浅析在役公路桥梁技术状况的预测方法研究

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摘要：随着我国综合实力的不断提高，道路与桥梁的施工作为国家基础建设的一部分更是迅速的发展了起来。但是随着建设的不断加快，设计施工水平的不断提高，人们对于道路和桥梁在施工中的技术状况的关注度也在不断加大,因此出现的对于公路桥梁工程的技术状况的预测方法也是多种多样的，本文在比较了公路桥梁工程的技术状况的各种预测方法的优缺点之后详细介绍了马尔可夫预测方法的预测过程，并指出了它的优势所在。

关键词：公路桥梁，技术状况，预测方法，马尔可夫预测

Abstract：With the complex strength improved gradually in China, the road and bridge construction, as part of the national foundation construction, will develop more rapid. However, with the construction development, the design construction standard will improve gradually, the attention for the road and bridge technical situation also add more gradually, for that, the predict methods will also be diversity for the highway and bridge technical situation. In this paper, comparing the advantages and disadvantages of the highway and bridge construction, it will definitely introduce Markov predict method prediction process and point out its advantage.

Keywords: highway and bridge, technical situation, prediction method, Markov prediction

中图分类号：U448.14文献标识码：A 文章编号：

公路桥梁的施工是一个综合性的工程，他不只关乎于建筑学的内容，还与物理学、管理学、统计学和数学等学科的内容息息相关。近年来，随着公路桥梁施工的多样化和繁杂化，这些相关学科的应用越来越频繁；反过来，这些相关学科的发展，尤其是在建筑工程学内的发展对于路桥的施工管理提供了更为先进的便利条件。这一点在现役公路桥梁工程的技术状况的预测方法上体现得尤为明显，正是随着这些学科的发展，诞生了各种各样的预测方法，并且这些方法越来越全面、越来越先进、越来越科学。

1在役公路桥梁技术状况的预测方法现状

按照大的类别划分，现行的比较常用到的两种在役公路桥梁工程的技术状况的预测方法为确定型模型预测方法和概率型模型预测方法。

在这两种方法中，确定型模型预测方法是目前最为常用的一种预测方法，因为它的计算简单、实用，能够很好的被所有的桥梁建筑公司所采用。它的基本的计算原理就是较多的采用确定性的模型来预测在役公路桥梁工程的技术状况的各种参数[1]，这些基本的参数包括桥梁的各种基本反映数据，如应变、挠度和应力等；使用寿命，即桥路使用的时间长短；结构性能，也就是说桥梁的损坏程度，包括单项损坏程度和综合损坏程度两种，其中结构性能是我们比较关注的一点。虽然确定型模型预测方法计算简单、极易操作，但不可避免的就会具备一些缺点，比如从名称我们就可以判断出它在整体上都是一种确定性的，因此不能即时的反映出桥路的使用变化情况，得不出一个随时变化的模型，这就是确定型模型预测方法最大的一个缺陷，针对这一缺陷才有了后来概率型模型预测方法的出现和使用。例如，交通运输部公路科学研究院的王润建去年发表的《在役桥梁技术状况等级发展趋势预测方法研究》一文就是采用确定型模型预测方法针对某省的所有城市的在役公路桥梁的技术情况进行的统计分析，用用回归的方法得出了其基本的统计模型 [2] 。

和确定型模型预测方法相比，概率型模型预测方法是目前最为先进的一种计算方法，因为它考虑的较为全面，并且能够实时反映桥路的基本情况，但因为它的计算比较麻烦，且统计比较困难，所以它的应用面不算很广，只存在于一些大型并且比较重要的桥梁建筑中，此外，在一些学术研究中应用的也比较多。下面我们要介绍到的马尔可夫预测方法就是一种概率型模型预测方法，因此，在这里我们就不进行详细的介绍了。

2马尔可夫预测方法

我这里所要说的马尔可夫预测方法其实就是一种概率型模型预测方法，在使用不多的概率型模型预测方法中，马尔可夫预测方法是其中使用最多的一种预测方法，也是最为科学合理的，因此其代表性最强。马尔可夫预测方法所依据的就是马尔可夫原理，也就是说马尔可夫原理认为公路桥梁技术状况的未来发展状况只和最近的技术状况有关，而和建造时的技术状况无关，这也就是和确定型模型预测方法所根本不同之处。因此，我们就可以说马尔可夫预测方法就是一个动态变化的预测模型，事实也正是如此。

正如我们所知道的那样，公路桥梁的技术状况并不是一成不变的，它随着很多因素的影响而变化，比如所受到的不同荷载，所处的环境状况变化等都可能对公路桥梁的技术状况产生影响，因此，公路桥梁的技术状况具有很大的不确定性，在每个时期都是不同的，因此我们所需要的就是一个动态的变化模型，这一点也正是马尔可夫模型所提供给我们的，也就是说马尔可夫模型所提供的公路桥梁的技术状况是最为真实、最为科学可靠的一种技术状况。

马尔可夫模型的计算是比较麻烦的，它的中心是计算状态转移概率矩阵，其主要的步骤包括四步：第一步是先确定公路桥梁的技术状况的分布空间，第二步则是计算出现在的公路桥梁的技术状况的向量，第三步就是最关键的计算状态转移概率矩阵，这也是最困难的，最后一步则是根据第二部和第三部的计算结果推算公路桥梁的技术状况的发展状况，进而得出我们所需要的概率型模型【3】。可见，其计算过程的困难性，这也就是其应用范围不广的原因所在。

结语

综上所述，我们知道了确定型模型和概率型模型两种预测方法在在役公路桥梁的技术状况的预测中的应用，也充分了解了马尔可夫模型的巨大优势所在。但是具体到生产实践中，如何采用这些方法进行具体的统计分析还有待进一步的研究和实践。

参考文献

[1] 覃思恩 刘月莲在役公路桥梁技术状况的预测方法研究桥隧工程 2009 年10 期(总第58 期)

[2] 王润建在役桥梁技术状况等级发展趋势预测方法研究桥隧工程2011,07(2)

[3]肖萍桥梁技术状况评价与预测长安大学硕士学位论文2003.06.01

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。