本发明涉及桥梁监测，具体为一种基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法。
背景技术：
1、结构健康监测是一个广泛涵盖的领域，旨在实时监测和评估各种工程结构的状态，而桥梁监测作为该领域中的一个关键分支，通过采集桥梁的荷载、环境和材质等数据，并运用矩阵计算模型，能够深入分析桥梁的摩擦损耗和腐蚀损耗状态
2、在当前桥梁监测领域，常规监测手段通常缺乏准确的量化指标，难以精确判断桥梁结构的损耗状况。此外，对不同损耗状态的修复措施也缺乏个性化和精细化，导致维护工作效率低下，此外传统监测方法依赖于经验和定性判断，难以充分利用结构数据进行深度分析，由于缺乏准确的量化指标和细致的修复方案，传统方法难以在实际维护中实现及时、准确和高效，这些不足可能导致桥梁结构的提前损耗，增加维护成本，甚至可能引发潜在的安全隐患。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法，解决了背景技术中提到的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法，具体步骤如下：
5、s1、对桥梁进行数据采集，从而获取桥梁荷载数据组，环境数据组以及桥梁材质数据组，并对桥梁荷载数据组、环境数据组以及桥梁材质数据组进行预处理，将预处理后的数据整合为第一数据集、第二数据集和第三数据集，第一数据集包括周期车流量zqcll和周期人流量zqrll、第二数据集包括材料抗摩擦系数cllmc，涂层抗摩擦系数tckmc、材料抗腐蚀系数clkfs和涂层抗腐蚀系数tckfs，第三数据集包括降水值jsz、湿度值sd、温度值wd、酸碱强度值phz以及微生物值wsz；
6、s2、将预处理获得的第一数据集、第二数据集以及第三数据集输入矩阵计算模型进行整合计算，从而分别获取摩擦参考值mcckz和腐蚀参考值fsckz，将摩擦参考值mcckz与腐蚀参考值fsckz进行整合计算，进而获取警报参考值bjckz；
7、s3、将计算获取的警报参考值bjckz与第一阈值y进行对比，从而获取第一对比结果，并根据对比结果判断桥梁是否处于受损状态，若对比结果为桥梁不处于受损状态则不进行介入，若对比结果为桥梁处于受损状态，则进行介入；
8、s4、进行介入前，对桥梁处于何种模式下的损耗进行判定，分别将摩擦参考值mcckz和腐蚀参考值fsckz与第二阈值r和第三阈值s进行对比，从而生成第二对比结果，根据第二对比结果，判断桥梁处于摩擦损耗还是腐蚀损耗；
9、s5、基于第二对比结果，通过计算获取摩擦量级值mcljz以及腐蚀量级值fsljz，并将计算获取的摩擦量级值mcljz和腐蚀量级值fsljz分别与预设的第四阈值h和第五阈值u进行比较，从而进行损耗量级划分，生成划分结果，并基于划分结果，执行预设的修复措施。
10、优选的，s1步骤中桥梁荷载数据组通过下述方式获取：
11、s21、在桥梁上设置摄像头，通过摄像头记录下桥梁一周内的车流量zcll和人流量zrll，提取若干个桥梁的周车流量和周人流量，分别记为zcll1、zcll2、zcll3、...、zclln以及zrll1、zrll2、zrll3、...、zrlln，之后分别进行整合计算获取周期车流量zqcll和周期人流量zqrll，具体计算方式如下：
12、
13、
14、式中：zcll1为截取的第一周车流量，zclln为截取的第n周的车流量，zrll1为截取的第一周人流量，zrlln为截取的第n周的人流量；
15、s22、对桥梁材质数据进行提取，从而获取材料抗摩擦系数clkmc以及涂层抗摩擦系数tckmc，并访问地方气象局，获取当地降水值jsz；
16、s23、将周期车流量和周期人流量与材料抗摩擦系数clkmc以及涂层抗摩擦系数tckmc以及降水值jsz进行整合计算从而获取摩擦参考值mcckz，具体计算方式如下：
17、
18、优选的，所述腐蚀参考值fsckz通过下述方式获取：
19、s31、在桥梁上设置湿度计酸碱强度检测器，通过湿度计获取若干天内的桥梁上空气湿度，记为：sd1、sd2、sd3、...、sdn，通过酸碱强度检测器获取若干天的桥梁上空气酸碱度值，记为sj1、sj2、sj3、...、sjn，对获取到的若干天内的桥梁上空气湿度和空气酸碱度值分别进行整合计算，获取周期湿度值zsd和周期酸碱度值zsj，具体计算方式如下：
20、
21、
22、s32、对桥梁材质数据进行提取，从而获取材料抗腐蚀系数clkfs以及涂层抗腐蚀系数tckfs，并通过微生物检测器获取桥梁周边空气微生物值wsz；
23、s33、将周期湿度值zsd、周期酸碱度值zsj、微生物值wsz、材料抗腐蚀系数clkfs以及涂层抗腐蚀系数tckfs进行整合计算，从而获取腐蚀参考值fsckz，具体计算方式如下：
24、
25、式中：a1、a2、a3、a4以及a5均为权重值，且a1≠a2≠a3≠a4≠a5≠0，且a1、a2、a3、a4以及a5均大于0，a1、a2、a3、a4以及a5的具体值由用户调整设置。
26、优选的，所述报警参考bjckz值通过下述矩阵公式计算获取：
27、
28、式中：mcczk为摩擦参考值，fsckz为摩擦参考值，b1和b2为权重值，且b1≠b2≠0，b1和b2均大于0，b为修正常数，且b1、b2以及b的值由用户调整设置。
29、优选的，所述s4步骤中第一对比结果如下：
30、当警报参考值bjckz≤第一阈值时y时，代表当前桥梁无安全风险；
31、当警报参考值bjckz＞第一阈值时y时，代表当前桥梁存在安全风险。
32、优选的，所述s4步骤中第二对比结果如下：
33、当摩擦参考值mcckz＞第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz≤第三阈值s时，桥梁属于摩擦损耗；
34、当摩擦参考值mcckz≤第二阈值r，腐蚀参考值fsckz≤第三阈值s，且摩擦参考值＞腐蚀参考值时，桥梁属于摩擦损耗；
35、当摩擦参考值mcckz≤第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz＞第三阈值s时，桥梁的安全风险来源于腐蚀损耗；
36、当摩擦参考值mcckz＞第二阈值r，腐蚀参考值fsckz＞第三阈值s，且摩擦参考值＜腐蚀参考值时，桥梁属于腐蚀损耗；
37、当摩擦参考值mcckz＞第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz＞第三阈值s时，桥梁属于双重损耗；
38、当摩擦参考值mcckz≤第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz≤第三阈值s，摩擦参考值＝腐蚀参考值时，桥梁属于双重损耗。
39、优选的，所述s5步骤中，摩擦量级值mcljz以及腐蚀量级值fsljz分别通过下述公式计算获取：
40、mcljz＝丨mcckz丨-r；
41、fsljz＝丨fszkz丨-s；
42、式中：mcckz为摩擦参考值，fszks为腐蚀参考值，r为第二阈值，s为第三阈值。
43、优选的，所述s5步骤中的量级划分为：
44、当第四阈值h＜摩擦量级值mcljz≤第四阈值h*105％，代表当前摩擦损耗为一级摩擦损耗状态；
45、当第五阈值u＜腐蚀量级值fsljz≤第五阈值u*108％，代表当前腐蚀损耗为一级腐蚀损耗状态；
46、当第四阈值h*105％＜摩擦量级值mcljz≤第四阈值h*108.8％，代表当前摩擦损耗为摩擦二级损耗状态；
47、当第五阈值u*108％＜腐蚀量级值fsljz≤第五阈值u*112％，代表当前腐蚀损耗为二级腐蚀损耗状态；
48、当摩擦量级值mcljz＞第四阈值h*108.8％，代表当前摩擦损耗为三级摩擦损耗状态；
49、当腐蚀量级值fsljz＞第五阈值u*112％，代表当前腐蚀损耗为三级腐蚀损耗状态；
50、摩擦参考值mcckz≤第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz≤第三阈值s，摩擦参考值＝腐蚀参考值时，桥梁属于一级双重损耗状态；
51、当摩擦参考值mcckz＞第二阈值r，且腐蚀参考值fsckz＞第三阈值s时，代表当前双重损耗为二级损耗状态。
52、优选的，所述s5步骤中，预设的修复措施包括：
53、当桥梁处于一级摩擦损耗状态时，对桥梁表面受损位置进行5％深度的磨削，在磨削完毕后，重新喷涂防护涂层，完成修复；
54、当桥梁处于一级腐蚀损耗状态时，对桥梁表面受损位置进行清洗，采用清水作业，在清洗完毕后，进行磨削，并重新喷涂防护涂层，完成修复；
55、当桥梁处于二级摩擦损耗状态时，桥梁表面受损位置进行10％深度磨削，在磨削完毕后，对桥梁表面进行水平差填补，保持桥梁表面水平线一致，之后重新喷涂防护涂层，完成修复；
56、当桥梁处于二级摩擦损耗状态时，桥梁表面受损位置进行清洗，采用特别配比的清洗液进行作业，在清洗完毕后，进行以15％深度，当前受损面积的105％的平面范围进行磨削，磨削完毕后，对桥梁表面进行水平差填补，保持桥梁表面水平线一致，修补完毕后重新喷涂防护涂层，完成修复；
57、当桥梁处于三级摩擦损耗状态或三级腐蚀损耗状态时，对桥梁进行封闭，之后按照25％深度，受损面积*115％的平面范围进行磨削，采用特别配比的清洗液进行清洗作业，在清洗完毕后对桥梁表面进行水平差填补，保持桥梁表面水平线一致，之后重新喷涂防护涂层，开放桥梁，并对桥梁进行2周的车流量和人流量限制，以降低桥梁运输荷载，之后重新进行检测，若检测结果为无安全风险，则恢复正常通行，若检测结果为有安全风险，则重新进行修复，直至符合安全标准；
58、当桥梁处于一级双重损耗状态时，对桥梁同时进行一级摩擦损耗状态和一级腐蚀损耗状态的修复措施，并更换防护涂层的种类；
59、当桥梁处于二级双重损耗状态时，执行与三级摩擦损耗状态和三级腐蚀损耗状态相同的修复措施。
60、(三)有益效果
61、本发明提供了一种基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法，具备以下有益效果：
62、(1)该基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法，通过多阶段的数据处理和计算，实现了对桥梁结构状态的全面评估和有效预警，相较于传统的监测手段，其优势在于综合考虑了多种因素，提高了监测的准确性和及时性，为桥梁安全运行提供了更可靠的保障。
63、(2)该基于参数矩阵分析的桥梁监测预警方法，通过设定的第四阈值h、第五阈值u以及修复措施的条件，将摩擦和腐蚀的损耗状态进行分类，从而有助于根据损耗程度采取不同的修复措施，通过设定不同阈值和规定修复方案，可以更灵活地应对不同情况下的桥梁损耗，提高了修复工作的针对性和效果。