橋梁結構損傷識別簡介課件

1、第一頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介目目 錄錄損傷(snshng)識別特點1所采用(ciyng)過的識別方法2基于統(tǒng)計學習理論(lln)的模式識別方法3第二頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介損傷識別損傷識別(shbi)特點特點 損傷識別 土木結構損傷識別主要是針對具體的土木工程結構，利用各種監(jiān)測到的結構整體(zhngt)響應數(shù)據(jù)（位移、應變、內力、加速度等），結合信號處理、人工智能、數(shù)理統(tǒng)計、隨機過程等相關學科的知識，對結構有無損傷、損傷的類型、嚴重性、位置和程度等進行合理評判。第三頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介損傷識別損傷識別(shbi)特點特點 狀態(tài)(zhungti) 損傷多樣性 剛

2、度降低、質量改變、邊界條件的改變 損傷狀態(tài)與荷載的相關性 振動分析模型復雜 模型參數(shù)有誤差第四頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 優(yōu)化識別(shbi)法iEI1確定優(yōu)化變量2計算理論位移值3建立最優(yōu)化數(shù)學模型截面剛度(n d)變化K表示結構的剛度，是優(yōu)化變量 的函數(shù) iEI1aK FiEI21min ()nmaiii s.t. btiii第五頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 優(yōu)化識別法思路簡單，求解復雜(fz)極易陷入局部極小值對噪聲敏感原因： 復雜問題簡單化第六頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別

3、簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 損傷指標法 從結構動力響應數(shù)據(jù)中提取能夠表征結構損傷狀態(tài)的指標，通過直接觀察該指標，對結構狀態(tài)進行(jnxng)判別。FFT小波變換HHTAMRA第七頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 損傷指標法思路簡單，求解簡單功能有限易受噪聲(zoshng)干擾原因： 復雜問題過于簡單化第八頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 模式識別方法模式識別是根據(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。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(

4、ciyng)過的識別方法過的識別方法 模式識別(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。橋梁結構損傷識別簡介所采用所采用(ciyng)過的識別方法過的識別方法 模式識別方法思路復雜，求解復雜；考慮了隨機因素，易得與實際相符的結果；經(jīng)典模式識別(shbi)方法將損傷識別(shbi)問題簡化為幾個參數(shù)的估計問題，在求解復雜識別(shbi)問題時仍具有

5、一定難度；基于統(tǒng)計學習理論的方法是一種非參數(shù)估計方法，它求解高維復雜問題的途徑是構造一個近似函數(shù)，以提供最佳的預測結果，而并非直接對問題本身進行分析；與人工神經(jīng)網(wǎng)絡方法相比，支持向量機解決了局部極小值、收斂速度慢等問題，更適合于求解復雜模式識別問題。第十一頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介基于統(tǒng)計基于統(tǒng)計(tngj)學習理論的模式識別方法學習理論的模式識別方法 統(tǒng)計學習(xux)理論ObjectiveLM：Imitate target operator S: Estimating results第十二頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介基于統(tǒng)計學習理論基于統(tǒng)計學習理論(lln)的模式識別方法的模

6、式識別方法 統(tǒng)計學習理論(lln)在解決復雜問題方面的優(yōu)勢：（1）直接性；（2）通用性: （3）全局性；第十三頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介基于統(tǒng)計學習理論的模式識別基于統(tǒng)計學習理論的模式識別(m sh sh bi)方法方法 關鍵步驟第十四頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介基于統(tǒng)計學習理論基于統(tǒng)計學習理論(lln)的模式識別方法的模式識別方法 構建損傷(snshng)指標與統(tǒng)計學習理論的具體實現(xiàn)算法相匹配可分性抗噪聲性 優(yōu)化樣本庫結構狀態(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。橋梁結構損傷識別簡介基于統(tǒng)計學習基于統(tǒng)計學習(xux)理論的模式識別方法理論的模式識別方法 選擇(xunz)具體實現(xiàn)算法支持向量機算法的選擇 最小二乘法支持向量機核函數(shù)的選擇 多項式核函數(shù)、Gauss徑向基核函數(shù)和Sigmoid核函數(shù)等 損傷識別模型第十六頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介第十七頁，共十八頁。橋梁結構損傷識別簡介內容(nirng)總結橋梁結構損傷識別方法。目 錄。從結構動力響應數(shù)據(jù)中提取能夠表征結構損傷狀態(tài)的指標，通過直接觀察該指標，對結構狀態(tài)進行判別。思路簡單，求解(qi ji)簡單。K-nearest neighbor rules。思路復雜，求解(qi ji)復雜。經(jīng)典模式識別方法將損