[發明專利]從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法

有效

• 申請號: 202010599658.4
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111832442B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 曹茂森;李帥;張鑫;胡帥濤
• 申請（專利權）人: 河海大學;滁州學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F30/13;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 田甜

1.一種從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法，其特征在于，步驟如下：

步驟(1)、輸入海量橋梁實時應變數據；

步驟(2)、通過EMD法對應變數據分解得到不同時間尺度的IMF序列和余項res；

步驟(3)、對步驟(2)分解得到的IMF序列進行Hilbert變換，得到各IMF序列的Hilbert邊際譜，并進行歸一化處理；

步驟(4)、通過梯形法求取歸一化的Hilbert邊際譜面積，然后對各IMF的邊際譜面積進行GMM聚類，將溫度荷載應變和車輛荷載應變相對應的IMFs自動分離；

步驟(5)、將GMM聚類分離出的歸于車輛荷載應變的IMF序列進行疊加得到車輛荷載應變，將歸于溫度荷載應變的IMF序列進行疊加得到溫度荷載應變，實現溫度荷載應變和車輛荷載應變成分自動化分離。

2.根據權利要求1所述的一種從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法，其特征在于，在步驟(2)中，通過EMD法將橋梁動態應變信號分解成n階IMFs和余項res,其中余項res用于表征信號均值變化趨勢，是信號中的周期趨勢成分，屬于溫度應變成分。

3.根據權利要求1所述的一種從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法，其特征在于，在步驟(3)中，對IMF序列進行Hilbert變換，包括res，并將余項res記為第n+1階IMF，得到各IMF相應的Hilbert邊際譜，然后根據下式對邊際譜進行歸一化處理：

式中，M_ij表示為第j項IMF邊際譜的第i個幅值；為第i個頻率值對應的歸一化后的幅值。

4.根據權利要求1所述的一種從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法，其特征在于，步驟(4)中，在進行GMM聚類時，設定初始化混合模型參數K＝2，將包含res在內的IMFs分為2類，其中類1為車輛荷載應變所對應的IMFs，類2為溫度應變所對應的IMFs。

5.根據權利要求4所述的一種從海量橋梁動態應變數據中自動化分離溫度應變成分的方法，其特征在于，步驟(5)中，將GMM聚類分離出的歸于類1的IMF序列進行疊加得到車輛荷載應變，將歸于類2的IMF序列進行疊加得到溫度荷載應變。