【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及橋梁監(jiān)測，尤其涉及一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
1、近年來，極端天氣(如暴雨、臺風(fēng)、洪水等)對橋梁的安全運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，頻繁的自然災(zāi)害導(dǎo)致橋梁受損、道路中斷，甚至造成了人員傷亡。為了應(yīng)對這些風(fēng)險(xiǎn)，大跨度橋梁等重要交通設(shè)施通常會(huì)安裝監(jiān)測系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)全天候的安全監(jiān)測。由于成本高昂、技術(shù)復(fù)雜和高能耗，監(jiān)測系統(tǒng)并未廣泛應(yīng)用于中小跨徑橋梁。許多中小跨徑橋梁，出于經(jīng)濟(jì)、維護(hù)等因素考慮，未能安裝任何監(jiān)測設(shè)備，增加了橋梁結(jié)構(gòu)在惡劣天氣下的隱患。這不僅危及橋梁本身的安全，也對行駛車輛和乘客構(gòu)成了潛在威脅。
2、在實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)過程中，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：
3、現(xiàn)有的橋梁監(jiān)測系統(tǒng)通常要求全天候高頻率高精度監(jiān)控，以確保在任何時(shí)候都能夠檢測到結(jié)構(gòu)異常。然而，這種模式的缺點(diǎn)顯而易見：在普通或良好天氣下，監(jiān)測需求較低，但系統(tǒng)仍然保持高頻和高精度監(jiān)控，導(dǎo)致了能源浪費(fèi)和設(shè)備過度使用，這種高功耗的監(jiān)測方式意味著需要頻繁接電、更換電池；在環(huán)境惡劣情況下，監(jiān)測頻率精度如舊，很可能沒有及時(shí)監(jiān)測到相關(guān)突發(fā)狀況而導(dǎo)致沒有及時(shí)預(yù)警。
4、因此需要一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以至少部分地解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于此，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集方法、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題之一。
2、第一方面，本專利技術(shù)實(shí)
3、基于設(shè)置在橋梁周邊不同位置的多個(gè)采樣點(diǎn)的氣象監(jiān)測傳感器，獲取每個(gè)采樣點(diǎn)在設(shè)定的采樣周期內(nèi)的多種監(jiān)測物理量分別對應(yīng)的周邊氣象數(shù)據(jù)；其中，每個(gè)采樣點(diǎn)的監(jiān)測物理量包括溫度、濕度、風(fēng)速和降雨量；
4、將采樣周期按順序分隔為等時(shí)長的第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口，基于采樣點(diǎn)在采樣周期內(nèi)的周邊氣象數(shù)據(jù)獲取該采樣周期對應(yīng)的第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的多種周邊氣象數(shù)據(jù)序列；
5、分別對第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的多種周邊氣象數(shù)據(jù)序列進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)歸一化處理，獲取對應(yīng)的協(xié)方差矩陣；
6、調(diào)用獲取的同一采樣周期對應(yīng)的第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)橋梁氣象數(shù)據(jù)，結(jié)合第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的多種周邊氣象數(shù)據(jù)序列以及對應(yīng)的協(xié)方差矩陣，分別計(jì)算第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的馬氏距離；
7、基于第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)采樣點(diǎn)的馬氏距離為對應(yīng)采樣點(diǎn)分配權(quán)重，并調(diào)用第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的同種監(jiān)測物理量分別對應(yīng)的周邊氣象數(shù)據(jù)平均值，通過加權(quán)求和分別獲取第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)橋梁周邊氣象數(shù)據(jù)；
8、基于第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)橋梁周邊氣象數(shù)據(jù)獲取各監(jiān)測物理量的影響函數(shù)，并進(jìn)一步獲取氣象影響因子；
9、基于分別對第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的多種周邊氣象數(shù)據(jù)序列進(jìn)行傅里葉變換獲得的多種監(jiān)測物理量頻域信號，獲取第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的對應(yīng)每種監(jiān)測物理量頻域信號的頻率分量，并進(jìn)一步獲取第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)橋梁周邊的每種監(jiān)測物理量頻域信號相對應(yīng)的頻率分量和每種監(jiān)測物理量對應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)能量；
10、分別獲取第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口的總氣象數(shù)據(jù)能量，計(jì)算時(shí)間窗口能量差；
11、基于所述時(shí)間窗口能量差和所述氣象影響因子確定并調(diào)整下一采樣周期內(nèi)所有采樣點(diǎn)的各氣象監(jiān)測傳感器的監(jiān)測頻率。
12、第二方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了一種采集設(shè)備，所述采集設(shè)備包括：
13、存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令；
14、處理器，用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案的采集方法。
15、第三方面，本專利技術(shù)實(shí)施例還提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述技術(shù)方案的采集方法。
16、本專利技術(shù)的附加優(yōu)點(diǎn)、目的，以及特征將在下面的描述中將部分地加以闡述，且將對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在研究下文后部分地變得明顯，或者可以根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)踐而獲知。本專利技術(shù)的目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過在說明書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)到并獲得。
17、本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的是，能夠用本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)的目的和優(yōu)點(diǎn)不限于以上具體所述，并且根據(jù)以下詳細(xì)說明將更清楚地理解本專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的上述和其他目的。
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1.一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集方法，其特征在于，所述采集方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述采集方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集方法，其特征在于，所述計(jì)算每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響因子SSI，具體是指：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，還包括獲取采樣周期對應(yīng)的第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)的橋梁氣象數(shù)據(jù)，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述計(jì)算第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的馬氏距離DM(u)，具體是指：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述基于第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)橋梁周邊氣象數(shù)據(jù)獲取各監(jiān)測物理量的影響函數(shù)，具體是指：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述獲取第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的對應(yīng)每種監(jiān)測物理量頻域信號的頻率分量F(u,v)，具體是指：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述基于所述時(shí)間窗口能量差和所述氣象影響因子確定并調(diào)整下一采樣周期內(nèi)
9.一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集設(shè)備，其特征在于，所述采集設(shè)備包括：
10.一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令的存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的采集方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于氣象數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的橋梁監(jiān)測信號采集方法，其特征在于，所述采集方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述采集方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采集方法，其特征在于，所述計(jì)算每個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)影響因子ssi，具體是指：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，還包括獲取采樣周期對應(yīng)的第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)的橋梁氣象數(shù)據(jù)，具體包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述計(jì)算第一時(shí)間窗口和第二時(shí)間窗口內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的馬氏距離dm(u)，具體是指：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采集方法，其特征在于，所述基于第一時(shí)間窗口和第二時(shí)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張景峰，雒嘉鑫，馬捷，白寶祥，李洋，劉沂昆，羅騫，李鵬羽，馮瑞，趙紅印，朱涵，劉澤楷，
申請(專利權(quán))人：長安大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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