【正文】 傷識(shí)別新的結(jié)構(gòu)損傷信息舊的有限元基準(zhǔn)模型歷史損傷信息有限元基準(zhǔn)模型結(jié)構(gòu)準(zhǔn)靜力響應(yīng)結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)識(shí)別高頻濾波器當(dāng)前結(jié)構(gòu)的恒載內(nèi)力狀態(tài) 安全評(píng)估子系統(tǒng)新的有限元基準(zhǔn)模型圖結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別和內(nèi)力狀態(tài)識(shí)別流程示意圖由于結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜力測(cè)試數(shù)據(jù)不可避免地含有觀測(cè)噪聲，因此不確定性是結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)識(shí)別和損傷狀態(tài)識(shí)別的本質(zhì)屬性。為避免結(jié)構(gòu)內(nèi)力狀態(tài)識(shí)別和損傷識(shí)別的誤判問(wèn)題，引入概率參數(shù)結(jié)構(gòu)理論和蒙特卡羅隨機(jī)有限元理論，將正則化方法引入?yún)?shù)識(shí)別過(guò)程抑制其不適定性，采用蒙特卡羅法獲得待識(shí)別參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特征。首先采用概率參數(shù)結(jié)構(gòu)的思想建立有限元基準(zhǔn)模型，在此基礎(chǔ)上基于概率可靠度理論實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)狀態(tài)即損傷狀態(tài)的自動(dòng)識(shí)別。結(jié)構(gòu)初始概率參數(shù)結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)的施工監(jiān)控及由成橋荷載試驗(yàn)獲得的結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息獲得。概率參數(shù)基準(zhǔn)有限元模型建立的流程圖如圖所示。在概率參數(shù)結(jié)構(gòu)的建立過(guò)程中，利用了蒙特卡羅法的基本思想，即根據(jù)結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的誤差水平對(duì)當(dāng)前結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)響應(yīng)進(jìn)行多次攝動(dòng)，基于每次攝動(dòng)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)的各關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，對(duì)于結(jié)構(gòu)的每個(gè)關(guān)鍵參數(shù)均能夠獲得多個(gè)識(shí)別結(jié)果。對(duì)所有的參數(shù)識(shí)別結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，即可獲得其主要的統(tǒng)計(jì)特征。這一統(tǒng)計(jì)特征中不僅充分反映的結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性，而且充分體現(xiàn)了觀測(cè)誤差的影響。依據(jù)識(shí)別結(jié)果，即可建立概率參數(shù)結(jié)構(gòu)。以此流程為藍(lán)本，可以建立任意時(shí)刻的概率參數(shù)結(jié)構(gòu)模型。基于該模型，根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論的基本思想進(jìn)行結(jié)構(gòu)的內(nèi)力狀態(tài)和損傷狀態(tài)識(shí)別，可以有效避免由觀測(cè)噪聲、模型不確定性引起的誤判問(wèn)題。結(jié)構(gòu)加載和激勵(lì)方法實(shí)際結(jié)構(gòu)建立結(jié)構(gòu)關(guān)于待識(shí)別參數(shù)的靈敏度矩陣初始結(jié)構(gòu)分析模型結(jié)構(gòu)力學(xué)行為研究確定結(jié)構(gòu)待識(shí)別參數(shù)待修正概率參數(shù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析數(shù)據(jù)傳感器及數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)響應(yīng)測(cè)試向量結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析確定數(shù)據(jù)攝動(dòng)水平及攝動(dòng)次數(shù)攝動(dòng)數(shù)據(jù)組集結(jié)構(gòu)響應(yīng)殘差系統(tǒng)辨識(shí)問(wèn)題求解攝動(dòng)次數(shù)滿否足要求？識(shí)別結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析基準(zhǔn)概率參數(shù)結(jié)構(gòu)圖概率參數(shù)基準(zhǔn)有限元模型建立的流程圖結(jié)構(gòu)安全綜合評(píng)估子系統(tǒng)綜合評(píng)估子系統(tǒng)總體方案該方案提出了綜合人工巡檢與傳感器監(jiān)測(cè)的綜合評(píng)估子系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)總體方案參見(jiàn)圖。該子系統(tǒng)除了涉及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行安全性、適用性以及耐久性三個(gè)方面的評(píng)估和利用外，增加了對(duì)人工巡檢結(jié)果的評(píng)估過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)基于對(duì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)信息和人工巡檢信息的綜合利用。結(jié)構(gòu)安全綜合評(píng)估子系統(tǒng)巡檢信息提取巡檢結(jié)果評(píng)估評(píng)估模承載力評(píng)估評(píng)估結(jié)論預(yù)警模塊決策建議結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)信息提取塊適用性評(píng)估耐久性評(píng)估其它監(jiān)測(cè)信息提取圖綜合評(píng)估子系統(tǒng)總體方案圖用戶界面子系統(tǒng)用戶界面主應(yīng)用框架主應(yīng)用框架提供了一個(gè)基礎(chǔ)應(yīng)用框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)功能模塊的初始化和調(diào)用管理，動(dòng)態(tài)加載擴(kuò)展模塊并實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展模塊的用戶界面部分的調(diào)用接口，主應(yīng)用框架提供基礎(chǔ)的GIS模型加載和管理功能，并通過(guò)工具欄、菜單、右鍵菜單等用戶界面實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展模塊的功能調(diào)用，同時(shí)規(guī)范了擴(kuò)展模塊開(kāi)發(fā)的接口，使系統(tǒng)可以方便的進(jìn)行擴(kuò)充。主應(yīng)用框架主要實(shí)現(xiàn)了以下功能1) 對(duì)功能模塊的初始化2) 創(chuàng)建和管理用戶界面元素3) 根據(jù)配置信息動(dòng)態(tài)加載擴(kuò)展模塊4) 加載和管理結(jié)構(gòu)物模型并提供基礎(chǔ)的GIS功能服務(wù)，包括放大、縮小、平移、旋轉(zhuǎn)、選擇、動(dòng)畫等等5) 提供用戶報(bào)表和歷史曲線以及評(píng)估分析程序的調(diào)用接口靜態(tài)資料管理擴(kuò)展模塊靜態(tài)資料管理擴(kuò)展模塊通過(guò)插件的形式加入到應(yīng)用框架中，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)物的電子化文檔的管理，主要包括設(shè)計(jì)、施工、竣工、試驗(yàn)、運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還有可能會(huì)加入的機(jī)電、路政設(shè)施等各種資料的管理，可以管理的文檔包括PDF、Word、Excel、PowerPoint、Visio等，并可以通過(guò)UI界面與主框架中的結(jié)構(gòu)物模型進(jìn)行交互，通過(guò)查詢工具對(duì)資料進(jìn)行搜索等；靜態(tài)資料管理擴(kuò)展模塊主要實(shí)現(xiàn)了以下功能1) 實(shí)現(xiàn)插件規(guī)劃的接口功能；2) 使用UI元素承載資料管理數(shù)據(jù)；3) 打開(kāi)、查看和修改PDF、Word、Excel、PowerPoint、Visio等文檔；4) 結(jié)構(gòu)物模型的定位功能5) 對(duì)象資料的屬性功能6) 資料查詢搜索功能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示擴(kuò)展模塊實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示擴(kuò)展模塊通過(guò)插件的形式加入到應(yīng)用框架中，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集并與后臺(tái)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)采集與控制模塊進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸、同時(shí)通過(guò)用戶界面，實(shí)時(shí)展示采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)曲線、通訊工況等，并可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析工具對(duì)當(dāng)前時(shí)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)的分析處理；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示擴(kuò)展模塊主要實(shí)現(xiàn)了以下功能1) 實(shí)現(xiàn)插件規(guī)劃的接口功能；2) 使用UI元素承載系統(tǒng)安裝和使用的采集系統(tǒng)信息；3) 實(shí)現(xiàn)對(duì)通訊管理功能模塊的接口調(diào)用；4) 即時(shí)的數(shù)據(jù)分析和處理功能并展示在用戶界面上；5) 具體功能主要包括應(yīng)力、索力、變形、溫度、濕度、風(fēng)、振動(dòng)、位移、支座等；6) 與主應(yīng)用框架實(shí)現(xiàn)交互功能。巡檢管理擴(kuò)展模塊巡檢管理擴(kuò)展模塊通過(guò)插件的形式加入到應(yīng)用框架中，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電子化人工巡檢管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)調(diào)用的接口，并完善和補(bǔ)充電子化人工巡檢中有缺陷和無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，該模塊主要包括巡檢日歷、巡檢通道、巡檢對(duì)象、巡檢報(bào)告四個(gè)子功能；巡檢管理擴(kuò)展模塊主要實(shí)現(xiàn)了以下功能1) 實(shí)現(xiàn)插件規(guī)劃的接口功能；2) 使用UI元素承載巡檢日歷、巡檢管理對(duì)象、巡檢通道、巡檢記錄、巡檢報(bào)告等數(shù)據(jù)信息；3) 實(shí)現(xiàn)巡檢任務(wù)的定義、查看、提示以及任務(wù)完成情況的記錄；4) 實(shí)現(xiàn)巡檢通道在主應(yīng)用框架提供的模型上的動(dòng)畫展示功能。