[發明專利]基于應變響應累積分布函數差的橋梁集群結構損傷判別方法

有效

• 申請號: 201910896711.4
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110706213B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 劉洋;張紹逸;孫杰;許庚;陳允泉
• 申請（專利權）人: 濟南城建集團有限公司;哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

1.基于應變響應概率分布函數差的橋梁集群結構損傷診斷方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一：采集健康狀態下橋梁集群內有監測系統的全部相似橋梁所有測點的結構應變監測數據；

步驟二：采用基于數據相似度的監測應變響應聚類分析方法對結構應變監測數據的每一列進行聚類分析，獲得所有測點按照數據相關度的聚類劃分結果；

步驟三：根據步驟二的聚類劃分結果，采集待診斷狀態下，某一類別內所有測點的結構應變監測數據；

步驟四：根據步驟三獲得的某一類別內所有測點的結構應變監測數據，利用基于橋梁結構應變監測數據集合重構的降噪方法，獲得該類別減弱噪聲干擾后的結構應變監測數據；

步驟五：在步驟四的基礎上，在該類別內隨機選擇參考點，構建待診斷狀態下該類別內所有測點的損傷判別因子及閾值；所述的構建待診斷狀態下該類別內所有測點的損傷判別因子及閾值的方法為：

步驟五一：設待診斷狀態下去除噪聲后某一類別的結構應變監測數據集合為Y＇，定義如下：

式中，u為待診斷狀態采樣點個數；v為某一類別的測點數；p為待診斷狀態的某一采樣點，1≤p≤u；q為某一類別的某一測點，1≤q≤v；Y＇_pq為待診斷狀態下聚類降噪后第q個測點的結構應變監測數據的第p個采樣點；

步驟五二：則第q個測點在第p個時刻結構應變監測數據的累計分布函數值定義為：

F(Y＇_pq)＝∑P(≤Y＇_pq) (8)

式中，P(Y＇_pq)為待診斷狀態下聚類降噪后第q個測點的結構應變監測數據的第p個采樣點的概率；

步驟五三：設選擇該類別內第c個測點作為參考點，則損傷判別特征ε_pq定義為：

ε_pq＝F(Y＇_pq)-F(Y＇_pc) (9)

式中，c為從v個測點中隨機選取的參考測點；1≤c≤v；

步驟五四：根據損傷判別特征ε_ku，獲得損傷判別因子η_q：

則待診斷狀態下聚類組內所有測點的損傷判別因子集合η定義為：

η＝{η₁,η₂,…,η_q,…,η_v} (11)

步驟五五：根據待診斷狀態下聚類組內所有測點的損傷判別因子集合，定義該類別下的閾值a為：

a＝β·{η}_95％ (12)

式中，β為保證系數，β不小于2；{·}_95％取95％的分位數，向下取整；

步驟六：將該類別內所有測點的損傷判別因子與損傷判別閾值進行比較，當測點的損傷判別因子大于損傷判別閾值時，則該測點處發生了損傷，獲得該類別內全部測點的損傷判別結果；

步驟七：重復步驟三至步驟六，獲得集群內所有類別下的測點的損傷判別結果。