【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于预警，尤其涉及一种基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法。
技术介绍
1、桥梁竖向变形性能预警在桥梁安全监测和维护中具有重要意义。随着城市化进程的加快，桥梁数量不断增加，对桥梁的安全性和耐久性提出了更高的要求。然而，桥梁在运营过程中会受到多种因素的影响，如荷载、环境、施工质量，导致桥梁的竖向变形性能发生变化。因此，对桥梁竖向变形性能进行预警，及时发现和应对异常情况，对于确保桥梁的安全运营具有重要意义。
2、传统的桥梁竖向变形性能预警方法主要依赖于定期的检测和维护，无法实时监测桥梁的竖向变形性能。此外，传统的方法往往依赖于经验判断，缺乏科学的预测模型，导致预警效果不理想。为了解决这些问题，近年来，研究人员开始探索基于建筑信息模型(bim)的桥梁竖向变形性能预警方法。
3、因此，有必要提供一种新的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是提供一种使用方便，通过建立预测模型，实时监测和预警桥梁的竖向变形性能，提高了预警的准确性和可靠性，实现了对桥梁全生命周期的管理。同时，该方法通过优化和更新预测模型，提高了桥梁的安全监测和维护水平，促进了桥梁管理水平的提高，从而提高了桥梁的运营效率和安全性的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法包括以下步骤：
3、获取桥梁的建筑信息模型，
4、将桥梁的建筑信息模型导入预测模型，其中预测模型包括桥梁竖向变形与荷载、环境因素之间的关系；
5、将实际荷载和环境因素输入预测模型，得到桥梁竖向变形的预测值；
6、将预测值与桥梁的实际竖向变形值进行比较，计算偏差；
7、其中，计算偏差的原理和公式如下：
8、设桥梁的实际竖向变形值为d_actual，预测的竖向变形值为d_predict，则偏差d_dev为：
9、d_dev＝|d_actual-d_predict|
10、其中，||表示绝对值函数，
11、偏差d_dev可以用来衡量预测值与实际值之间的差异，当d_dev较小时，说明预测模型能够较好地预测桥梁的竖向变形，桥梁竖向变形性能正常；当d_dev较大时，说明预测模型预测结果与实际值之间存在较大差异，可能存在桥梁竖向变形性能异常，
12、在实际应用中，可以通过设置一个阈值δ来界定偏差的大小，当d_dev小于δ时，认为桥梁竖向变形性能正常；当d_dev大于δ时，认为桥梁竖向变形性能发生异常，并触发预警机制，阈值δ可以根据历史数据和工程经验来确定，
13、根据偏差判断桥梁的竖向变形性能是否发生异常；
14、在判断出桥梁竖向变形性能发生异常时，触发预警机制，通知相关管理部门和维护单位。
15、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
16、收集桥梁的历史竖向变形数据，包括桥梁在不同荷载和环境因素作用下的竖向变形值；
17、将桥梁的历史竖向变形数据与实际荷载和环境因素输入预测模型，对预测模型进行训练和优化；
18、训练和优化后的预测模型能够更准确地预测桥梁的竖向变形值，提高预警的准确性和可靠性，
19、具体方式如下：
20、收集桥梁的历史竖向变形数据，包括桥梁在不同荷载和环境因素作用下的竖向变形值，同时，收集桥梁的建筑信息模型，包括桥梁的结构、材料、施工和质量信息，
21、从建筑信息模型和历史竖向变形数据中提取对桥梁竖向变形影响较大的特征，如桥梁的结构参数、材料参数、施工工艺、环境因素，
22、将提取的特征作为输入，桥梁的竖向变形值作为输出，训练一个预测模型，预测模型采用多元线性回归算法；
23、其中，算法公式：假设我们提取了k个特征作为输入，桥梁的竖向变形值作为输出，可以建立以下模型：
24、y＝f(x)＝w1*x1+w2*x2+…+wk*xk+b
25、其中，y表示桥梁的竖向变形值，x1,x2,…,xk表示k个特征，w1,w2,…,wk和b是模型参数，通过训练数据求解模型参数，
26、将桥梁的历史竖向变形数据与实际荷载和环境因素输入预测模型，对预测模型进行训练和优化，
27、优化方法可以采用梯度下降法或牛顿法，优化过程中，需要调整模型参数以最小化损失函数；
28、将实际荷载和环境因素输入优化后的预测模型，得到桥梁竖向变形的预测值，将预测值与桥梁的实际竖向变形值进行比较，计算偏差，根据偏差判断桥梁的竖向变形性能是否发生异常，在判断出桥梁竖向变形性能发生异常时，触发预警机制，通知相关管理部门和维护单位。
29、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
30、将桥梁的实时竖向变形数据输入预测模型，对桥梁的竖向变形性能进行实时监测和预警；
31、在判断出桥梁竖向变形性能发生异常时，及时通知相关管理部门和维护单位，以便采取相应的措施确保桥梁的安全。
32、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
33、将桥梁的竖向变形性能预警结果反馈给相关管理部门和维护单位，以便及时调整桥梁的运维策略；
34、在桥梁进入运营阶段后，持续地对桥梁的竖向变形性能进行预警，并根据监测结果调整预警阈值和运维策略，确保桥梁的长期安全。
35、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
36、对桥梁的竖向变形性能进行历史数据分析，以预测桥梁未来的竖向变形趋势；
37、根据预测结果，评估桥梁未来的安全风险；
38、在预测到未来竖向变形趋势可能对桥梁安全造成威胁时，触发预警机制，通知相关管理部门和维护单位。
39、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
40、与其他桥梁管理系统进行数据交互，以便进行桥梁的全生命周期管理；
41、将基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法集成到现有的桥梁管理系统中，实现数据交互和共享；
42、与其他桥梁管理系统进行实时数据同步，确保数据的时效性和准确性。
43、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
44、利用大数据分析和人工智能技术，对桥梁全生命周期数据进行综合分析与评估；
45、评估内容包括桥梁的结构状况、使用寿命、安全风险；
46、根据综合分析和评估结果，为桥梁的运维管理提供决策支持。
47、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步骤：
48、制定针对性的维护和加固计划；
49、在实施过程中，与其他桥梁管理系统进行数据交互，确保维护工作的顺利进行。
50、作为本专利技术的进一步方案，还包括以下步本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
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【技术特征摘要】
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2.根据权利要求1所述的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
3.根据权利要求1所述的基于建筑信息模型的桥梁竖向变形性能预警方法，其特征在于，还包括以下步骤：
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘长卿，
申请(专利权)人：中铁北京工程局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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