摘要
弧形钢闸门作为水利工程中的重要基础设施，其安全状态直接影响着水利工程功能的正常实现。由于我国现役弧形钢闸门建设年代过早且工作条件恶劣，其中大部分都存在着不同程度的损坏，甚至无法使用。因此为了合理制定弧形钢闸门的检修维护方案，急需对弧形钢闸门的安全状态进行系统性评价。为此，本文做了以下研究工作: 1、构建弧形钢闸门安全状态评价指标体系，确定了强度、刚度与稳定性、制造安装质量、工作性能、运行管理及锈蚀情况等6个一级指标，并根据各个一级指标的情况，向下划分18个二级指标。将弧形钢闸门及各指标设定为A、B、C、D共4个安全状态等级。 2、为了为弧形钢闸门安全状态实时评估的实现提供数据样本支撑，鉴于闸门周期性巡检的特点，搭建了闸门安全状态离线评估模型。模型中采用结构熵权法确定指标权重，综合了主观赋权和客观赋权的优点;考虑到模型的普适性，采用和谐度方程(HDE)，对指标进行统一量化并确定弧形钢闸门安全状态。 3、针对标准BP神经网络模型对弧形钢闸门安全状态评价可靠性较低的问题，搭建了基于IG-SFPA-BP网络的闸门安全状态在线评估模型。模型中通过计算弧形钢闸门安全状态评价指标体系中各个指标的信息增益(IG)确定BP神经网络的输入特征，降低冗余特征的影响;利用自适应花朵授粉算法(SFPA)优化BP神经网络的初始权值及阈值，防止BP神经网络陷入局部最优，提升BP神经网络对弧形钢闸门安全状态的评估适用性。 4、结合工程实例，对弧形钢闸门安全状态离线评估模型进行了分析，多组评估结果与实际鉴定结果相一致，验证了离线评估模型的可靠性。根据实际工程数据及离线评估获得的结果，经过多次实验对比，IG-SFPA-BP网络模型较其他多种网络模型评估正确率高，运行时间较短且稳定性好，验证了在线评估模型的准确性和适用性。在上述实验结果的基础上，水工机械装备远程运维系统通过两种安全状态评估模型实现了闸门安全状态评估功能。
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