[發(fā)明專利]基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010230548.0
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN111460646A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹從詠;劉晨;伏筱堃;周如心;孫芮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q10/04;G06Q50/26;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 岑丹

1.一種基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟1：建立地鐵站模型并對地鐵站模型內(nèi)爆炸進(jìn)行數(shù)值模擬；

步驟2：通過設(shè)置在地鐵站模型內(nèi)各支撐柱上的監(jiān)測點獲取爆炸過程中支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、MISES應(yīng)力與支撐柱豎向承載力；

步驟3：從步驟2獲得的數(shù)據(jù)中選取多個時間段的支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率數(shù)值、形變位移數(shù)值、Mises應(yīng)力數(shù)值及豎向承載力數(shù)值并進(jìn)行擬合，建立各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、Mises應(yīng)力三者與豎向承載力之間的初始關(guān)系模型；

步驟4：利用在不同當(dāng)量TNT爆炸工況仿真下，各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、MISES應(yīng)力仿真數(shù)據(jù)對初始關(guān)系模型進(jìn)行訓(xùn)練，直到訓(xùn)練結(jié)果與模擬結(jié)果的差異在設(shè)定的閾值之內(nèi)；

步驟5：實時采集地鐵站各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、Mises應(yīng)力；

步驟6：將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入爆炸分級預(yù)警模型中得到地鐵站各支撐柱豎向承載力預(yù)測數(shù)值；

步驟7：根據(jù)損傷參數(shù)公式，獲得各支撐柱損傷參數(shù)，根據(jù)各支撐柱損傷參數(shù)得到相應(yīng)的爆炸強度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，對地鐵站模型內(nèi)爆炸進(jìn)行數(shù)值模擬的具體方法為：

根據(jù)地鐵站模型結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，基于LS-DYNA軟件采用ALE方法對地鐵站進(jìn)行建模及地鐵站爆炸進(jìn)行仿真模擬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、Mises應(yīng)力三者與豎向承載力之間的初始關(guān)系模型為：

式中，為支撐柱豎向承載力數(shù)值，為支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率數(shù)值，為支撐柱形變位移數(shù)值，為支撐柱Mises應(yīng)力數(shù)值，a、b、c均為常數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，對初始關(guān)系模型進(jìn)行訓(xùn)練的具體方法為：

將在不同當(dāng)量TNT爆炸工況仿真下各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、MISES應(yīng)力仿真數(shù)據(jù)導(dǎo)入初始關(guān)系模型，計算出支撐柱豎向承載力，根據(jù)計算出的支撐柱豎向承載力與對應(yīng)測得的豎向承載力之間的差異修正初始關(guān)系模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，實時采集地鐵站各支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率、形變位移、Mises應(yīng)力的具體方法為：

在真實地鐵站各支撐柱上設(shè)置數(shù)據(jù)采集點進(jìn)行振動頻率、形變位移、Mises應(yīng)力采集，數(shù)據(jù)采集點包括用于采集各監(jiān)測點支撐柱結(jié)構(gòu)振動頻率的抗震頻率傳感器，用于采集各監(jiān)測點地鐵站內(nèi)支撐柱形變位移的抗震位移傳感器，用于采集各監(jiān)測點地鐵站內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)施Mises應(yīng)力大小的抗震應(yīng)力傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，損傷參數(shù)公式為：

式中，為支撐柱受到爆炸沖擊作用后的剩余豎向承載力，F(xiàn)為支撐柱受到爆炸沖擊作用前的豎向承載力。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度學(xué)習(xí)的地鐵站爆炸強度分級預(yù)警方法，其特征在于，根據(jù)各支撐柱損傷參數(shù)得到相應(yīng)的爆炸強度具體為：

損傷程度閾值表

損傷參數(shù)D	0-0.2	0.2-0.5	0.5-0.8	0.8-1
支撐柱損傷程度	輕度破壞	中度破壞	重度破壞	倒塌
地鐵站爆炸強度	一級	二級	三級	四級

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