[發明專利]一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法在審
| 申請號： | 201910756724.1 | 申請日： | 2019-08-16 |
| 公開（公告）號： | CN110555247A | 公開（公告）日： | 2019-12-10 |
| 發明（設計）人： | 劉永桂;林志偉 | 申請（專利權）人： | 華南理工大學 |
| 主分類號： | G06F17/50 | 分類號： | G06F17/50 |
| 代理公司： | 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司 | 代理人： | 裴磊磊 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 損傷 網絡模型 傳感器數據 多點傳感器 預測結果 預警 樣本庫 結構有限元模型 過程無需人工 歸一化處理 安全運營 工程結構 管理決策 健康狀態 結構損傷 橋梁維修 時間步長 收集結構 數值標簽 自動在線 傳感器 在役 警報 測試 監測 網絡 保證 | ||
1.一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，包括步驟：
在結構上布置若干個傳感器，分別收集結構健康狀態和損傷狀態下的傳感器數據，建立帶有損傷數值標簽的樣本庫；
對樣本庫中的傳感器數據進行歸一化處理，確定輸入BiLSTM網絡的時間步長；
搭建BiLSTM網絡模型，對模型進行訓練和測試；
將一定時間內監測的多點傳感器數據輸入搭建的BiLSTM網絡模型，得到BiLSTM網絡模型的最終預測結果，根據最終預測結果，判斷是否進行損傷預警。
2.根據權利要求1所述的一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，布置的傳感器包括但不限于加速度傳感器、撓度傳感器、應變傳感器以及應力傳感器。
3.根據權利要求1所述的一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，對傳感器數據進行歸一化處理的公式為：
其中，x表示原始傳感器數據，x′為歸一化處理后的傳感器數據，xmax和xmin分別表示原始傳感器數據的最大值和最小值。
4.根據權利要求1所述的一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，輸入BiLSTM網絡的時間步長的確定方法為：
利用游程檢驗方法來檢驗原始傳感器數據是否平穩，如果不平穩則采用差分和季節差分方法對原始傳感器數據進行平穩化處理；
獲取平穩化后傳感器數據的自相關函數和偏自相關函數，利用截尾拖尾判定ARMA模型的階數，該階數即為輸入BiLSTM網絡的時間步長。
5.根據權利要求1所述的一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，所述搭建的BiLSTM網絡模型包括輸入層、前向隱藏層、后向隱藏層和輸出層。
6.根據權利要求1所述的一種基于多點傳感器數據和BiLSTM的結構損傷預警方法，其特征在于，前向隱藏層和后向隱藏層中的記憶單元均包括當前細胞狀態Ct、當前輸出ht、上一時刻細胞狀態Ct-1、上一時刻輸出ht-1、遺忘門ft、輸入門it以及輸出門ot。
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