基于显示连通贝叶斯网络的桥梁系统可靠性评估与更新

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51708545
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0806.工程建造与服役
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

In order to solve the system reliability analysis problem for the bridge system with new information updating, the project explores explicit connectivity Bayesian network (ECBN) formulations for the system performance modeling. The goal is to define the probabilistic mapping relationship between system performance and its constituent component damage state, with the consideration of the component-level failure sequence correlation, multi-dimensional performance limit state (PLS) correlation and randomness. Considering multiple failure modes for the BN root node, system identification is carried out to obtain the structural modal and physical parameters based on the field measured data and improved Hilbert-Huang Transform (HHT) theory. The multi-dimensional PLS function is constructed to estimate the prior probability for the BN root nodes. The conditional probability evaluation method based on analytic hierarchy process (AHP) is proposed to describe dependencies between system components. BN chain-structure rule and compression algorithm are proposed to reduce conditional probability data and improve the inference efficiency. Finally, the system reliability can be calculated through BN forward inference based on the component reliability. The method is also able to update bridge system reliability when new information for is available. In addition, the most vulnerable system components are identified through BN backward inference. The results can provide scientific support to ensure safety construction and effective operation of the important major bridge structures.
针对有信息更新的桥梁系统可靠性评估问题,本项目探索改进的显示连通贝叶斯网络系统性能建模方法,综合考虑构件损伤次序相关性、多维性能极限状态相关及随机性,建立桥梁整体性能与构件损伤状态的映射关系。考虑网络构件根节点多种失效模式联合效应,基于实测数据与改进的Hilbert-Huang变换开展桥梁系统识别获取结构模态、物理参数,构造多维性能极限状态方程,评估网络根节点先验概率;探索基于层次分析法的中间节点条件概率评估模型,获取构件间条件概率依赖关系,改进既有贝叶斯网络参数估计算法。提出贝叶斯网络链式化法则及压缩算法,减少大型贝叶斯网络条件概率数据量,提高推理效率。通过贝叶斯网络正向推理实现从构件可靠性到结构系统可靠性的概率评估;当获取新监测数据时,更新桥梁整体性能状态;利用贝叶斯网络反向推理开展系统易损构件识别,为重大桥梁系统的安全建设与有效运营提供科学支撑。

结项摘要

本项目探索了基于显示连通贝叶斯网络系统性能建模方法,综合考虑构件损伤次序相关性、多维性能极限状态相关及随机性,建立桥梁整体性能与构件损伤状态的映射关系。考虑网络构件根节点多种失效模式联合效应,提出基于改进的Hilbert-Huang变换开展桥梁系统识别方法,获取结构模态、物理参数,构造多维性能极限状态方程,评估网络根节点先验概率;提出了基于层次分析法的中间节点条件概率评估模型,获取构件间条件概率依赖关系。通过贝叶斯网络链式化法则,减少大型贝叶斯网络条件概率数据量,提高推理效率。借助贝叶斯网络正向推理实现从构件可靠性到结构系统可靠性的概率评估;当获取新损伤信息时,更新整体性能状态;利用贝叶斯网络反向推理开展系统易损构件识别,对该类构件进行重点监测与加固。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Multivariate probabilistic seismic demand model for the bridge multidimensional fragility analysis
桥梁多维易损性分析的多元概率地震需求模型
  • DOI:
    10.1007/s12205-018-0414-y
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    KSCE Journal of Civil Engineering
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Qi-Ang Wang;Ziyan Wu;Shukui Liu
  • 通讯作者:
    Shukui Liu
基于卷积神经网络的高铁车轮损伤识别方法研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国矿业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王其昂;王腾;倪一清
  • 通讯作者:
    倪一清
Structural system reliability analysis based on improved explicit connectivity BNs
基于改进的显式连通性BN的结构系统可靠性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    KSCE Journal of Civil Engineering
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Qi-Ang Wang;Ziyan Wu
  • 通讯作者:
    Ziyan Wu
基于显示连通贝叶斯网络的机场塔台地震易损性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    计算力学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾大卫;吴子燕;王其昂
  • 通讯作者:
    王其昂
考虑结构极限状态随机性的多维易损性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    自然灾害学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾大卫;吴子燕;王其昂
  • 通讯作者:
    王其昂

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其他文献

基于楼层响应-损失函数的建筑物地震损失评估研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    工业建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    贾兆平;吴子燕;王其昂
  • 通讯作者:
    王其昂
基于多维性能极限状态的概率地震需求分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘骁骁;吴子燕;王其昂
  • 通讯作者:
    王其昂
基于Hilbert-Huang变换与理想带通滤波器的系统识别
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    振动、测试与诊断
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王其昂;吴子燕;刘露
  • 通讯作者:
    刘露
基于响应面法的桥梁地震易损性分析研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    西北工业大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹君;王其昂;吴子燕;韩晖
  • 通讯作者:
    韩晖
基于对数回归模型的结构易损性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    工业建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘骁骁;吴子燕;孙鸿宾;王其昂
  • 通讯作者:
    王其昂

其他文献

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相似国自然基金

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相似海外基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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