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基于无线传感器网络和独立成分分析的桥梁诊断系统
| 论文题名： | 基于无线传感器网络和独立成分分析的桥梁诊断系统 |
| 关键词： | 无线传感器网络;桥梁诊断系统;独立成分分析 |
| 摘要： | 桥梁是投资巨大，使用期长的大型基础设施，因此它的安全性对国民经济有着举足轻重的影响。我国现有大小公路桥5000余座，在运营过程中，由于荷载、疲劳、腐蚀和材料老化等不利因素的长期影响，桥梁结构将不可避免地产生自然老化现象，损伤积累，甚至导致突发事故。同样的情况也发生在日本。近来，在日本服务时间超过50年而又继续使用的桥于2020至2030年会迅速增加。因此必须随时掌握桥梁的健康状态，及时发现缺陷和损伤，以延长桥梁使用寿命、确保桥梁的安全运营。 目前，桥梁健康诊断开发还属于基础性的探索阶段。它涉及传感器、计算机、通讯、信号处理等多个领域，需要多学科的研究。我们尝试开发一个桥梁诊断系统对桥梁进行安全维护。 我们通过无线传感器网络收集桥梁的振动数据，用独立成分分析(ICA)和频谱分析来提取桥梁特征频率，以此来识别桥梁的老化和腐蚀现象，对桥梁结构的健康状况进行评价，为桥梁的维修、养护与管理提供依据和指导。 本文所做的主要工作可以分为一下四个部分： 1．通过和传统的桥梁诊断方法相比较，提出了一个利用无线传感器网络的桥梁健康诊断系统。 2．为了减少分析数据中的噪声，该系统使用数字信号处理的独立成分分析方法来提取信号，分离噪声。 3．使用频谱分析（傅立叶变换）来获得桥梁的特征频率，对桥梁进行健康诊断。 4．计算桥墩的位移，描绘桥墩的运动形式。 我们已用此诊断系统在日本福冈县北九州市小仓区的青岚桥进行了现场实验，成功地提取了该桥的桥墩特征频率，绘制了桥墩的位移图和运动形式图。 |
| 作者： | 程佳 |
| 专业： | 计算机系统结构 |
| 导师： | 支小莉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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