一种应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法及装置制造方法及图纸

技术编号:46061618 阅读:9 留言:0更新日期:2025-08-11 15:47
本发明专利技术提供一种应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法及装置,涉及分布式光纤声波传感技术领域。该方法包括:基于自注意力机制,对窗口相位信号序列进行自适应噪声抑制,获得去噪相位信号序列;根据去噪相位信号序列,通过卷积神经网络进行多尺度时频特征融合,获得时空矩阵以及时频特征;根据时空矩阵,通过二维卷积网络进行空间相关性特征提取,获得空间特征;基于长短期记忆网络,根据时频特征以及空间特征进行加权融合,获得时空融合特征;根据时空融合特征,通过全连接层进行解卷绕相位映射,获得真实相位信号序列。本发明专利技术是一种针对于船舶撞击场景的分布式光纤声波震动的准确程度高且鲁棒性好的相位解卷绕方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及分布式光纤声波传感,特别是指一种应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法及装置


技术介绍

1、船舶撞击是桥梁结构面临的重大安全威胁之一,尤其在航运频繁的水域,桥梁承受着船舶失控、超载或极端天气下的撞击风险。分布式光纤声波振动传感系统作为一种高精度、长距离的结构健康监测技术,能够通过传感光纤实时捕捉桥梁结构的振动信号,为船舶撞击事件的预警和损伤评估提供关键数据支持。然而,分布式光纤声波振动感知系统在高频振动场景下(如船舶撞击产生的冲击波)存在显著的相位卷绕问题:由于相位测量的周期性限制(通常为2π),当振动频率或幅值超过系统动态范围时,相位信号会发生模2π截断,导致幅值、频率和相位信息的严重失真。这一问题直接削弱了分布式光纤声波振动传感系统对船舶撞击事件的识别能力,例如无法准确判断撞击能量、定位撞击位置或区分撞击与其他环境噪声(如风振、车辆荷载),显著降低预警系统的可靠性。

2、传统相位解卷绕方法(如时域积分法、多普勒解卷绕等)在复杂工程场景中面临多重挑战,船舶撞击产生的瞬时高频冲击信号超出传统算法的动态范围,导致解卷绕误差增大;本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述基于自注意力机制,对窗口相位信号序列进行自适应噪声抑制,获得去噪相位信号序列,包括:

3.根据权利要求1所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述根据去噪相位信号序列,通过卷积神经网络进行多尺度时频特征融合,获得时空矩阵以及时频特征,包括:

4.根据权利要求3所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述卷积神经网络的卷积核为并行关系;所述卷积核的个数为3...

【技术特征摘要】

1.一种应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述基于自注意力机制,对窗口相位信号序列进行自适应噪声抑制,获得去噪相位信号序列,包括:

3.根据权利要求1所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述根据去噪相位信号序列,通过卷积神经网络进行多尺度时频特征融合,获得时空矩阵以及时频特征,包括:

4.根据权利要求3所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述卷积神经网络的卷积核为并行关系;所述卷积核的个数为3;所述卷积核的大小为33,55和77。

5.根据权利要求1所述的应用于船撞桥梁体振动监测的相位解卷绕方法,其特征在于,所述二维卷积网络通过在空间维度上建立局部关联模型,捕捉时...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘银余满张凯门一凡李玉卓尤佳李希胜洪然陈洪兵李泽宇海乐天徐刚周毅汪远昊
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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