[发明专利]用于桥梁结构在不中断交通情况下快速振动检测的方法

摘要

本发明提出一种用于桥梁结构在不中断交通情况下快速振动检测的方法，可以在不中断交通情况下实现桥梁结构的振动测试。采用的设备有多个无线加速度传感器、多个传感器无线采集节点和车载移动无线基站，多个无线加速度传感器分别固定安装在桥上，每个传感器无线采集节点分别与多个无线加速度传感器无线电信号连接，车辆快速通过桥面，车载移动无线基站在快速移动状态下接收传感器无线采集节点采集到的无线加速度传感器的数据。采集得到桥梁振动数据之后，可采用模态参数识别方法识别出桥梁结构的模态参数。本发明有利于解决城市区域桥梁的快速检测难题，为保障桥梁结构的安全提供技术支撑。

主权项

一种用于桥梁结构在不中断交通情况下快速振动检测的方法，其特征在于，方法如下：采用的设备有多个无线加速度传感器、多个传感器无线采集节点和车载移动无线基站，多个无线加速度传感器分别固定安装在桥上，每个传感器无线采集节点分别与多个无线加速度传感器无线电信号连接，车辆快速通过桥面，车载移动无线基站在快速移动状态下接收传感器无线采集节点采集到的无线加速度传感器的数据，并进行如下振动检测步骤，第一步：在传感器无线采集节点，将采集得到的原始数据长度为n信号x转换成长度为m的信号y，其中m＝ny＝Φx   (1)Φ矩阵中独立同分布的元素φi,j为满足均值为0，方差为1/n的高斯分布的随机数；或为满足独立同分布的φi,j为服从对称伯努利分布的的数等，然后传感器无线采集节点内的将数据y无线传输至车载移动无线基站；第二步：在车载移动无线基站端，接收到的数据中有nl个数据点丢失，得到数据考虑向量y在无线传输过程中有数据丢失，基站接收到的数据为数据长度为其中nl是丢失的数据数量，因此公式(1)变成y^=Φ^x---(2)]]>式中是由Φ矩阵去除掉nl行元素之后得到，去除掉的行数和向量y中丢失的数据相对应，根据数据包编码，确定数据丢失的情况，然后确定矩阵其维数为(m‑nl)×n；第三步：向量认为是原始数据x压缩之后得到的，因此丢失数据的问题转化为了压缩之后数据的重构问题，采用压缩感知的方法进行重构恢复丢失的数据，通过求解l1优化算法重构系数且式中α＝ΨTx，是基变换系数；Ψ是一个基矩阵，是小波基、傅里叶基或其它的变换基；ε是考虑实信号的误差上限值，通过估计得到，第四步：原始信号通过重构的系数采用下式计算得到：x^=Ψa---(4)]]>式中Ψ基变换矩阵；第四步：得到测量数据之后，采用传统的环境激励下的模态参数识别算法，识别结构的模态参数，包括频率、振型和阻尼比。