180 頁
【學位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 大數(shù)據(jù)分析方法研究現(xiàn)狀
1.2.2 橋梁技術(shù)狀態(tài)評估研究現(xiàn)狀
1.2.3 橋梁預警研究現(xiàn)狀
1.3 存在的主要問題
1.4 本文的主要工作
第二章 基于多源信息的大跨懸索橋評估方法
2.1 評估指標體系
2.1.1 結(jié)構(gòu)特點分析
2.1.2 典型病害分析
2.1.3 評估指標選取
2.1.4 指標體系建立
2.2 評估指標權(quán)重
2.2.1 調(diào)查問卷設(shè)計
2.2.2 標度的選擇和判斷矩陣一致性優(yōu)化
2.2.3 專家權(quán)重確定
2.2.4 計算結(jié)果和討論
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于多源信息融合的傳感器故障診斷方法研究
3.1 研究背景
3.1.1 傳感器故障模型
3.1.2 既有傳感器故障診斷方法綜述
3.1.3 信息融合的基本概念
3.1.4 結(jié)構(gòu)響應相似性分析
3.2 傳感器故障診斷方法
3.2.1 傳感器故障識別:多傳感器信息融合
3.2.2 相似性指標敏感性分析方法
3.2.3 決策級融合:證據(jù)推理
3.2.4 基于物理冗余信息的故障隔離和重構(gòu)方法
3.3 案例分析
3.3.1 傳感器故障識別
3.3.2 傳感器故障隔離和重構(gòu)
3.4 本章小結(jié)
第四章 基于數(shù)據(jù)挖掘的監(jiān)測序列指標評估方法研究
4.1 恒載效應提取方法
4.1.1 研究現(xiàn)狀
4.1.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)分析
4.1.3 基于影響線分析的比例系數(shù)取值研究
4.1.4 案例分析
4.2 監(jiān)測序列指標評估方法
4.2.1 序列指標評估方法
4.2.2 案例分析
4.3 本章小結(jié)
第五章 基于系統(tǒng)工程理論的橋梁狀態(tài)評估算法研究
5.1 時間變權(quán)原理
5.1.1 因素變權(quán)原理
5.1.2 時間變權(quán)原理
5.1.3 計算示例
5.1.4 案例分析
5.2 局部變權(quán)原理
5.2.1 局部變權(quán)定義
5.2.2 局部變權(quán)模型
5.2.3 局部變權(quán)模型參數(shù)驗證
5.2.4 案例分析
5.3 正態(tài)云模型
5.3.1 云理論的基本概念
5.3.2 正態(tài)云模型
5.3.3 橋梁評估中的正態(tài)云模型
5.3.4 結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第六章 大跨懸索橋智能化評估系統(tǒng)開發(fā)
6.1 軟件系統(tǒng)開發(fā)概述
6.2 各模塊功能介紹
6.3 實橋試評估
6.3.1 橋例1
6.3.2 橋例2
6.3.3 橋例3
6.3.4 結(jié)果討論
6.4 本章小結(jié)
第七章 基于時間序列數(shù)據(jù)的動態(tài)預警方法研究
7.1 預警體系總體設(shè)計
7.1.1 預警等級劃分
7.1.2 預警指標
7.1.3 預警閾值
7.1.4 預警流程
7.2 動態(tài)閾值取值方法研究
7.2.1 極值理論
7.2.2 廣義Pareto分布的估計
7.2.3 預警動態(tài)閾值確定
7.3 案例分析
7.3.1 預警閾值確定
7.3.2 預警效果討論
7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 主要創(chuàng)新點
8.3 展望
致謝
參考文獻
作者簡介
本文編號:3769402
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