基于贝叶斯网络的混凝土梁式桥综合评估方法研究

发布时间：2023-12-10 15:28

　　我国的桥梁建设事业发展迅速,已建桥梁的数目庞大,随着运营时间的增长,桥梁的耐久性和安全性问题日益凸显,对既有桥梁进行科学有效的针对性评估越发重要。近年来,针对桥梁评估方法的研究已经成为桥梁工程领域的研究热点,以基于专家经验的专家系统评估、基于层次分析法的整体评价和基于模糊理论的模糊综合评价为代表的传统桥梁评估方法理论成熟且应用广泛,但这些方法较为片面且效率较低,同时在考虑桥梁整体系统病害因素复杂性方面有一定局限。因此,如何吸收既有桥梁评估方法的优势,与时俱进将先进的计算机人工智能技术应用到桥梁综合评估领域,为桥梁安全性的评估预测及实时更新智能化提供解决方案,建立一套考虑多病害因素影响的智能化桥梁评估方法亟待研究。本文首先阐述了既有桥梁评估方法的特点,介绍了贝叶斯网络的相关概念和理论基础,分析了故障树和贝叶斯网络在结构单元组成、推理评估应用等方面的异同点和转化关系,并基于Python语言编写“Wet Grass”贝叶斯网络模型算例。其次,结合层次分析法、故障树理论、模糊集合理论,基于贝叶斯网络提出针对混凝土梁式桥的病害风险综合评估方法。基于层次分析法确定混凝土梁式桥评估体系和病害因素影响...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的背景和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 桥梁评估方法国内外研究现状
        1.3.2 贝叶斯网络应用于桥梁评估国内外研究现状
        1.3.3 国内外文献综述的简析
    1.4 常用桥梁评估方法简介
        1.4.1 基于专家经验的专家系统评估方法
        1.4.2 基于模糊理论的模糊综合评估方法
        1.4.3 基于层次分析法的整体评价方法
        1.4.4 基于设计规范的评估方法
        1.4.5 基于结构可靠性理论的评估方法
        1.4.6 基于人工神经网络的评估方法
    1.5 贝叶斯网络简介
        1.5.1 贝叶斯网络基本概念
        1.5.2 贝叶斯网络优势
    1.6 本文的主要研究内容
第2章 故障树与贝叶斯网络理论
    2.1 概率论基础
        2.1.1 主观概率与贝叶斯网络
        2.1.2 多元概率分布与链规则
        2.1.3 贝叶斯定理
        2.1.4 条件独立与联合分布的分解
    2.2 贝叶斯网络理论基础
        2.2.1 贝叶斯网络的概念
        2.2.2 贝叶斯网络的构造
    2.3 故障树与贝叶斯网络
        2.3.1 故障树分析法简介
        2.3.2 FT和BN的比较
    2.4 贝叶斯网络推理
    2.5 贝叶斯网络学习
    2.6 基于Python的 Wet Grass贝叶斯网络模型算例
    2.7 本章小结
第3章 基于贝叶斯网络的混凝土梁式桥综合评估方法
    3.1 基于层次分析法确定评估体系
    3.2 构建故障树并转化为贝叶斯网络
        3.2.1 选择顶事件
        3.2.2 构建故障树
        3.2.3 FT转化为BN
    3.3 根节点先验概率的确定
        3.3.1 模糊集理论
        3.3.2 三角模糊数
        3.3.3 确定专家评判意见模糊评价集
        3.3.4 合成专家模糊评判
    3.4 条件概率的确定
    3.5 计算结果分析
    3.6 正向推理预测整体结构技术状况
    3.7 反向推理诊断事故致因
    3.8 重要度分析辨识关键致险因子
    3.9 贝叶斯网络更新学习
    3.10 本章小结
第4章 评估模型实例应用
    4.1 工程概况
    4.2 建立贝叶斯网络评估模型
        4.2.1 建立故障树和贝叶斯网络结构
        4.2.2 确定节点概率
    4.3 计算结果分析
        4.3.1 正向推理分析
        4.3.2 反向诊断分析
        4.3.3 重要度分析
    4.4 网络更新学习
    4.5 与桥梁定期检查评定的对比
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3872635