一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法与流程

文档序号:12447173阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

11)定义评估策略,定义主梁挠度数据的异常值范围和基准值时间范围;

12)挠动原始数据的获取,实时读取安装在主梁上i个传感器获取的挠度原始数据,并以数组形式存至内存中,数组定义为rawdatai{{id0,time,value}…{idn,time,value}};

13)挠动数据的过滤,基于评估策略对挠动原始数据进行分类,将rawdatai数组分为refdatai基准值数组和candatai待评估数组;

14)基准值的计算,通过refdatai基准值数组计算出基准均值ai0、基准方差值bi0、基准位移值di0、基准数值序列L0

15)评估出主梁的健康特征指标,根据待评估数据计算出均值变化系数、方差变化系数、最大方差变化系数、最大位移变化系数、平顺性系数和曲率变化系数。

2.根据权利要求1所述的一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法,其特征在于,所述的挠动数据的过滤包括以下步骤:

21)设定refdatai基准值数组和candatai待评估数组,refdatai基准值数组定义为refdatai{{id0,time,value}…{idn,time,value}},candatai待评估数组定义为candatai{{id0,time,value}…{idn,time,value}};

22)以主梁挠度数据的异常值范围为基准,对rawdatai数组中的属性值value进行过滤,将处于异常值范围内的数组丢弃、不处于异常值范围内的数组保留在rawdatai数组中;

23)以主梁挠度数据的基准值时间范围为基准,对rawdatai数组中的属性值time进行过滤,将处于基准值时间范围内的数组分入refdatai基准值数组、不处于基准值时间范围内的数组分入candatai待评估数组。

3.根据权利要求1所述的一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法,其特征在于,所述的基准值的计算包括以下步骤:

31)计算基准均值ai0,计算方法如下:

其中,i为测点数;refdatain为第i测点第n个实测值;

32)计算基准方差值bi0,计算方法如下:

其中,i为测点数;refdataij为第i测点第j个实测值;

33)计算基准位移值di0,计算方法如下:

其中,i为测点数;refdatain为第i测点第n个实测值;

34)计算位移监测数据基准数值序列为L0,计算方法如下:

L0={a00,a10,……,ai0},

其中,a00为第一个测点的基准均值,ai0为第i个测点的基准均值。

4.根据权利要求1所述的一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法,其特征在于,所述的评估出主梁的健康特征指标包括以下步骤:

51)计算均值变化系数,计算沿主梁分布的挠度监测点的数据均值变化情况,定义均值变化系数为Δa,其计算公式如下:

式中,Δa为挠度测点均值变化系数、n为测点数、candatai为第i测点实测均值、ai0为基准均值;

52)计算方差变化系数,计算沿主梁分布的挠度监测点的数据整体挠度方差变化,定义方差变化系数为Δb,其计算公式如下式所示。

其中,Δb为挠度测点方差变化系数、bi为第i测点实测方差、bi0为基准方差值;

53)计算最大方差变化系数,定义最大方差变化系数为Δc,其计算公式如下:

其中,Δc为最大方差变化系数、bi为第i测点实测方差、bi0为基准方差值;

54)计算最大位移变化系数,定义最大位移变化系数为Δd,其计算公式如下:

其中,Δd为最大位移变化系数、di为第i测点实测位移、di0为基准位移值;

55)计算平顺性系数定义各监测点第j次待评估数据序列为Lj,

Lj={candataj(1),candataj(2),candataj(3),……,candataj(i)}

其中,candataj(1)为第一个测点的第j个实测值,candataj(i)为第i个测点的第j个实测值;

定义关联度系数为pj,其计算公式如下式所示:

式中,k=1,2,3…,i-1,

其中,L0(k+1)为基准数值序列第k+1值,L0(k)为基准数值序列第k值,Lj(k+1)为待评估数据序列第k+1值,Lj(k)为待评估数据序列第k值;

将关联度系数做归一化处理,取pj平均值作为平顺性系数,定义平顺性系数为其计算公式如下式所示:

其中,j为采样点数,pj为第j采样点对应的向量所求得的关联度系数,为平顺性系数;

56)计算曲率变化系数,通过基准值数据获得基准挠度变形曲率为si0,定义待评估数据挠度变形曲率为si,其计算公式如下:

式中,si为第i个测点的变形曲率,di+1、di、di-1分别为第i+1测点、i测点、i-1测点的挠度变形值,△x为相邻2个测点之间的距离;

将挠度变形曲率做归一化处理,取其向量的差值平均值作为曲率变化系数,定义曲率变化系数为Δs,其计算公式如下:

式中,Δs为n个测点的曲率变化系数,si和si0分别为第i测点变形曲率的实测值和基准值,n为测点数量。

5.根据权利要求1所述的一种基于实时数据处理技术的桥梁主梁线性评估方法,其特征在于:还包括计算健康状况评分步骤,基于评分细则和权重表对数据进行评分,其具体步骤如下:

61)定义健康状况评分为F;

62)计算定义健康状况评分F,其公式如下:

其中,F为线形评估总的分值,满分为100分,S(△a)为均值变化系数评分值,wa为均值变化系数权重,S(△b)为方差变化系数评分值,wb为方差变化系数权重,S(△c)为最大方差变化系数评分值,wc为最大方差变化系数权重,为平顺性系数评分值,wp为平顺性系数权重,S(△s)为曲率变化系数评分值,ws为曲率变化系数权重。

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