桥梁监测温度场-应变场时空相关模型及健康诊断方法技术

本发明专利技术属于桥梁监测数据分析技术应用领域，具体公开了一种桥梁监测温度场

【技术实现步骤摘要】
桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型及健康诊断方法


[0001]本专利技术属于桥梁监测数据分析技术应用领域，涉及一种桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型及健康诊断方法，尤其涉及一种基于BiLSTM的桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型及健康诊断方法。

技术介绍

[0002]首先，桥梁在建造中或多或少地存在一定缺陷，导致运营期内出现种种问题；其次，随着交通量的日益增大，桥梁建造时的设计标准已经不能满足目前的运营要求，很多桥梁处于超负荷运营状态；另外，在载荷和环境条件的持续作用下，疲劳、腐蚀和材料老化等问题日益突出，结构构件的损伤累积和抗力衰减不断加剧，一旦重要部件的损伤发展到临界水平而未及时采取妥善维修加固措施，整体结构将发生严重破坏。为保障桥梁以及使用者的安全，需要挖掘桥梁健康监测数据及时掌握桥梁的结构状况，以应对日常运营和突发情况。
[0003]对桥梁智能监测与病害智能诊断的研究还存在许多挑战：（1）现有点式和分布式传感技术不能满足桥梁监测的动态分布式测试需求，需要将适用于桥梁结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型的构建方法，其特征在于：所述桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型的构建方法包括以下步骤：1）确定分布式光纤光栅传感网的应变和温度测点位置并布设传感网；2）数据传输及存储；数据传输方式分为有线传输和无线传输，将光纤光栅解调仪采集的数据传输至数据服务器，利用服务器对传输的光纤光栅数据进行存储；3）对监测温度及应变数据进行预处理；4）建立温度场
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应变场时空相关BiLSTM模型。2.根据权利要求1所述的桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型的构建方法，其特征在于，所述步骤3）的具体实现方式是：3.1）提取温致应变；布置在轮压位置的应变传感器能同时捕捉到温度和车辆荷载引起的应变，根据应变数据特征提取温致应变；3.2）对步骤3.1）提取得到的温致应变数据进行下采样；3.3）对步骤3.2）采样得到的各个通道的温度和应变数据分别进行归一化，将数据映射到[0，1]区间内：（1）其中：为温度通道的总数；为应变通道的总数；表示第时刻第个温度通道的监测温度；为第个温度通道的最大值；为第个温度通道的最小值；表示第时刻第个温度通道的监测温度；为第个温度通道的最大值；为第个温度通道的最小值；3.4）将步骤3.3）归一化的数据分为训练集和测试集，所述训练集至少包括半个周期时长的最高温度和最低温度。3.根据权利要求2所述的桥梁监测温度场
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应变场时空相关模型的构建方法，其特征在于，所述步骤4）的具体实现方式是：4.1）搭建具有两个BiLSTM层和一个全连接层的神经网络模型；其中，BiLSTM层包含由前向后传播的前向隐藏LSTM单元和由后向前传播的后向隐藏LSTM单元；从输入到输出的计算如下：
，（2），（3）（4）（5）（6）其中：上标表示第时刻；和分别为网络第一层在时刻的前向隐藏单元和后向隐藏单元；和分别为网络第二层在时刻的前向隐藏单元和后向隐藏单元；为全连接层在时刻的值；和分别为全连接层的权重和偏置；是双曲正切函数；L表示预测值与实测值之间的损失函数；所述架构中单个LSTM单元包含状态单元 C
(t)
和三个门控运算，所述门控运算包括遗忘门、输入门i和输出门o；其中，所述输出门计算方式如下：（7）其中：表示向量h
(t
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1)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓晶，吴华军，李晓龙，李炳秋，田亚迪，陈玉明，闫昕，张科超，
申请(专利权)人：浙江新创建高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：