基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的梁橋損傷識(shí)別研究

基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的梁橋損傷識(shí)別研究

摘要：本文提出了一種基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的方法，用于梁橋損傷識(shí)別。通過對(duì)梁橋模態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，提取出廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵作為特征指標(biāo)。然后利用支持向量機(jī)進(jìn)行分類和識(shí)別，以判斷梁橋的損傷狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性。

關(guān)鍵詞：梁橋損傷識(shí)別；廣義曲率模態(tài)信息熵；轉(zhuǎn)角差曲率信息熵；支持向量機(jī)；特征指標(biāo)

1.引言

梁橋是城市建設(shè)中常見的重要結(jié)構(gòu)之一，其承載能力和安全性對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行至關(guān)重要。然而，隨著使用時(shí)間的增加和外界環(huán)境條件的變化，梁橋可能會(huì)受到不同程度的損傷，從而降低了其承載能力和安全性。因此，對(duì)于梁橋的損傷進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別和評(píng)估具有重要的實(shí)際意義。

2.相關(guān)工作

目前，關(guān)于梁橋損傷識(shí)別的研究主要包括傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的方法。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法通常通過對(duì)梁橋的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行分析，如振型、頻率等來判斷梁橋的損傷狀態(tài)。然而，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中存在著識(shí)別準(zhǔn)確度不高、受到噪聲和干擾影響較大等問題?；跈C(jī)器學(xué)習(xí)的方法則可通過對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，建立更精確的損傷識(shí)別模型，但是對(duì)于特征的選擇和損傷判別標(biāo)準(zhǔn)的確定仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

3.方法提出

本文提出了一種基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的方法，用于梁橋的損傷識(shí)別。首先，通過對(duì)梁橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)測試，提取出模態(tài)參數(shù)。然后，根據(jù)模態(tài)參數(shù)計(jì)算出廣義曲率和轉(zhuǎn)角差曲率。接著，利用廣義曲率的模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率的信息熵作為特征指標(biāo)，對(duì)梁橋的損傷狀態(tài)進(jìn)行分類和識(shí)別。最后，采用支持向量機(jī)作為分類器，建立損傷識(shí)別模型。

4.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

為驗(yàn)證本文方法的有效性和可行性，選取了一座梁橋進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，分別記錄了梁橋的模態(tài)參數(shù)、廣義曲率和轉(zhuǎn)角差曲率。然后，通過計(jì)算廣義曲率的模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率的信息熵，得到了特征指標(biāo)。最后，利用支持向量機(jī)進(jìn)行分類和識(shí)別，得到了梁橋的損傷狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文方法能夠有效地識(shí)別梁橋的損傷狀態(tài)。廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的選擇能夠更好地反映梁橋的損傷程度，支持向量機(jī)能夠準(zhǔn)確地對(duì)梁橋的損傷狀態(tài)進(jìn)行分類和識(shí)別。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法及其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法相比，本文方法具有更高的識(shí)別準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。

5.結(jié)論

本文提出了一種基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的梁橋損傷識(shí)別方法。實(shí)驗(yàn)證明，該方法能夠有效地識(shí)別梁橋的損傷狀態(tài)，并且具有較高的識(shí)別準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。未來的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化特征選擇和分類器設(shè)計(jì)，以提高損傷識(shí)別的性能和可靠性。

綜上所述，本文提出的基于廣義曲率模態(tài)信息熵和轉(zhuǎn)角差曲率信息熵的梁橋損傷識(shí)別方法在實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出了較高的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。通過記錄梁橋的模態(tài)參數(shù)和計(jì)算特征指標(biāo)，支持向量機(jī)能夠?qū)α簶虻膿p傷狀態(tài)進(jìn)行分類和識(shí)別。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法及其他機(jī)器學(xué)習(xí)方法相比，本文方法具有更高的識(shí)別準(zhǔn)確度和可靠性。