[发明专利]一种桥梁伸缩缝状态的预警方法和预警系统

权利要求书

1.一种桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述预警方法包括以下步骤：

持续采集桥梁的温度和伸缩缝位移；

根据采集到的桥梁的温度和伸缩缝位移，计算桥梁的温度-位移相关系数；

按照时间序列获取桥梁的多个温度-位移相关系数，得到温度-位移相关系数组；

根据得到的所述温度-位移相关系数组，在时域上构建温度-位移相关系数的自回归模型；

采用所述自回归模型对所述温度-位移相关系数组进行建模，计算得到预测结果，并利用所述预测结果对所述桥梁的伸缩缝状态进行预警。

2.如权利要求1所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述根据采集到的桥梁的温度和伸缩缝位移，计算桥梁的温度-位移相关系数的具体步骤为：

按照时间序列获取n个测量点的温度、伸缩缝位移，得到最后一个测量点时刻t的温度时序数据T_t＝[T₁，T₂，...，T_n]、伸缩缝位移时序数据S_t＝[S₁，S₂，...，S_n]；

利用得到的所述温度时序数据、伸缩缝位移时序数据计算所述时刻t的温度-位移相关系数，其中，该温度-位移相关系数的计算公式为：

式中，r_t为t时刻的温度-位移相关系数，n为用于计算温度-位移相关系数中温度的数量，T_i为第i个测量点对应的温度，S_i为第i个测量点对应的伸缩缝位移。

3.如权利要求2所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述按照时间序列获取桥梁的多个温度-位移相关系数，得到温度-位移相关系数组的具体步骤为：

按照时间序列获取m个测量点的温度-位移相关系数，得到最后一个测量点时刻a的温度-位移相关系数组r(a)＝[r₁，r₂，...，r_m]。

4.如权利要求3所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述获取n个测量点的取样频率与所述获取m个测量点的取样频率相同，且m＞n。

5.如权利要求3或4所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述自回归模型的数学模型为：

式中，p为所述自回归模型的阶次，为所述自回归模型的参数，ε_t为白噪声，r_t-i为已知的温度-位移相关系数组，r_t为预测结果；

其中，所述自回归模型的阶次、所述自回归模型的参数分别采用最小信息准则、最小二乘法确定。

6.如权利要求5所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述自回归模型的阶次p不大于m/10或

7.如权利要求1所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述利用预测结果对所述桥梁的伸缩缝状态进行预警的具体步骤为：

根据所述得到的温度-位移相关系数组确定预警的控制范围；

判断所述预测结果是否在所述控制范围之内，若是，所述伸缩缝状态正常，否则，伸缩缝状态异常。

8.如权利要求7所述的桥梁伸缩缝状态的预警方法，其特征在于，所述根据得到的温度-位移相关系数组确定预警的控制范围的具体步骤为：

根据得到的温度-位移相关系数组r(a)＝[r₁，r₂，...，r_m]，计算该温度-位移相关系数组的平均值μ与标准差σ；

根据所述平均值μ与标准差σ确定控制上限UCL、控制中心线CL、控制下限LCL，其数学公式为：

CL＝μ，

UCL＝μ+3σ，

LCL＝μ-3σ，

若UCL＞1，则取UCL＝1；LCL＜-1，则取LCL＝-1。