[发明专利]一种货运铁路简支梁桥的结构状态评价方法

权利要求书

1.一种货运铁路简支梁桥的结构状态评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取目标简支梁桥的实时载荷值及与所述实时载荷值对应的实时监测值，基于所述实时载荷值对健康状态的目标简支梁桥进行有限元仿真求得与所述实时监测值对应的实时理论值，计算实时监测比例值η，实时监测比例值η为实时监测值与实时理论值的比值，目标简支梁桥处于健康状态即是指目标简支梁桥未出现损坏；

获取状态评价区间(η₁，η₂)，其中η₁为最佳状态取值，最佳状态取值η₁为最佳监测值与最佳理论值的比值，最佳监测值为目标简支梁桥竣工后向目标简支梁桥施加预设载荷值时获取的监测值，最佳理论值为基于所述预设载荷值对健康状态的目标简支梁桥进行有限元仿真求得的理论值，η₂为最差状态取值，最差状态取值η₂为所述目标简支梁桥的规范极限值与仿真极限值的比值，仿真极限值为基于目标简支梁桥的设计载荷值对健康状态的目标简支梁桥进行有限元仿真求得的理论值；

基于状态评价区间(η₁，η₂)及实时监测比例值η计算状态评分，当η∈(η₁，η₂)，则基于预设公式计算状态评分，当且实时监测比例值η更接近最佳状态取值η₁时，状态评分为最高，当且实时监测比例值η更接近最差状态取值η₂时，状态评分为最低；

基于状态评分生成所述目标简支梁桥的状态评价信息；

其中，所述目标简支梁桥具有多种状态评分，所述基于状态评分生成所述目标简支梁桥的状态评价信息包括如下步骤：

获取多个专家中每个专家对每种状态评分的主观权重及客观权重；计算每个专家对于每种状态评分的综合权重，某个专家对某种状态评分的综合权重即是这个专家对这种状态评分的主观权重与客观权重的乘积；

计算每种状态评分的最终权重，某种状态评分的最终权重即是所有专家对这种状态评分的综合权重的平均值；

将所有状态评分的最终权重进行归一化处理得到每种状态评分的归一化权重，所有状态评分的归一化权重的和为1；

基于所有状态评分的归一化权重计算所述目标简支梁桥的状态总评分；

基于所述状态总评分生成所述目标简支梁桥的状态评价信息；

其中，每个专家对每种状态评分的主观权重的计算方法包括如下步骤：

获取所有专家对任意两个不同种类的状态评分之间的重要程度评分，重要程度评分最低为1，最高为9；

基于所述重要程度评分建立不确定性判断矩阵A，其中A＝[A_i1j1]_n×n，A_i1j1为不确定性判断矩阵A中的第i1行第j1列的元素，i1和j1为1至n中的任意一个数，n为状态评分的种类数，A_i1j1＝[a_i1j1,b_i1j1]，且a_i1i1＝b_i1i1＝1，[a_j1i1,b_j1i1]＝[(b_j1i1)^-1,(a_j1i1)^-1]，a_i1j1为重要程度评分的上限值，b_i1j1为重要程度评分的下限值，n表示状态评分的种类的数量；

将不确定性判断矩阵A分为上限值不确定性判断矩阵A^-及下限值不确定性判断矩阵A⁺，其中A^-＝[a_i1j1]_n×n，A⁺＝[b_i1j1]_n×n；

对上限值不确定性判断矩阵A^-用最小二乘法求得上限权重值ω^-，其中k＝1,2,···,n，为上限权重值ω^-中任意一个元素；

对下限值不确定性判断矩阵A⁺用最小二乘法求得下限权重值ω⁺，其中k＝1,2,···,n，为下限权重值ω⁺中任意一个元素；

基于公式及计算l及m，l为评分下限值的整理系数，m为评分上限值的整理系数，则所有专家对第k个状态评分的主观权重为ω_k，其中

所述货运铁路简支梁桥的结构状态评价方法中，有S个专家，n种状态评分，计算专家的客观权重的方法包括如下步骤：

计算第p个专家与第q个专家的评判差异d_pq，其中ω^(p)和ω^(q)分别表示第p个专家和第q个专家的建议权重，j2为1至n中的任意一个数，ω_j2^(p)和ω_j2^(q)分别表示第p个专家和第q个专家对第j2种状态评分的建议权重；

构建距离矩阵D，其中，

计算第t个专家的建议集中权λ_t，其中d_t1表示距离矩阵D中第t行第1列的元素，d_t为第t个专家的建议偏离程度，表示第t个专家的建议与所有专家意见偏离程度，t＝1,2,…,s；

计算第t个专家的评价值F_t，其中F_t＝a’_t×b’_t×c’_t×d’_t×e’_t×f’_t，a’_t、b’_t、c’_t、d’_t、e’_t及f’_t分别表示第t个专家的知名度评分、职称评分、学历评分、判断依据评分、对问题的熟悉程度评分及对判断的自信度评分；

计算第t个专家的权威值β_t，其中

计算第t个专家的客观权重值γ_t，γ_t＝μλ_t+(1-μ)β_t，其中0≤μ≤1，μ为重要程度参数；

其中，所述基于所有状态评分的归一化权重计算所述目标简支梁桥的状态总评分包括：

将归一化权重基于公式进行变权，求得变权后的归一化权重ω_k2(x₁,···,x_n)，其中k2＝1,2,···,n，n为状态评分种类的个数，ω_k2为第k2个种类的状态评分的变权后的归一化权重，为第k2个种类的状态评分的变权前的归一化权重，x_k2为第k2个种类的状态评分，0＜α≤1；

基于变权后的归一化权重计算所述目标简支梁桥的状态总评分，α为均衡系数。