钢管混凝土拱桥安全综合评价的属性识别模型
宋新力 ’
(河南省交通运输厅京珠高速公路新乡至郑州管理处，河南郑州450047)
摘要： 从影响钢管混凝土拱桥安全性的承载能力、承重构件损伤以及外观损伤等3个主要方面进行考虑，分别建立属性识别模型，采
用现场实测数据评价结果作为模型训练和检验样本，对其进行学习训练，获取专家的经验知识和直觉思维，建立输入与输出的映射关系。
通过识别得到桥梁承载能力、承重构件损伤、外观损伤以及成桥状态下最终的安全性信息。以一实际桥为例进行工程实例分析，分析结果
表明，该方法较好地反映了钢管混凝土拱桥结构的安全性状况。
关键词： 桥梁工程；钢管混凝土拱桥；安全性评价；属性识别模型
中图分类号： TU528．59 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2011)09—0040—04
Attribute recognition model for safety evaluation of concrete filled steel tube arch bridge
SONG 抽一J
(Beijing Zhuhai Expressway in Henan Province Department ofTransportation Management Ofice ofHenan Xinxiang to Zhengzhou
Zhengzhou 450047，China)
Abstract： In order tO gain the result of the safety assessment of CFST arch bridge，based on the traditional safety evaluation methods，a At—
tribute Recognition Model，a safety evaluation method was presented．With consideration of several key factors which afect the whole safety state
such as load bearing capability，damage of bearing component and dam aged state of appearance，Attribute Recogn ition Models were built and
trained by checking sam ples gained from the data measured on the spot．Then the experience and instinct thought of expels were gained and the
highly nonlinear mapping relationship between the input an d output factors was established．Finally，the whole safety evaluation ofload bearing
capability，damage ofbearing component，damaged state ofappearance and completed state ofarch briage were goaen by the method of simula—
tion．The result of safety evaluation one practical Bridge shows that the approach is highly potential and practical to evaluate the safety of
long—span concrete filled steel tube arch bridge．
Key words： bridge enginee g；CFsT arch bridge；safety assessment；attribute recognition model
0 引言
自20世纪80年代以来，国内外学者在桥梁的安全性评价
方面作了大量的研究，提出了众多安全陆评价方法。如外观调查
评定法、内力验算评定法、荷载试验法、专家系统评定方法、基
于可靠度理论评定法、承载力的计算机有限元模拟评定法、神经
网络法与模糊神经网络法等。然而，由于桥梁结构是一个复杂的
结构体系，存在着诸多不确定性因素，使得上述各评价方法也
相应地存在着许多不足之处【I_3]。而人工神经网络因其自身较强
的适应性、精确性、鲁棒性及高度的概括能力，能动态地、自适
应地从众多已完工程中提取有用信息，进行预测，辅助决策，有
效地改善了桥梁安全性评价过程和结果，在BP、SVM等职能算
法的基础上逐步发展起来的桥梁评价技术、桥梁评价计算模型，
为桥梁评价工作提供了较好的思路。近年来，在桥梁安全性评价
领域中应用较多的网络模型是BP神经网络。然而，BP神经网
络有其自身固有的缺陷，如学习速度慢，容易陷入局部最小点，
隐层节点数的选取无理想的规则可循，从而导致无法确定合适
的网络拓扑结构等。
实践中有大量的问题是综合评价问题，这些问题都可归结
收稿日期：2011_J03一O1
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为对定性描述的度量问题，模糊数学、可拓学等理论为解决这
类问题提供了方法和理论依据，但每一种理论都有其局限性，为
了更加客观、实用地解决现实社会中的诸多实际问题，程乾生
教授创立了属性数学理论 ，主要讨论定性描述的度量问题和
不同的定性描述之间的关系，该理论已在人工智能、质量评价
等方面具有重要的理论意义和实际应用价值。属性集和属性测
度是属性数学的理论基础，在属性集、属性测度空间和有序分
割类的基础上，提出了属性识别的准则、理论模型和应用。
钢管混凝土拱桥安全性评价为一个综合系统，该系统的输
入为钢管混凝土拱桥安全性评价状况的m个指标的测量值，系
统的输出为某一评价类别安全情况的判别或预测，该系统可分
为3个子系统：单指标属性测度分析、多指标综合属性测度分
析和属性识别分析等。
1 钢管混凝土拱桥安全性评价的属性识别模型
1．1 分类标准矩阵
待评价的n个钢管混凝土拱桥 ⋯ 构成的论域
协 ， ⋯ ， )称作评价对象空间；每个评价对象具有 种可以
测量的指标，】' ，⋯ ，，m，令，=={，ll，2，⋯ ，，m}，称，为评价指标空

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