基于灰色马尔可夫链模型的桥梁预防性养护时机研究

由于桥梁在运营过程中,桥梁各项指标会呈逐年下降趋势,需要通过某种方法研究桥梁技术状况及变化规律,并确定合理时机对桥梁进行预防性养护,使桥梁在寿命期内能安全和合理使用。基于清远某座桥梁2008年-2017年桥梁技术状况的历史数据,将灰色预测模型和马尔可夫链结合,构建了桥梁技术状况预测模型,并给出桥梁技术状况预测公式。分析结果表明,灰色马尔可夫链对于桥梁的技术状况评分拟合度较马尔可夫预测模型和灰色预测模型精度要高,预测效果更好。通过文章所建立的预测模型,分析得出以桥梁技术状况评分85分作为桥梁预防性养护时机是合理、经济的,该研究结果可为今后的桥梁管养决策提供依据。     

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。     

基于检查评定大数据的桥梁技术状况多阶段退化模型

建立合适的桥梁退化模型是进行性能预测和预防性养护的前提。利用445座混凝土空心板桥连续5年的检查评定数据,考虑到桥梁各阶段性能退化速率不同,采用多阶段的马尔可夫链,建立了桥梁技术状况退化模型,并应用该模型预测某13年桥龄的混凝土空心板桥3年后的技术状况,通过与18座同类型同龄桥梁技术状况变化相对比,结果表明,该退化模型能准确预测桥梁技术状况等级。     

基于隐Markov模型的桥梁承载能力退化模型的实现

为了充分利用桥梁历史数据,通过桥梁技术状况确定并预测承载能力,提出一种基于隐Markov模型的桥梁承载能力退化模型。首先对承载能力等级进行划分,再建立承载能力退化的Markov模型,最后引入桥梁技术状况与承载能力之间的概率模型,建立了承载能力退化模型。     

桥梁耐久性预测模型及其精度分析

为了使桥梁管养部门能够以最低的成本进行养护维修,桥梁的耐久性预测变得越来越重要。通过回归分析模型、GM（1,1）模型、GM（1,1）-Markov模型在桥梁耐久性预测上的应用,并对江苏省高速公路上某桥的耐久性状况进行预测分析,比较了各个模型之间的预测精度,分析了各个模型的利、弊之处及其适用情况。提出GM（1,1）-Markov模型更适合用于桥梁耐久性预测中,因其能够充分反映桥梁耐久性状况的整体退化趋势与呈现波动的特性,最大限度地利用历史信息,解决了传统的退化模型和概率模型无法考虑不确定因素对桥梁耐久性状况的影响和局限性问题。     

基于灰色马尔可夫链的桥梁荷载随机过程交通量预测

为了克服灰色预测方法的不足,在灰色模型预测方法的基础上,提出灰色马尔可夫链桥梁荷载随机过程交通量预测模型,该模型的灰色预测曲线能反映交通量历史发展趋势,马尔可夫预测可反映随机波动性对交通量预测的影响,从兼顾了趋势值和波动性两方面因素对预测结果的作用,能克服单一预测模型在交通量预测中的局限性,并可结合交通量实际情况,能实现准确、综合预测交通量的目的。在现有交通量统计资料的基础上,对该模型进行了精度检验,并预测出了2007年的交通量。实例计算分析表明,模型精度良好,预测结果与实际状态基本相符,利用灰色马尔可夫理论进行交通量预测是一种行之有效的方法。     

在役桥梁技术状况等级发展趋势预测方法研究

通过对某省17条高速公路桥梁技术状况等级评定历史资料进行线性回归,建立了各类桥梁技术状况等级随运营时间的发展趋势模型,并分析桥梁技术状况等级总体发展趋势模型预测结果与特定高速历史数据的相关性,提出了特定高速下的桥梁技术状况等级总体发展趋势预测模型,对桥梁管理人员了解桥梁技术状况等级的发展变化具有重要的指导意义。     

基于灰色Verhulst-马尔可夫链组合预测方法的公路客运量预测研究

将灰色系统理论和马尔可夫链理论相结合,提出了灰色Verhulst-马尔可夫链组合预测方法来预测具有饱和状态发展趋势的观点;结合广东省公路客运量发展趋势来对该组合预测方法进行具体应用.计算分析证明,该模型较灰色Verhulst模型、灰色GM(1,1)-马尔可夫模型具有预测精度高、适应弹性大、实用性强等特点,可对公路客运量的发展趋势进行宏观把握,对宏观决策具有指导意义.     

道路交通事故灰色马尔可夫预测模型

在道路交通事故灰色预测的基础上，引入马尔可夫链预测理论，建立道路交通事故灰色马尔可夫预测模型。道路交通事故灰色马尔可夫预测兼有灰色预测和马尔可夫链预测的优点，模型克服了随机波动性数据对道路交通事故预测精度的影响，拓宽了灰色预测的应用范围。实例计算证明：道路交通事故灰色马尔可夫预测模型预测精度高于GM(1，1)模型预测精度，模型可以用于道路交通事故预测。     

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。     

基于改进灰色-马尔科夫的桥梁耐久性预测模型研究

桥梁耐久性预测不仅可以揭示桥梁在整个使用期间耐久性退化过程和变化趋势,而且是采取合理维修加固方案的依据。该文考虑桥梁耐久性检测数据非等时距的特点,采用三弯矩法对其进行处理,并在处理数据基础上,应用灰色-马尔科夫组合模型进行模拟,并提出组合模型对桥梁耐久性进行预测,解决了传统模型无法考虑不确定因素和耐久性状况不平稳变化的影响。最后通过对辽宁省某桥的耐久性进行实际预测,并将计算结果进行对比,验证了改进模型的有效性和实践性。     

公路货运量灰色模型—马尔可夫链预测方法研究

将灰色系统理论与马尔可夫链相结合,首次提出了灰色模型—马尔可夫链预测公路货运量的方法;并结合"十五"期间中国公路货运量和公路货运市场的发展趋势的预测分析详细阐述了该方法的具体应用。首先建立GM(1,1)灰色动态拟合模型,并以此作为公路货运量发展变化的动态基准线模型;在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵,通过系统状态的划分、样本值与模型拟合值之间的残差及其标准化离差等指标的分析计算,最终以概率形式分析和预测公路货运量的发展变化区间。理论分析和实践都表明,该法不但预测结果更可靠,而且能够对公路货运市场的发展趋势进行宏观的把握,有利于决策者的决策行为。     

Behavior Deterioration Regularity and Maintenance Strategy of Concrete Decks Based on Examination and Evaluation Results

为了合理的评估混凝土桥面板的性能状态,预测其剩余寿命和确定合适的养护、维修方案,通过混凝土桥面板性能退化成因分析和对已有桥面板性能退化模型的评价分析,经过指标转化,建立了实用的,满足实际工程精度要求的桥面板技术状况退化模型.该性能退化模型显示,混凝土桥面板的平均使用寿命在40 ～ 50 a.然后将此模型中的技术状况指标转换成与我国桥梁养护规范相对应的评价指标,结果表明:经过15 ～20 a,混凝土桥面板技术状况等级将由1类退化为2类,经过40 a左右,将继续退化为3类.以此退化模型为基础,制定了混凝土桥面板的养护方案,提出了与我国桥梁养护规范相应的混凝土桥面板进行日常养护维修、重大维修和更换的初步的时间表,可供我国桥梁工程人员参考.     

既有公路桥梁技术状况预测方法分析

在桥梁技术状况预测方面,根据桥梁管理部门储备的桥梁数据资料较少的弱点,采用灰色系统来预测桥梁的技术状况,该模型利用桥梁综合评估结果值来作为预测模型的初始值,并对原始数据进行适当的处理变换来得到较高的预测精度。     

公路货运量灰色模型-马尔可夫链预测方法研究

将灰色系统理论与马尔可夫链相结合，首次提出了灰色模型-马尔可夫链预测公路货运量的方法；并结合“十五”期间中国公路货运量和公路货运市场的发展趋势的预测分析详细阐述了该方法的具体应用。首先建立GM(1，1)灰色动态拟合模型，并以此作为公路货运量发展变化的动态基准线模型；在此基础上应用马尔可夫链确定系统状态转移概率矩阵，通过系统状态的划分、样本值与模型拟合值之间的残差及其标准化离差等指标的分析计算，最终以概率形式分析和预测公路货运量的发展变化区问。理论分析和实践都表明，该法不但预测结果更可靠，而且能够对公路货运市场的发展趋势进行宏观的把握，有利于决策者的决策行为。     

基于灰色马尔可夫模型的近期公交客流量预测

为了科学准确地预测近期公交客流量,提出了应用灰色马尔可夫模型进行预测的方法。利用历史数据建立灰色GM(1,1)模型,通过确定系数可获得公交客流量的时间响应序列及还原值的表达式,从而可获得未来年公交客流量的发展序列值,结合马尔可夫链过程将随机序列状态划分为3类,通过确定状态转移矩阵可获得序列处于各状态的概率值及与各状态对应的预测中值,最终求得各序列的修正值。通过铜陵市公交客流的历史数据,预测了近3年的公交客流。实例证明该预测模型具有较高的精度,能够指导公交经营管理者近期的决策行为。     

人行天桥技术状况评价模型研究

人行天桥作为一种重要的道路基础设施,正在越来越多地被使用。现有桥梁评价模型的研究均集中在普通车行桥梁,缺乏对人行天桥评价模型的研究。现通过对上海市五十多座人行天桥的现场调研,并对人行天桥和普通车行桥梁的构件划分做了详细的对比,然后确定了人行天桥的构件划分。人行天桥主要是供行人通过的,因此确定人行天桥的损坏类型时,人行天桥的抗滑性能不容忽视。通过将现有的对普通车行桥梁的评价模型应用于上海市五十多座人行天桥后发现,现有针对普通车行桥梁的各种评价方法在处理多墩或多跨结构时存在着一定的弊端。通过现场评分实验与分析-标定法相结合确定了适合人行天桥多墩或多跨的计算方法,并确定了人行天桥各部位的权重。以上海市区一座典型的人行天桥为例,用本文的人行天桥技术状况评价模型,对其进行技术状况评定。     

既有石板拱桥的评估及鉴定方法研究

为了有效提高石拱桥状况评价的准确性,提出针对石拱桥承载能力详细的评估和鉴定计算方法。考虑石板拱桥拱上建筑联合作用、桥梁破损特点及实际运营荷载,对如何建立较为符合实际的桥梁计算模型进行了研究;建立了针对石拱桥的技术状况评估模型,对桥梁各评估元素的初始权重及技术状况评价标准进行初步研究;根据各评估元素状态对其元素权重加以修正并综合确定承载能力检算系数Z1。最后,以实际桥梁工程为背景,给出了计算实例,结果表明本文方法具有较好的工程实用性。     

融合多源数据的桥梁技术状况指标评定方法

为可靠地评定桥梁技术状况,针对桥梁技术状况评定过程的模糊性和不确定性特点,提出一种融合多源数据的桥梁技术状况指标评定方法。该方法首先通过云模型分别将桥梁技术状况指标的检测值和监测值转化为指标各等级的隶属度,并用隶属度构造改进Dempster-Shafer证据理论的基本信任分配函数,再结合证据冲突/一致度和信息熵确定综合权重系数,对基本信任分配函数进行修正,然后采用Dempster合成规则融合得到综合基本信任分配函数,最后依据最大隶属度原则得到指标的标度,实现桥梁技术状况的可靠评定。采用该方法和《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21—2011,现行评定方法)分别评定某座斜拉桥的索力指标,结果表明,与现行评定方法相比,该方法的评定结果对应的养护对策与实际养护对策更相符,该方法有效、可行。     

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。