基于分布式傳感的中小型橋梁荷載識別技術(shù)研究的中期報告中期報告一、研究背景和意義近年來，隨著交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，橋梁建設(shè)和使用數(shù)量不斷增加。橋梁的健康狀況關(guān)系到公共交通和財產(chǎn)安全，因此橋梁安全監(jiān)測備受重視。橋梁荷載識別是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的重要環(huán)節(jié)之一，可通過荷載識別實現(xiàn)橋梁狀態(tài)的實時監(jiān)測和評估，并及時指導(dǎo)橋梁維修、加固和安全排查。基于分布式傳感的中小型橋梁荷載識別技術(shù)的研究對于提升橋梁安全監(jiān)測的精度和效率，具有重要意義。二、研究現(xiàn)狀和存在問題目前，橋梁荷載識別技術(shù)研究主要采用傳統(tǒng)的振動測量法和應(yīng)變測量法。但是，這些傳統(tǒng)方法存在著精度低、覆蓋面積小、需要在橋梁結(jié)構(gòu)上設(shè)備點和傳感器布置麻煩的問題。此外，傳統(tǒng)方法的采集數(shù)據(jù)存在著時序性、地域性和可靠性等問題，而且不能滿足實時數(shù)據(jù)傳輸和動態(tài)監(jiān)測的要求?；诜植际絺鞲械闹行⌒蜆蛄汉奢d識別技術(shù)通過在梁上布置分布式傳感器，可以實現(xiàn)對橋梁荷載譜識別、動態(tài)監(jiān)測和評估。該技術(shù)可以使得荷載覆蓋更廣，數(shù)據(jù)采集更精細(xì)，實現(xiàn)橋梁綜合監(jiān)測和預(yù)警。并且該技術(shù)可以實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)互通，大大提高橋梁數(shù)據(jù)的可靠性和精度。然而，基于分布式傳感的中小型橋梁荷載識別技術(shù)研究中仍存在著傳感器精度低、功耗大、布置方式不合理等問題。同時，在實際應(yīng)用中，信號噪聲干擾、信號分離、信號重構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}也面臨挑戰(zhàn)。三、研究方案和進(jìn)展情況1.研究方案基于分布式傳感的中小型橋梁荷載識別技術(shù)的研究方案主要包括以下幾個步驟：（1）傳感器的選型和布置方式的確定本研究選用光纖光柵作為傳感器，它具有高精度、線性好、不受電磁干擾等優(yōu)點，但同時其價格較貴。由于考慮到節(jié)約成本和保證有效監(jiān)測，本研究采用梁上傳感器和懸索上傳感器相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。（2）信號處理和特征提取本研究采用小波變換和相關(guān)系數(shù)分析進(jìn)行信號處理和特征提取。首先利用小波變換對得到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理，然后利用相關(guān)系數(shù)分析求出荷載譜的主特征值，建立荷載識別模型。（3）算法實現(xiàn)和測試本研究將特征值與荷載之間的關(guān)系建立模型，并將模型應(yīng)用于實際荷載識別數(shù)據(jù)測試中。測試結(jié)果將與傳統(tǒng)振動測量法和應(yīng)變測量法進(jìn)行對比，評估該技術(shù)的性能和適用范圍。2.進(jìn)展情況本研究已完成對傳感器的選型和布置方式的確定，并完成了分布式傳感數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的建立。在信號處理方面，已完成小波變換和相關(guān)系數(shù)分析算法的編寫和驗證。在實際應(yīng)用方面，已完成實際荷載識別測試數(shù)據(jù)的采集，測試結(jié)果表明基于分布式傳感的中小型橋梁荷載識別技術(shù)能夠有效解決傳統(tǒng)方法的不足，并實現(xiàn)了實時數(shù)據(jù)傳輸和動態(tài)監(jiān)測。但是，在算法實現(xiàn)方面仍需進(jìn)一步完善和優(yōu)化。四、未來計劃1.研究信號處理技術(shù)，提高特征提取精度。2.繼續(xù)完善荷載識別模型，保證模型的準(zhǔn)