基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究.pdf

第42卷 第 1期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vb1．42 No．1 2013年1月 JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina Jan．2013 · 自动化技术 · 基于结构健康监测系统的桥梁数据异常诊断研究 袁慎芳 ，梁 栋 ，高 宁2，张宇峰3 (1．南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室 南京 210016；2．南京航空航天大学无人机研究院 南京 210016； 3．长大桥梁健康检测与诊断技术交通行业重点实验室 南京 211112) 【摘要】桥梁结构监测主要集中在对桥梁结构损伤位置和损伤程度的研究，然而，这是以桥梁结构健康监测系统数据有 效为前提的．在实际的环境里，由监测系统 自身故障引起的异常往往会对监测数据有一定影响，使得监测系统产生损伤误报， 增加了虚警率；同时，由某些外部荷栽引起的突发事件，可能会对结构有严重破坏，不利于桥梁的安全维护和管理．为了保 证桥梁的安全，提高桥梁结构监测的有效性，有必要对特殊事件进行异常诊断．该文将一类识别方法应用到桥梁数据诊断中， 即通过核主成分分析和超球面一类支持向量机方法将一般监测数据和特殊事件数据有效区分，并利用江阴大桥的加速度传感 器数据验证了该方法在船撞、台风、传感器装机噪声和传感器跳变信号下的有效性。 关 键 词 桥梁结构健康监测； 数据异常诊断； 核主成分分析； 超球面一类支持向量机 中图分类号 TP212；U446 文献标志码 A doi：10．3969／j．issn．1001．0548．2013．01．016 TheBridgeDataDiagnosisResearchBased onStructuralHealthM onitoringSystem YUAN Shen．fang，LIANGDong。GAONing，nadZHANGYu_feng ， (I．TheAeronauticKeyLaboratoryofSmartMaterialandStructure,SanjingUniversityofAeronauticsnadAstronauticsN肌jing 210016； 2．ResearchInstituteofUnmannedAircratLNanjingUniversiytofAcxonauticsnadAstronautics Nanjing 210016； 3．KeyLaboratoryofLong-SpnaBridgeHealthInspectionDiagnosisTechnologyofMinistryofTransportNnajing 211112) Abstract Theresearchon thebridgestructuralmonitoring focusesmanily on the identification ofthe structuredamagepositionnaddegree．However。htesereserachesraebasedonthedataofhtestrueturalhealth monitornigsystem．Intheacutalenvironment,hteabnormaldatacausedbvthefailuremonitornigsystem Cna often makehtefalseprognosis．nicreasnigthefalsealarm rate．Menawhile，tIlebridgemay haveseriousstrucutral dma agefrom hteunexpectedeventscausedbysomeexternalloads．Theyarenotconducivetohtebridgesafety manitennacenadmanagement．Inordertoensurehtebridgesa