[发明专利]基于应变响应累积分布函数差的桥梁集群结构损伤判别方法

权利要求书

1.基于应变响应概率分布函数差的桥梁集群结构损伤诊断方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：采集健康状态下桥梁集群内有监测系统的全部相似桥梁所有测点的结构应变监测数据；

步骤二：采用基于数据相似度的监测应变响应聚类分析方法对结构应变监测数据的每一列进行聚类分析，获得所有测点按照数据相关度的聚类划分结果；

步骤三：根据步骤二的聚类划分结果，采集待诊断状态下，某一类别内所有测点的结构应变监测数据；

步骤四：根据步骤三获得的某一类别内所有测点的结构应变监测数据，利用基于桥梁结构应变监测数据集合重构的降噪方法，获得该类别减弱噪声干扰后的结构应变监测数据；

步骤五：在步骤四的基础上，在该类别内随机选择参考点，构建待诊断状态下该类别内所有测点的损伤判别因子及阈值；所述的构建待诊断状态下该类别内所有测点的损伤判别因子及阈值的方法为：

步骤五一：设待诊断状态下去除噪声后某一类别的结构应变监测数据集合为Y＇，定义如下：

式中，u为待诊断状态采样点个数；v为某一类别的测点数；p为待诊断状态的某一采样点，1≤p≤u；q为某一类别的某一测点，1≤q≤v；Y＇_pq为待诊断状态下聚类降噪后第q个测点的结构应变监测数据的第p个采样点；

步骤五二：则第q个测点在第p个时刻结构应变监测数据的累计分布函数值定义为：

F(Y＇_pq)＝∑P(≤Y＇_pq) (8)

式中，P(Y＇_pq)为待诊断状态下聚类降噪后第q个测点的结构应变监测数据的第p个采样点的概率；

步骤五三：设选择该类别内第c个测点作为参考点，则损伤判别特征ε_pq定义为：

ε_pq＝F(Y＇_pq)-F(Y＇_pc) (9)

式中，c为从v个测点中随机选取的参考测点；1≤c≤v；

步骤五四：根据损伤判别特征ε_ku，获得损伤判别因子η_q：

则待诊断状态下聚类组内所有测点的损伤判别因子集合η定义为：

η＝{η₁,η₂,…,η_q,…,η_v} (11)

步骤五五：根据待诊断状态下聚类组内所有测点的损伤判别因子集合，定义该类别下的阈值a为：

a＝β·{η}_95％ (12)

式中，β为保证系数，β不小于2；{·}_95％取95％的分位数，向下取整；

步骤六：将该类别内所有测点的损伤判别因子与损伤判别阈值进行比较，当测点的损伤判别因子大于损伤判别阈值时，则该测点处发生了损伤，获得该类别内全部测点的损伤判别结果；

步骤七：重复步骤三至步骤六，获得集群内所有类别下的测点的损伤判别结果。