【摘要】：截止2016年底全國(guó)公路橋梁已經(jīng)達(dá)到80.53萬(wàn)座、4916.97萬(wàn)米,隨著外部環(huán)境因素的影響以及服役時(shí)間的持續(xù)增長(zhǎng),路網(wǎng)內(nèi)橋梁的技術(shù)狀況都發(fā)生了不同程度的退化。為了杜絕橋梁安全事故的發(fā)生,需要科學(xué)的、系統(tǒng)地對(duì)服役橋梁進(jìn)行管理,橋梁技術(shù)狀況退化預(yù)測(cè)作為橋梁管理系統(tǒng)中核心功能模塊之一成為目前橋梁管理研究的重點(diǎn)內(nèi)容。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋作為高速公路網(wǎng)中數(shù)量最多的橋梁類(lèi)型,其技術(shù)狀況的預(yù)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文首先介紹了三種常用的橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)模型并對(duì)比分析各自的優(yōu)缺點(diǎn),然后針對(duì)項(xiàng)目級(jí)和路網(wǎng)級(jí)橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)分別選用最合適的模型進(jìn)行優(yōu)化,最后以預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋?yàn)閷?shí)例背景對(duì)優(yōu)化后的模型進(jìn)行應(yīng)用與驗(yàn)證。本文主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn):1.詳細(xì)介紹了回歸分析預(yù)測(cè)模型、灰色系統(tǒng)理論預(yù)測(cè)模型和馬爾可夫預(yù)測(cè)模型三種常用的橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)模型的理論基礎(chǔ),分別建立相應(yīng)的橋梁技術(shù)狀況預(yù)測(cè)模型,對(duì)比分析三種模型的優(yōu)缺點(diǎn)和預(yù)測(cè)精度,為后面的模型優(yōu)化研究奠定基礎(chǔ)。2.針對(duì)項(xiàng)目級(jí)橋梁技術(shù)狀況退化預(yù)測(cè)進(jìn)行研究,根據(jù)灰色系統(tǒng)理論和馬爾可夫理論的優(yōu)缺點(diǎn),提出將兩者結(jié)合的思路并進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。首先引入級(jí)別特征值來(lái)優(yōu)化馬爾可夫模型的預(yù)測(cè)值,然后采用有序聚類(lèi)法劃分狀態(tài)空間,最后引入誤差參數(shù)來(lái)模擬橋梁退化過(guò)程中的隨機(jī)波動(dòng),基于上述方法優(yōu)化得到一種改進(jìn)的灰色—馬爾可夫預(yù)測(cè)模型。3.基于馬爾可夫理論對(duì)路網(wǎng)級(jí)橋梁技術(shù)狀況退化預(yù)測(cè)進(jìn)行優(yōu)化研究。首先分析了影響馬爾可夫模型預(yù)測(cè)結(jié)果的各種因素,然后結(jié)合路網(wǎng)級(jí)橋梁技術(shù)退化的實(shí)際特點(diǎn)對(duì)狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣求解方法進(jìn)行改進(jìn),最后從影響橋梁技術(shù)狀況退化的因素考慮,優(yōu)化得到一種隨影響因素變化的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣,基于上述優(yōu)化方法得到一種優(yōu)化的馬爾可夫預(yù)測(cè)模型。4.將項(xiàng)目級(jí)優(yōu)化模型和路網(wǎng)級(jí)優(yōu)化模型分別應(yīng)用到預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的技術(shù)狀況預(yù)測(cè)中。一方面,針對(duì)項(xiàng)目級(jí)預(yù)測(cè),建立了改進(jìn)的灰色—馬爾可夫預(yù)測(cè)實(shí)例模型,并對(duì)比分析了灰色系統(tǒng)理論模型、傳統(tǒng)的灰色—馬爾可夫預(yù)測(cè)模型和改進(jìn)的灰色—馬爾可夫預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果,得出改進(jìn)的灰色—馬爾可夫預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度最高的結(jié)論;另一方面,針對(duì)路網(wǎng)級(jí)預(yù)測(cè),介紹了優(yōu)化的馬爾可夫預(yù)測(cè)模型的實(shí)例應(yīng)用,對(duì)比分析了優(yōu)化的馬爾可夫預(yù)測(cè)模型和一般的馬爾可夫預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果,得出優(yōu)化的馬爾可夫預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)精度更高的結(jié)論。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U446
【圖文】：

橋梁管理系統(tǒng)工作流程圖

線性回歸預(yù)測(cè)模型擬合曲線

指數(shù)函數(shù)預(yù)測(cè)模型擬合曲線

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本文編號(hào)：2759748