基于网格的桥梁远程诊断与评估研究

摘要

社会进步以及交通建设事业的蓬勃发展，使越来越多的桥梁得到了修建，同时桥梁的安全性、耐久性与使用功能日渐受到人们关注，桥梁健康监测系统相继运用到上述桥梁中，并得到了迅速发展。建立完善的，性能稳定可靠的桥梁结构健康监测系统，最重要的是根据所提取的损伤特征来确定结构的损伤及其严重程度和危害，即进行桥梁健康评估，为桥梁结构的维修养护和管理提供科学依据。 随着网格标准的制定，网格从理论走向了应用，网格及其相关应用也将步入迅猛增长期。网格可以实现互联网上所有资源的全面联通，为用户提供一体化的智能信息平台，在这个平台上，信息的处理是分布式、协作和智能化的，用户可以通过任意入口共享所有资源。 本文在分析了国内外桥梁健康监测系统的基础上，针对目前存在的诊断评估方式相对封闭和效率低等问题，将网格技术引入到桥梁状态诊断与评估中，提出了构建基于网格的桥梁远程状态诊断与评估的新思想，并论证了该方式的可行性和优势。 详细论述了基于网格的桥梁远程状态诊断与评估的模型，按照功能不同将其分为桥梁用户网格、远程服务中心以及桥梁服务资源网格三个层次，分析了各层次的功能特点，同时介绍了诊断评估的工作流程以及支撑系统运行的主要机制。 对网格环境下的桥梁服务资源调度进行了深入研究，提出了多目标决策的资源选择算法，分析了其适用性、介绍了算法流程、并且给出了计算实例。 将基于网格的桥梁远程状态诊断与评估模式应用于湖南岳阳洞庭湖大桥上，应用结果表明，该方式能有效提高整个系统的能动性以及可靠性，对桥梁营运中出现的各种故障能够及时诊断并给出评估结论，为大桥的管理和维护提供了科学决策依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1引言

1.2桥梁结构健康监测系统概述

1.2.1桥梁结构健康监测系统的研究

1.2.2桥梁结构健康监测系统的发展历程

1.3远程诊断与评估概况

1.4网格技术概况

1.5本文研究背景及主要研究内容

第2章网格技术概述

2.1网格技术介绍

2.1.1网格特征

2.1.2可纳入网格共享的资源

2.1.3网格技术与其它分布式技术比较的优势

2.2网格的体系结构

2.2.1五层沙漏体系结构

2.2.2开放网格服务体系结构(Open Grid Services Architecture,OGSA)

2.2.3 Web服务资源框架(Web Service Resource Framework,WSRF)

2.3网格技术的应用

2.4小结

第3章基于网格的桥梁远程诊断与评估模式

3.1桥梁远程诊断与评估的总体描述

3.1.1桥梁远程诊断与评估功能结构

3.1.2桥梁远程诊断与评估需求分析

3.2桥梁远程诊断与评估应用模型

3.2.1网格技术应用于桥梁远程诊断与评估的优势分析

3.2.2基于网格的桥梁远程诊断与评估模型

3.3基于OGSA的桥梁远程诊断与评估体系结构

3.4桥梁远程诊断与评估运行流程

3.5基于网格的桥梁远程诊断与评估主要运行机制

3.5.1面向服务的资源建模

3.5.2基于GridFTP的远程数据传输机制

3.5.3服务调用机制

3.6小结

第4章服务资源调度技术研究

4.1桥梁远程诊断与服务资源调度

4.1.1用户任务分解

4.1.2资源匹配流程

4.2资源节点的优化选择方法

4.2.1资源选择算法介绍

4.2.2基于多目标决策的桥梁诊断评估资源选择算法

4.2.3资源选择算法实例计算

4.3小结

第5章基于网格的桥梁远程诊断与评估原型系统的实现与应用

5.1系统的实现模型

5.2系统的主要模块设计

5.2.1信息服务模块的设计

5.2.2数据传输模块的设计

5.2.3服务运行模块设计

5.3系统的应用

5.3.1洞庭湖大桥的远程诊断与评估

5.3.2应用实例

5.3.3应用效果分析

5.4优势与不足

5.5小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文目录)