基于马尔科夫链的高速公路机电设备寿命预测研究模型

利用机电设备的历史故障数据及故障概率,基于马尔科夫链的理论,研究高速公路机电设备故障预测情况,提出了基于马尔科夫链的高速公路机电设备寿命预测研究模型。高速公路机电设备的运行状况和诸多因素相关,存在大量的不确定性和随机性,不同的高速公路机电设备故障概率和设备寿命一般符合浴盆曲线理论,将机电设备的大量历史故障数据转化为极限概率问题,可以判断机电设备的使用寿命和有效寿命。首先运用马尔科夫链的相关理论计算并得出转移概率、极限概率和时间滚动窗口的设备状态之间的关系,掌握设备故障的变化规律;然后根据浴盆曲线理论结合马尔科夫链的方法对转移概率和极限概率进行分析判断设备的有效寿命,并根据极限概率和故障累计次数预测设备的使用寿命。通过应用马尔科夫链的方法对故障概率趋势图的研究建立了一种新的寿命预测模型;并选取高速公路车辆检测器设备进行历史故障数据分析,验证了该预测模型的有效性和实用性。在高速公路机电设备的维护中利用该寿命预测研究模型,判断设备的寿命情况,并预测机电设备的故障发生趋势,可为高速公路机电设备的维护和更新提供决策依据,指导未来设备维修工作的重点,同时评估设备的运行状态可以有效保障系统的正常运行。     

在役混凝土桥梁非平稳抗力劣化模型建立与更新

为建立在役混凝土桥梁结构构件非平稳随机抗力劣化模型，并通过后验更新解决劣化模型与实际结构劣化特征的匹配问题，首先，联系在役混凝土桥梁结构实际劣化特征，基于Gamma随机过程推导并建立了初始抗力劣化模型，对初始模型所存在的问题进行探讨；其次，以初始模型吸收融合结构近期实际劣化状态为原则，以结构特定时刻劣化状态的确定为基础，构建了初始抗力劣化模型的后验更新流程；再次，联合非确定性层次分析法（NAHP）与实数遗传算法（RGA）建立了基于定期外观检测数据的特定时刻抗力劣化系数评定方法，为确保该评定方法为初始抗力劣化模型更新提供准确可靠的劣化数据，采用室内模型梁加载试验对所建立评定方法的准确性、适用性进行验证；最后，以一座在役25年的混凝土桥梁为例，基于所建立的分析方法框架，阐述了其一片内梁抗弯承载力劣化模型的建立与后验更新过程。结果发现：基于特定时刻抗力劣化系数评定方法所得到的劣化系数分析结果与试验值的误差介于2.83%~6.24%之间，由该方法所得到的特定时刻抗力劣化系数可应用于初始劣化模型的后验与更新，经过初始劣化模型的后验与更新，所得到的后验模型由于吸收了结构近期的实际劣化状态，在抗力劣化进程描述方面较初始模型具有更高的准确性和更好的匹配性。     

桥梁结构全寿命成本及分析方法

将全寿命设计理念应用于当前桥梁结构设计领域,并与现有概率极限状态设计理念的结合有助于桥梁设计方案的进一步完善,而全寿命成本分析是开展基于全寿命思想的结构设计的基础。为此,首先分析了桥梁寿命期各阶段对总成本的影响,其次,对桥梁结构全寿命成本构成及各项成本的确定方法进行分析讨论,最终,给出了桥梁结构全寿命成本分析流程。相关内容为基于全寿命思想的桥梁设计理念的初步探索,可为桥梁结构全寿命成本分析提供参考。     

基于马尔科夫过程的混凝土桥梁状态预测

为了评估混凝土桥梁的安全性,文中采用马尔科夫过程方法来描述混凝土桥梁的状态变化过程,并对一座混凝土桥梁的承载力状态进行了预测,以此证明马尔科夫方法的实用性.     

基于马尔科夫过程的混凝土桥梁状态预测

为了评估混凝土桥梁的安全性，文中采用马尔科夫过程方法来描述混凝土桥梁的状态变化过程，并对一座混凝土桥梁的承载力状态进行了预测，以此证明马尔科夫方法的实用性。     

基于构件病害的城市桥梁预防性养护模型研究

在充分研究马尔可夫过程理论的基础上,通过研究桥梁构件病害状态等级发展规律,确立了马尔可夫链构件退化模型,并以此为核心构建了一种城市桥梁预防性养护模型。最后利用北方某城市桥梁2006年至2018年检测数据,计算出构件病害状态等级转移概率矩阵,依据城市桥梁预防性养护模型,对1座同类型桥梁运营8年和14年后的预防性等级进行了预测。     

基于马尔可夫链的路网级桥梁状态分布预测

为了采用马尔可夫链对路网级桥梁状态分布进行较准确的预测,在路网桥梁多年检测数据的基础上,以检测值与理论值的误差平方和最小为优化目标,提出了2种求解状态转移矩阵的优化模型。采用遗传算法对提出的优化模型进行求解,并将提出的优化模型与既有典型优化模型进行了对比。实例分析表明,采用提出的2种优化模型求得的状态转移矩阵,马尔可夫链的预测误差均低于9%;提出的2种优化模型求解状态转移矩阵的精度均明显高于既有典型优化模型;采用文中求解状态转移矩阵和初始状态向量的方法,马尔可夫链可以较好的用于路网级桥梁状态分布的预测。     

利用马可夫链法预测桥使用年限

本文阐述了马可夫链技术在估计桥梁使用年限的应用。桥梁使用状态变化是一个随机过程。因此，桥梁的使用年限与其状态变化的概率有关，一种利用马可夫链预测桥梁使用年限已经到能够反映桥梁状态的随机变化和其使用年限之间的相关性。     

基于模糊理论的钢管混凝土拱桥状态评估方法

为准确评估大跨度钢管混凝土拱桥的状态,提出层次分析法和模糊理论相结合的模糊综合评估方法。首先基于层次分析法建立大跨度钢管混凝土拱桥状态评估的指标体系、权重体系,根据5种桥梁健康状态确定评估体系中各层指标的评判标准;对状态评估的底层指标进行无量纲化处理,基于隶属函数对桥梁状态进行模糊综合评估;最后将该方法应用于南宁永和大桥(计算跨径346.49m的中承式钢管混凝土拱桥)的状态评估中。结果表明:模糊综合评估方法可以评估大跨度钢管混凝土拱桥的状态,采用该方法评估的南宁永和大桥的状态为"较好",与桥梁实际状态相符;评估结果验证了基于层次分析法建立的状态评估体系和提出的模糊综合评估方法的可行性。     

基于马尔科夫链的公交站间行程时间预测算法

公交站间行程时间具有明显的时段分布特征,且公交车辆是典型的时空过程对象,其运行具有状态转移性。为了准确预测公交站间行程时间,在应用马尔科夫链预测公交站间行程时间基础上提出其改进算法。通过大量公交GPS数据构造不同时段下具体线路站间行程时间的马尔科夫状态转移矩阵,并对站间行程时间进行状态推导,采用移动误差补偿法对马尔科夫预测值进行动态修正,改进原有的马尔科夫预测算法。以广州市BRT线路B1的实际运行数据对算法进行了验证,结果表明,移动误差补偿改进算法优于基本马尔科夫算法及 BP模型,同时该改进算法还具有实现过程较简单。      

基于网络基坑沉降预测的马尔可夫修正模型

分析灰色GM(1,1)预测模型存在的理论缺陷,指出灰色GM(1,1)预测模型虽可用于小样本基础数据预测,但对基础沉降一类随机性强、波动性较大的数据拟合质量较差,预测精度降低。因而,提出利用马尔可夫链修正神经网络模型,其计算过程为:首先建立神经网络动态拟合模型作为基础沉降变化的基准线,在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵,最后通过系统状态划分样本值与模型拟合值之间的残差及中误差等指标分析计算,最终完成基础沉降的准确计算,该模型应用于基础沉降工程实例运算,取得较好效果。     

拱桥的健康检测与模糊综合评价理论研究

对重庆市国省干线的近千座桥梁进行表观检测,根据桥梁所反映出的病害特征及损伤情况,以《公路养护技术规范》为依据,建立了完善的评价指标体系,同时对各个评价指标分别赋予不同的权重,最终对运营桥梁的状态做出正确的评估。文章提出了基于模糊数学原理的桥梁质量模糊综合评价法,并形成了一整套旧桥使用状况评价方法理论,将其应用到本项目的状态评估中,并采用实例加以介绍。     

基于模糊神经网络的桥梁诊断辅助系统研究

以桥梁的表观检测数据及无破损检测试验结果为依据,结合专家对系列桥梁的诊断评价结果,利用神经网络、模糊评判等信息处理技术开发了一套用于管理的桥梁诊断辅助系统。该系统可以帮助桥梁管理人员从大量的检测数据中,综合评价桥梁的老化状况。以现场检测得到的数据为例,详细地阐述了系统中桥梁老化评价功能的推理过程,并通过几座桥的检测实例验证了系统的可靠性。系统已在中国和日本的部分地区使用,提高了桥梁的管理工作效率。     

公路桥梁钢结构工厂化制造多属性决策评价方法

为了量化评估公路钢桥预制构件工厂化制造中的多属性信息以制定符合实际建设需求的最优制造企业方案，提出基于三角模糊数-TOPSIS法的公路钢桥制造多属性决策评价方法。首先，通过分析与表征公路钢桥预制构件的工厂化制造特点，提出预制生产模式下公路钢桥的层次划分方法，依托钢桥制造方案的属性建立备选制造企业的多属性评价体系；其次，基于制造任务信息模型和制造企业信息模型构建钢桥制造匹配模型，通过本体推理得出备选制造企业；然后，采用三角模糊数和0.1~0.9标度设定法计算备选制造企业方案的属性权重并构建初始多属性决策矩阵，提出改进的三角模糊数-TOPSIS法对备选制造企业方案的规范化多属性决策矩阵进行数学描述并求解得到综合接近度指数，从而实现备选制造企业的优劣排序；最后，将该决策评价方法应用于具体实施案例中，对4种备选制造企业方案进行对比分析。结果表明：4种备选制造企业方案的综合接近度指数依次为0.918，0.745，0.797，0.203，其中，方案1为最佳制造企业策略，方案3可作为次优策略备选。所提出的公路钢桥制造多属性决策评价方法能够科学合理地对公路钢桥预制构件的工厂化制造企业方案进行综合评价并实现自动化决策，为钢结构桥梁的自适应、自治生产奠定基础，提高公路钢桥制造过程的智能化、自治化程度。     

运用Excel?建立路面性能马尔可夫预测模型

以一高速公路试验路路面性能数据为基础,结合Microsoft Office Excel?表格的Solver求解器建立路面性能指标曲线的指数回归方程,并通过拟合的指数回归方程计算出状态转移概率矩阵。再根据已知的初始路面状况概率分布,得出某一时间的路面性能概率分布,最终达到预测这一时间路面性能的目的。经分析知道:运用Microsoft Office Excel?表格建立马尔可夫模型不仅方便、操作简单,且具备很高的路面性能预测能力,在实际工程中具有广阔的应用前景。     

基于一类桥梁样本的混凝土简支桥梁地震易损性分析方法

基于一类简支桥梁样本进行地震易损性分析,通过非线性时程分析得到构件响应,建立概率需求模型。采用定义的损伤状态函数计算构件的易损性曲线,并通过各个构件连接方式的串联假定,计算得到桥梁体系的易损性曲线。分析可知,桥台是最易损的部位,如果各个构件相互独立,体系易损性曲线与最易损构件的易损性曲线相差无几。     

基于模糊层次分析的连续梁桥健康状态的评估

以模糊层次分析法为基础,通过桥梁健康状态评估的隶属度函数和桥梁技术状态评估等级之间的量化关系,建立桥梁健康状态评估模型,利用计算的各因素隶属度值和权重的结果,获得各层次的模糊评价集。根据最大隶属度原则来评估桥梁结构对应的技术状态等级,用其结果来指导桥梁的维修养护决策。