橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)選取及量化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑狀況綜合評(píng)估領(lǐng)域，特別涉及一種橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)選取 及量化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著智慧城市的浪潮席卷全球，智慧城市中不可或缺的一個(gè)重要交通基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)板塊一橋梁智慧化需求日益增長?，F(xiàn)階段，為保障橋梁安全提供科技支撐，我國不僅在 橋梁設(shè)計(jì)、建造及監(jiān)測(cè)養(yǎng)護(hù)等方面取得了一批自主創(chuàng)新成果，而且在橋梁建設(shè)技術(shù)、新結(jié)構(gòu) 和高性能材料、管養(yǎng)技術(shù)、信息化技術(shù)等核心技術(shù)與裝備的技術(shù)創(chuàng)新上也與國際水平逐漸 縮小差距，通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等信息技術(shù)與橋梁建養(yǎng)技術(shù)深度融合，打 造了以信息化、智能化為特征的橋梁全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新體系。
[0003]目前，雖然互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算等信息技術(shù)與橋梁建養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行有效 的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了橋梁智慧化，但是如何對(duì)橋梁的智慧化程度運(yùn)用科學(xué)的數(shù)字去評(píng)價(jià)，將橋梁 智慧度即橋梁的相對(duì)智慧化的程度，量化成為區(qū)間內(nèi)的數(shù)值，作為衡量橋梁智慧度的有效 客觀標(biāo)尺成為一項(xiàng)目前亟待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)選取及量化方 法，以解決目前無法對(duì)橋梁智慧化程度進(jìn)行有效的量化評(píng)價(jià)的問題。
[0005]技術(shù)方案如下：一種橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)選取及量化方法，其關(guān)鍵在于：具 體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0006] (1)選取橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)；
[0007] (2)針對(duì)橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)制定量化參考依據(jù)；
[0008] (3)根據(jù)各指標(biāo)量化參考依據(jù)來計(jì)算橋梁智慧度底層指標(biāo)的實(shí)測(cè)值P1;
[0009] (4)運(yùn)用層次分析法獲取橋梁智慧度評(píng)價(jià)體系各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重W1;
[0010] (5)獲取橋梁智慧度評(píng)價(jià)綜合值S并建立橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)等級(jí)。
[0011] 優(yōu)選的，橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)包括：智慧橋梁的可研規(guī)劃設(shè)計(jì)階段指標(biāo)，智慧 橋梁的建造階段指標(biāo)，智慧橋梁的在役檢測(cè)階段指標(biāo)，智慧橋梁在役日常管理階段指標(biāo)。
[0012] 優(yōu)選的，智慧橋梁的可研規(guī)劃設(shè)計(jì)階段指標(biāo)包括：智慧橋梁可行性研究階段的重 視度，智慧橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)階段體現(xiàn)的智慧度；智慧橋梁的建造階段指標(biāo)包括：智慧橋梁建 造階段的實(shí)現(xiàn)度；智慧橋梁的在役檢測(cè)階段指標(biāo)包括：智慧橋梁的日常監(jiān)測(cè)，智慧橋梁的 重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；智慧橋梁的在役日常運(yùn)營管理階段指標(biāo)包括：智慧橋梁與所在區(qū)域智慧交通建 設(shè)的融合度，智慧橋梁在役管理中的應(yīng)急處理，智慧橋梁的在役管理的數(shù)字化度，智慧橋梁 的總體智慧化度。
[0013]優(yōu)選的，橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)的量化參考依據(jù)為：
[0014] (1)智慧橋梁建設(shè)階段指標(biāo)量化參考依據(jù)為：
[0015] 智慧橋梁可行性研究階段的重視度：若進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)研，得分0. 3,反之，則得分為 〇 ;若編制初步可行性研究報(bào)告，得分〇. 25,反之，則得分為0 ;若編制可行性研究成果，得分 0. 25,反之，則得分為0 ;提出項(xiàng)目評(píng)估報(bào)告，得分0. 2,反之，則得分為0 ;智慧橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì) 階段體現(xiàn)的智慧度：若設(shè)計(jì)圖檔高度統(tǒng)一，得分為〇. 3,反之，則得分為0 ;若設(shè)計(jì)圖檔三維 可視化，得分為0. 3,反之，則得分為0 ;若可四維施工模擬，則得分為0. 4,反之，則得分為0 ; 智慧橋梁建造階段的實(shí)現(xiàn)度：若投資方網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)督施工進(jìn)度，則得分為〇. 35,反之，則得 分為〇 ;若施工單位網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，則得分為〇. 35,反之，則得分為0 ;若監(jiān)理單位 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)管工程質(zhì)量，則得分為0. 3,反之，則得分為0 ;
[0016] (2)智慧橋梁在役運(yùn)營管理階段指標(biāo)量化參考依據(jù)為：
[0017]智慧橋梁的日常監(jiān)測(cè)智慧度：若橋梁監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋率達(dá)到a%，則得分為 0. 4Xa/100;若實(shí)現(xiàn)橋梁超載動(dòng)態(tài)檢測(cè)，則得分為0. 3,反之，則得分為0;若實(shí)現(xiàn)橋梁的環(huán) 境，受力及變形的實(shí)時(shí)監(jiān)控，則得分為〇. 3分，反之，則得分為0;智慧橋梁的重點(diǎn)監(jiān)測(cè)智慧 度：若橋梁重點(diǎn)區(qū)域監(jiān)測(cè)點(diǎn)覆蓋率達(dá)到b%，則得分為0. 4Xb/100;若實(shí)現(xiàn)橋面動(dòng)位移監(jiān) 控預(yù)警，則得分為0. 3,反之，則得分為0;若實(shí)現(xiàn)橋梁墩臺(tái)不均勻沉降監(jiān)控預(yù)警，則得分為 0. 3,反之，則得分為0;與所在區(qū)域智慧交通建設(shè)的融合度：若與交通部門實(shí)現(xiàn)視頻對(duì)接， 則得分為〇. 5,反之，則得分為0;若與交通部門車流量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，則得分為0. 5,反之， 則得分為〇 ;智慧橋梁在役管理中的應(yīng)急處理的智慧化程度：若應(yīng)急方案數(shù)據(jù)庫的匹配率 達(dá)到m%，則得分為0. 4Xm/100 ;若橋梁專家遠(yuǎn)程參與診斷，則得分為0. 3,反之，則得分為 〇;若組建實(shí)施應(yīng)急方案的應(yīng)急隊(duì)伍，則得分為〇. 3,反之，則得分為0;智慧橋梁在役管理的 數(shù)字化度：若進(jìn)行橋梁檔案信息管理，則得分為〇. 25,反之，則得分為0;若進(jìn)行橋梁檢測(cè) 數(shù)據(jù)管理，則得分為0. 25,反之，則得分為0;若進(jìn)行橋梁巡查養(yǎng)護(hù)管理，則得分為0. 25,反 之，則得分為〇;若進(jìn)行橋梁工程信息管理，則得分為〇. 25,反之，則得分為0;智慧橋梁的總 體智慧化度：建立智慧橋梁管理信息化系統(tǒng)，則得分為〇. 3,反之，則得分為0;與所在區(qū)域 航運(yùn)部門信息管理系統(tǒng)對(duì)接，則得分為0. 3,反之，這得分為0;與智慧城市市政管理平臺(tái)對(duì) 接，則得分為〇. 4,反之，則得分為0。
[0018] 優(yōu)選的，運(yùn)用層次分析法獲取橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重：
[0019] (1)建構(gòu)橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)：根據(jù)研究目的建立層次結(jié) 構(gòu)，第一層稱為目標(biāo)層，中間層為約束層，最后一層為指標(biāo)層；（2)構(gòu)造判斷矩陣：根據(jù)遞階 層次結(jié)構(gòu)的各層次元素對(duì)上級(jí)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行兩兩比較，用成對(duì)比較法和Saatyl~9 比較尺度構(gòu)造判斷矩陣；（3)計(jì)算權(quán)向量并作一致性檢驗(yàn)：包括如下步驟：
[0020] 3-1計(jì)算判斷矩陣權(quán)向量M1:釁…n; j=1>2i
[0021] 3-2 計(jì)算M^n次方根I. . y.....； ..................... *
[0022] 3-3歸一化處理特征向量W1:
7
[0023] 3-4計(jì)算特征向量W :W=(Wp W2，…Wn)T，
[0024] 3-5計(jì)算判斷矩陣的最大特征根λ
[0025] 其中，式中仏1)1表示向量AW的第i個(gè)元素，Α表示判斷矩陣；
[0026] 3-6計(jì)算判斷矩陣一致性比率CR
[0027] 其中，CI= (λ_-ην(η-1)，RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)；
[0028] (4)計(jì)算組合權(quán)向量并做組合一致性檢驗(yàn)：計(jì)算指標(biāo)層對(duì)目標(biāo)層的組合權(quán)向量， 并得到總排序隨機(jī)一致性比率CR:
[0029]
[0030] 其中，Clj為約束層的某些因素對(duì)于目標(biāo)層的因素的單排序一致性指標(biāo)，RIj為相 應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)。
[0031] 優(yōu)選的，（1)獲取橋梁智慧度評(píng)價(jià)綜合值的計(jì)算公式如下：
[0032]
[0033] 其中，指標(biāo)層相對(duì)于目標(biāo)層的綜合權(quán)重，PlW是第i個(gè)指標(biāo)的計(jì)算值，S為指 標(biāo)體系綜合值；
[0034] (2)橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為：評(píng)價(jià)分值多0. 75,則評(píng)價(jià)等級(jí)為I;評(píng)價(jià)分 值為0. 6~0. 75,則評(píng)價(jià)等級(jí)為II;評(píng)價(jià)分值為0. 45~0. 6,則評(píng)價(jià)等級(jí)為III;評(píng)價(jià)分值 為0. 35~0. 45,則評(píng)分等級(jí)為IV;評(píng)價(jià)等級(jí)< 0. 35,則評(píng)價(jià)等級(jí)為V。
[0035] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的橋梁智慧度綜合評(píng)估指標(biāo)選取及量化 方法，指標(biāo)層所選取的各個(gè)指標(biāo)從不同的方面反映了橋梁智慧度的特征，具有代表性、針對(duì) 性和可比性；對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理，使其指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取及量化簡單明了、易于計(jì) 算；采用層次權(quán)重決策分析的方法來獲取橋梁智慧度評(píng)價(jià)綜合值，將橋梁智慧度即橋梁的 相對(duì)智慧化的程度，轉(zhuǎn)化為區(qū)間內(nèi)的數(shù)值，成為衡量橋梁智慧化成效的客觀標(biāo)尺，將復(fù)雜 的，抽象的問題用數(shù)學(xué)的方法解決，具有實(shí)用性和有效性。
【附圖說明】
[0036] 圖1為本發(fā)明的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的層次結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方 式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0038] 實(shí)施例1橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
[0039] 構(gòu)建橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基本原則是指標(biāo)選取要科學(xué)、可操作?？茖W(xué) 性原則即在構(gòu)建橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的過程中盡量減少主觀性，所選擇的指標(biāo)應(yīng) 具有代表性、針對(duì)性和可比性，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系盡量客觀地、全面地、真實(shí)地反映近橋梁智慧 化的特征與特點(diǎn)。可操作性原則即所選取的橋梁智慧度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的指標(biāo)數(shù)據(jù)獲取及量 化要簡單明了、易于計(jì)算，這樣評(píng)價(jià)指標(biāo)體系才能得到推廣和應(yīng)用。
[0040] 按照研究目的建立層次結(jié)構(gòu)，第一層是對(duì)橋梁智慧度綜合評(píng)估，稱為目標(biāo)層，中間 層是從智慧橋梁建設(shè)階段和智慧橋梁的在役運(yùn)營管理階段兩方面以智慧橋梁的可研規(guī)劃 設(shè)計(jì)、智慧橋梁的建造、智慧橋梁在役監(jiān)測(cè)智慧度、智慧橋梁在役日常運(yùn)營管理4個(gè)二級(jí)指 標(biāo)來建立約束層，最后一層是從智慧橋梁可行性研究階段的重視度、智慧橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)階 段體現(xiàn)的智慧度、智慧橋梁建造階段的實(shí)現(xiàn)度、智慧橋梁的日常監(jiān)測(cè)智慧度、智慧橋梁的重 點(diǎn)監(jiān)測(cè)智慧度、與所在區(qū)域智慧交通建設(shè)的融合度、智慧橋梁的在役管理中的應(yīng)急處理的 智慧化程度、智慧橋梁的在役管理的數(shù)字化度、智慧橋梁的總體智慧化度等9個(gè)三級(jí)指標(biāo) 建立了指標(biāo)層，最終構(gòu)建了橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。
[0041] 表1橋梁智慧度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
[0042]
[0043]
[0044] 實(shí)施例2運(yùn)用層次分析法（ΑΗΡ)計(jì)算指標(biāo)權(quán)重
[0045] 下面以智慧橋梁在役日常運(yùn)營管理的指標(biāo)賦權(quán)重計(jì)算過程為例來說明層次分析 法賦值過程。
[0046] 1.按照研究目的建立智慧橋梁在役日常運(yùn)營管理的層次結(jié)構(gòu)（表2)。
[0047] 表2智慧橋梁在役日常運(yùn)營管理的層次結(jié)構(gòu)
[0048]
[0049] 2.構(gòu)造判斷矩陣
[0050] 根據(jù)遞階層次結(jié)構(gòu)的各層次元素對(duì)上級(jí)指標(biāo)的重要程度進(jìn)行兩兩比較，用成對(duì)比 較法和Saatyl~9比較尺度構(gòu)造成判斷矩陣（表3)
[0051] 表3判斷矩陣
[0052]
[0053] 3.計(jì)算判斷矩陣權(quán)向量并做一致性檢驗(yàn)
[0054] 1. 1計(jì)算判斷矩陣權(quán)向