成被监测量初始数值向量C。。
[0063] 本方法中可以具体按照下列方法在获得某某（例如初始或当前等）索结构稳态温 度数据向量的时刻的同一时刻，使用某某方法测量计算得到某某被测量量被监测量（例如 索结构的所有被监测量）的数据：在测量记录温度（包括索结构所在环境的气温、参考平板 的向阳面的温度和索结构表面温度）的同时，例如每隔10分钟测量记录一次温度，那么同 时同样也每隔10分钟测量记录某某被测量量被监测量（例如索结构的所有被监测量）的 数据。一旦确定了获得索结构稳态温度数据的时刻，那么与获得索结构稳态温度数据的时 刻同一时刻的某某被测量量被监测量（例如索结构的所有被监测量）的数据就称为在获得 索结构稳态温度数据的时刻的同一时刻，使用某某方法测量计算方法得到的某某被测量量 被监测量的数据。
[0064] 使用常规方法（查资料或实测）得到索结构所使用的各种材料的随温度变化的物 理参数（例如热膨胀系数）和力学性能参数（例如弹性模量、泊松比）。
[0065] 在实测得到T。的同时，使用常规方法实测计算得到索结构的实测计算数据。索结 构的实测计算数据包括支承索的无损检测数据等能够表达索的健康状态的数据、索结构初 始几何数据、索力数据、拉杆拉力数据、初始索结构支座广义坐标数据（初始索结构支座广 义坐标数据包括初始索结构支座空间坐标数据和初始索结构支座角坐标数据）、索结构支 座初始线位移测量数据、索结构集中载荷测量数据、索结构分布载荷测量数据、索结构体积 载荷测量数据、索结构模态数据、结构应变数据、结构角度测量数据、结构空间坐标测量数 据等实测数据。初始索结构支座空间坐标数据指索结构设计状态下的支座空间坐标数据， 索结构支座初始线位移测量数据指在建立初始力学计算基准模型A。时，索结构支座相对于 索结构设计状态下的支座所发生的线位移。索结构的初始几何数据可以是所有索的端点的 空间坐标数据加上结构上一系列的点的空间坐标数据，目的在于根据这些坐标数据确定索 结构的几何特征。对斜拉桥而言，初始几何数据可以是所有索的端点的空间坐标数据加上 桥梁两端上若干点的空间坐标数据，这就是所谓的桥型数据。利用支承索的无损检测数据 等能够表达支承索的健康状态的数据、索结构支座初始线位移测量数据以及索结构载荷测 量数据建立被评估对象初始损伤向量d。，用d。表示索结构（用初始力学计算基准模型A。表 示）的被评估对象的初始健康状态。如果没有支承索的无损检测数据及其他能够表达支承 索的健康状态的数据时，或者可以认为结构初始状态为无损伤无松弛状态时，向量d。的中 与支承索相关的各元素数值取〇 ;如果没有索结构支座初始线位移测量数据或者可以认为 索结构支座初始线位移为0时，向量d。的中与索结构支座线位移相关的各元素数值取0 ;如 果d。的某一个元素对应的被评估对象是某一个载荷，本方法中取d。的该元素数值为0,代表 这个载荷的变化的初始数值为0。利用索结构的设计图、竣工图和初始索结构的实测数据、 支承索的无损检测数据、索结构所使用的各种材料的随温度变化的物理和力学性能参数和 初始索结构稳态温度数据向量T。，利用力学方法（例如有限元法）计入"索结构稳态温度数 据"建立初始力学计算基准模型A。。
[0066] 不论用何种方法获得初始力学计算基准模型A。，计入"索结构稳态温度数据"（即 初始索结构稳态温度数据向量T。)、基于A。计算得到的索结构计算数据必须非常接近其实 测数据，误差一般不得大于5%。这样可保证利用A。计算所得的模拟情况下的索力计算数 据、应变计算数据、索结构形状计算数据和位移计算数据、索结构角度数据、索结构空间坐 标数据等，可靠地接近所模拟情况真实发生时的实测数据。模型A。中支承索的健康状态用 被评估对象初始损伤向量d。表示，索结构稳态温度数据用初始索结构稳态温度数据向量T。 表示。由于基于A。计算得到所有被监测量的计算数值非常接近所有被监测量的初始数值 (实测得到），所以也可以用在A。的基础上、进行力学计算得到的、A。的每一个被监测量的 计算数值组成被监测量初始数值向量C。。对应于A。的"索结构稳态温度数据"就是"初始 索结构稳态温度数据向量T。" ;对应于A。的被评估对象健康状态用被评估对象初始损伤向 量d。表示；对应于A。的所有被监测量的初始数值用被监测量初始数值向量C。表示。T。和 d。是A。的参数，C。由A。的力学计算结果组成。
[0067] 第三步：在本方法中，字母i除了明显地表示步骤编号的地方外，字母i仅表示循 环次数，即第i次循环；第i次循环开始时需要建立的或已建立的索结构的当前初始力学计 算基准模型记为当前初始力学计算基准模型"。，乂和A1。计入了温度参数，可以计算温度变 化对索结构的力学性能影响；第i次循环开始时，对应于…。的"索结构稳态温度数据"用当 前初始索结构稳态温度数据向量疒。表示，向量T\的定义方式与向量T。的定义方式相同， 疒。的元素与T。的元素--对应；第i次循环开始时需要的被评估对象当前初始损伤向量 记为屮。，屮。表示该次循环开始时索结构A、的被评估对象的健康状态，d、的定义方式与d。 的定义方式相同，屮。的元素与d。的元素--对应；第i次循环开始时，所有被监测量的初 始值，用被监测量当前初始数值向量C1。表示，向量C^的定义方式与向量C。的定义方式相 同，C1。的元素与C。的元素--对应，被监测量当前初始数值向量Ci。表示对应于Ai。的所有 被监测量的具体数值#。和d\是A^的特性参数；C\由A\的力学计算结果组成；第一次 循环开始时，V。记为A建立A1。的方法为使Ai。等于A。;第一次循环开始时，T^记为T、 建立T1。的方法为使Ti。等于T。;第一次循环开始时，d1。记为dI建立d1。的方法为使di。等 于d。;第一次循环开始时，C、记为CI建立C1。的方法为使Ci。等于C。。
[0068] 第四步：安装索结构健康监测系统的硬件部分。硬件部分至少包括：被监测量监 测系统（例如含角度测量分系统、索力测量分系统、应变测量分系统、空间坐标测量分系 统、信号调理器等）、索结构温度监测系统（含温度传感器、信号调理器等）和索结构环境温 度测量系统（含温度传感器、信号调理器等）、信号（数据）采集器、计算机和通信报警设 备。每一个被监测量、每一个温度都必须被监测系统监测到，监测系统将监测到的信号传输 到信号（数据）采集器；信号经信号采集器传递到计算机；计算机则负责运行索结构的被 评估对象的健康监测软件，包括记录信号采集器传递来的信号；当监测到被评估对象健康 状态有变化时，计算机控制通信报警设备向监控人员、业主和（或）指定的人员报警。
[0069] 第五步：编制并在计算机上安装运行本方法的系统软件，该软件将完成本方法任 务所需要的监测、记录、控制、存储、计算、通知、报警等功能（即本具体实施方法中所有可 以用计算机完成的工作）。
[0070] 第六步：由此步开始循环运作，在结构服役过程中，按照"本方法的索结构的温度 测量计算方法"不断实测计算获得索结构稳态温度数据的当前数据，所有"索结构稳态温度 数据"的当前数据组成当前索结构稳态温度数据向量TS向量f的定义方式与向量T。的定 义方式相同，"的元素与T。的元素一一对应；在实测向量T1的同时，实测得到索结构中所 有被监测量的当前值，所有这些数值组成被监测量当前数值向量卜，向量C1的定义方式与 向量C。的定义方式相同，(^的元素与C。的元素一一对应，表示相同被监测量在不同时刻的 数值。
[0071 ] 第七步：在得到当前索结构稳态温度数据向量"后，比较T1和T。如果f等于T、， 则不需要对…。、(^。和T\进行更新，否则需要对当前初始力学计算基准模型AV当前初始索 结构稳态温度数据向量T1。和被监测量当前初始数值向量C1。进行更新，而被评估对象当前 初始损伤向量(^。保持不变，更新方法按技术方案和权利要求书中给出的步骤进行。
[0072] 第八步：在当前初始力学计算基准模型A1。的基础上，按照技术方案和权利要求 书中给出的步骤进行若干次力学计算，通过计算建立单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1 和被评估对象单位变化向量D^，其中可以取5 %、10 %、20 %或30 %等损伤为单位损伤，如 果该被评估对象是一个支座的一个方向的线位移分量，就假设该支座在该位移方向在向量 d1。表示的该支座已有线位移的基础上再发生单位线位移（例如2mm, 5mm, 10mm等为单位线 位移），如果该被评估对象是一个载荷，就假设该载荷在向量f。表示的该载荷已有变化量 的基础上再增加载荷单位变化（如果该载荷是分布载荷，且该分布载荷是线分布载荷，载 荷单位变化可以取lkN/m、2kN/m、3kN/m或lkNm/m、2kNm/m、3kNm/m等为单位变化；如果该 载荷是分布载荷，且该分布载荷是是面分布载荷，载荷单位变化可以取lMPa、2MPa、3MPa或 lkNm/m2、2kNm/m2、3kNm/m2等为单位变化；如果该载荷是集中载荷，且该集中载荷是力偶，载 荷单位变化可以取lkNm、2kNm、3kNm等为单位变化；如果该载荷是集中载荷，且该集中载荷 是集中力，载荷单位变化可以取lkN、2kN、3kN等为单位变化；如果该载荷是体积载荷，载荷 单位变化可以取lkN/m3、2kN/m3、3kN/m3等为单位变化），用D、记录这一单位损伤或单位线 位移或载荷单位变化，其中k表示发生单位损伤或单位线位移或载荷单位变化的被评估对 象的编号，D、是被评估对象单位变化向量D乂的一个元素，被评估对象单位变化向量D、的 元素的编号规则与向量d。的元素的编号规则相同。
[0073] 第九步：建立线性关系误差向量￥和向量g、利用前面的数据（"被监测量当前 初始数值向量C1。"、"单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1 "），在第八步进行每一次计算的 同时，即在每一次计算假设被评估对象中只有一个被评估对象的增加单位损伤或单位线位 移或载荷单位变化的同时，当假设第k(k= 1，2, 3,……，N)个被评估对象增加单位损伤或 单位线位移或载荷单位变化时，每一次计算组成一个损伤向量，用d、表示该损伤向量，对 应的被监测量计算当前向量为C、（参见第八步），损伤向量d、的元素个数等于被评估对 象的数量，向量d、的所有元素中只有一个元素的数值取每一次计算中假设增加单位损伤 或单位线位移或载荷单位变化的被评估对象的单位损伤或单位线位移或载荷单位变化值， d、的其它元素的数值取0,那个不为0的元素的编号与假定增加单位损伤或单位线位移或 载荷单位变化的被评估对象的对应关系、同其他向量的同编号的元素同该被评估对象的对 应关系是相同的；d、与被评估对象初始损伤向量d。的元素编号规则相同，d、的元素与d。 的元素是一一对应关系。将C^pCi。、AC^d、带入式（1)，得到一个线性关系误差向量el 每一次计算得到一个线性关系误差向量的下标k表示第k(k= 1，2,3,……，N)个被 评估对象增加单位损伤或单位线位移或载荷单位变化。有N个被评估对象就有N次计算， 就有N个线性关系误差向量 <，将这N个线性关系误差向量 <相加后得到一个向量，将此 向量的每一个元素除以N后得到的新向量就是最终的线性关系误差向量￥。向量f等于 最终的误差向量ei。将向量^保存在运行健康监测系统软件的计算机硬盘上，供健康监测 系统软件使用。
[0074]
[0075] 第十步：定义当前名义损伤向量 <和当前实际损伤向量dS<和d1的元素个数 等于被评估对象的数量，士。和f的元素和被评估对象之间是--对应关系，（1匕和f的元 素数值代表对应被评估对象的损伤程度或线位移量或载荷变化程度，士。和V与被评估对 象初始损伤向量d。的元素编号规则相同，di。的元素、d"的元素与d。的元素是--对应关 系。
[0076] 第十一步：依据被监测量当前数值向量C1同"被监测量当前初始数值向量C、"、 "单位损伤被监测量数值变化矩阵A 和"当前名义损伤向量f。"间存在的近似线性关 系，该近似线性关系可表达为式（2)，按照多目标优化算法计算当前名义损伤向量f。的非 劣解，也就是带有合理误差、但可以比较准确地反映被评估对象的健康状态的变化的解。
[0077]
[0078] 可以采用多目标优化算法中的目标规划法（GoalAttainmentMethod)求解式（2) 得到当前名义损伤向量d。目标规划法的具体编程实现已经有通用程序可以直接采用。
[0079] 第十二步：依据索系统当前实际损伤向量士的定义和其元素的定义计算得到当前 实际损伤向量f的每一个元素，从而可由d1确定被评估对象的健康状态。当前实际损伤向 量屮的第k个元素d\表示第i次循环中第k个被评估对象的当前实际健康状态。
[0080] (1\表示第i次循环中第k个被评估对象的当前实际健康状态，如果该被评估对象 是索系统中的一根支承索，那么(1\表示其当前实际损伤，（1\为0时表示无损伤，为100% 时表示该支承索彻底丧失承载能力，介于0与100%之间时表示丧失相应比例的承载能力。
[0081] (1\表示第i次循环中第k个被评估对象的当前实际健康状态，如果该被评估对象 是一个支座的一个线位移分量，那么(1\表示其当前实际线位移数值。
[0082] 第十三步：健康监测系统中的计算机定期自动或由人员操作健康监测系统生成索 系统健康情况报表。
[0083] 第十四步：在指定条件下，健康监测系统中的计算机自动操作通信报警设备向监 控人员、业主和（或）指定的人员报警。
[0084] 第十五步：建立标识向量如果标识向量W的元素全为0,则回到第六步继续进 行对索系统的健康监测和计算；如果标识向量W的元素不全为0,则完成后续步骤后，进入 下一次循环。
[0085] 第十六步：计算得到下一次（即第i+1次，i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的初始损伤 向量di+1。的每一个元素(1^4= 1，2, 3,……，N);在初始力学计算基准模型A。的基础上， 对A。中的索结构施加温度变化，施加的温度变化的数值就取自稳态温度变化向量S，再令索 的健康状况为di+1。后得到的就是下一次、即第i+1次（i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的力学 计算基准模型Ai+1;下一次（即第i+1次，i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的当前初始索结构稳 态温度数据向量Ti+1。等于T 得到Ai+1、di+1。和Ti+1。后，通过力学计算得到Ai+1中所有被监 测量的、当前的具体数值，这些具体数值组成下一次、即第i+1次循环所需的被监测量当前 初始数值向量Ci+1。。
[0086] 第十七步：回到第六步，开始由第六步到第十七步的循环。
【主权项】
1.精简混合监测受损索载荷线位移递进式识别方法，其特征在于所述方法包括： a.当索结构承受的载荷虽有变化，但索结构正在承受的载荷没有超出索结构初始许用 载荷时，本方法适用；索结构初始许用载荷指索结构在竣工时的许用载荷，能够通过常规力 学计算获得；本方法统一称被评估的支座线位移分量、支承索和载荷为被评估对象，设被评 估的支座线位移分量的数量、支承索的数量和载荷的数量之和为N，即被评估对象的数量为 N;确定被评估对象的编号规则，按此规则将索结构中所有的被评估对象编号，该编号在后 续步骤中将用于生成向量和矩阵；本方法用变量k表示这一编号，k= 1，2, 3,…，N;本方法 用名称"核心被评估对象"专指"被评估对象"中的被评估的支承索和支座线位移分量