本文關(guān)鍵詞：基于監(jiān)測數(shù)據(jù)分析的黃河管橋預(yù)警及可靠性計(jì)算，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：橋梁健康監(jiān)測的普遍性源于光纖傳感技術(shù)的高速發(fā)展,上世紀(jì)80年代至今,橋梁健康監(jiān)測技術(shù)已日趨完善,監(jiān)測精度不斷提高,但是經(jīng)過30多年的監(jiān)測,系統(tǒng)積累了海量數(shù)據(jù),對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析并加以利用成為近年來研究熱點(diǎn),依托數(shù)學(xué)模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢預(yù)測成為了橋梁預(yù)警與安全評估的關(guān)鍵,而管橋結(jié)構(gòu)和受力特點(diǎn)均不同于橋梁,目前對其健康監(jiān)測的研究還很少。因此本論文以黃河懸索管橋?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)為研究對象,對管橋結(jié)構(gòu)變化規(guī)律、趨勢預(yù)測及安全評估展開研究。對應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可以直觀的反應(yīng)管橋測點(diǎn)的變化規(guī)律。首先,論文將短期統(tǒng)計(jì)模式與長期統(tǒng)計(jì)模式相結(jié)合對應(yīng)變進(jìn)行分析,通過對測點(diǎn)短期應(yīng)變的統(tǒng)計(jì)(一天中的應(yīng)變變化)得到溫度是影響管橋應(yīng)變的主要因素,并求取了溫度與應(yīng)變的相關(guān)性大��；通過長期變化規(guī)律(以天為單位的所有統(tǒng)計(jì)值)分析了不同測點(diǎn)變化的異同性,找到管橋各測點(diǎn)應(yīng)變變化異同性,為下一步管橋預(yù)警分析提供了基礎(chǔ)。其次,論文從監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間特性出發(fā),引入自回歸移動平均(ARMA)模型對應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測,在驗(yàn)證模型適用性的基礎(chǔ)上,針對ARMA模型處理非平穩(wěn)數(shù)據(jù)時因采用差分處理導(dǎo)致預(yù)測精度不高的問題,提出了基于小波分析的GM(1,1)-ARMA組合預(yù)測模型,論文利用小波分析作為工具將原始應(yīng)變序列分解為兩大部分,一部分為反應(yīng)應(yīng)變趨勢的低頻信號,用GM(1,1)模型對其建模得到趨勢預(yù)測值,另一部分為不同頻率的高頻細(xì)節(jié)信號,用ARMA模型建模分析,將預(yù)測值疊加得到最終預(yù)測值。通過對一段時間的應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測對比,證明了組合模型的先進(jìn)性,為管橋的預(yù)警提供了數(shù)學(xué)保證。論文最后針對黃河管橋?qū)嶋H狀況建立了管橋健康評價體系,利用層析分析法對各個指標(biāo)層的不同因素確立了權(quán)重比,并對各個結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行安全評價,通過對各個評估指標(biāo)進(jìn)行測算,結(jié)果發(fā)現(xiàn)管橋目前健康評級為良好,不需要進(jìn)行整修。
【關(guān)鍵詞】：管橋 健康監(jiān)測 ARMA模型 GM(1 1)-ARMA模型 安全評價
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U446
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-22
• 1.1 研究背景12
• 1.2 研究的目的和意義12-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.2 ARMA模型在橋梁健康監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 橋梁安全評價研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 橋梁監(jiān)測系統(tǒng)研究目前存在的主要問題18-19
• 1.5 學(xué)位論文研究目標(biāo)和研究內(nèi)容19-21
• 1.5.1 研究目標(biāo)19
• 1.5.2 研究內(nèi)容19-20
• 1.5.3 研究的難點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 2 陜京一線黃河懸索管橋?qū)崟r監(jiān)測系統(tǒng)概述22-30
• 2.1 黃河懸索管橋的工程概況22-24
• 2.2 黃河懸索管橋健康監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成24-27
• 2.3 本章小結(jié)27-30
• 3 管橋監(jiān)測數(shù)據(jù)分析30-42
• 3.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)異常值處理30
• 3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的短期統(tǒng)計(jì)模式分析30-35
• 3.3 監(jiān)測數(shù)據(jù)的長期統(tǒng)計(jì)模式分析35-37
• 3.4 監(jiān)測數(shù)據(jù)相關(guān)性分析37-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 4 基于ARMA模型的管橋應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)建模42-52
• 4.1 時間序列模型42-43
• 4.1.1 自回歸(AR)模型42
• 4.1.2 滑動平均(MA)模型42-43
• 4.1.3 自回歸滑動平均(ARMA)模型43
• 4.2 基于應(yīng)變監(jiān)測數(shù)據(jù)的(ARMA)建模分析43-48
• 4.2.1 數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)與預(yù)處理44-46
• 4.2.2 模式識別46-47
• 4.2.3 模型形式的選擇47
• 4.2.4 模型參數(shù)的識別47-48
• 4.2.5 模型的檢驗(yàn)與修改48
• 4.3 基于ARMA模型的懸索管橋應(yīng)變數(shù)據(jù)建模48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 5 基于小波分析的組合預(yù)測模型對管橋的應(yīng)變預(yù)測52-72
• 5.1 小波分析52-57
• 5.2 GM(1,1)模型57-59
• 5.3 GM(1,1)模型的檢驗(yàn)59-60
• 5.4 基于小波分析的GM(1,1)-ARMA模型的提出60-61
• 5.5 建模分析61-66
• 5.5.1 小波分解尺度及分解層次的確定61-62
• 5.5.2 建模效果對比分析62-66
• 5.6 基于應(yīng)變數(shù)據(jù)的管橋預(yù)警閾值確定66-69
• 5.6.1 應(yīng)變數(shù)據(jù)分布形式統(tǒng)計(jì)66-68
• 5.6.2 基于均值控制圖的預(yù)警閾值確定68-69
• 5.7 本章小結(jié)69-72
• 6. 黃河管橋的可靠性分析及安全評價72-88
• 6.1 黃河管橋可靠性分析72-78
• 6.1.1 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)72-73
• 6.1.2 結(jié)構(gòu)的失效概率與可靠度73-75
• 6.1.3 管橋的工況設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)說明75-78
• 6.2 黃河管橋安全評價78-86
• 6.2.1 橋梁安全評價理論方法78-79
• 6.2.2 層次分析法原理79-82
• 6.2.3 黃河懸索管橋健康評估指標(biāo)體系的建立82-86
• 6.3 本章總結(jié)86-88
• 7 結(jié)論和展望88-90
• 7.1 結(jié)論88
• 7.2 展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 索引94-96
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果96-100
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集100

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本文編號：303781