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公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估仿真研究

文檔作者：王茺王傳琦郭慧珍文檔來源：四川大學(xué)錦城學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年06月04日
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第34卷第4期計(jì)算機(jī)仿真2017年04月
文章編號(hào)：1006—9348(2017)04一0419一05
公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估仿真研究
王茺，王傳琦，郭慧珍
(四川大學(xué)錦城學(xué)院，四川成都611731)
摘要：對(duì)路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期進(jìn)行評(píng)估，可提高路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁的使用壽命。進(jìn)行橋梁生命周期評(píng)估時(shí)，應(yīng)將公路
生命周期評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重和主客觀權(quán)重結(jié)合，結(jié)合狀態(tài)穩(wěn)定向量計(jì)算綜合評(píng)估值，但是傳統(tǒng)方法通過分析公路中鋼架
結(jié)構(gòu)橋梁施工過程中的能源消耗狀況完成評(píng)估，但是不能計(jì)算評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重和主客觀權(quán)重，無法準(zhǔn)確計(jì)算綜合評(píng)估
值，降低了評(píng)估的準(zhǔn)確性。提出一種基于模糊粗糙集理論的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估方法。上述方法先采集公路
中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用模糊粗糙集理論對(duì)原始的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算出評(píng)估指
標(biāo)的客觀權(quán)重，結(jié)合專家評(píng)分理論將某一評(píng)估模塊內(nèi)的全部屬性值稱為一個(gè)模糊集合，給出指標(biāo)相對(duì)于評(píng)估模塊的隸屬度，
獲得公路生命周期評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重，綜合主客觀權(quán)重，得到兩個(gè)模糊集合存在的模糊近似關(guān)系，結(jié)合馬爾科夫鏈理論組
建公路生命周期評(píng)估指標(biāo)概率狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，獲得狀態(tài)穩(wěn)定向量，結(jié)合權(quán)值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)以及綜合評(píng)估值。
仿真實(shí)驗(yàn)證明，所提方法能夠有效提高公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估精度，評(píng)估穩(wěn)定性較優(yōu)。
關(guān)鍵詞：公路；橋梁鋼架結(jié)構(gòu)；模糊粗糙集理論；生命周期
中圖分類號(hào)：U416．2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
Simulation of the Steel Structure
in the Life Cycle of Highway Bridge
WANG Peng，WANG Cuan—qi，GUO Hui—zhen
(Jincheng College，Sichuan University，Chengdu Sichuan 611731，China)
ABSTRACT：This paper pmposes a method for life—cycle evaluation of bridge with steel—frame stmcture in high—
way，based on fuzzy mugh set theory． Firstly，we collected index data of life—cycle evaluation and used the fuzzy
rough set theory to carTy out dimensionless process to initial evaluation index data，then worl(ed out objective weights
of evaluation index and named all attribute value in one evaluation module as a fuzzy set integrated with specialist
scoring theory． Moreover，the research provided the evaluation module with degree of membership relative and ob·
tained subjective weight of index． In addition，we acquired fhzzy approximation relation existing in two fhzzy sets in—
te鏟ated with comprehensive subjective and objective we唔ht，and built state—transition matrix of evaluation index
pmbability integrated with Markov chain theory to obtain vector of state stability． Finally，we obtained the develop—
ment trend of constmction of high—speed tunnel and value of comprehensive evaluation integrated with weights． Sim—
ulation results show that the method can impmve evaluation precision． The stability of evaluation is optimal．
KEYWoRDS：Highway；Bridge with steel—fhme stmcture；Fuzzy rough set theory；Life cycle
1 引言
近年來，隨著我國(guó)科技的不斷進(jìn)步，高速道路建設(shè)的飛
速發(fā)展，許多偏遠(yuǎn)地區(qū)也逐步開通了高速公路¨2I。高速公
路建設(shè)在促進(jìn)城鄉(xiāng)地區(qū)發(fā)展的同時(shí)也帶來了一些日益嚴(yán)峻
的環(huán)境問題一o。而現(xiàn)階段的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期
收稿日期：2016—09—24修回日期：2叭6—10一09
評(píng)估方法大多利用“以點(diǎn)為主，點(diǎn)段結(jié)合”的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)和單因
子評(píng)估原則，難以從中看出高速隧道建設(shè)對(duì)公路生命周期的
總體影響程度。4 J。而基于模糊粗糙集理論的公路中鋼架結(jié)
構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估方法可以獲取公路生命周期評(píng)估指標(biāo)
的主觀權(quán)重，得到兩個(gè)模糊集合存在的模糊近似關(guān)系，在此
基礎(chǔ)上引入馬爾科夫鏈理論組建概率狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)合權(quán)
值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)以及綜合評(píng)估值，是解決上述
問題的有效手段，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛的關(guān)注，同時(shí)也取
一419一
萬方數(shù)據(jù)
得了一定的成果忙J。
以往公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估方法有：文獻(xiàn)
[6]提出一種基于LcA理論的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周
期評(píng)估方法。該方法先結(jié)合LcA評(píng)估原理以高速隧道建設(shè)
項(xiàng)目的研究范圍拓展為主線，組建公路生命周期評(píng)級(jí)指標(biāo)模
型，評(píng)估了高速隧道路面在建設(shè)施工過程中的能源消耗狀
況，由此完成對(duì)公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期的評(píng)估。該方
法評(píng)估精度較高，但存在計(jì)算過程較為繁瑣，耗時(shí)長(zhǎng)的問題。
文獻(xiàn)[7]提出一種基于多級(jí)模糊綜合評(píng)估的公路中鋼架結(jié)構(gòu)
橋梁生命周期評(píng)估方法。該方法在分析高速隧道公路建設(shè)
項(xiàng)目的勘察設(shè)計(jì)、原材料生產(chǎn)加工、公路施工、公路運(yùn)營(yíng)及養(yǎng)
護(hù)等環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，組建公路生命周期評(píng)估指標(biāo)體系，
將公路建設(shè)項(xiàng)目整個(gè)周期影響分劃為不同等級(jí)，結(jié)合層次分
析法確定權(quán)重，由此進(jìn)行公路生命周期綜合評(píng)估。該方法評(píng)
估準(zhǔn)確度較高，但存在可擴(kuò)展性較差的問題。文獻(xiàn)[8]提出
一種基于灰色系統(tǒng)理論的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)
估方法。該方法先將灰色系統(tǒng)理論應(yīng)用到高速隧道建設(shè)項(xiàng)
目的公路生命周期評(píng)估過程中，組建高速隧道建設(shè)項(xiàng)目的公
路生命周期評(píng)估指標(biāo)體系，將定性分析和定量分析計(jì)算相結(jié)
合，構(gòu)建公路生命周期多層次灰色綜合評(píng)估模型，該方法評(píng)
估容易受到人為因素的影響，存在公路生命周期評(píng)估準(zhǔn)確性
較低的問題‘9“?。
針對(duì)上述問題，提出一種基于馬爾科夫鏈的公路中鋼架
結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估方法。實(shí)驗(yàn)仿真證明，所提方法能夠
有效提高公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估準(zhǔn)確性。
2公路中鋼架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系統(tǒng)原理
在建立公路中鋼架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的系統(tǒng)的原理模型的過程
中，先采集公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期內(nèi)的影響樣本數(shù)
據(jù)，結(jié)合專家評(píng)判理論獲取公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期待
評(píng)估樣本定性或是定量的表示值，給出高速隧道建設(shè)項(xiàng)目屬
性測(cè)度函數(shù)，組建公路生命周期評(píng)估指標(biāo)的分類標(biāo)準(zhǔn)矩陣，
得到單指標(biāo)屬性測(cè)度分布矩陣，實(shí)現(xiàn)公路生命周期多指標(biāo)綜
合性能函數(shù)分析，依據(jù)分析結(jié)果建立公路中鋼架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的
系統(tǒng)的原理模型，具體過程如下所述。
假設(shè)，x=(石。，石：，?，石。)代表公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命
周期相關(guān)影響樣本數(shù)據(jù)空間，，=(，。，，2，?，，m)代表評(píng)估指
標(biāo)集，公路生命周期評(píng)估樣本戈。的特性依據(jù)m個(gè)指標(biāo)的測(cè)
量值反映，將公路生命周期評(píng)估樣本石。表示為m維向量，
則有
菇i=(戈i1，戈濕，?，石擁) (1)
對(duì)x中的元素有K個(gè)評(píng)估類c．，c：，?，c。，這些評(píng)估類
組成了x上的屬性空間F的有序分劃類，假設(shè)各個(gè)公路生命
周期評(píng)估指標(biāo)的分類標(biāo)準(zhǔn)為已知，利用式(2)組建公路生命
周期評(píng)估指標(biāo)的分類標(biāo)準(zhǔn)矩陣：
一420一
，4=(od)。。K= (2)
其中：％滿足％<％<?<％或是％>唧>?>％。
假設(shè)，公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估樣本zi的第√
個(gè)指標(biāo)的測(cè)量值為zi，戈i屬于第^類c。的屬性測(cè)度為肛蚋，則
有
Σ肛葉=1；1≤?！躃，1≤i≤n，1≤J≤m (3)
假設(shè)，％滿足qt<％<?<啄，公路生命周期評(píng)估樣本>Z+1
依據(jù)某一公路生命周期評(píng)估指標(biāo)i屬性測(cè)度函數(shù)和分
類標(biāo)準(zhǔn)矩陣獲得公路生命周期評(píng)估樣本戈j的屬性測(cè)度分布
矩陣Js。
卜一盹控?M¨]
s。=(肛毋)洲=l i (7)
lp。p膩?肛；礎(chǔ)J
在式(7)計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上，已知第i個(gè)公路生命周期
評(píng)估樣本的單個(gè)指標(biāo)的屬性測(cè)度p“后，多個(gè)評(píng)估指標(biāo)綜合
屬性測(cè)度肛。可通過加權(quán)求和進(jìn)行計(jì)算，代表笫；屬于第＆個(gè)
評(píng)估類c。的程度。假設(shè)峨為第J個(gè)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重，滿足
q≥o且Σq=1，則有
弘。^=Σ哆一毋；1≤i≤n，1≤^≤K (8)
假設(shè)，x中元素屬于C，而被判定為c；的影響代價(jià)為
鞏，則公路生命周期評(píng)估樣本石。判定為c；的全部影響代價(jià)
鳳，然后利用式(9)建立公路中鋼架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的系統(tǒng)的原理
模型：
慨2善d眥；‰2。必* (9)
如果式(9)成立，則認(rèn)定戈。屬于ch類。
3基于模糊粗糙集的公路生命周期評(píng)估方法
3．1公路生命周期評(píng)估指標(biāo)綜合權(quán)重
在對(duì)公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估過程中，先采集
公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)，利用模糊粗
糙集理論對(duì)原始的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，計(jì)算出
吣
蟛
㈨
萬方數(shù)據(jù)
評(píng)估指標(biāo)的客觀權(quán)重，結(jié)合專家評(píng)分理論獲取公路生命周期
評(píng)估的各個(gè)模塊內(nèi)的全部屬性值，給出該指標(biāo)相對(duì)于此評(píng)估
模塊的隸屬度，獲得評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重，在此基礎(chǔ)上綜合
主客觀權(quán)重，得到兩個(gè)模糊集合存在的模糊近似關(guān)系，具體
過程如下所述：
假設(shè)，在公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估信息系統(tǒng)
(u，C，y∽中，u代表非空有限集，表示公路生命周期的評(píng)估
指標(biāo)數(shù)據(jù)集合u={菇。，并：，?，％)，定義公路生命周期評(píng)估指
標(biāo)模糊關(guān)系R，表示為公路生命周期的集合，c代表非空有限
的屬性集，表示公路生命周期評(píng)估的各個(gè)模塊的集合，y代
表屬性值，K，代表第i個(gè)對(duì)象在第J個(gè)條件屬性下的屬性值，
^u×汕y代表信息函數(shù)，代表對(duì)各個(gè)石∈u，c∈c均有八石，
c)∈y，則利用式(10)定義R模糊關(guān)系
氣眠2沁，¨∈u×卟品Σ羔．1 y’。叫。1≤d)
(10)
定義對(duì)象‰與對(duì)象z。的近似度定義為(1一d)，∥i代表
轉(zhuǎn)換后的公路生命周期評(píng)估模糊信息系統(tǒng)的屬性值。
假設(shè)，將全部的與省，模糊近似的對(duì)象集稱作氣的模糊
近似類，用FR(并。)表示，則有
職(戈r)=沁)∈u吉Σ三，1 y7“叫。l≤d)(11) L m—J=I ■ o J
對(duì)任意算∈￡，，和u上的一個(gè)模糊關(guān)系R∈C來說，給定
閾值盧∈(0．5，1]，則利用式(12)定義x的變精度粗糙集盧
的上下相似集J．雄cx，=u{z∈ul幫>1一盧1)。。2，
【毛(x)=u{菇∈u I墨群≥盧I)
設(shè)月∈C，x代表公路生命周期評(píng)估的各個(gè)模塊內(nèi)全部
屬性c產(chǎn)生的劃分，則利用式(13)表示近似分類質(zhì)量
y月(X)= Σ：：。糌(13)
其中，x={x．，五，?，x。)，u代表上級(jí)評(píng)估指標(biāo)的權(quán)重構(gòu)成
的矩陣，以式(13)計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，利用式(14)定義該指標(biāo)
相對(duì)于此評(píng)估模塊的隸屬度函數(shù)：
嘞?(c。)=l一7c一地)(x) (14)
式中，C={C。，C2，?，C。)，則C。在c中的權(quán)重利用式(15)
進(jìn)行計(jì)算
則小煮燾㈣，
結(jié)合層次分析理論將獲取評(píng)估指標(biāo)的主觀權(quán)重和客觀
權(quán)重求均值獲得綜合權(quán)重，得到兩個(gè)模糊集合存在的模糊近
似關(guān)系，利用式(16)進(jìn)行表示
∞=脅l+(1一盧)∞2 (16)
其中，∞，代表公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估指標(biāo)的主
觀權(quán)重，cc，：代表客觀權(quán)重。盧代表依據(jù)實(shí)際需要取值。
3．2基于馬爾可夫鏈的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估
在對(duì)公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估過程中，以3．1
節(jié)獲得的公路生命周期綜合權(quán)重為依據(jù)，結(jié)合馬爾科夫鏈理
論組建公路生命周期狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，獲得狀態(tài)穩(wěn)定向
量，結(jié)合權(quán)值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)以及綜合評(píng)估值，
由此完成對(duì)公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期的評(píng)估，具體過程
如下所述：
假設(shè)，{x。，m≥0玳表一個(gè)不同歷史時(shí)期的公路中鋼架
結(jié)構(gòu)橋梁生命周期隨機(jī)變量序列，它僅在有限正整數(shù)構(gòu)成的
集合．s={1，2，?，n)中取值，假設(shè)對(duì)于任意正整數(shù)m和任意
i，il'．．．，i。一1∈5，在滿足％=芘，xl=i1'．一，x。=i。的條件
下，x。+。=J的概率與條件蜀=i。，墨=il'．一，以=i。不相
關(guān)，則稱{x。，m≥0)為公路生命周期評(píng)估馬爾科夫鏈，利用
式(17)進(jìn)行表示
P=(x。+l=J l凰=io，x1=；l，?．x。一l=im一1，x。=i)
=尸(x。+。=Jlx。=i) (17)
假設(shè)公路生命周期評(píng)估指標(biāo)狀態(tài)集合為S=
{s。，s∥一，s。)，將從公路生命周期評(píng)估指標(biāo)狀態(tài)i轉(zhuǎn)換至J
的概率標(biāo)記為P。，(n)，即
■={5。=J，s。=i) (18)
則有
ΣpF=l(江1，2，?，n) (19)
』=l
將巳(n)按行構(gòu)成一個(gè)矩陣，使其成為一步轉(zhuǎn)移概率矩陣P，
對(duì)于有n種可能狀態(tài)的評(píng)估對(duì)象，則利用式(20)組建公路生
命周期評(píng)估指標(biāo)的一步的轉(zhuǎn)移概率矩陣
P=
Jp】l Jp】2
p2l p22
p。l p以
?pIn
?p2。
：
●
?p。
(20)
P A2?n“1
P¨)=P竹_1)·尸=?=P‘2 l：2I ：二：；：：二J
[z。，戈：，?，算?！浚罁?jù)式(21)求解獲得
{x=即，Σ戈i=1 (22)
F=[Xl，恐，?，x?！? (23)
萬方數(shù)據(jù)
在式(23)和式(16)已確定的基礎(chǔ)上，利用式(24)獲取
公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期模糊綜合評(píng)估結(jié)果向量
G=形×F=(叫1，塒2，?，叫。)×[Xl，墨，?，x?！慷　?
(aI，a2，?，a。) (24)
依據(jù)最大隸屬度原則，利用式(25)計(jì)算待評(píng)估公路中鋼
架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估值
，v=G×[0．90．70．50．30．1】7 (25)
4實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
為了證明本文提出的基于模糊粗糙集理論的公路中鋼
架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估方法的綜合有效性，需要進(jìn)行一次
仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取自于上海至嘉定的25公里的高速隧
道，路線總體走上東北偏東南，建設(shè)周期為25周，通過MAT．
LAB數(shù)學(xué)軟件對(duì)本文方法以及文獻(xiàn)[7]方法、文獻(xiàn)[9]方法
的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行描述。
分別利用本文方法和文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法進(jìn)行公路
中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估實(shí)驗(yàn)。對(duì)比3種不同方法進(jìn)
行公路生命周期評(píng)估的可靠度(％)，對(duì)比結(jié)果用圖1描述。
圖1不同方法評(píng)估可靠度對(duì)比圖
如圖1所示，利用本文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生
命周期評(píng)估的可靠度高于文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法的評(píng)估可
靠度，這主要是因?yàn)楸疚姆椒ㄔ谶M(jìn)行公路生命周期評(píng)估時(shí)，
先計(jì)算出公路生命周期評(píng)估指標(biāo)的客觀權(quán)重，結(jié)合專家評(píng)分
理論給出某一評(píng)估模塊內(nèi)的指標(biāo)相對(duì)于此評(píng)估模塊的隸屬
度，在此基礎(chǔ)上引入馬爾科夫鏈理論組建概率狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩
陣，獲得狀態(tài)穩(wěn)定向量，結(jié)合權(quán)值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨
勢(shì)以及綜合評(píng)估值，使得本文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁
生命周期評(píng)估的可靠度較優(yōu)。
分別利用本文方法和文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法進(jìn)行公路
中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估實(shí)驗(yàn)。對(duì)比3種不同方法進(jìn)
行公路生命周期評(píng)估的穩(wěn)定性(％)，對(duì)比結(jié)果用圖2描述。
分析圖2可知，利用本文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁
生命周期評(píng)估的穩(wěn)定性優(yōu)于文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法的評(píng)估
穩(wěn)定性，這主要是因?yàn)楸疚姆椒ㄏ冉Y(jié)合專家評(píng)分理論將某一
評(píng)估模塊內(nèi)的全部屬性值稱為一個(gè)模糊集合，給出該指標(biāo)相
一422—
5 10 15 20 25
時(shí)間，周
圖2不同方法評(píng)估穩(wěn)定性對(duì)比圖
對(duì)于此評(píng)估模塊的隸屬度，獲得得到兩個(gè)模糊集合存在的模
糊近似關(guān)系，獲得公路生命周期評(píng)估指標(biāo)狀態(tài)穩(wěn)定向量，結(jié)
合權(quán)值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)以及綜合評(píng)估值，使得本
文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估穩(wěn)定性較優(yōu)。
分別利用本文方法和文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法進(jìn)行公路
中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估實(shí)驗(yàn)。對(duì)比3種不同方法進(jìn)
行公路生命周期評(píng)估的時(shí)間復(fù)雜度(％)，對(duì)比結(jié)果用圖3
描述。
0 5 10 15 20 25
時(shí)間倜
圖3 不同方法評(píng)估時(shí)間復(fù)雜度對(duì)比圖
分析圖3可知，利用本文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁
生命周期評(píng)估的時(shí)間復(fù)雜度低于文獻(xiàn)[7]、文獻(xiàn)[9]方法的
評(píng)估時(shí)間復(fù)雜度，這主要是因?yàn)楸疚姆椒ㄏ壤媚：植诩?
理論對(duì)原始的評(píng)估指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，將某一評(píng)估
模塊內(nèi)的全部屬性值稱為一個(gè)模糊集合，綜合主客觀權(quán)重得
到兩個(gè)模糊集合存在的模糊近似關(guān)系，引人馬爾科夫鏈理論
組建概率狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)合權(quán)值獲得高速隧道建設(shè)發(fā)展趨
勢(shì)以及綜合評(píng)估值，使得本文方法進(jìn)行公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁
生命周期評(píng)估的時(shí)間復(fù)雜度較低。
5結(jié)論
提出一種基于模糊粗糙集理論的公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁
生命周期評(píng)估方法。仿真實(shí)驗(yàn)證明，所提方法能夠有效提高
公路中鋼架結(jié)構(gòu)橋梁生命周期評(píng)估精度，評(píng)估穩(wěn)定性較優(yōu)。
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坫加
萬方數(shù)據(jù)
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[作者簡(jiǎn)介]
王艽(1982一)，女(漢族)，陜西寶雞人，碩士，講
師，主要研究領(lǐng)域?yàn)榈缆贰⑺淼拦こ谭罏?zāi)減災(zāi)及土
木工程教學(xué)。
王傳琦(1979一)，男(漢族)，河南南陽人，碩士，講
師，主要研究領(lǐng)域?yàn)樗淼?、道路工程設(shè)計(jì)。
郭慧珍(1977一)，女(漢族)，山西五臺(tái)人，碩士，講師，主要研究領(lǐng)
域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)方向。
(上接第85頁)
對(duì)精對(duì)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，采用多位置對(duì)準(zhǔn)的方
法，姿態(tài)角估計(jì)可以達(dá)到較高的精度，陀螺和加速度計(jì)誤差
也有較好的估計(jì)效果。
5)基于慣性器件誤差迭代修正的導(dǎo)航系統(tǒng)初始化仿真
將得到的慣性器件誤差估計(jì)值對(duì)IMU輸出進(jìn)行修正，利
用修正后的慣性器件輸出再次尋找水平，進(jìn)行天文定位及姿
態(tài)對(duì)準(zhǔn)，得到一次迭代后的結(jié)果：橫滾、俯仰、航向角誤差分
別為一0．1366”、0．2097”和一2．4126”；天文定位的經(jīng)緯度誤差
分別為0．2523”和0．1449”，對(duì)應(yīng)的位置誤差為8．5910m。
將一次迭代后的結(jié)果與初次初始化時(shí)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，
可以發(fā)現(xiàn)對(duì)慣性器件輸出進(jìn)行修正后，天文定位誤差明顯減
小，姿態(tài)對(duì)準(zhǔn)精度也大幅提高，經(jīng)過一次迭代即可達(dá)到較高
的初始化精度。
5結(jié)論
通過以上仿真分析可以發(fā)現(xiàn)，本文提出的基于慣性／天
文互助的導(dǎo)航系統(tǒng)初始化方法可以實(shí)現(xiàn)慣性／天文組合導(dǎo)航
系統(tǒng)的完全自主初始化，并且這種利用慣性器件誤差修正，
進(jìn)行初始化迭代的方法可以明顯提高慣導(dǎo)系統(tǒng)初始化精度，
初始定位誤差優(yōu)于10m，水平姿態(tài)角精度可以達(dá)到0．2”，航
向角誤差在3”以內(nèi)，位置及姿態(tài)初始化在一次迭代后都可以
達(dá)到較高的精度。
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漢族)，四川省遂寧市人，副教授，碩士研究生
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漢族)，湖南省岳陽市人，碩士研究生，主要研
文導(dǎo)航及慣性組合導(dǎo)航。
一423—
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