1.本技术涉及桥梁集群荷载效应评价技术领域，特别涉及一种桥梁集群状态评价方法及系统。
背景技术：2.汽车作用作为桥梁主要外部作用之一，其长期作用下会影响桥梁的使用性、耐久性并威胁桥梁安全性。
3.目前有关汽车作用下桥梁状态评价方法，多是通过桥梁上布置的动态称重传感器获取通行车辆，并加载至桥梁上，实现桥梁结构承载力和疲劳可靠度评估。
4.随着交通行业的发展，桥梁已由散布于主要交通要点的单体结构，渐渐形成了沿路网、水系或高架密集分布的主干道路桥梁集群，这些桥梁通过道路中关键节点桥梁或立交连接成整体。
5.由于监测资源有限，仅能对主干道路上典型重点立交桥安装动态称重系统，因此利用有限的交通监测点对主干道路上非监测路段(即未安装动态称重系统的路段)上的桥梁状态评价是目前所面临的工程实际难题。
技术实现要素：6.本技术实施例提供一种主干道路宏观车流量估算下的桥梁集群状态评价方法及系统，利用主干道路上有限的已知节点桥梁上桥车流量对其它未知路段车流量、货车混入率进行估算，实现主干道路交通荷载水平评价和桥梁集群超载风险评价。
7.一种桥梁集群状态评价方法，包括：
8.根据节点桥梁在主干道路中所处位置和主干道路走向建立主干道路交通配流网络，所述主干道路上的车辆在节点桥梁处驶入和驶离；
9.观测所有节点桥梁匝道驶入车流量；
10.统计所有节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例；
11.由节点桥梁车流量守恒建立主干道路交通配流数学模型，并求解节点桥梁匝道驶离车流量和主线驶离车流量；
12.获取第一时间段内观测到的车辆载荷信息；
13.根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比，并获得各路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比和货车混入比；
14.构建各路段拥堵状态随机车流，并对主干道路的桥梁集群交通荷载水平进行评价。
15.一些实施例中，所述节点桥梁为互通立交或具有上下匝道的直线桥；
16.所述交通配流网络由多个节点和多个路段组成，每个节点均对应一节点桥梁，相邻两个节点之间的主干道路为路段。
17.一些实施例中，所述观测所有节点桥梁匝道驶入车流量，具体步骤如下：
18.利用预先设置在所有节点桥梁的上桥匝道处的车辆观测站，观测所有节点桥梁匝道驶入车流量；
19.所述车辆观测站为车辆动态称重系统或桥梁动态称重系统。
20.一些实施例中，所述统计所有节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例，具体步骤如下：
21.利用无人机对节点桥梁进行连续拍摄，以获得车流视频；
22.利用图像处理方法对车流视频进行处理，得到节点桥梁匝道驶离车流量和主干道路主线驶入车流量的上述比例。
23.一些实施例中，所述交通配流数学模型采用下述公式表示：
[0024][0025]
其中，
[0026]yi+1
用于表示第i+1节点桥梁主线驶离车流量；
[0027]
yi用于表示第i+1节点桥梁主线驶入车流量；
[0028]
x
i+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶离车流量；
[0029]ei+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶入车流量；
[0030]ri+1
用于第i+1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例；
[0031]
m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。
[0032]
一些实施例中，对于闭环的主干道路中的首尾交接节点，所述交通配流数学模型采用下述公式表示：
[0033][0034]
其中，
[0035]
y1用于表示第1节点桥梁主线驶离车流量；
[0036]
ym用于表示第1节点桥梁主线驶入车流量；
[0037]
x1用于表示第1节点桥梁匝道驶离车流量；
[0038]
e1用于表示第1节点桥梁匝道驶入车流量；
[0039]
r1用于第1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量比例；
[0040]
m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。
[0041]
一些实施例中，所述第一时间段内为近三个月内；
[0042]
所述车辆载荷信息包括不同车型的车重分布、车长分布和轴重占比。
[0043]
一些实施例中，所述根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比，并获得各路段第二时间段内驶入的车辆车型占比和货车混入比，具体步骤如下：
[0044]
根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比；
[0045]
对于闭环的主干道路，前三个路段中的每个路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均由该路段前的三个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，除前三个路段外的其他所有路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均与该路段前的一个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比相等；
[0046]
对于开环的主干道路，第二路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，由该路段前的两个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，第三路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，由该路段前的三个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，除第二路段和第三路段外的其他所有路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均与该路段前的一个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比相等；
[0047]
定义三轴及以上轴数的车辆为货车，根据各路段第二时间段内驶入的车辆车型占比，得到各路段第二时间段内驶入的货车混入比。
[0048]
一些实施例中，所述构建各路段拥堵状态随机车流，并对主干道路的桥梁集群交通荷载水平进行评价，具体步骤如下：
[0049]
根据各节点桥梁主线驶离车流量、第一时间段内观测到的主干道路上的车辆载荷信息、以及各路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，利用蒙特卡罗法随机抽取生成主干道路的拥堵随机车流，在拥堵随机车流中车辆间距均按照1m考虑拥堵情况；
[0050]
将拥堵随机车流加载至主干道路所有桥梁的有限元模型上得到加载效应，统计超过规范计算阈值的超阈值次数；
[0051]
利用超阈值次数和各路段在第二时间段内驶入的货车混入比，判断桥梁集群交通荷载水平：
[0052]
当超阈值次数＜p且货车混入比＜q，则判断该时刻路段内交通载荷水平低，路段内桥梁集群超载水平低；
[0053]
当超阈值次数＞p且货车混入比＜q，则判断该时刻路段内交通载荷水平中等，路段内桥梁集群有超载风险；
[0054]
当超阈值次数＞p且货车混入比＞q，则判断该时刻路段内交通载荷水平较高，路段内桥梁集群超载风险较大。
[0055]
一种桥梁集群状态评价系统，其特征在于，采用所述的桥梁集群状态评价方法。
[0056]
本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：
[0057]
根据节点桥梁车流量守恒，利用已知节点桥梁上桥车流量对其他未知路段车流量进行估算，并用于评价路段内的所有桥梁集群交通荷载水平，进一步实现主干道路上桥梁集群状态评价的目的。
附图说明
[0058]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0059]
图1是本发明实施例中，桥梁集群状态评价方法的流程图。
[0060]
图2是本发明实施例中，主干道路交通配流网络模型示意图。
[0061]
图3是本发明实施例中，节点桥梁车辆观测站布置示意图。
[0062]
图4是本发明实施例中，基于图像识别的节点桥梁车流量统计示意图。
[0063]
图5是本发明实施例中，主干道路节点桥梁驶离车流量和路段车流量估算示意图。
[0064]
图6是本发明实施例中，路段桥梁集群状态评价的流程示意图。
具体实施方式
[0065]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0066]
基于现有技术中存在的问题，本发明提出一种主干道路宏观车流量估算下的桥梁集群状态评价方法，包括根据节点桥梁所处位置和道路走向建立主干道路交通配流网络，由节点桥梁车流量守恒建立主干道路交通配流数学模型，将观测的节点桥梁匝道驶入车流量和匝道驶出车流量比例带入数学模型，求解匝道驶离车流量和主线驶出车流量，构建各路段动态随机车流和货车混入率，将随机车流加载至路段内桥梁集群有限元模型计算加载效应，根据加载效应超规范阈值次数和货车混入比，对路段内交通荷载水平和桥梁集群超载风险评价。
[0067]
在本实施例中，根据节点桥梁车流量守恒，利用已知节点桥梁上桥车流量对其他未知路段车流量进行估算，并用于评价路段内的所有桥梁集群交通荷载水平，进一步实现主干道路上桥梁集群状态评价的目的。
[0068]
具体的，如图1所示，主干道路宏观车流量估算下的桥梁集群状态评价方法，包括：
[0069]
步骤s1、根据节点桥梁在主干道路中所处位置和主干道路走向建立主干道路交通配流网络，所述主干道路上的车辆在节点桥梁处驶入和驶离。
[0070]
步骤s2、观测所有节点桥梁匝道驶入车流量。
[0071]
步骤s3、统计所有节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例。
[0072]
步骤s4、由节点桥梁车流量守恒建立主干道路交通配流数学模型，并求解节点桥梁匝道驶离车流量和主线驶离车流量。
[0073]
步骤s5、获取第一时间段内观测到的车辆载荷信息。
[0074]
步骤s6、根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比，并获得各路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比和货车混入比。
[0075]
步骤s7、构建各路段拥堵状态随机车流，并对主干道路的桥梁集群交通荷载水平进行评价。
[0076]
在较佳的实施例中，所述步骤s1中，所述交通配流网络由节点和路段组成，如图2所示，节点桥梁按照顺序依次编号为i∈1,2,3
…
m，其中m为所述节点桥梁数量，路段由两个节点表示，如(i-i+1)路段指的是第i节点桥梁和第i+1节点桥梁之间的主干道路。每个节点桥梁车流量由匝道驶入车流量ei、匝道驶离车流量xi、主线驶入车流量y
i-1
和主线驶离车流量yi组成。
[0077]
主干道路为只能在关键节点桥梁驶入和驶离的高速公路或城市环线。关键节点桥梁可为互通立交或具有上下匝道的直线桥。车流量采样时间为每小时。
[0078]
在较佳的实施例中，所述步骤s2中，由于车辆监测资源有限，仅对主干道路网络中所有节点桥梁的上桥匝道布设车辆观测站，并建立车辆监测系统(简称系统)，如图3所示，为典型互通立交上车辆监测站布置图，通过该节点桥梁匝道驶入(17-01)路段的车流量等
于wim-01和wim-03车辆观测站的车流量总和。所述车辆观测站不局限于车辆动态称重系统(weigh-in-motion，wim)和桥梁动态称重系统(bridge weigh-in-motion，bwim)以外的其他车辆监测手段。
[0079]
在较佳的实施例中，所述步骤s3中，利用无人机对节点桥梁连续拍摄车流视频，并用图像处理方法，对视频图像进行灰度变换、高斯滤波、车辆边缘检测等对车辆检测并计数，如图4所示，统计得到主线驶入节点桥梁车流量y
i-1
和匝道驶离车流量xi，并计算驶离比例ri＝xi/y
i-1
。需要特别指出的是，若有多条匝道可驶离主干道路，所述匝道驶离车流量xi为所有驶离车辆总和。此外，个体车辆驶离节点桥梁虽具有一定的随机性，但对于车辆群体驶离节点桥梁的比例ri又具有统计稳定性。
[0080]
在较佳的实施例中，所述步骤s4中，主干道路为开环时，所述交通配流数学模型采用下述公式1表示：
[0081][0082]
其中，y
i+1
用于表示第i+1节点桥梁主线驶离车流量。yi用于表示第i+1节点桥梁主线驶入车流量。x
i+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶离车流量。e
i+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶入车流量，可由步骤s2中固定的车辆监测系统实时统计得到，采样时间为每小时。r
i+1
用于第i+1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例，由步骤s3中大数据统计得到。m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。
[0083]
所述步骤s4中，主干道路为闭环时，除首尾交接节点外，其他所有节点的所述交通配流数学模型采用上述公式1表示。
[0084]
对于闭环的主干道路中的首尾交接节点即第1节点桥梁，所述交通配流数学模型采用下述公式2表示：
[0085][0086]
其中，y1用于表示第1节点桥梁主线驶离车流量。ym用于表示第1节点桥梁主线驶入车流量。x1用于表示第1节点桥梁匝道驶离车流量。e1用于表示第1节点桥梁匝道驶入车流量。r1用于第1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量比例。m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。
[0087]
由式公式1和公式2所述建立的线性方程组，其方程的个数等于未知量xi和yi的个数，该数学模型具有唯一解，因此可通过求解线性方程组得到主干道路上所有路段车流量和节点驶离车流量。如图5所示，为环线主干道路各位置处的车流量估算结果。
[0088]
上述建立的是主干道路单向交通模型，双向模型可由两个独立的单向模型构成。
[0089]
在较佳的实施例中，所述步骤s5中，定期对系统近三个月监测到的车辆荷载信息，按照车型分类统计不同车型车重分布、车长分布和轴重占比等主干道路全局特性参数。
[0090]
其中，不同车型的车重和车长分布函数均用对数正态分布和混合高斯分布拟合，拟合公式3如下：
[0091][0092]
其中，n为车型标识符，n＝2,3,4,5,6分别对应两轴、三轴、四轴、五轴和六轴车。x
为不同车型的车重或车长。fj(x)为对数正态分布，其中s为分布个数，j为第j个分布。gk(x)为高斯分布，其中t为分布个数，k为第k个分布。
[0093]
不同车型轴重占比记为其中n为车型标识符，为n型车第一轴轴重占比，为n型车第六轴轴重占比。
[0094]
在较佳的实施例中，所述步骤s6中，按照每小时的采样时间，统计各节点桥梁驶入车辆的车型占比ri＝[r
2i
,r
3i
,r
4i
,r
5i
,r
6i
]，其中i为节点桥梁编号，r
2i
为i节点桥梁上两轴车车型占比，其他依次类推。
[0095]
为使得主干道路各路段上通行的车辆车型占比更加合理，取该路段前三个桥梁节点的车型占比按照比重加权获得，那么该路段车型占比ra
(i-i+1)
＝r
×ri
＝r[r
2i
,r
3i
,r
4i
,r
5i
,r
6i
]，其中r为权重系数。
[0096]
对于闭环的主干道路，第一个路段ra
(1-2)
即第1节点桥梁和第2节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为k1*r1+k2*rm+k3*r
m-1
，其中k1、k2和k3分别为r1，rm，r
m-1
的权重，通常取值为：[k
1 k
2 k3]＝[0.5 0.3 0.2]。第二个路段ra
(2-3)
即第2节点桥梁和第3节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为k1*r2+k2*r1+k3*rm，其中k1、k2和k3分别为r2，r1，rm的权重，通常取值为：[k
1 k
2 k3]＝[0.5 0.3 0.2]。第三个路段ra
(3-4)
即第3节点桥梁和第4节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为k1*r3+k2*r2+k3*r1，其中k1、k2和k3分别为r3、r2，r1的权重，通常取值为：[k
1 k
2 k3]＝[0.5 0.3 0.2]。除前三个路段外，主干道路上其他路段在1小时内驶入的车辆车型占比为ra
(i-i+1)
＝k1*ri+k2*r
i-1
+k3*r
i-2
，其中k1、k2和k3分别为ri、r
i-1
，r
i-2
的权重，i≥3，通常取值为：[k
1 k
2 k3]＝[0.5 0.3 0.2]。对于开环的主干道路，第一个路段ra
(1-2)
即第1节点桥梁和第2节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为ri。第二个路段ra
(2-3)
即第2节点桥梁和第3节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为k1*r2+k2*r1，其中k1、k2分别为r2，r1的权重。第三个路段ra
(3-4)
即第3节点桥梁和第4节点桥梁之间的主干道路在1小时内驶入的车辆车型占比为k1*r3+k2*r2+k3*r1，其中k1、k2和k3分别为r3、r2，r1的权重。除前三个路段外，主干道路上其他路段在1小时内驶入的车辆车型占比为ra
(i-i+1)
＝k1*ri+k2*r
i-1
+k3*r
i-2
，其中k1、k2和k3分别为ri、r
i-1
，r
i-2
的权重，i≥3，通常取值为：[k
1 k
2 k3]＝[0.5 0.3 0.2]。
[0097]
k1、k2和k3的取值可根据需要进行调整。
[0098]
定义三轴及以上车辆为货车，那么路段货车混入率v
(i,i+1)
＝r3+r4+r5+r6，其中ri为第i节点桥梁至第i+1路段内车型占比ra
(i-i+1)
中的第i种车型占比。
[0099]
在较佳的实施例中，所述步骤s7中，如图6所示，由步骤s4得到的主线各路段小时车流量yi、步骤s6得到的路段车型占比ra
(i,i+1)
局部特征参数，步骤s5得到的主干道路各种车型车重分布、车长分布、轴重占比等全局特征参数，利用蒙特卡罗法随机抽取生成该路段的拥堵随机车流，其中车辆间距均按照1m考虑拥堵情况。将随机车流加载至路段内所有桥梁有限元模型上得到加载效应，统计超过规范计算阈值的次数en。
[0100]
利用次数en和货车混入率v
(i,i+1)
两个综合指标判断桥梁集群交通荷载水平：
[0101]
(1)当超阈值次数en《3且货车混入率v
(i,i+1)
《0.5，表明该时刻路段内交通荷载水平低，路段内桥梁集群超载水平低；
[0102]
(2)当超阈值次数en》3且货车混入率v
(i,i+1)
《0.5，表明该时刻路段内交通荷载水平中等，路段内桥梁集群有超载风险；
[0103]
(3)当超阈值次数en》3且货车混入率v
(i,i+1)
》0.5，表明该时刻路段内交通荷载水平较高，路段内桥梁集群超载风险较大；
[0104]
所述超阈值次数和混入率的阈值不局限于3和0.5，其它任何与该形式类似的分类标准均在本专利发明之内。
[0105]
本发明还提出一种桥梁集群状态评价系统，如图4所示，上述方法均可应用于该系统。
[0106]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0107]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0108]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
技术特征：1.一种桥梁集群状态评价方法，其特征在于，包括：根据节点桥梁在主干道路中所处位置和主干道路走向建立主干道路交通配流网络，所述主干道路上的车辆在节点桥梁处驶入和驶离；观测所有节点桥梁匝道驶入车流量；统计所有节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例；由节点桥梁车流量守恒建立主干道路交通配流数学模型，并求解节点桥梁匝道驶离车流量和主线驶离车流量；获取第一时间段内观测到的车辆载荷信息；根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比，并获得各路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比和货车混入比；构建各路段拥堵状态随机车流，并对主干道路的桥梁集群交通荷载水平进行评价。2.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述节点桥梁为互通立交或具有上下匝道的直线桥；所述交通配流网络由多个节点和多个路段组成，每个节点均对应一节点桥梁，相邻两个节点之间的主干道路为路段。3.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述观测所有节点桥梁匝道驶入车流量，具体步骤如下：利用预先设置在所有节点桥梁的上桥匝道处的车辆观测站，观测所有节点桥梁匝道驶入车流量；所述车辆观测站为车辆动态称重系统或桥梁动态称重系统。4.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述统计所有节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例，具体步骤如下：利用无人机对节点桥梁进行连续拍摄，以获得车流视频；利用图像处理方法对车流视频进行处理，得到节点桥梁匝道驶离车流量和主干道路主线驶入车流量的上述比例。5.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述交通配流数学模型采用下述公式表示：其中，y
i+1
用于表示第i+1节点桥梁主线驶离车流量；y
i
用于表示第i+1节点桥梁主线驶入车流量；x
i+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶离车流量；e
i+1
用于表示第i+1节点桥梁匝道驶入车流量；r
i+1
用于第i+1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量的比例；m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。6.如权利要求5所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，对于闭环的主干道路中的首尾交接节点，所述交通配流数学模型采用下述公式表示：
其中，y1用于表示第1节点桥梁主线驶离车流量；y
m
用于表示第1节点桥梁主线驶入车流量；x1用于表示第1节点桥梁匝道驶离车流量；e1用于表示第1节点桥梁匝道驶入车流量；r1用于第1节点桥梁匝道驶离车流量占主线驶入车流量比例；m用于表示主干道路交通配流网络中的节点总数。7.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述第一时间段内为近三个月内；所述车辆载荷信息包括不同车型的车重分布、车长分布和轴重占比。8.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比，并获得各路段第二时间段内驶入的车辆车型占比和货车混入比，具体步骤如下：根据车辆荷载信息，动态统计各节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比；对于闭环的主干道路，前三个路段中的每个路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均由该路段前的三个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，除前三个路段外的其他所有路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均与该路段前的一个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比相等；对于开环的主干道路，第二路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，由该路段前的两个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，第三路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，由该路段前的三个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比进行比重加权得到，除第二路段和第三路段外的其他所有路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，均与该路段前的一个节点桥梁在第二时间段内驶入的车辆车型占比相等；定义三轴及以上轴数的车辆为货车，根据各路段第二时间段内驶入的车辆车型占比，得到各路段第二时间段内驶入的货车混入比。9.如权利要求1所述的桥梁集群状态评价方法，其特征在于，所述构建各路段拥堵状态随机车流，并对主干道路的桥梁集群交通荷载水平进行评价，具体步骤如下：根据各节点桥梁主线驶离车流量、第一时间段内观测到的主干道路上的车辆载荷信息、以及各路段在第二时间段内驶入的车辆车型占比，利用蒙特卡罗法随机抽取生成主干道路的拥堵随机车流，在拥堵随机车流中车辆间距均按照1m考虑拥堵情况；将拥堵随机车流加载至主干道路所有桥梁的有限元模型上得到加载效应，统计超过规范计算阈值的超阈值次数；利用超阈值次数和各路段在第二时间段内驶入的货车混入比，判断桥梁集群交通荷载水平：当超阈值次数＜p且货车混入比＜q，则判断该时刻路段内交通载荷水平低，路段内桥梁集群超载水平低；当超阈值次数＞p且货车混入比＜q，则判断该时刻路段内交通载荷水平中等，路段内
桥梁集群有超载风险；当超阈值次数＞p且货车混入比＞q，则判断该时刻路段内交通载荷水平较高，路段内桥梁集群超载风险较大。10.一种桥梁集群状态评价系统，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的桥梁集群状态评价方法。
技术总结本申请涉及一种桥梁集群状态评价方法及系统，涉及桥梁集群荷载效应评价技术领域，包括建立主干道路交通配流网络和交通配流数学模型，将观测的节点桥梁匝道驶入车流量和匝道驶出车流量比例带入数学模型，求解匝道驶离车流量和主线驶出车流量，构建各路段动态随机车流和货车混入率，将随机车流加载至路段内桥梁集群有限元模型计算加载效应，根据加载效应超规范阈值次数和货车混入比，对路段内交通荷载水平和桥梁集群超载风险评价。本申请根据节点桥梁车流量守恒，利用已知节点桥梁上桥车流量对其他未知路段车流量进行估算，并用于评价路段内的所有桥梁集群交通荷载水平，进一步实现主干道路上桥梁集群状态评价的目的。主干道路上桥梁集群状态评价的目的。主干道路上桥梁集群状态评价的目的。
技术研发人员：李成 钟继卫 王亚飞 许钊源 梅晓腾 姜玉印 杨宇
受保护的技术使用者：中铁大桥科学研究院有限公司
技术研发日：2022.06.07
技术公布日：2022/11/1
