[发明专利]一种桥梁健康状态检测与管养决策系统及方法

说明书

一种桥梁健康状态检测与管养决策系统及方法，属于桥梁健康检测领域。该方法以城市公路桥梁为建设对象，利用大数据技术、数据挖掘与知识发现技术、人工智能技术等，对桥梁日常监测和管养维护过程中积累的海量数据，建立桥梁健康状态检测与管养决策知识库，并能通过设计的知识推理模型，有效跟踪和掌控桥梁的结构使用状态及其发展演化趋势；对于桥梁运营期间出现的各类状况异常，能应用知识推理模型，给出具有专家级水平的桥梁健康状态异常预警/预报、病害损伤原因分析、桥梁结构综合评估和桥梁养护措施/策略等结果，并生成针对桥梁某异常或病害的管养维护决策方案，为桥梁结构的安全运行、跟踪维护、科学管理等提供决策支撑服务。

技术领域

本发明属于桥梁健康检测领域，具体涉及一种桥梁健康状态检测与管养决策系统中的体系与方法除了可应用于桥梁健康状态检测与管养外，还可应用于城市轨道交通健康状态检测与管养、电厂电力设备健康状态检测与管养、网络安全和医疗健康等众多技术领域。

背景技术

通过建设知识发现和知识推理的桥梁健康状态检测与管养决策系统，不仅能辅助桥梁管理与维护人员，实时跟踪和预测城市桥梁基础设施的动态信息和健康状况，有效减少市政设施维护部门日常桥梁巡查工作量，提高桥梁检测水平和管理水平，而且能充分利用桥梁日常累积的海量数据，应用数据挖掘和知识发现技术，从中挖掘出具有专家水平的知识或模式，并结合桥梁管理和养护领域的专家部分先验知识，通过建立知识推理模型，给出桥梁的健康运营状态、潜在威胁、状态趋势预测、病害预警和养护策略等信息，以辅助桥梁管理与维护人员对桥梁及时进行维护，更好地防范环境、超载及洪水灾害等因素对桥梁的冲击影响，提升桥梁的管养和维护效率。

通过知识发现和知识推理，实现对城市桥梁健康状态的检测与管养决策，不仅能有效防止及制止各种损害桥梁健康的行为，而且通过制订科学的管养与维护决策，可节省桥梁的维护和维修费用和延长桥梁的使用寿命。由于该系统建设能结合领域专家经验与日常的管养案例记录，从检测、监测、巡检和保存的其他数据出发，给出具有专家水平的桥梁健康状态检测与管养决策方案，因而具有较强的说服力与可靠性。这对于确保桥梁的健康安全和人民生命财产的安全，大幅提高桥梁的使用寿命，节省大量的财政资金，具有巨大的社会效益。

发明内容

为减轻桥梁管理与维护人员的日常巡查与管养维护工作量，降低桥梁日常管理与维护成本，提升桥梁检测和管养的科学化决策水平，本发明旨在应用桥梁大数据的数据挖掘与知识发现、知识推理模型、统计学习与人工智能中的机器学习等技术，建设一种具有专家水平的桥梁健康状态检测与管养决策系统。

以城市公路桥梁为建设对象，利用大数据技术、数据挖掘与知识发现技术、人工智能技术等，对桥梁日常监测和管养维护过程中积累的海量数据，建立桥梁健康状态检测与管养决策知识库，并能通过设计的知识推理模型，有效跟踪和掌控桥梁的结构使用状态及其发展演化趋势；对于桥梁运营期间出现的各类状况异常，能应用知识推理模型，给出具有专家级水平的桥梁健康状态异常预警/预报、病害损伤原因分析、桥梁结构综合评估和桥梁养护措施/策略等结果，并生成针对桥梁某异常或病害的管养维护决策方案，为桥梁结构的安全运行、跟踪维护、科学管理等提供决策支撑服务，以达到有效降低桥梁运营养护成本，最大限度延长桥梁的使用年限的目的。

本发明的技术方案：

一种桥梁健康状态检测与管养决策系统，该系统包括桥梁服务门户子系统、数据分析与处理子系统、大数据挖掘子系统、知识库管理与维护子系统、桥梁健康状态监测与评估子系统；

(1)所述的桥梁服务门户子系统包括桥梁用户信息配置单元、用户需求与服务配置单元、桥梁数据配置单元和服务集成调度引擎单元；

桥梁用户信息配置单元采用模板方式，登记桥梁用户的基本信息；

用户需求与服务配置单元采用模板方式，配置每座桥梁用户需要的服务类型；