桥梁横向分布响应预测方法和装置与流程

本技术实施例涉及桥梁检测，尤其涉及一种桥梁横向分布响应预测方法和装置。

背景技术：

1、桥梁作为交通网络中的关键节点，其在役使用性能是影响交通网络正常通行的重要因素，因此，桥梁横向分布特性是反映桥梁在役状态的重要特征之一，桥梁同一截面不同横向位置的荷载响应可以间接反映桥梁的横向分布特征。

2、因此，对获取桥梁横向分布特性，需要获取桥梁同一截面不同横向位置的荷载响应。现有技术中，在获取桥梁同一截面不同横向位置的荷载响应时，可以在桥梁的承重梁上安装荷载响应检测装置(例如，应力传感器)，通过荷载响应检测装置检测桥梁在通行状态下，桥梁承重梁处的荷载响应。这种方式的优点是在获取桥梁的荷载响应时，不对桥梁上的交通产生影响，也就是说获取到的荷载响应是实际的荷载响应。但是，由于桥梁结构的影响，部分承重梁上不便于安装荷载响应检测装置。

3、因此，为了获得桥梁横向分布特征，通常是在桥梁的固定位置上采用标准荷载，获得同一截面不同横向位置的承重梁的荷载响应。这种方式获得的同一截面不同横向位置的荷载响应，虽然也能间接反映桥梁横向分布特征，但是，这种方式需要桥梁上除了标准荷载外没有其他交通工具通行，会对交通造成影响，并且，实际中桥梁是处于通行状态下的，因此，桥梁的交通荷载是随机的，因此，采用标准荷载的方式获得的承重梁的荷载响应存在较大的误差，不能真实反应桥梁在通行状态下同一截面不同横向位置的承重梁的荷载响应。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种桥梁横向分布响应预测方法和装置，用于解决背景技术中提到的技术问题。

2、第一方面，本技术实施例提供一种桥梁横向分布响应预测方法，包括：

3、获取目标桥梁在通行状态下n个检测点上的实际荷载响应，n个检测点为所述目标桥梁上同一目标横向截面上的n个目标承重梁处的检测点，所述目标横向截面为与所述目标桥梁中车道方向垂直的截面，所述n个目标承重梁为可安装荷载响应检测装置的承重梁，n为大于或等于1的整数；

4、根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取待预测检测点的预测荷载响应；

5、其中，所述待预测检测点为所述目标横向截面上除所述n个目标承重梁之外的待检测承重梁上的检测点，所述目标是根据所述目标桥梁在通行状况下中同一样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的样本荷载响应和待训练桥梁横向分布特征预测模型获得的；

6、其中，所述n+1个样本检测点对应的样本承重梁与所述n个目标承重梁、所述待检测承重梁分别位于所述目标桥梁上同一纵向截面内。

7、可选的，所述待检测承重梁为不可安装荷载响应检测装置的承重梁。

8、可选的，所述根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应之后，还包括：

9、根据所述n个实际荷载响应和所述预测荷载响应，获取所述目标横向截面的桥梁横向分布特征；

10、根据所述目标横向截面的桥梁横向分布特征，确定所述目标横向截面上的结构状态。

11、可选的，所述根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应之前，还包括：

12、获取所述目标桥梁在通行状态下所述样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的多组样本荷载响应；

13、根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得所述目标桥梁横向分布特征预测模型。

14、可选的，所述根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应之前，还包括：

15、获取所述目标桥梁在通行状态下所述样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的多组样本荷载响应；

16、根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得所述目标桥梁横向分布特征预测模型。

17、可选的，所述基于每组超参数组合，根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型，包括：

18、基于每组超参数组合，将n+1个样本检测点中n个样本检测点的样本荷载响应作为待训练桥梁横向分布特征预测模型的输入，获得待训练桥梁横向分布特征预测模型的输出结果；

19、根据所述输出结果与剩下的一个样本检测点的样本荷载响应，调整待训练桥梁横向分布特征预测模型，以获得所述与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型；

20、其中，所述剩下的一个样本检测点所在的样本承重梁与所述待检测承重梁位于所述目标桥梁的同一纵向截面上。

21、可选的，所述超参数优化算法为以下任意一种：试错算法、网格搜索算法、随机搜索算法，贝叶斯优化算法。

22、第二方面，本技术实施例提供一种桥梁横向分布响应预测装置，包括：

23、获取模块，用于获取目标桥梁在通行状态下n个检测点上的实际荷载响应，n个检测点为所述目标桥梁上同一目标横向截面上的n个目标承重梁处的检测点，所述目标横向截面为与所述目标桥梁中车道方向垂直的截面，所述n个目标承重梁为可安装荷载响应检测装置的承重梁，n为大于或等于1的整数；

24、预测模块，用于根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应；

25、其中，所述待预测检测点为所述目标横向截面上除所述n个目标承重梁之外的待检测承重梁上的检测点，所述目标是根据所述目标桥梁在通行状况下中同一样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的样本荷载响应和待训练桥梁横向分布特征预测模型获得的；

26、其中，所述n+1个样本检测点对应的样本承重梁与所述n个目标承重梁、所述待检测承重梁分别位于所述目标桥梁上同一纵向截面内。

27、可选的，所述待检测承重梁为不可安装荷载响应检测装置的承重梁。

28、可选的，所述预测模块根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应之后，获取模块还用于：

29、根据所述n个实际荷载响应和所述预测荷载响应，获取所述目标横向截面的桥梁横向分布特征；

30、根据所述目标横向截面的桥梁横向分布特征，确定所述目标横向截面上的结构状态。

31、可选的，所述装置还包括：训练模块；

32、所述预测模块根据n个所述实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取所述待预测检测点的预测荷载响应之前，训练模块用于：

33、获取所述目标桥梁在通行状态下所述样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的多组样本荷载响应；

34、根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得所述目标桥梁横向分布特征预测模型。

35、可选的，所述训练模块根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得所述目标桥梁横向分布特征预测模型时，具体用于；

36、确定所述待训练桥梁横向分布特征预测模型的超参数范围；

37、根据超参数优化算法，从所述超参数范围中确定多组超参数组合；

38、基于每组超参数组合，根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型；

39、根据多个与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型，确定所述目标桥梁横向分布特征预测模型。

40、可选的，所述训练模块基于每组超参数组合，根据多组样本荷载响应中n+1个样本检测点的样本荷载响应和所述待训练桥梁横向分布特征预测模型，获得与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型时，具体用于：

41、基于每组超参数组合，将n+1个样本检测点中n个样本检测点的样本荷载响应作为待训练桥梁横向分布特征预测模型的输入，获得待训练桥梁横向分布特征预测模型的输出结果；

42、根据所述输出结果与剩下的一个样本检测点的样本荷载响应，调整待训练桥梁横向分布特征预测模型，以获得所述与超参数组合对应桥梁横向分布特征预测模型；

43、其中，所述剩下的一个样本检测点所在的样本承重梁与所述待检测承重梁位于所述目标桥梁的同一纵向截面上。

44、可选的，所述超参数优化算法为以下任意一种：试错算法、网格搜索算法、随机搜索算法，贝叶斯优化算法。

45、第三方面，本技术实施例提供一种终端设备，包括：处理器和存储器；

46、存储器存储计算机执行指令；

47、处理器执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器执行如第一方面任一项所述的方法。

48、第四方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，包括程序或指令，当程序或指令在计算机上运行时，执行如第一方面任一项所述的方法。

49、第五方面，本技术实施例提供一种程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述的方法。

50、本技术提供一种桥梁横向分布响应预测方法和装置，通过获取目标桥梁在通行状态下n个检测点上的实际荷载响应；根据n个实际荷载响应和目标桥梁横向分布特征预测模型，获取待预测检测点的预测荷载响应；其中，n个检测点为目标桥梁上同一目标横向截面上的n个目标承重梁处的检测点，目标横向截面为与目标桥梁中车道方向垂直的截面，n个目标承重梁为可安装荷载响应检测装置的承重梁，n为大于或等于1的整数，待预测检测点为目标横向截面上除n个目标承重梁之外的待检测承重梁上的检测点，目标桥梁横向分布特征预测模型是根据目标桥梁在通行状况下中同一样本横向截面上n+1个样本检测点可检测到的样本荷载响应和待训练桥梁横向分布特征预测模型获得的；其中，n+1个样本检测点对应的样本承重梁与n个目标承重梁、待检测承重梁分别位于目标桥梁上同一纵向截面内。实现了在目标桥梁通行状态下，根据目标桥梁横向分布特征预测模型、同一横向截面上目标承重梁的实际荷载响应获取待预测承重梁的荷载响应的目的，并且，由于目标桥梁横向分布特征预测模型，是在目标桥梁通行状态下，通过大量的同一样本横向截面上的样本检测点的样本荷载响应训练获得的，因此，通过该目标桥梁横向分布特征预测模型预测获得的待检测点的预测荷载响应误差较小，可以用来反应在随机交通荷载下待检测承重梁的荷载响应。