基于时域残余力向量特征分解的结构损伤识别方法研究

提出基于时域残余力向量的结构损伤识别方法。从结构振动方程出发,推导强迫振动条件下由结构动力响应求解时域残余力向量的表达式。时域残余力向量包含与损伤过程相关的时间信息,可以用来识别损伤发生的时刻。通过结点时域残余力向量值的变异系数建立损伤位置指标,识别损伤位置。建立结构残余力矩阵特征分解方法,特征分解获得的特征向量在损伤前后不发生改变,而特征值与单元刚度相关。因此,可以从特征值中提取单元刚度参数构建损伤程度参数,直接识别损伤程度。将时域残余力向量方法应用于武汉军山大桥模型的损伤识别,结果表明:提出的方法在单点激励和多点激励下均可高精度地识别出损伤发生的时刻、位置和程度。提出的方法通过对时域残余力向量特征分解提取损伤时刻、位置和程度指标,计算过程直观且精度高,避免了繁琐的时频变换、优化迭代等计算过程。

通用截面特性计算软件开发研究

为找到一种适用于任意截面形式的截面特性计算方法,开发通用高效的计算软件,通过对截面特性中面积、静矩、惯性矩和惯性积的数学表达式进行深入研究,运用格林公式将截面特性的数学表达式中对面积的二重积分转换为对截面边界曲线的积分,代入曲线参数方程将边界曲线的二元积分转换为一元积分,利用牛顿-莱布尼兹公式精确求解截面特性,进而采用面向对象方法开发通用截面特性计算软件。软件使用灵活方便,适用于实体或空心,整体或分离,单一或组合材料的任意组合截面形式。通过在大量工程设计项目的应用表明:本方法计算结果精确,计算效率高,实用意义突出。

连续梁桥墩设计绘图系统开发研究

连续梁桥墩受力计算复杂,且当前高速铁路、客运专线中连续梁出现的机率越来越大,给设计带来较大的困难。针对这种情况,根据连续梁桥墩墩顶纵、横向水平力的产生及作用特点,提出了连续梁水平力的计算、分配及组合原则,并开发专用程序实现连续梁桥墩的设计计算、配筋制图等功能,极大提高设计效率。

轨道交通标准梁工点参数化设计研究

轨道交通标准梁工点设计过程繁琐,耗时费力且容易出错。为编制专用软件实现标准梁工点的自动化设计,利用参数化设计理念,节段法创建标准梁通用三维参数化模型,并附加工点实例化参数。通过设定梁跨曲线布置参数进行梁跨布置,自动化计算标准梁的工点梁重、梁长及制梁、架梁参数,创建标准梁工点实例化模型,并组装生成全桥BIM模型。经过多个国内外城市及城际轨道交通项目的成功应用表明:本方法适用性强,自动化程度高,计算结果准确,可显著提高轨道交通桥梁的设计质量和效率。

构建桥涵勘测技术新体系的研究

为提高桥涵勘测的质量和效率,实现桥涵勘测内外业无纸化衔接,针对当前铁路桥涵勘测技术和测量仪器的发展现状,开发出基于GPS和全站仪的桥涵测量系统及基于摄影测量的三维地形图切断面程序。构建起以GPS为主,全站仪、摄影测量为辅的桥涵勘测一体化体系。

铁路桥涵EBS分解体系研究

介绍铁路桥涵EBS分解的编制背景、编制依据和工点划分原则,对铁路桥涵EBS分解体系进行详细梳理,并阐述了EBS的应用及其与BIM的关系,以期能够对EBS的理解和使用有所帮助。

基于BIM(建筑信息模型)技术的桥墩模块化设计软件

基于BIM(建筑信息模型)技术的桥墩模块化设计软件将桥墩划分为垫石、顶帽、托盘、墩身和墩脚等参数化节段,利用精确数值积分方法,可实现桥墩全参数化、模块式BIM建模及设计检算。该软件提供统一、灵活、简洁、可视化的设计输入及数据组织方式,适用于任意截面形状、截面间多曲线变化的桥墩设计;同时,利用BIM技术整合了桥墩设计、绘图和工程量计算的全过程,不仅提高了计算精度,而且快捷灵活;可纳入全桥模型,为桥墩的施工和运营维护管理提供服务。

用.NET进行AutoCAD二次开发的方案探索

铁四院正在开发桥梁勘察软件，该软件构建于．NET平台。在运用AutoCAD绘图时，我们对AutoCAD的各种二次开发工具进行比较研究，决定采用．NET开发托管ARX程序完成绘图功能。虽然托管ARX作为一种新方法还有一些不太成熟的地方，但经过AutoCAD2004、2005到目前2006版的发展，它的功能已经非常接近于采用C＋＋开发的ARX程序。并且作为一种潮流，它将会是Autodesk公司发展的重点。针对主应用程序和内置于AutoCAD的托管ARX程序属于不同应用程序域的问题，我们又对Windows中跨应用程序域的进程间通讯问题进行研究，实践出一套运用．NET进行AutoCAD二次开发的模式：采用．NET开发托管ARX程序完成绘图；利用ActiveX外部控制AutoCAD并加载托管ARX程序；基于．NET Remoting远程处理技术，采用代理机制通过Http信道在不同应用程序域间传递对象的引用，实现跨应用程序域的进程间通讯。本文针对该模式进行简单描述，对其中一些关键技术作详细说明，并提供相关的C#实现代码。

水文频率计算程序开发原理研究

作为水文计算功能的一部分，水文频率计算是求算设计洪水的基础。在开发桥梁勘察软件的过程中我们根据水文资料可能出现的各种情况的不同特点，分剐时其计算原理和计算办法进行研究，运用复杂的数学理论找到了求解皮尔逊Ⅲ型曲线和计算海森几率格纸横坐标刻度分划的精确方法，成功开发了一套适舍于各种已知资料情况的水文频率计算程序。它具有经验频率计算、统计参数及其误差估算、理论频率计算、曲线图形绘制、动态适线调整和自动书写计算单等功能。本文将时其基本功能的实现原理作简单阐述。

基于时变模态振型小波变换的结构损伤识别方法

结构损伤是一种非线性发展过程,会导致结构模态参数的变化,因此可以通过时变模态振型特征识别损伤状况。对结构的响应信号进行小波变换,提取当小波系数模出现局部极大值时的尺度参数,利用这些尺度参数识别结构的瞬时频率。选取特定尺度参数,对结构各个节点的信号进行小波变换,将信号解耦到只含某一阶模态,通过小波系数的比值进行归一化处理,从而得到结构的瞬时振型。对结构瞬时振型差做小尺度的小波变换,通过小波系数的实部出现极大值的时间及其出现的位置识别出结构的损伤时间与损伤位置,通过极大值的大小判断损伤程度。应用一个悬臂梁和斜拉桥数值算例,证明该方法不仅能准确识别结构发生损伤的时间,而且能高精度、高效率地识别结构损伤位置和损伤程度。

基于GB28181的桥梁视频监测系统设计与实现

实时、稳定的监测视频数据是桥梁视频监测和评估系统的重要基础。针对现有的视频监控系统存在兼容性差、需要安装插件、播放步骤繁琐等问题,文中在研究GB28181标准中视频监控协议的基础上,设计和开发一种全平台无插件桥梁视频监控系统。该系统利用SIP协议向网络摄像头发送信令,对音视频数据进行H.264标准编码,并通过FFmpeg技术推送视频流,从而实现实时、多用户的视频传输。另外,采用嵌入图像智能算法对桥梁轨道位移进行有效识别。结果表明,文中系统不仅能方便管理者有效地监测桥梁实时状态,还可以对轨道位移实时预警,保证桥梁安全运行。

桥梁监测系统中智能决策专家系统的设计与实现

在桥梁建成后,桥梁的安全、稳定运行离不开日常的管理与养护,传统的人工管养方式费时费力且效果不佳,以知识库和推理机为基础的专家系统,可大幅度地提高桥梁管养的有效性和高效性。以赣江特大桥监测系统为应用背景,针对实时监测和人工巡检数据,设计和开发了一套基于Jess的桥梁智能决策专家管养系统。该系统根据现行的桥梁管养规范和桥梁管养专家的经验建立专家系统的事实库与规则库,以CLIP文件描述桥梁各种病害及应采取的治理维修措施,系统根据输入的桥梁病害描述进行推理,并自动化输出相应的桥梁病害养护、维修和治理措施。实践表明,该管养系统能自动化给出最优的桥梁管养策略,提升了桥梁的管养效率,为桥梁的管理与养护提供了可靠的保障。

基于综合层次分析法的赣江特大桥安全评估

桥梁监测传感器易出现损坏和失真现象,人工检测方法具有一定的主观性,二者均不能及时反映桥梁状态。本文提出综合层次分析的方法,通过人工检测法修正部分监测数据失真造成的评估误差,并弥补人工检测法因过于依赖专家经验而造成评估结果偏于主观的缺陷,提高桥梁安全评估的准确性。以昌赣铁路赣江特大桥为例,对于实时监测数据评估模型,先采用层次分析法确定底层评估指标的权重,再由变权综合法和灰色关联分析法计算上一层指标评分;对于人工检测数据指标评估模型,根据相关规范确定模型底层评估指标并依次计算各层评分。最后由变权综合法计算桥梁的综合评估分数。结果表明,该方法能够准确地反映桥梁健康状态,评估结果更接近桥梁实际状况。

云计算中基于微服务监控系统的自动性能分析方法

随着云计算技术在各个领域的不断深入与发展,众多微服务之间复杂的调用关系以及相互影响也给微服务的数据监控,运行维护带来了新的挑战。目前针对多服务应用的自动伸缩方法一次只能伸缩一个瓶颈微服务,会导致瓶颈转移问题;或者依赖于服务调用图谱的静态性,不能解决动态负载下多服务应用的自动伸缩问题。本文提出了一种云计算环境下基于微服务监控系统的多服务应用自动性能分析方法,均衡地将入口服务的SLA分解为每个服务的响应时间SLO,精准获得每个服务在不超过响应时间SLO的条件下能够服务的最大流量负载和对应资源利用率,为多微服务应用集群伸缩提供了精确性能指标。