[發明專利]一種鋼結構件安全損傷狀態的預測方法及系統

在審

• 申請號: 202110076768.7
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112924543A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 田崗;金春峰;方順女;張海軍;段艷芳;宋春雷;候代敏;郭起林
• 申請（專利權）人: 中電投工程研究檢測評定中心有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/12
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張磊

本發明提供一種鋼結構件安全損傷狀態的預測方法及系統，所述鋼結構件安全損傷狀態的預測方法包括：獲取鋼結構件振動模態特征數據；基于預設的安全損傷狀態分類分級模型，根據鋼結構件振動模態特征數據生成對應的鋼結構件損傷程度數據；本發明提供的安全損傷狀態分類分級模型以人工智能技術為基礎，將大量不同鋼結構燈桿在不同損傷或銹蝕狀態下的自身振動模態特征導入系統，通過人工智能化的學習訓練，建立形成對燈桿的安全損傷狀態智能化的分類分級模式，當再有新的數據導入時，可快速對燈桿安全損傷狀態進行評估判斷。

技術領域

本發明涉及鋼結構件檢測技術領域，更具體的，涉及一種鋼結構件安全損傷狀態的預測方法及系統。

背景技術

隨著我國城市規模的不斷發展，道路鋼結構燈桿變得隨處可見，道路燈桿所承載的功能性特征也逐漸增多，對現代城市的交通安全、人民生活、社會治安以及市容市貌都有著舉足輕重的影響。近年來北京市道路燈桿已出現多起道路燈桿傾倒事件，如何有效保證北京市道路燈桿及附屬設施的安全使用，降低道路燈桿傾倒事故發生的概率，已然成為亟需解決的工程問題。

道路鋼結構燈桿具有體小、量大、分布范圍廣的特點，而傳統的檢測技術手段的效率較低，需要占用和協調大量人力和物力資源，不利于實現對燈桿的快速檢測與評定；目前，針對城市道路鋼結構燈桿的檢測工作，主要是以通過現場采集鋼結構燈桿的形態尺寸特征、材料結構強度和外觀損傷情況等指標參數，并配合上鋼結構燈桿有限元建模計算，以此判斷鋼結構燈桿是否滿足使用要求。這種檢測及評估方法的開展，一般需要多單位協調，其中涉及檢測單位、路燈管理單位、道路管理單位以及交通管理單位等等，相關手續的辦理也較為繁瑣，同時，現場檢測時檢測人員還要登高作業，需要升降車配合，不可避免地會阻礙交通，影響人們的正常通行，而且檢測效率低下，平均一天只能檢測4-8根左右，無法滿足大規模的鋼結構燈桿快速檢測要求。

發明內容

為了解決上述問題中的至少一個，本發明第一方面提供一種鋼結構件安全損傷狀態的預測方法，所述鋼結構件安全損傷狀態的預測方法包括：

獲取鋼結構件振動模態特征數據；

基于預設的安全損傷狀態分類分級模型，根據鋼結構件振動模態特征數據生成對應的鋼結構件損傷程度數據；

其中，所述安全損傷狀態分類分級模型是通過歷史鋼結構件振動模態特征數據和歷史鋼結構件損傷程度數據訓練得到。

在優選的實施方式中，獲取所述鋼結構件振動模態特征數據，包括：

接收鋼結構件的振動數據；

對所述振動數據進行信號處理，得到鋼結構件振動模態特征數據。

在優選的實施方式中，對所述振動數據進行信號處理，包括：

根據傅里葉變換、短時傅里葉變換以及小波分析方法中的至少一種對所述振動數據進行信號處理。

在優選的實施方式中，所述信號處理包括：濾波(降噪)、波形分離、頻譜分析以及模態分析。

本發明第二方面提供一種鋼結構件安全損傷狀態的預測系統，所述鋼結構件安全損傷狀態的預測系統包括：信號激勵裝置、信號采集裝置以及信號處理裝置，

所述信號激勵裝置用于激發鋼結構件產生振動；

所述信號采集裝置用于接收鋼結構件的振動信號；

所述信號處理裝置基于預設的安全損傷狀態分類分級模型，根據鋼結構件振動模態特征數據生成對應的鋼結構件損傷程度數據；其中，

所述安全損傷狀態分類分級模型是通過歷史鋼結構件振動模態特征數據和歷史鋼結構件損傷程度數據訓練得到。

在優選的實施方式中，所述信號激勵裝置包括：力錘以及與力錘結合固定的觸發器，所述觸發器與所述信號處理裝置耦接。