基于有限感知的桥梁状态重构处理方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及桥梁检测评估，尤其涉及一种基于有限感知的桥梁状态重构处理方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、桥梁结构属于工程结构物，在解决工程结构问题时，本质上可以简化为力学问题，力学问题的目标就是求解一些基本的物理量，例如结构的内力、应力、变形问题，此外还需要考虑多项因素对这些物理量值的影响，例如温度、材料性能老化、截面尺寸折减、结构次内力造成的重分布等问题，通过这些指标的量值大小同结构限值作比较，就可以对当前桥梁的安全状态做评估。

2、当前获取这些物理量值的手段共有三种：第一种是将桥梁结构物简化为基本的力学图示，通过较精确数学解析方法求解基本物理量；第二种是对桥梁结构物进行数值模拟，桥梁结构常采用有限元分析方法（fea，finite element analysis）进行模拟计算，根据设计参数建立分析模型，利用网格将模型划分为有限个单元，通过施加不同的荷载组合，计算不同工况下每个单元的物理量值；第三种是在结构所关心的关键点位进行实测，通过布设传感器，直接或者间接获取待测的物理量值。

3、在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

4、数学解析方法可以通过理论计算获取桥梁结构每一个截面的理论计算值，但是面对极其复杂的现代桥梁，该方法受到计算量与计算能力的限制，且计算过程中的简化容易影响最终结果的真实性，目前数学解析方法仅用于简单的力学问题分析，复杂工程结构常采用数值模拟方法；数值模拟方法可以通过精细化建模计算各种复杂的桥梁结构，求取每一个单元的模拟近似值，但是数值模拟建模越精细，对计算机的计算能力要求越高，且计算结果容易受到建模方式与输入参数影响而偏离实际情况；物理量值实测是最直接、最能反映桥梁真实状态的方法，但是考虑到测点布置问题，该方法仅能获取测点位置的有限量值，无法在结构全域范围内感知到各处的状态量值。

5、因此需要一种基于有限感知的桥梁状态重构处理方法、装置及存储介质，以至少部分地解决上述技术问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明实施例提供了一种基于有限感知的桥梁状态重构处理方法、装置及存储介质，以至少解决现有技术中的问题之一。

2、本发明的一个方面提供了一种基于有限感知的桥梁状态重构处理方法，处理方法包括以下步骤：

3、获取同时符合用于表征桥梁状态的各物理量相对应的桥梁结构分布特点和方便现场布置条件的桥梁测点位置的各物理量实测数值；

4、利用网格将桥梁有限元仿真模型划分为节点包含全部的桥梁测点位置对应处的有限个单元，获取各节点处的各物理量所对应的第一模拟数值，其中单元之间的共用点称为节点；基于第一模拟数值利用以下计算公式获取各单元内的任一位置的各物理量所对应的第二模拟数值，计算公式如下：

5、

6、其中，为各节点处的各物理量所对应的第一模拟数值，为对应于各节点的形函数；

7、基于桥梁测点位置的各物理量实测数值和相对应的节点处的各物理量所对应的第一模拟数值进行比较的偏差结果，若偏差结果不大于阈值则采用第一修正系数对第一模拟数值和第二模拟数值进行修正，分别获得第一修正数值和第二修正数值，若偏差结果大于阈值则采用第二修正系数对所述计算公式中的进行修正，基于修正后的计算公式获得各单元内的任一位置的各物理量所对应的第三修正数值；

8、将第一修正数值和第二修正数值一起与各物理量对应的结构限值作比较，或者将桥梁测点位置的各物理量实测数值和第三修正数值一起与各物理量对应的结构限值作比较，确定桥梁状态。

9、在本发明的一些实施例中，处理方法还包括获取桥梁测点位置的各物理量实测数值和相对应的节点处的各物理量所对应的第一模拟数值进行比较的偏差结果，其中，表示第处桥梁测点位置的各物理量实测数值。

10、在本发明的一些实施例中，所述采用第一修正系数对第一模拟数值和第二模拟数值进行修正，分别获得第一修正数值和第二修正数值，包括：

11、确定第一修正系数，

12、

13、其中，表示第处桥梁测点位置的重要性权重系数；

14、第一模拟数值和第二模拟数值各直接乘以第一修正系数，分别获得第一修正数值和第二修正数值。

15、在本发明的一些实施例中，所述采用第二修正系数对所述计算公式中的进行修正，基于修正后的计算公式获得各单元内的任一位置的各物理量所对应的第三修正数值，包括：

16、确定第二修正系数，

17、；

18、确定修正后的计算公式。

19、在本发明的一些实施例中，获取桥梁测点位置的各物理量实测数值，具体是指：

20、在桥梁测点位置布设对应传感器进行实测，直接或者间接获取待测的各物理量实测数值。

21、在本发明的一些实施例中，所述第一修正数值和第二修正数值，或者第三修正数值还通过状态云图进行展示，以可视化展示量值分布。

22、在本发明的一些实施例中，处理方法还包括建立桥梁有限元仿真模型，包括：

23、基于原始的桥梁设计图纸资料建立桥梁有限元仿真模型。

24、在本发明的一些实施例中，所述桥梁测点位置包括最大受力截面、最大变形位置和最大温度测点，所述用于表征桥梁状态的各物理量包括变形量、应力、温度和应变。

25、本发明的第二方面还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

26、第一获取模块，用于获取同时符合用于表征桥梁状态的各物理量相对应的桥梁结构分布特点和方便现场布置条件的桥梁测点位置的各物理量实测数值；

27、第二获取模块，用于利用网格将桥梁有限元仿真模型划分为节点包含全部的桥梁测点位置对应处的有限个单元，获取各节点处的各物理量所对应的第一模拟数值；用于基于第一模拟数值获取各单元内的任一位置的各物理量所对应的第二模拟数值；

28、修正模块，用于基于桥梁测点位置的各物理量实测数值和相对应的节点处的各物理量所对应的第一模拟数值进行比较的偏差结果，若偏差结果不大于阈值则采用第一修正系数对第一模拟数值和第二模拟数值进行修正，分别获得第一修正数值和第二修正数值，若偏差结果大于阈值则采用第二修正系数对计算公式进行修正，基于修正后的计算公式获得各单元内的任一位置的各物理量所对应的第三修正数值；

29、确定模块，用于将第一修正数值和第二修正数值，或者各物理量实测数值和第三修正数值与各物理量对应的结构限值作比较，确定桥梁状态。

30、本发明的第三方面还提供了一种基于有限感知的桥梁状态重构处理装置，所述处理装置包括：

31、存储器，用于存储计算机可执行指令；

32、处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机可执行指令时，实现上述实施例所述的处理方法。

33、本发明的第四方面还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时，实现上述实施例所述的处理方法。

34、本发明的第五方面还提供了一种计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述实施例所述的处理方法。

35、根据本发明实施例的处理方法，选取进行实测的桥梁测点位置时同时考虑了相对应的结构物理状态分布特点、现场布置条件和桥梁有限元仿真模型的单元划分情况，使得基于桥梁测点位置的各物理量实测数值获取更方便、准确，且建立了实测数值与模拟数值之间的关联关系，然后基于实测数值对相关模拟数值进行修正重构，获得更可靠真实的桥梁结构全域范围内的各物理量参考值，实现更准确的桥梁状态分析。

36、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

37、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。