(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110785819.3 (22)申请日 2021.07.12 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113591371 A (43)申请公布日 2021.11.02 (73)专利权人 黑龙江先创科技 开发有限公司 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市松北区汇 宏金融港一期4栋办公单 元8层806号 (72)发明人 刘洋　曹建新　郭成军　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 李智慧 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06N 3/04(2006.01) G06K 9/62(2022.01) G06V 10/20(2022.01)G06V 10/82(2022.01) G06V 10/774(2022.01) (56)对比文件 CN 112528564 A,2021.0 3.19 CN 110704911 A,2020.01.17 CN 103049480 A,2013.04.17 US 2015323413 A1,2015.1 1.12 陈孝珍 等. “基于静力测量数据的桥梁结构 损伤定位研究 ”. 《三峡大 学学报 （自然科 学版） 》 .2006,第28卷(第5期),第404-408、 434页. 杨鸥 等.“时变环境与损伤耦合下桥梁结构 频率及阻尼比的统计分析 ”. 《计算力学 学报》 .2010,第27 卷(第3期),第457-46 3页. Changxi Yang等. “Damage Detecti on of Bridges Co nsidering Enviro nmental Temperature Ef fect by Usi ng Cluster Analysis ”. 《Procedia Engi neering》 .2016,第 577-582页. (续) 审查员 于湃 (54)发明名称 基于时空关联模型的桥梁集群结构损伤定 位方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于时空关联模型的桥 梁集群结构损伤定位方法， 所述方法如下： 一、 在 集群内各结构形式相似桥梁的关键断面布设应 变传感器， 实现桥梁集群结构应变测点群监测数 据的实时采集； 二、 对桥梁集群结构采集的长期 应变测点群监测数据进行预处理； 三、 建立参考 桥梁应变测点群监测数据与集群内其它桥梁应 变测点群监测数据的时空关联模型； 四、 利用时 空关联模型， 对集群内桥梁的应变响应进行预 测， 并利用应变测点群预测应变值与实测应变值 构建损伤定位因子和阈值， 完成集群内桥梁结构 的损伤定位。 本发明建立了集群内桥梁之间的时 空关联模型， 解决了复杂环境耦合作用下集群内全部结构形式相似桥梁的损伤定位难题。 [转续页] 权利要求书3页 说明书5页 附图6页 CN 113591371 B 2022.06.07 CN 113591371 B (56)对比文件 Fangzheng Lin等.“Concrete bridge damage detecti on using paral lel simulati on”. 《ELSEVIER》 .2020,第1-14页.2/2 页 2[接上页] CN 113591371 B1.一种基于时空关联模型的桥梁集群结构损伤定位方法， 其特征在于所述方法包括如 下步骤： 步骤一、 在集群内各结构形式相似桥梁的关键断面布设应变传感器， 建立桥梁集群结 构应变测点群监测系统， 实现桥梁集群结构应 变测点群监测数据的实时采集； 步骤二、 对桥梁集群结构采集的长期应 变测点群监测数据进行 预处理； 步骤三、 选择集群 内一座桥梁为参考桥梁， 利用结构健康状态下应变长期监测数据， 建 立参考桥梁应变测点群监测数据与集群内其它桥梁应变测点群监测数据的时空关联模型， 具体步骤如下： 步骤三一、 建立结合深度卷积神经网络和长短时记忆网络的时空关联模型训练网络， 所述时空关联模型训练网络的结构包括： 数据输入层、 时序数据折叠层、 卷积层、 最大池化 层、 批归一化层、 激活函数层、 时序数据展开层、 数据压平层、 长短时记忆网络层一、 长短时 记忆网络层二、 全连接层、 数据输出回归层， 将网络中上述结构层依次连接， 并将时序数据 折叠层和时序数据展开层连接； 步骤三二、 将集群内任意桥梁A作为参考桥梁， 并将桥梁A健康状态下的应变监测矩阵 作为网络输入， 同时将集群内其它任意桥梁B与桥梁A相同采样时刻下的应变监测矩阵 作为网络 输出； 步骤三三、 对时空关联模型训练网络进行训练， 直至网络损失函数收敛， 网络损失函数 的公式如下： 式中， Γ(Θ)为损失函数； Θ为训练网络的隐藏层参数集合； κ( ·)为基于桥梁之间时 空关联模型的应 变监测数据预测函数； 步骤四、 利用步骤三所构造的时空关联模型， 对集群内桥梁的应变响应进行预测， 并利 用应变测点群预测应变值与实测应变值构建损伤定位因子和阈值， 完成集群内桥梁结构的 损伤定位。 2.根据权利要求1所述的基于时空关联模型的桥梁集群结构损伤定位方法， 其特征在 于所述步骤二的具体步骤如下： 步骤二一、 对集群内全部桥梁的应 变监测数据进行去噪声和剔除随机车 载影响处 理： 式中， n表示采样点总数； k表示桥梁结构应变任意采样点， i表示桥梁结构应变任意测权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113591371 B 3