【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及结构智能化监测，具体涉及针对多源监测数据阈值确定技术。
技术介绍
1、近年来，由于公共建筑结构的监测规模以及监测类型的扩大，目前大量结构监测数据对全周期监控中的实时预警提出了更高的要求，多源异构数据监测阈值设计的复杂程度快速提高，当前结构评估方法可概括为定性与定量评估两个类别：定性评估结果物理意义明确、通俗易懂，有利于维护人员快速掌握节后的技术状况，从而形成合理的维护时机及养护建议；定量评估结果可为结构剩余寿命、维护时机及养护技术提供决策参考；然而，现有结构状态评估方法缺乏定性与定量评估的有效融合，导致评估方法的适用性受限。
2、目前，基于多源异构监测阈值设定方案进行的研究大多集中在电力设施设计及机械设备动态监测等领域。由于电力设施与机械设备监测领域数据更倾向于动态数据监测，数据的评估方法更加偏向于短时高效，相对精度及参数匹配度有限。
3、针对结构或基础设施等领域，目前也有一些多源异构监测阈值设定方案，如公开号cn104318103a的中国专利申请公开了一种滑坡灾害监测预警降雨阈值判定方法。但是该方案在实际应用时，主要针对公路隧道以及边坡稳定性监测等监测数据相对单一、监测点位布置规律的基础设施监测，无法针对建筑网架结构以及大型桥梁等监测点位布置复杂、监测数据类型众多的大型基础设施进行全周期监测阈值设定。
4、可见如何针对建筑网架结构以及大型桥梁等监测点位布置复杂、监测数据类型众多的大型基础设施进行有效的全周期监测阈值设定为本领域亟需解决的问题。
技术实
1、针对现有方案无法有效针对建筑网架结构以及大型桥梁等监测点位布置复杂、监测数据类型众多的大型基础设施进行全周期监测阈值设定的问题，本专利技术提出了一种多源监测数据阈值确定的综合评价方法，同时还进一步提供能够实现该综合评价方法的综合评价系统；本专利技术提供的方案集合程度高、数据兼容范围广能够很好的针对建筑网架结构以及大型桥梁等监测点位布置复杂、监测数据类型众多的大型基础设施进行全周期监测阈值设定，可有效克服现有技术所存在的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，所述综合评价方法由以下步骤配合构成：
3、(1)根据工程监测项目方案确定集成数据类型并进行监测历史数据提取；
4、(2)基于提取的历史监测数据，通过广义pareto分布方法进行第四级预警阈值设定；
5、(3)基于提取的历史监测数据，通过随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析进行第三级和第二级预警阈值设定；
6、(4)基于提取的历史监测数据，通过行业规范的最不利设计要求所规范的计算方法进行一级预警阈值设定。
7、进一步地，所述步骤(2)第四级预警是用于判断结构响应值是否超出历史监测数据正常变化范围的基准线，属于数据异常情况判别的范畴，能在一定程度上反映结构的轻微异常状况。根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(2)中针对提取的历史监测数据，通过广义pareto分布方法进行结构轻微异常变化状况判别，作为判断结构响应值是否超出历史监测数据正常变化范围的基准线，通过gpd拟合分部尾部测算出该阈值设计的界限值，将该拟合界限值作为判定参数进行监测阈值的初步选取，最后通过阈值优化过程完成该阈值设计的拟合，并据此进行四级预警阈值设定。
8、进一步地，所述步骤(3)中利用随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析进行第三级和第二级预警阈值设定时，在监测数据快速变化的过程中准确抓取并拟合边缘数据以得到相应的阈值。
9、进一步地，所述步骤(4)中通过行业规范的最不利设计要求所规范的计算方法进行一级预警阈值，基于结构荷载规范等文件的结构失效参数进行第一级阈值设计，结构在超过该阈值时会出现整体失稳或局部破坏。
10、为了达到上述目的，本专利技术提供的多源监测数据阈值确定的综合评价系统，包括历史监测数据提取模块，第一警阈值设定模块、第二警阈值设定模块以及第三警阈值设定模块；
11、所述历史监测数据提取模块配置成能够根据工程监测项目方案确定集成数据类型并进行监测历史数据提取；
12、所述第一警阈值设定模块配置成与所述历史监测数据提取模块数据交互，基于提取的历史监测数据，通过广义pareto分布方法进行第四级预警阈值设定；
13、所述第二警阈值设定模块配置成与所述历史监测数据提取模块数据交互，基于提取的历史监测数据，通过随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析进行第三级和第二级预警阈值设定；
14、所述第三警阈值设定模块配置成与所述历史监测数据提取模块数据交互，基于提取的历史监测数据，通过行业规范的最不利设计要求所规范的计算方法进行一级预警阈值设定。
15、进一步的，所述第一警阈值设定模块包括gpd拟合尾部单元、阈值选取单元以及阈值参数提取及优化单元，所述gpd拟合尾部单元配置成对历史监测数据根据位置参数、分布尺度参数以及分布形状参数进行数据整合，并拟合出变化曲线；
16、所述阈值选取单元配置成基于所述gpd拟合尾部单元确定的平均超出量函数e(u)确定阈值；
17、所述阈值参数提取及优化单元配置成从数据数学关系入手，基于poisson分布特性和极大似然估计，将所述阈值选取单元所确定的阈值进行重新描述并调整，得到调整参数并与u0整合得到第四级预警阈值。
18、进一步的，所述第二警阈值设定模块包括随机参数摄动单元与虚拟机理及响应方差单元，所述随机参数摄动单元与虚拟机理及响应方差单元配置成配合基于随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析方式在监测数据快速变化的过程中准确抓取并拟合边缘数据以得到阈值。
19、进一步的，所述第三警阈值设定模块配置成通过行业规范的最不利设计要求所规范的计算方法进行一级预警阈值，基于结构荷载规范等文件的结构失效参数进行第一级阈值设计，结构在超过该阈值时会出现整体失稳或局部破坏。
20、本专利技术提供的多源监测数据阈值确定的综合评价方案基于广义pareto分布以及随机参数摄动方法进行多源监测数据阈值综合评价，并确定四级预警响应机制，建立一套完整的阈值设计框架，具有集合程度高、数据兼容范围广等应用特点，在复杂结构多源监测数据分析评估中具有很大的应用推广价值。
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1.多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述综合评价方法由以下步骤配合构成：
2.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(2)中针对提取的历史监测数据，通过广义Pareto分布方法进行结构轻微异常变化状况判别，作为判断结构响应值是否超出历史监测数据正常变化范围的基准线，通过GPD拟合分部尾部测算出该阈值设计的界限值，将该拟合界限值作为判定参数进行监测阈值的初步选取，最后通过阈值优化过程完成该阈值设计的拟合，并据此进行四级预警阈值设定。
3.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(3)中利用随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析方式在监测数据快速变化的过程中抓取并拟合边缘数据由此确定相应的阈值。
4.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(4)中基于结构荷载规范等文件的结构失效参数进行第一级阈值设计，结构在超过该阈值时会出现整体失稳或局部破坏。
5.多源监测数据阈值确定的综合评价系统，其特征在于，包括历史监测数据
6.根据权利要求5所述的多源监测数据阈值确定的综合评价系统，其特征在于，所述第一警阈值设定模块基于广义Pareto分布方法，包括GPD拟合尾部单元、阈值选取单元以及阈值参数提取及优化单元，
7.根据权利要求5所述的多源监测数据阈值确定的综合评价系统，其特征在于，所述第二警阈值设定模块包括随机参数摄动单元与虚拟机理及响应方差单元，所述随机参数摄动单元与虚拟机理及响应方差单元配合基于随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析方式在监测数据快速变化的过程中准确抓取并拟合边缘数据以得到阈值。
8.根据权利要求5所述的多源监测数据阈值确定的综合评价系统，其特征在于，所述第三警阈值设定模块配置成基于结构荷载规范等文件的结构失效参数进行第一级阈值设计，结构在超过该阈值时会出现整体失稳或局部破坏。
...【技术特征摘要】
1.多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述综合评价方法由以下步骤配合构成：
2.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(2)中针对提取的历史监测数据，通过广义pareto分布方法进行结构轻微异常变化状况判别，作为判断结构响应值是否超出历史监测数据正常变化范围的基准线，通过gpd拟合分部尾部测算出该阈值设计的界限值，将该拟合界限值作为判定参数进行监测阈值的初步选取，最后通过阈值优化过程完成该阈值设计的拟合，并据此进行四级预警阈值设定。
3.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(3)中利用随机参数摄动法的结构平稳随机响应分析方式在监测数据快速变化的过程中抓取并拟合边缘数据由此确定相应的阈值。
4.根据权利要求1所述的多源监测数据阈值确定的综合评价方法，其特征在于，所述步骤(4)中基于结构荷载规范等文件的结构失效参数进行第一级阈值设计，结构在超过该阈值时会出现整体失...
【专利技术属性】
技术研发人员：马俊，谷立，潘洪莹，李航，罗欣，孙鹏贵，刘昌，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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