基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价

论文摘要

为了弥补隧道监测数据缺失导致信息丢失的不足,从而能够更好地评价地铁隧道结构健康状况,基于压缩感知理论对健康监测数据进行处理,通过对运营地铁的结构健康监测数据进行压缩和重构,减少对原始监测数据的传输和存储压力,以提高获取的地铁健康相关数据的信息完备与可靠性,为隧道结构健康安全评价提供数据基础。在此基础上,构建运营地铁隧道安全风险指标评价体系,在获取完备数据的基础上,基于不确定性视角,采用云推理综合评估运营地铁隧道的可靠程度,以及时掌握运营地铁的安全状态,并找到影响其可靠性的关键风险,从而制定相应的管控措施。最后以武汉地铁2号线长汉区间监测点的累计沉降作为数据样本进行实例分析,结果显示压缩感知能使监测数据重构以获得完备数据,再利用逐级云推理得到安全风险等级云图与实际情况相符。

论文目录

• 引言
• 1 压缩感知理论
•   1.1 压缩感知
•   1.2 压缩感知应用步骤
•     1.2.1 信号的稀疏表示
•     1.2.2 测量矩阵理论分析
•     1.2.3 压缩感知的信号重构
• 2 基于压缩感知隧道结构健康监测与可靠性评价模型构建
•   2.1 运营地铁隧道安全风险指标体系构建
•   2.2 基于压缩感知的运营地铁隧道结构健康监测信号重构设计
•     2.2.1 监测数据获取
•     2.2.2 沉降信号稀疏处理
•     2.2.3 沉降信号数据重构
•       （1）一定规范的输入:
•       （2）获得所要求的输出:
•       （3）初始化状态:
•   2.3 风险指标的分级及云粒化
•   2.4 不确定性推理规则库的建立
•   2.5 逐级云推理及可靠性评价
• 3 实例分析
•   3.1 工程概况
•   3.2 基于压缩感知的监测数据处理
•     3.2.1 沉降监测数据的获取
•     3.2.2 沉降信号稀疏分析
•     3.2.3 沉降信号数据重构
•   3.3 结果分析
•     3.3.1 监测数据
•     3.3.2 数据云粒化
•     3.3.3 不确定推理及评价结果
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈世杰,吴贤国,姚春桥,冯宗宝,王丙苗,韩鹏

关键词: 运营地铁隧道,结构健康监测,压缩感知,监测数据重构,风险指标,云推理,可靠性评价

来源: 铁道标准设计 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 公路与水路运输

单位: 武汉地铁集团有限公司,华中科技大学土木工程与力学学院

基金: 国家重点研发项目(2016YFC0800208),国家自然科学基金(51378235,71571078,51778262,51308240),武汉市建委科技项目(201414,201619,201334)

分类号: U456.3

DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.201812270004

页码: 101-109

总页数: 9

文件大小: 595K

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