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1、基于模糊逻辑的木拱桥恶化状况诊断方法摘要：目前的评估衣明，在澳大利亚大约有40000座桥，其中有27000座是老化的木桥。维修现有的木桥对消除结构倒塌的町能性非常重要，这种倒塌会对社会产生灾难性的后果。老化的木桥需要昂贵的维护费用。考虑到不同种类的缺陷都有其对应的可能潜在的原因，使得恶化诊断变成一项复杂的任务。因为桥梁检测员观察的缺陷一般以白然语言（非专业）的形式记录，其含了内在的不精确性和不确定性。为了利用这些信息来优化桥梁的性能，就需要一个可以查询这些症状原因的知识库。木文考察了诊断模型的可行性，将模糊理论方法川于木桥上。输入到系统的是一些语言变量,例如构件的种类、肉眼可见的症状、坏境
2、条件、建造方法以及桥位。该成熟的系统通过输入的数据以及系统内部的评定规则，用模糊推理来进行病害原因的评估。1、介绍对于当地政府部门的许多工程师来说，木桥的管理是一个重大问题。对一些理事会来说，木桥维修所需的专业知识水平是不够的，而且这些专业知识要购买也是昂贵。有时候科学家并不是需要的时候他就在那里的。木桥需要高昂的维修费用以及良好的管理措施。木桥一般都暴需在经常性变换和严酷的环境屮。这种暴靈会因为腐烂、虫害、风化以及机械损伤而导致木桥恶化。考虑到不同种类的缺陷以及相应的可能的原因，使恶化诊断称为一项复杂的任务。检查员一般只记录可以观察到的现象，而不能足够熟练地诊断潜在的原因，那些病害可能是
3、低危险的，也可能是高危害的。综合的文献资料表明，到口前为止还没有可以用來描述在木结构基木机制中观察到的恶化现象的诊断工具。然而这些工具可以用于混凝土桥梁。诊断工具可以帮助工程师根据现存的病害做出合适的维修方案，并采取适当的措施来减少桥梁恶化的儿率。本文的工作解决了在知识上的这个缺口初步文献资料表明，模糊集合理论已经用于分析语言数据。将一些口头或人工述说的单词或句了进行止式精确的梳理。模糊专业系统曾经就用在恶化诊断中，像钢筋混凝土裂缝的形成⑴、设计因素对桥梁恶化的影响⑵、对暴露在侵蚀性环境中钢筋结构的力学性能的诊断⑶、以及桥面板损害的评估⑷。2、简明的研究方法A.用于诊断影响木桥恶化机理的专
4、业系统在专业系统的发展过程中，采用了以下方法。对处理语言数据的方法进行了回顾，用那些用自然语言描述的单-词或句子的数据来建立一个专业的诊断系统。理解模糊集合理论和模糊逻辑方法论对开发模糊专业系统冇很大的帮助。并对所有的外部病害标志、可见的病害、所有观察到病害的可能原因、破坏机理以及其他决定性变量，如被覆盖的构件、影响木桥的环境因素、构件的施工方法和恶化的特点等进行了鉴定。准备了一个数据提取模板来收集必要的数据。并采用了因果图表来开发这个基于规则的矩阵。变量状态矩阵被用來定义在不同病害机制的规则数据中的各个变量的重要性。该软件采用模糊逻辑方法来开发。该专业的系统已经经过实力的验证，并根据验证
5、的结果进行了修改。3、模糊专业系统图1模糊逻辑专业系统的结构模糊专业逻辑系统采用了集模糊关系函数和规则來取代布尔逻辑來推理有关数据。模糊专业系统里的一组规则被称为规则库。4、建模方法这一节描述了如何用模糊逻辑方法來确定木桥的病害机制。一个模糊集合设置应允许它的成员在[O,1]Z间有不同等级的关系(关系函数)。这些成员Z间的关系被描述为它的关系函数。将自然语言的概念用模糊集合和语言变量连定量化，然后就可以进行操作。语言变量必须要有有效的语法和语义，可以被模糊集合设置与规则识别。一个语法规则在T(L)中定义了结构良好的表达，术语T(L)是一系列的语言变量，里面的L是系统可能采用的一系列的数值。
6、例如，T(年龄)={少年,青年，中年，老年，非常老},这些值本身就是语言变量，在模糊集合设置中可以对应相应的数值。关系函数可以定义为S函数，山id(x)=S(x；60,70,80),相应的数值为bid(60)=0,
7、ioid(70)=0.5,
8、ioid(80)=lo木文研究工作的S函数采用以下的公式[1]xy对不同病害机理及匹配的用户输入变量的规则数据库，这些变量的状态程度被定义为一种设定，A={很低，低，中等，高，非常高}。然后这一模糊设置定义为A(X),x={0,0丄0.2,….1.0},关系函数(图2)定
9、义为g(x)=S(x;0,0.5,1.0),x€X,其中X是状态空间的集合。对规则数据库屮不同的病害机理及非匹配的用户输入变量，这些变量状态程度定义为如下B(x),x={0,0.1,0.2,...1.0},关系函数(图3)定义为M(x)=S(x;0,0.5,1.0),x€X,其中X是状态空间的集合。模糊集合的确认程度设定可定义为C(x),x={0,0.1,0.2,....1.0},关系函数(图2)表述为Mc(x)=S(x
