灰色系统理论在大跨径桥梁施工控制中的应用
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作者: 孙良丹
摘 要：在大跨径桥梁的施工控制中，灰色系统理论的应用是随着桥梁建设的发展自身所需要的。本文通过对灰色系统理论的简要介绍以及灰色系统理论在大跨径桥梁施工控制中的模型的介绍来简略的说明灰色系统理论如何在大跨径桥梁施工中应用。
关键词：灰色系统理论；概述；模型
中图分类号：TU74
1 灰色系统理论的概述
在桥梁的建造中，会有各种理论作为建造设计的基础，以便更好的促进施工的顺利进行。而在大跨径桥梁施工中，对桥梁的施工进行控制是为了确保桥梁结构在好似功德过程中的安全以及结构误差的程度是否在可控的范围之内。
在大跨度桥梁施工控制中，有着相对应的理论，其中灰色理论是最重要的理论，上个世纪九十年代被我国的桥梁施工控制应用，其内在的各种优势使得其大受欢迎。具有贫数据建模，预测的效果明显等都是其自身的优点。
灰色系统理论在已有信息的基础上构建原始序列并且对这些原始序列进行加工和处理，从而建立相应的模型，达到对系统进行控制的目的。当前的桥梁施工控制中主要采用的灰模型是GM（1，1）模型，这种模型在以往的桥梁建筑中起到了很大的作用，但是自身也存在一定的缺陷，对于长期预测和波动性较大的数据序列的拟合较差，并且对于已有的数据的利用率不是蛮高。因此在日益完善的桥梁建筑中，对这类技术的要求也越来越高，从而对于这种模式也提出了很多的要求，急需新的更加适合的模型加以应用。
2 建立大跨径梁桥施工控制中的模型
2.1 确定灰色系统的误差数据序列
在大跨度桥梁的施工控制中，对于悬臂浇注与悬臂拼装施工的连续梁桥，用不同的计算方法计算相关的序列：
x=（x（1），x（2），…，x（n））；
对应有实测值序列：
y=（y（1），y（2），…，y（n））
以上的有关数据是建立灰色序列的重要依据，从而建立灰色系统误差数据序列：
X=（x（0）（1），x（0）（2），…，x（0）（n））
X（0）=x（i）- y（i）+c式中，c 为非负化常数，其取值为x（i）- y（i）的负数中绝对值最大者。
2.2 各节段立模标高的确定
在对各节段立模标高的确定的时候，需要按照以下的公式来确定：
Hm=Hs+Hy+δi
其中，Hy= +Δ
在上面的式子中每一个都表示不同的意义，其中，Hm 为计算立模标高；Hs 为箱梁底面中轴处设计标高；Hy表示预拱度；δi 表示调整值； 表示每个桥梁分段在其节点上的挠度总和； 表示张拉预应力在i 节点产生的挠度总和； 表示混凝土收缩徐变在i 节点产生的挠度； 表示正常使用过程中活载产生挠度的1/2；！ 表示挂篮变形值，这种数据的结果是根据挂蓝加载试验得出来的；Δ表示临时与永久支座的相差值。
2.3最佳立模标高的确定
在上面分析了各节段立模标高的确定，下面就来分析在桥梁施工控制中最佳立模标高的确定。在施工监测所得的结构参数的数据是进行各节段的施工进行测量的重要指标，这是成桥线形满足设计要求的重要指标。
现在就根据灰色控制系统的相关理论来阐述如何确定最佳的立模标高。在对已经完成的施工记为一个阶段n，对应的是一个结构状态，而要进入下一阶段的施工状态，就要合理的确定下一阶段n+1的立模标高，从而选出最佳的立模标高。
主要分为以下几个步骤：
2.3.1在开始施工的时候，梁段混凝土浇注前后悬臂端竖向位移的预测；
2.3.2然后在梁段混凝土浇注时挂篮变形的预测；
2.3.3梁段混凝土张拉前后悬臂端竖向位移的预测；
2.3.4在下一阶段施工完毕后悬臂端标高的模型输出；
2.3.5从而确定最佳的立模标高。
下面有个公式可以来解释不同的阶段的标高的确定的问题。当n+1阶段施工完毕以后，悬臂端标高的预测输出为Hp（n+1），则根据闭环预测有：H（n+1）= HM（n+1）-[H（n）-HM（n）] 在以上的式子中，不同的式子会表示不同的意思：H（n）表示在第n阶段施工完成以后悬臂端标高的实测值，而HM（n）表示的是在施工完成以后悬臂端标高的模型输出值。
2.3“贫”信息系统及灰筛
在很多的信息收集过程中，大多可以借助相关的系统，从而用相对专业的语言来进行描述，但是在借助有些系统的时候，要充分的考虑其复杂程度，这些系统涉及的因素有很多，这些因素的存在是在不断的变化着的或者这些因素的相关数据是相对缺乏的，因此要想利用这些系统来得到理想的方案是很难的。就将这些系统称之为“贫”信息系统。
通过相应的系统可以获得预测的信息，但是对于灰色系统来说，这些数据的获得是很难得，仅能获得少量离散的数据，形成的一种“贫”信息状态。在一般的观测数据中，有很多的数据是可供选择的，但是对于可供使用的数据来说是相对不够的，因此也就让相关的人员在做研究的时候处于一种可用信息数据缺乏的尴尬境地。因此，在相关的数据中对于“贫”数据的研究和相关数据的处理就显得是十分必要了。在大跨度桥梁的施工控制中，灰色系统有一个基本的观点：在可供观测的各种变量中，这些量都可以看作是一定范围内变化的灰色量。在对灰色量的处理的时候应该用数据处理的方法来寻找数据间的规律，从而达到自己的目的。在遵循以上观念的基础上，主要采用四种方法来对数据进行生成和处理：累加生成、累减生成、积分生成和逆积分生成变换，这四种数据生成和处理的方法是灰色系统应用的主要方法。在被研究的对象的时候获得的信息一般会比较少，因此，在对这些信息进行处理的时候要适当的对其成分进行确定。因此，在这种此信息信息相对缺乏的情况下，就要用适当的方法来寻求内在的规律。其实这是一种对不确定性的数据进行排除，强化确定性数据的一种方法，这是灰色系统建模的一种手段。
2.4趋势关联分析
趋势关联分析是一种通过灰色关联度来分析和处理系统各个因素行为贡献测度的一种方法。这种方法的做法是通过对系统统计的序列曲线的相似程度进行比较来分析各个因素之间的关联程度，因素之间的相似程度越近，他们之间的关联程度就越大，反之，关联处度就越小。在趋势关联分析中，这种方法对样本量的大小多少没有太高的要求，在分析的时候也不需要遵循什么规律，但是分析的结果与一般的定性分析的结果是相吻合的，因此，样本的结构是具有广泛的实用性的。再来分析一下传统的关联分析中，计算数据之间的序列关联度的时候，只是考虑这些数据之间的几何曲线的关联程度，这样的做法在很大的程度上确实忽略了这些数据序列的发展态势的关联度。因此，在相对于其他的分析方法，趋势关联分析方法在接近性和相似性方面的分析是比较合理的，因此，在这个方面的分析上合租要应用的是趋势关联分析方法。趋势关联度可以对事物之间的关联性进行量度，在可供利用的数据序列上综合的分析序列之间的接近性和相似性，从而达到所分析的序列之间的关联度和影响。
结束语
综合以上对灰色系统理论在大跨度桥梁施工控制中的应用的探究，通过对相关的施工控制理论的分析，比较灰色系统控制理论在大跨径桥梁的施工控制中的合理性。而经过比较、分析能够更合理的对大跨径的桥梁进行施工控制。在大跨径的悬浇混凝土箱桥梁的施工过程中，对数据的分析会随着桥梁情况的变化而发生变化，这种情况的不断变化就需要灰色系统控制理论来进行处理。
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