橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介課件

1、第一頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介目目 錄錄損傷(snshng)識(shí)別特點(diǎn)1所采用(ciyng)過的識(shí)別方法2基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論(lln)的模式識(shí)別方法3第二頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介損傷識(shí)別損傷識(shí)別(shbi)特點(diǎn)特點(diǎn) 損傷識(shí)別 土木結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別主要是針對(duì)具體的土木工程結(jié)構(gòu)，利用各種監(jiān)測(cè)到的結(jié)構(gòu)整體(zhngt)響應(yīng)數(shù)據(jù)（位移、應(yīng)變、內(nèi)力、加速度等），結(jié)合信號(hào)處理、人工智能、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)有無損傷、損傷的類型、嚴(yán)重性、位置和程度等進(jìn)行合理評(píng)判。第三頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介損傷識(shí)別損傷識(shí)別(shbi)特點(diǎn)特點(diǎn) 狀態(tài)(zhungti) 損傷多樣性 剛

2、度降低、質(zhì)量改變、邊界條件的改變 損傷狀態(tài)與荷載的相關(guān)性 振動(dòng)分析模型復(fù)雜 模型參數(shù)有誤差第四頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 優(yōu)化識(shí)別(shbi)法iEI1確定優(yōu)化變量2計(jì)算理論位移值3建立最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型截面剛度(n d)變化K表示結(jié)構(gòu)的剛度，是優(yōu)化變量 的函數(shù) iEI1aK FiEI21min ()nmaiii s.t. btiii第五頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 優(yōu)化識(shí)別法思路簡(jiǎn)單，求解復(fù)雜(fz)極易陷入局部極小值對(duì)噪聲敏感原因： 復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化第六頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別

3、簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 損傷指標(biāo)法 從結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)中提取能夠表征結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的指標(biāo)，通過直接觀察該指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行(jnxng)判別。FFT小波變換HHTAMRA第七頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 損傷指標(biāo)法思路簡(jiǎn)單，求解簡(jiǎn)單功能有限易受噪聲(zoshng)干擾原因： 復(fù)雜問題過于簡(jiǎn)單化第八頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 模式識(shí)別方法模式識(shí)別是根據(jù)相似程度將某一具體(jt)事物正確地歸入某一類別。第九頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(

4、ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 模式識(shí)別(m sh sh bi)方法Classical Methods Bayesian classifiers K-nearest neighbor rulesStatisticalLearning Theory Support vector Network classifiers第十頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介所采用所采用(ciyng)過的識(shí)別方法過的識(shí)別方法 模式識(shí)別方法思路復(fù)雜，求解復(fù)雜；考慮了隨機(jī)因素，易得與實(shí)際相符的結(jié)果；經(jīng)典模式識(shí)別(shbi)方法將損傷識(shí)別(shbi)問題簡(jiǎn)化為幾個(gè)參數(shù)的估計(jì)問題，在求解復(fù)雜識(shí)別(shbi)問題時(shí)仍具有

5、一定難度；基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的方法是一種非參數(shù)估計(jì)方法，它求解高維復(fù)雜問題的途徑是構(gòu)造一個(gè)近似函數(shù)，以提供最佳的預(yù)測(cè)結(jié)果，而并非直接對(duì)問題本身進(jìn)行分析；與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法相比，支持向量機(jī)解決了局部極小值、收斂速度慢等問題，更適合于求解復(fù)雜模式識(shí)別問題。第十一頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介基于統(tǒng)計(jì)基于統(tǒng)計(jì)(tngj)學(xué)習(xí)理論的模式識(shí)別方法學(xué)習(xí)理論的模式識(shí)別方法 統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)(xux)理論ObjectiveLM：Imitate target operator S: Estimating results第十二頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論(lln)的模式識(shí)別方法的模

6、式識(shí)別方法 統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論(lln)在解決復(fù)雜問題方面的優(yōu)勢(shì)：（1）直接性；（2）通用性: （3）全局性；第十三頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的模式識(shí)別基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的模式識(shí)別(m sh sh bi)方法方法 關(guān)鍵步驟第十四頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論(lln)的模式識(shí)別方法的模式識(shí)別方法 構(gòu)建損傷(snshng)指標(biāo)與統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的具體實(shí)現(xiàn)算法相匹配可分性抗噪聲性 優(yōu)化樣本庫結(jié)構(gòu)狀態(tài)荷載種類樣本選擇 核子空間樣本選擇方法第十五頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)(xux)理論的模式識(shí)別方法理論的模式識(shí)別方法 選擇(xunz)具體實(shí)現(xiàn)算法支持向量機(jī)算法的選擇 最小二乘法支持向量機(jī)核函數(shù)的選擇 多項(xiàng)式核函數(shù)、Gauss徑向基核函數(shù)和Sigmoid核函數(shù)等 損傷識(shí)別模型第十六頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介第十七頁，共十八頁。橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別簡(jiǎn)介內(nèi)容(nirng)總結(jié)橋梁結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法。目 錄。從結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)數(shù)據(jù)中提取能夠表征結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)的指標(biāo)，通過直接觀察該指標(biāo)，對(duì)結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行判別。思路簡(jiǎn)單，求解(qi ji)簡(jiǎn)單。K-nearest neighbor rules。思路復(fù)雜，求解(qi ji)復(fù)雜。經(jīng)典模式識(shí)別方法將損