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基于模糊多态贝叶斯网络的斜拉桥状态评估方法研究
| 论文题名： | 基于模糊多态贝叶斯网络的斜拉桥状态评估方法研究 |
| 关键词： | 斜拉桥;健康监测;状态评估;多态贝叶斯网络;层次分析法;模糊集合理论 |
| 摘要： | 近年来，国内外桥梁安全事故频发。准确评估桥梁的运营状态，防患于未然，对保障桥梁安全性、实用性及耐久性尤为重要。随着大量桥梁结构健康监测系统的建成，如何基于监测数据进行桥梁状态评估也成为了急需解决的问题。为此，本文基于叠合梁斜拉桥健康监测系统获得的大量实测数据，探讨一种多态贝叶斯网络的斜拉桥状态评估方法，通过引入层次分析法及模糊集合理论，以期获得更为可靠的评估结果，为斜拉桥正常运营管养提供科学、合理的决策依据。主要研究内容如下： （1）评估理论研究。介绍了层次分析法、模糊数学理论及贝叶斯网络理论，融合三种方法的优势，将工程中不明确、模糊性问题具体化，为后续探讨斜拉桥状态评估方法奠定理论基础。 （2）状态评估体系研究。将评价指标分为第一类指标及第二类指标两类。根据第一类指标的不同检测项数据进行特征信息融合，通过对指标下属不同子部件的评判形成评定矩阵，再考虑最不利情况综合计算得到该类指标的融合评定结果；针对第二类指标的时空二维特性，采用变权理论和灰色关联度理论，先从时间和空间两个维度进行评分，融合最不利评分值作为评定结果。基于上述，建立了更完善的层次化斜拉桥状态评估体系。 （3）基于模糊多态贝叶斯网络的斜拉桥状态评估方法研究。在层次化斜拉桥评估体系的基础上，通过故障树理论建立了斜拉桥状态评估贝叶斯网络模型。通过收集专家模糊评判意见，利用SAM聚合分析确定根节点的先验概率，再根据T-S逻辑门求解非根节点条件概率，最后依据已确定的贝叶斯网络参数实现正向推理、逆向推理及敏感性分析，以评定斜拉桥整体状态情况。 （4）工程实例应用研究。基于桥梁健康监测系统的实时监测数据对现有桥梁的结构状态进行评估研究，首先针对监测系统的海量数据利用欧式距离进行异常值处理，经预处理后的数据用于贝叶斯网络更新，以此进行斜拉桥的实时监测评估。再通过对敏感因子进行折减仿真模拟，表明敏感节点的破坏对整桥结构状态有很大的影响。以实例应用验证该方法在斜拉桥评估的实用性。 |
| 作者： | 陈婉其 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 饶瑞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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