[发明专利]一种基于贝叶斯网络的梁式桥评估的条件概率的求解方法

说明书

一种基于贝叶斯网络的梁式桥评估的条件概率的求解方法，属于土木工程技术领域。确定环境因素；构建评估网络；根据网络中节点因素进行试验；得出节点信息；定义网络第二层节点失效的判断依据并求解失效概率分布列、统计记录模拟结果；提炼评价桥梁结构安全性、使用性及耐久性的极限状态方程；求解出在网络第二层节点的各种状态条件下的条件概率的分布列；基于贝叶斯网络理论构建桥梁评估网络；将条件概率作为贝叶斯网络的输入参数，对造成桥梁安全性能失效的主要环境因素进行反向诊断，评估事故致因。本发明为桥梁维修加固及健康监测提供了一种技术手段；为贝叶斯网络桥梁安全风险评估的条件概率获取提供了有效的解决途径。

技术领域

本发明涉及一种基于贝叶斯网络的梁式桥评估的条件概率的求解方法，属于土木工程技术领域。

背景技术

我国的交通行业发展迅猛，桥梁结构作为交通运输网中的重要组成部分，因此，其长期服役的安全性能评估工作始终处于举足轻重的地位。我国的已建桥梁数目众多，桥梁工程的发展已经从全国范围内大规模新建阶段逐渐向桥梁工程的鉴定评估、养护维修阶段转移，目前对于既有桥梁的承载能力和耐久性评估已成为专家学者的研究热点，通过对大量文献的调研，基于贝叶斯网络理论的桥梁安全性能评估已经成为该领域的热点研究方向。

贝叶斯网络是基于概率论以及图论形成的一门理论，该理论一方面具体图论学科的优点，可以应用图论语言揭示问题的本质结构，另一方面又将概率论引入到其中，降低问题推理的计算复杂度。

贝叶斯网络理论的主要研究对象是不确定性问题，而在土木工程领域这类问题又十分常见，尤其是在结构设计可靠度理论中，承载能力极限状态和正常使用极限状态中各种分项系数以及可靠度指标，都是基于概率原理得到的；在实际的建筑结构中，不同材料的力学特性、不同构件的几何尺寸、不同结构的施工环境、不同情况下的荷载分布等，都伴随着大量的不确定性。

目前随着计算机和人工智能的发展，许多学者尝试将桥梁评估与贝叶斯网络相结合，在应用贝叶斯网络对桥梁各项安全性能进行评估时，各个节点之间的条件概率获取是整个评估过程的重点和难点，所以基于贝叶斯网络的桥梁安全评估的条件概率求解问题亟待解决。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种基于贝叶斯网络的梁式桥评估的条件概率的求解方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种基于贝叶斯网络的梁式桥评估的条件概率的求解方法，所述方法包括如下步骤：

S1：确定影响梁式桥各项安全性能的环境因素；

S2：构建梁式桥结构的多层评估网络；

S3：根据S2中所述网络中的各根节点因素进行试验，确定环境因素数据参量；

S4：得出各根节点的分布信息与一阶矩信息；

S5：选取材料劣化模型，定义网络第二层节点失效的判断依据；

S6：求解网络第二层节点的失效概率分布列，并统计记录第二层模拟结果；

S7：分别提炼评价桥梁结构安全性、使用性以及耐久性的极限状态方程；

S8：求解出在网络第二层节点的各种状态条件下的条件概率的分布列，为贝叶斯网络的构建提供数据支撑；

S9：基于贝叶斯网络理论构建桥梁评估网络；

S10：将S8中计算所得出的条件概率作为贝叶斯网络的输入参数，继而对造成桥梁安全性能失效的主要环境因素进行反向诊断，评估事故致因。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：