(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111131772.5 (22)申请日 2021.09.26 (71)申请人 苏交科集团股份有限公司 地址 210019 江苏省南京市 建邺区富春江 东街8号 (72)发明人 王贤强　张建东　周海川　刘朵　 徐剑　陆军　李明　何连海　杨羿　 周倩　 (74)专利代理 机构 北京锦信诚泰知识产权代理 有限公司 1 1813 代理人 丁涛 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2006.01) (54)发明名称 一种简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布 置方法 (57)摘要 本发明涉及桥梁荷载试验技术领域， 尤其涉 及一种简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置 方法， 通过建立简支梁桥荷载试验加载车辆布置 数据库， 采用模糊C均值聚类算法， 通过迭代最大 误差参数 ε验证模糊聚类目标函数前后两次迭 代计算结果， 实现对桥梁参数样 本数据库中所有 样本的最优分类， 并得到每一类别样本的类别中 心和相应的理论加载车数量； 在进行荷载试验 时， 仅需根据桥梁参数样本数据库中涉及的参数 对试验桥梁进行测量， 根据新桥梁参数样本相对 各类别聚类中心的隶属度值， 进行加权计算， 确 定新桥梁荷载试验所需加载车数量， 实现了简支 梁桥荷载试验的自动布载， 再将 本次荷载试验 方 案加入到样 本数据库中更新数据库， 重新计算聚 类中心和类别对应的加载车理论数量。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 113886952 A 2022.01.04 CN 113886952 A 1.一种简支梁桥荷载 试验加载 车辆自匹配布置方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 设定荷载 试验中加载 车辆的统一标准； S2： 使用标准车辆进行 大量荷载 试验并收集试验参数构建样本数据库； S3： 对所有样本进行最优分类， 并计算每一类别的聚类中心ok； S4： 统计每一类别中所有样本的加载 车数量， 并分析 出每一类别的理论加载 车数量； S5： 采集进行荷载试验桥梁的新参数， 并计算新参数与每一类别聚类 中心的隶属度值， 进而确定加载 车辆的数量； S6： 将新的荷载 试验数据加入样本数据库中， 重复步骤S3～S5 。 2.根据权利要求1所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 上述步骤S3中对所有样本进行最优分类包括以下步骤： S31： 设置初始类别数k， 以及每一类别的初始聚类中心， 设置模糊加权指数m和迭代最 大误差参数 ε， 初始化Jm0＝0， T＝1； S32： 计算第T次迭代时的隶属度值uij； S33： 将计算的隶属度值和聚类中心分别代入聚类目标函数 Jm(U,O)， 求差并与迭代最大 误差参数 ε相比较； S34： 若满足条件： | |JmT‑Jm(T‑1)||＜ ε， 则计算终止并进入步骤S37， 否则进入步骤S3 5； S35： 根据隶属度值uij计算每一类别的聚类中心oi； S36： 迭代次数增 加， 即T＝T+1， 重复步骤S32 ～S34； S37： 根据隶属度值对样本进行分类。 3.根据权利要求2所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 样 本数据库X＝{x1， x2， x3，…， xn}， k个类别相应的聚类中心为O＝{o1， o2， o3，…， ok}(1＜k＜n)， 上述步骤S32中根据如下公式计算隶属度值uij： 其中， dij为样本到聚类中心的欧式距离， 根据如下公式计算： dij＝||xj‑oi||； 其中， uij表示第j个样本对第i个类别的隶属度值， 1≤i≤k， 1≤j≤n， drj表示第j个样本 分别与1～k个 类别聚类中心的距离， 模糊加权指数m的取值范围为m≥1。 4.根据权利要求2所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 上 述步骤S33中聚类目标函数Jm设置为： 在上述步骤S35中根据如下公式计算聚类中心oi：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113886952 A 25.根据权利要求1所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 上述步骤S2 中， 通过荷载试验收集的试验参数包括桥梁跨径L、 荷载等级P、 车道数量M和加 载车辆数量V， 样本数据库X中的样本xn＝[Ln,Pn,Mn]， 且每一个样本xn均对应一个加载车辆 数量vk。 6.根据权利要求5所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 步骤S3中， 将样本数据库划分为k个类别， 并得到所有类别相应的聚类中心为O＝{o1， o2， o3，…， ok}， 在步骤S4中分析得到的理论加载车数量V＝{v1， v2， v3，…， vk}， 使每一 聚类中心 为ok均与一个理论加载 车数量vk对应设置 。 7.根据权利要求6所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 计算理论加载车数量时， vk表示第k类聚类中心所对应 的理论加载车数量， 通过将第k类聚 类中心所有样本的加载车数量按大小依 次排列后， 选取数列的中位数作为第k类聚类中心 的理论加载 车数量。 8.根据权利要求7所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 上述步骤S5中， 将新参数设置为第j+1个样本， 依次计算第j+1样本相对所有聚类中心O＝ {o1， o2， o3，…， ok}的隶属度值ui(j+1)； ui(j+1)表示所述第j+1样本对第i个 类别的隶属度值， 并满足如下公式： 通过如下公式计算第j+1样本的理论加载 车数量： 并对上述理论加载车数量计算公式的计算结果取整处理， 得到第j+1样本的理论加载 车数量。 9.根据权利要求1所述的简支梁桥荷载试验加载车辆自匹配布置方法， 其特征在于， 在 上述步骤S1设定荷载试验中加载车辆的统一标准包括加载车型、 加载控制截面、 车轴间距、 两车间距和 加载车朝向。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113886952 A 3