[发明专利]一种城市桥梁群抗倾覆预测方法及系统装置

权利要求书

1.一种城市桥梁群抗倾覆预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对时序数据进行获取；

S2、计算出预测风险车辆到达风险桥梁群的时间，建立风险车辆与风险桥梁群的通过关联数据库；

S3、通过建立区域内桥梁群倾覆风险工况数据库，实现桥梁群倾覆工况荷载库的建立；

S4、建立单桥倾覆风险评估系统；

S5、对桥梁群的倾覆风险进行评估，并输出评估验证结果及预警桥梁道路标识信息；

S6、计算预警标记车辆的行车路径，通过OD路径计算算法计算出多条行车路径，对行车路径进行删除和保存；

S7、将评估信息和推荐行车路径转化成预警信息，推送给有关部门和货车司机；

所述步骤S1中的获取过程包括以下步骤：

S11、获取区域内的车辆轨迹信息数据；

所述车辆轨迹信息数据包括车辆的GPS轨迹、OD信息、当前行车速度以及历史OD行车速度；

S12、获取区域内的车辆本体信息数据；所述车辆本体信息数据包括车辆的总质量、轴重和车牌数据；

S13、获取区域内的桥梁信息；所述桥梁信息包括桥梁的位置、起始端所在道路、终点所在道路以及结构参数数据；

所述步骤S3的具体实施步骤为：

先建立区域内桥梁群倾覆风险工况数据库，通过将步骤S2中所建立的风险车辆与风险桥梁的通过关联数据库输入至倾覆工况识别匹配算法中，得到以时间为坐标的桥梁群倾覆工况荷载谱，并建立桥梁群倾覆工况荷载库；

所述步骤S4的具体实施步骤为：

S41、将区域内或城市中所有面临倾覆风险的单体独柱墩箱梁桥通过图纸建立单桥结构在线有限元仿真模型；

S42、依据抗倾覆验算规范建立抗倾覆分析验证子系统模块，利用倾覆验证的稳定效应计算公式1和失稳效应公式2对桥梁特征状态进行算法验证；

∑S_bk,i＝∑R_Gkil_i公式1；

∑S_sk,i＝∑R_Qkil_i公式2；

式中，l_i为i个桥墩处失效支座与有效支座的支座中心间距，R_Gki为在永久作用下第i个桥墩处失效支座的支反力；R_Qki为在可变作用下第i个桥墩处失效支座的支反力；

S43、在区域内风险桥梁的所有关键支座上安装支座横向位移监测传感器，并将监测数据实时回传到系统平台。

2.根据权利要求1所述的一种城市桥梁群抗倾覆预测方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实施步骤为：

对出现在区域内风险车辆的路径及到达时间进行预测，并对车辆荷载进行判别，将大于倾覆分析标准荷载G的车辆输入到路径预测算法内，并进行实时路径预测计算，计算出预测风险车辆到达风险桥梁群的时间，建立风险车辆与风险桥梁群的通过关联数据库。

3.根据权利要求1所述的一种城市桥梁群抗倾覆预测方法，其特征在于，所述步骤S41中的单桥结构在线有限元仿真模型用于对输入参数进行实时修正；并提取桥梁对应的结构相应数据；所述结构相应数据包括内力、位移、支座反力；所述步骤S43中的支座横向位移监测传感器采集的监测数据通过有线网络汇集到边缘网关，边缘网关再通过5G信号将监测数据实时回传到系统平台。

4.根据权利要求1所述的一种城市桥梁群抗倾覆预测方法，其特征在于，所述步骤S5的具体实施方式为：

将步骤S3中建立的桥梁群倾覆工况荷载库作为输入，将步骤S4中建立的单桥倾覆风险评估系统作为算法模块，共同整合到倾覆风险验证分析系统中，实现桥梁群的倾覆风险评估，并将评估验证结果、预警桥梁道路标识信息输出。

5.根据权利要求1所述的一种城市桥梁群抗倾覆预测方法，其特征在于，所述步骤S6的具体实施方式为：

对预警标记车辆的行车路径进行计算，通过OD路径计算算法计算出多条行车路径，并通过区域内的预警桥梁道路标识信息，自动删除经过预警桥梁的行车路径，剩下的行车路径作为数据集保存到建议行车路径数据库中。