一种桥梁健康监测预警方法及装置与流程

本发明涉及桥梁健康监测，具体涉及一种桥梁健康监测预警方法及装置。

背景技术：

1、桥梁健康监测是通过对桥梁结构状况的监控与评估，为桥梁在特殊气候、交通条件下或桥梁运营状况异常严重时发出预警信号，为桥梁的维护维修和管理决策提供依据与指导。然而，桥梁结构健康监测不仅是为了结构状态监控和评估，其信息反馈于结构设计的更深远的意义在于，结构设计方法与相应的规范标准等可能得到改进。再有就是桥梁健康监测带来的不仅仅是监测系统和对某特定桥梁设计的反思，还可能并应该成为桥梁研究的“现场实验室”。桥梁健康监测为桥梁工程中的未知问题和超大跨度桥梁的研究提供了新的契机。由运营中的桥梁结构与其环境所获得的信息不仅是理论研究和实验室调查的补充，还可以提供有关结构行为和环境规律的最真实是信息。因此，桥梁健康监测不只是传统桥梁检测加结构评估新技术，而且被赋予了结构监控与评估、设计验证和研究与发展三方面的意义。但是桥梁健康监测最主要功能还是在桥梁运营状况异常严重时发出预警信号。

2、目前，一些桥梁监测和预警的技术方案，但这些方案存在着一些缺点和不足。健康监测系统及规范主要针对单测点传感器进行阈值设置。

3、但是，系统在长期运行过程中不可避免的在信号采集和传输上出现错误和问题，且部分传感器的采集频率较高，数据处理的压力较大，因此部分采集产生的错误被系统误认为是桥梁出现了预警，而使得桥梁预警被错误触发。不能及时发现铁路桥梁的异常状态并采取措施进行预警，从而存在一定的安全隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种桥梁健康监测预警方法及装置，能够解决现有技术中单一监测指标进行预警，当单个数据采集或者传输错误时，会导致频繁误报警的问题。

2、为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

3、一方面，本发明提供一种桥梁健康监测预警方法，包括以下步骤：

4、获取多类桥梁监测指标，每类桥梁监测指标包括多个监测值；

5、根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标；

6、根据每种预警对应桥梁监测指标的监测综合指标和综合权重，确定每种预警的预警综合指标。

7、在一些可选的方案中，所述的根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标，包括：

8、对每类桥梁监测指标中的每个监测值分别进行归一化处理，得到每类桥梁监测指标中各个监测值对应的归一化监测值；

9、根据各个归一化监测值和对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标。

10、在一些可选的方案中，所述的对每类桥梁监测指标中的每个监测值分别进行归一化处理，包括：

11、

12、其中，fi(t)为t时刻的第i个监测值，xmin为第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻中的最小监测值，xmax为第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻中的最大监测值，为t时刻第i个监测值对应的归一化监测值。

13、在一些可选的方案中，根据公式确定第i个监测值对应的监测值权重αi，其中，为第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻监测值的平均值，n为该类桥梁监测指标中监测值的个数。

14、在一些可选的方案中，根据公式确定第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻监测值的平均值，其中，fj为第i个监测值对应设定时间段内j时刻的监测值，m为设定时间内的监测时刻数量。

15、在一些可选的方案中，所述设定时间段为1年时间。

16、在一些可选的方案中，根据公式确定第k类桥梁监测指标的监测综合指标fk。

17、在一些可选的方案中，根据公式确定第l种预警的预警综合指标ql，其中，βk为第k类桥梁监测指标对应的综合权重，l为第l种预警对应桥梁监测指标的种类数。

18、在一些可选的方案中，当预警种类为超限预警时，获取挠度、支座位移、应变和塔偏四类桥梁监测指标；

19、当预警种类为船撞预警时，获取振动、支座位移和塔偏三类桥梁监测指标；

20、当预警种类为地震预警时，获取振动和支座位移两类桥梁监测指标；

21、当预警种类为涡激振动预警时，获取振动、挠度和风速三类桥梁监测指标。

22、另一方面，本发明还提供一种桥梁健康监测预警装置，包括：

23、检测值获取模块，其用于获取多类桥梁监测指标，每类桥梁监测指标包括多个监测值；

24、监测综合指标获取模块，其用于根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标；

25、预警综合指标获取模块，其用于根据每种预警对应桥梁监测指标的监测综合指标和综合权重，确定每种预警的预警综合指标。

26、与现有技术相比，本发明的优点在于：本方案通过获取多类桥梁监测指标，每类桥梁监测指标包括多个监测值；根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标；根据每种预警对应桥梁监测指标的监测综合指标和综合权重，确定每种预警的预警综合指标。将预警综合指标与其对应的预警阈值对比，来判断是否需要报警。在对某一种类的预警进行报警时，需要考虑多类桥梁监测指标，每类桥梁监测指标的多个监测值也会综合考虑，这样不会在某一传感器发生在信号采集和传输上出现错误时发生误报警，需要花费大量的人力来处理误报警的问题，导致浪费时间的问题。

技术特征：

1.一种桥梁健康监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，所述的根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标，包括：

3.如权利要求2所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，所述的对每类桥梁监测指标中的每个监测值分别进行归一化处理，包括：

4.如权利要求3所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，根据公式确定第i个监测值对应的监测值权重αi，其中，为第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻监测值的平均值，n为该类桥梁监测指标中监测值的个数。

5.如权利要求4所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，根据公式确定第i个监测值对应设定时间段内多个监测时刻监测值的平均值，其中，fj为第i个监测值对应设定时间段内j时刻的监测值，m为设定时间内的监测时刻数量。

6.如权利要求5所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，所述设定时间段为1年时间。

7.如权利要求2所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，根据公式确定第k类桥梁监测指标的监测综合指标fk。

8.如权利要求1所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，根据公式确定第l种预警的预警综合指标ql，其中，βk为第k类桥梁监测指标对应的综合权重，l为第l种预警对应桥梁监测指标的种类数。

9.如权利要求1所述的桥梁健康监测预警方法，其特征在于，

10.一种桥梁健康监测预警装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及桥梁健康监测技术领域，具体涉及一种桥梁健康监测预警方法及装置。该桥梁健康监测预警方法包括以下步骤：获取多类桥梁监测指标，每类桥梁监测指标包括多个监测值；根据每类桥梁监测指标中的多个监测值和每个监测值对应的监测值权重，确定该类桥梁监测指标的监测综合指标；根据每种预警对应桥梁监测指标的监测综合指标和综合权重，确定每种预警的预警综合指标能够解决现有技术中单一监测指标进行预警，当单个数据采集或者传输错误时，会导致频繁误报警的问题。

技术研发人员：杜天军,刘秀岭,詹凯轶,李苗,白艳芳,毛伟琦,钟继卫,彭旭民,马远刚,汪正兴,王波,程辉,董海雷
受保护的技术使用者：陕西靖神铁路有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29