(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(65)同一申請的已公布的文獻(xiàn)號(73)專利權(quán)人中交廣州航道局有限公司地址510000廣東省廣州市海珠區(qū)瀝滘路298號29樓專利權(quán)人中交華南交通建設(shè)有限公司陳華林程聰(74)專利代理機構(gòu)深圳市聯(lián)江知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)44939本發(fā)明涉及樁基工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法。該方法包括以下步驟：對高樁碼頭樁基進(jìn)行位移、應(yīng)力以及荷載參數(shù)監(jiān)測，生成實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況識別，生成樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)；對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征分析，并進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)計算，生成荷載作用數(shù)據(jù)；根據(jù)荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁相互作用分析，生成土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)；根據(jù)土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)。本發(fā)明建立了基于多源監(jiān)測數(shù)據(jù)的工況識別方法，實現(xiàn)了對樁基結(jié)構(gòu)狀態(tài)的21.一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1:對高樁碼頭樁基進(jìn)行位移、應(yīng)力以及荷載參數(shù)監(jiān)測，生成實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況識別，生成樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)；步驟S2:對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征分析，并進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)計算，生成荷載作用數(shù)據(jù)；根據(jù)荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁相互作用分析，生成土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)；步驟S3:根據(jù)土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于溫度、濕度及腐蝕的環(huán)境因素影響分析，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)；對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，并對環(huán)境修正數(shù)據(jù)進(jìn)行基于相關(guān)性分析的動態(tài)特征融合，從而得到位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)；步驟S4:利用關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，得到預(yù)測模型參數(shù)；將荷載作用數(shù)據(jù)與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行時序特征分析，并進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化，生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)；根據(jù)動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)更新，得到優(yōu)化模型步驟S5:利用優(yōu)化模型參數(shù)對樁基側(cè)向位移進(jìn)行連續(xù)預(yù)測，生成位移預(yù)測數(shù)據(jù)；對位移預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性量化及可靠度評估，生成校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S1包括以下步驟：步驟S11:利用安裝在高樁碼頭樁基及周圍區(qū)域土體上的多源傳感器實時采集傳感器參數(shù)，從而得到樁基位移數(shù)據(jù)、樁基受力數(shù)據(jù)以及環(huán)境荷載數(shù)據(jù)，其中多源傳感器包括位移傳感器、應(yīng)力傳感器以及荷載傳感器；步驟S12:對樁基位移數(shù)據(jù)、樁基受力數(shù)據(jù)以及環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一處理，從而得到實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；步驟S13:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)工況識別，從而得到靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)，其中靜態(tài)工況識別具體包括靜載荷工況分類、結(jié)構(gòu)變形特征提取、應(yīng)力分布模式識別以及支撐條件評估；步驟S14:根據(jù)實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行動力響應(yīng)特征提取、振動模態(tài)分析、動力荷載特征識別以及結(jié)構(gòu)動力特性評估的動態(tài)工況識別，從而得到動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)；步驟S15:對靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)以及動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)進(jìn)行信息協(xié)同融合處理，從而得到樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S13包括以下步驟：步驟S131:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)中的環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行基于加載方式、加載幅值以及加載時序的分類處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)的靜載荷工況分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行荷載工況識別，從而得到靜載荷工況分類數(shù)據(jù)；步驟S132:對樁基位移數(shù)據(jù)進(jìn)行變形特征提取，并進(jìn)行位移幅值、變形趨勢、變形速率以及變形模式的特征量計算，從而得到結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)；步驟S133:基于樁基受力數(shù)據(jù)進(jìn)行基于應(yīng)力分布規(guī)律、應(yīng)力集中區(qū)域、應(yīng)力傳遞路徑以及應(yīng)力水平的應(yīng)力分布模式識別，從而得到應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)；步驟S134:根據(jù)樁基位移數(shù)據(jù)以及樁基受力數(shù)據(jù)對樁基與土體之間的相互作用關(guān)系進(jìn)3行評估，并對樁基的樁端約束、土體約束以及樁身約束進(jìn)行約束條件生成，從而得到支撐條件數(shù)據(jù)；步驟S135:對靜載荷工況分類數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)、應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)以及支撐條件數(shù)據(jù)進(jìn)行特征融合，從而得到靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S14包括以下步驟：步驟S141:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于位移時程、加速度響應(yīng)以及應(yīng)力波動的動力響應(yīng)參數(shù)的動態(tài)響應(yīng)特征提取，從而得到動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)；步驟S142:根據(jù)動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行振動模態(tài)分析，從而得到振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)；步驟S143:對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行波浪荷載、風(fēng)荷載以及地震荷載的動力荷載特征提取，并進(jìn)行動力荷載特征的幅值、頻率、相位以及作用方向的參數(shù)統(tǒng)計，從而得到動力荷載特征步驟S144:根據(jù)動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)以及振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行動力特性參數(shù)評估，得到結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)，其中動力特性參數(shù)包括樁基結(jié)構(gòu)的剛度特性、質(zhì)量分布以及能量耗步驟S145:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)、振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)、動力荷載特征數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)進(jìn)行特征關(guān)聯(lián)分析，從而得到動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S142包括以下步驟：步驟S1421:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行樁基結(jié)構(gòu)的固有頻率提取，得到固有頻率特征數(shù)步驟S1422:基于固有頻率特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)振型分析，提取樁基結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)形態(tài)，并計算各階模態(tài)的振幅以及相位特征，從而得到模態(tài)振型數(shù)據(jù)；步驟S1423:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)以及模態(tài)振型數(shù)據(jù)進(jìn)行基于半功率法的樁基結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的阻尼比計算，從而得到阻尼特征數(shù)據(jù)；步驟S1424:對固有頻率特征數(shù)據(jù)、模態(tài)振型數(shù)據(jù)以及阻尼特征數(shù)據(jù)進(jìn)行基于時間序列的變化規(guī)律分析，并進(jìn)行樁基結(jié)構(gòu)動力特性的時變特征評估，從而得到振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S2包括以下步驟：步驟S21:對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征提取，從而得到多源荷載特征數(shù)據(jù)；步驟S22:基于多源荷載特征數(shù)據(jù)進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)分析，并通過環(huán)境荷載之間的相互影響以及疊加效應(yīng)進(jìn)行耦合計算，生成耦合荷載數(shù)據(jù)；步驟S23:對多源荷載特征數(shù)據(jù)以及耦合荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行荷載作用的時空分布特征、作用效果以及變化規(guī)律分析，從而得到荷載作用數(shù)據(jù)；步驟S24:根據(jù)耦合荷載數(shù)據(jù)對樁基在不同荷載組合條件下的反應(yīng)進(jìn)行模擬，并提取土-樁間相互作用特征，生成土-樁作用力數(shù)據(jù)，其中不同荷載組合條件下的反應(yīng)模擬包括土體阻力、樁身變形以及土-樁界面接觸特性；步驟S25:基于土-樁作用力數(shù)據(jù)以及荷載作用數(shù)據(jù)對土體和樁基之間的應(yīng)力分布、變形協(xié)調(diào)以及約束條件進(jìn)行生成，從而得到土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)；4步驟S26:根據(jù)土-樁作用力數(shù)據(jù)以及土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁能量耗散及應(yīng)力路徑演化分析，從而得到土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S3包括以下步驟：步驟S31:對土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料力學(xué)性能分析，從而得到材料性能特征數(shù)據(jù)，其中材料力學(xué)性能分析包括材料強度退化評估、彈性模量變化分析、塑性變形特征提取以及疲勞損傷程度計算；步驟S32:根據(jù)材料性能特征數(shù)據(jù)以及預(yù)獲取的樁基所處環(huán)境的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，從而得到材料狀態(tài)數(shù)據(jù)；步驟S33:利用環(huán)境監(jiān)測設(shè)備采集溫度、濕度以及pH值的環(huán)境參數(shù)，從而得到環(huán)境參數(shù)步驟S34:根據(jù)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速劣化因子評估，從而得到環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)；步驟S35:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域特征提取以及頻域特征提取，從而得到多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)；步驟S36:根據(jù)多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)以及環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)建立位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)模型，并對關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行特征提取，從而得到關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S34包括以下步驟：根據(jù)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速劣化因子評估，從而得到環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)，其中加速劣化因子評估具體為過阿倫尼烏斯公式溫度應(yīng)力系數(shù)，濕度膨脹系數(shù)通過Arrhenius濕度-溫度加速模型進(jìn)行評估，腐蝕速率系數(shù)基于法拉第定律計算。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟S4包括以下步驟：步驟S41:基于關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并利用反向傳播算法進(jìn)行模型訓(xùn)步驟S42:對荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分解，并提取荷載的周期性特征、趨勢性特征以及隨機性特征，從而得到荷載時序特征模型；步驟S43:將荷載時序特征模型與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行耦合分析，構(gòu)建時序關(guān)聯(lián)預(yù)測模步驟S44:根據(jù)時序預(yù)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化，從而生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)；步驟S45:對動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測誤差分析，計算預(yù)測值與實測值之間的偏差，從而生成預(yù)測誤差特征數(shù)據(jù)；步驟S46:根據(jù)預(yù)測誤差特征數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析，從而得到參數(shù)靈敏度數(shù)據(jù)；步驟S47:根據(jù)動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)以及參數(shù)靈敏度數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)更10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，其特征在于，5步驟S5包括以下步驟：步驟S51:利用優(yōu)化模型參數(shù)構(gòu)建側(cè)向位移預(yù)測模型，并進(jìn)行連續(xù)預(yù)測計算，從而得到初始位移預(yù)測序列；步驟S52:對位移預(yù)測初始數(shù)據(jù)進(jìn)行基于位移變化趨勢、周期特征以及突變特征的時序特征提取，并進(jìn)行預(yù)測精度驗證，從而得到位移預(yù)測數(shù)據(jù)；步驟S53:對位移預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性量化評估，從而得到預(yù)測不確定性數(shù)據(jù)；步驟S54:根據(jù)預(yù)測不確定性數(shù)據(jù)計算位移預(yù)測結(jié)果的可靠度指標(biāo)，從而得到預(yù)測可靠度數(shù)據(jù)，其中可靠度指標(biāo)包括預(yù)測誤差分布、置信區(qū)間以及預(yù)測精度評價；步驟S55:對位移預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行基于預(yù)測不確定性數(shù)據(jù)以及預(yù)測可靠度數(shù)據(jù)的修正處理，從而得到校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)。6技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及樁基工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法。背景技術(shù)[0002]高樁碼頭是一種常見的碼頭結(jié)構(gòu)，主要用于港口、航運等領(lǐng)域，其設(shè)計和施工過程涉及多個方面，高樁碼頭的樁主要有以下幾種類型：混凝土樁、鋼樁以及木樁；樁的設(shè)計需要考慮以下因素：承載能力、沉降控制以及抗震性能；高樁碼頭樁的施工方法主要包括：打樁法、灌注法以及靜壓法。高樁碼頭樁基的側(cè)向位移是指樁基在外部荷舶撞擊等)作用下，沿水平面發(fā)生的位移。側(cè)向位移是樁基安全性和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一，特別是在水工建筑和碼頭工程中，側(cè)向位移的控制對于防止結(jié)構(gòu)損壞和保證結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定至關(guān)重要。[0003]然而高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型往往存在以下的問題：由于缺乏對荷載間耦合效應(yīng)的分析，無法充分識別不同荷載對樁基側(cè)向位移的綜合影響，容易造成預(yù)測結(jié)果的偏差。傳統(tǒng)方法往往沒有考慮溫度、濕度及腐蝕等環(huán)境因素的變化對材料性能和樁基穩(wěn)定性的影響，影響了材料的劣化評估及樁基的可靠性分析。發(fā)明內(nèi)容[0004]基于此，本發(fā)明有必要提供一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，以解決至少一個上述技術(shù)問題。[0005]為實現(xiàn)上述目的，一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，包括以下步[0006]步驟S1:對高樁碼頭樁基進(jìn)行位移、應(yīng)力以及荷載參數(shù)監(jiān)測，生成實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況識別，生成樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)；[0007]步驟S2:對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征分析，并進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)計算，生成荷載作用數(shù)據(jù)；根據(jù)荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁相互作用分析，生成土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)；[0008]步驟S3:根據(jù)土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于溫度、濕度及腐蝕的環(huán)境因素影響分析，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)；對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，并對環(huán)境修正數(shù)據(jù)進(jìn)行基于相關(guān)性分析的動態(tài)特征融合，從而得到位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)；[0009]步驟S4:利用關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，得到預(yù)測模型參數(shù)；將荷載作用數(shù)據(jù)與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行時序特征分析，并進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化，生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)；根據(jù)動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)更新，得到優(yōu)化模型參數(shù)；[0010]步驟S5:利用優(yōu)化模型參數(shù)對樁基側(cè)向位移進(jìn)行連續(xù)預(yù)測，生成位移預(yù)測數(shù)據(jù)；對位移預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性量化及可靠度評估，生成校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)。7[0011]本發(fā)明實時監(jiān)測位移、應(yīng)力和荷載參數(shù)，有助于快速識別樁基的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，生成精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能反映結(jié)構(gòu)在實際工況下的行為，為后續(xù)預(yù)測提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行工況識別，可實時分析和分類結(jié)構(gòu)狀態(tài)，獲得工況特征。這一特征為后續(xù)的荷載耦合和土-樁分析提供了可靠的參考數(shù)據(jù)，提升了模型的適應(yīng)性。多源荷載特征分析結(jié)合耦合效應(yīng)計算，可有效捕捉外部荷載對樁基的多重影響，為土-樁相互作用的分析提供更加精準(zhǔn)的荷載數(shù)據(jù)。土-樁相互作用分析能夠結(jié)合實際工況進(jìn)行精細(xì)化的模擬，生成的土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確描述結(jié)構(gòu)在復(fù)雜工況下的響應(yīng)行為。這對模型捕捉土體和樁體間的協(xié)同作用關(guān)系，提升預(yù)測準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。材料性能劣化評估通過分析土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)，捕捉結(jié)構(gòu)材料在不同荷載作用下的劣化過程。這有助于識別潛在的疲勞損傷，支持長期性能預(yù)測。環(huán)境因素的影響分析通過對溫度、濕度和腐蝕的評估，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升模型在實際環(huán)境中的適應(yīng)性。將環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的影響動態(tài)地反映在特征數(shù)據(jù)中，提升了模型預(yù)測的準(zhǔn)確性和廣泛適用性。通過關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，使得模型能自主識別數(shù)據(jù)中的復(fù)雜關(guān)系并提升預(yù)測精度?；跁r序特征分析和注意力機制的優(yōu)化，能夠強化模型對未來時序變化的敏感性，提高了預(yù)測的時效性和穩(wěn)定性。動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)通過自適應(yīng)更新優(yōu)化模型參數(shù)，使得模型能夠在荷載和環(huán)境因素變化時快速調(diào)整，保證了模型的長期穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，減少了預(yù)測誤差的累積效應(yīng)。優(yōu)化模型參數(shù)后進(jìn)行樁基側(cè)向位移的連續(xù)預(yù)測，實現(xiàn)了位移行為的動態(tài)評估。通過不確定性量化和可靠度評估，可識別預(yù)測中的不確定因素，并及時校正預(yù)測結(jié)果。校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)使模型在實際應(yīng)用中的誤差控制更加精確，提高了模型的預(yù)測可靠度和實用性，增強了模型在復(fù)雜工況和環(huán)境下的穩(wěn)定性和有效性?？傮w而言，該方法通過系統(tǒng)化的步驟和數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)了對高樁碼頭樁基側(cè)向位移的精確預(yù)測，在工況識別、土-樁相互作用分析、材料劣化、環(huán)境影響及預(yù)測模展示出顯著的技術(shù)優(yōu)勢，確保了方法的實用性和可靠性。附圖說明[0012]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特[0013]圖1為本發(fā)明高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法的步驟流程示意圖；[0014]圖2為圖1中步驟S1的詳細(xì)步驟流程示意圖；[0015]圖3為圖1中步驟S2的詳細(xì)步驟流程示意圖。具體實施方式[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方法進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域所屬的技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范[0017]此外，附圖僅為本發(fā)明的示意性圖解，并非一定是按比例繪制。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的部分，因而將省略對它們的重復(fù)描述。附圖中所示的一些方框圖是功能實體，不一定必須與物理或邏輯上獨立的實體相對應(yīng)?？梢圆捎密浖问絹韺崿F(xiàn)功能實體，或在一個或多個硬件模塊或集成電路中實現(xiàn)這些功能實體，或在不同網(wǎng)絡(luò)和/或處理器8方法和/或微控制器方法中實現(xiàn)這些功能實體。但是這些單元不應(yīng)當(dāng)受這些術(shù)語限制。使用這些術(shù)語僅僅是為了將一個單元與另一個單元進(jìn)行區(qū)分。舉例來說，在不背離示例性實施例的范圍的情況下，第一單元可以被稱為第二單元，并且類似地第二單元可以被稱為第一單元。這里所使用的術(shù)語更多所列出的相關(guān)聯(lián)項目的任意和所有組合。[0019]為實現(xiàn)上述目的，請參閱圖1至圖3,本發(fā)明提供了一種高樁碼頭樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的構(gòu)建方法，所述方法包括以下步驟：[0020]步驟S1:對高樁碼頭樁基進(jìn)行位移、應(yīng)力以及荷載參數(shù)監(jiān)測，生成實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；通過實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行工況識別，生成樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)；[0021]本發(fā)明實施例在樁基上布置多種傳感器，以實時采集位移、應(yīng)力和荷載參數(shù)數(shù)據(jù)，使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)記錄，生成實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)，反映結(jié)構(gòu)的動態(tài)工況。使用結(jié)構(gòu)工況識別算法(如貝葉斯分類器)分析這些參數(shù)數(shù)據(jù)，識別樁基結(jié)構(gòu)的工況狀態(tài)。通過數(shù)據(jù)處理，將樁基在不同荷載和環(huán)境條件下的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行分類，從而生成樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)對潮汐變化頻繁或沉積物組成多變的場景提供早期預(yù)警作用。[0022]步驟S2:對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征分析，并進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)計算，生成荷載作用數(shù)據(jù)；根據(jù)荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁相互作用分析，生成土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)；[0023]本發(fā)明實施例對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征分析，包括潮汐力、船舶沖擊力及熱應(yīng)力等荷載類型。使用有限元分析(FEM)計算荷載的耦合效應(yīng)，得到荷載作用數(shù)據(jù)，揭示出多種荷載共同作用對樁基的影響?；诤奢d作用數(shù)據(jù)，應(yīng)用改進(jìn)的摩爾-庫侖模型進(jìn)行土-樁相互作用分析，計算在每種荷載情境下的土響應(yīng)，從而生成土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)，此過程對水位變化大的高樁碼頭尤為重要，因為荷載相互作用復(fù)雜。[0024]步驟S3:根據(jù)土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于溫度、濕度及腐蝕的環(huán)境因素影響分析，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)；對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，并對環(huán)境修正數(shù)據(jù)進(jìn)行基于相關(guān)性分析的動態(tài)特征融合，從而得到位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)；[0025]本發(fā)明實施例利用土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)評估材料性能劣化，通過老化模型模擬材料在荷載和環(huán)境應(yīng)力下隨時間變化的性能，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)。結(jié)合溫度、濕度和腐蝕影響，計算環(huán)境影響因子，通過實時環(huán)境監(jiān)測輸入動態(tài)調(diào)整。提取實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的位移特征，采用基于相關(guān)性分析的特征融合方法，將環(huán)境修正數(shù)據(jù)與位移特征數(shù)據(jù)融合，生成位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)。在濕度較高的熱帶港口，該過程尤為關(guān)鍵，因為材料的快速劣化會直接影響樁基的穩(wěn)定性。[0026]步驟S4:利用關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，得到預(yù)測模型參數(shù)；將荷載作用數(shù)據(jù)與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行時序特征分析，并進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化，生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)；根據(jù)動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)更新，得到優(yōu)化模型參數(shù)；[0027]本發(fā)明實施例利用關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，例如長短期記憶(LSTM)網(wǎng)絡(luò)，以捕捉數(shù)據(jù)中的時間依賴性，生成用于預(yù)測樁基側(cè)向位移的模型參數(shù)。結(jié)合這些模型參數(shù)對荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行時序特征分析，并應(yīng)用注意力機制提升預(yù)測的準(zhǔn)確性，生成動態(tài)預(yù)9測控制數(shù)據(jù)。自適應(yīng)參數(shù)更新算法基于控制數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化模型參數(shù)，從而形成適用于應(yīng)對季節(jié)性風(fēng)暴或港口交通流量變化等頻繁荷載變化場景的優(yōu)化模型參數(shù)。[0028]步驟S5:利用優(yōu)化模型參數(shù)對樁基側(cè)向位移進(jìn)行連續(xù)預(yù)測，生成位移預(yù)測數(shù)據(jù)；對位移預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行不確定性量化及可靠度評估，生成校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)。[0029]本發(fā)明實施例利用優(yōu)化后的模型參數(shù)對樁基的側(cè)向位移進(jìn)行連續(xù)預(yù)測，生成位移預(yù)測數(shù)據(jù)。使用蒙特卡羅模擬進(jìn)行不確定性量化，評估預(yù)測的可靠性，為每次預(yù)測計算置信區(qū)間。對預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性評估，生成校正的預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)。此實施過程允許港口管理部門對樁基在復(fù)雜荷載和環(huán)境條件下的位移預(yù)測進(jìn)行評估，確保預(yù)測符合可靠性閾值，特別適用于高負(fù)荷需求和環(huán)境變化顯著的商業(yè)港口。[0030]本發(fā)明實時監(jiān)測位移、應(yīng)力和荷載參數(shù)，有助于快速識別樁基的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，生成精確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能反映結(jié)構(gòu)在實際工況下的行為，為后續(xù)預(yù)測提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。通過監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行工況識別，可實時分析和分類結(jié)構(gòu)狀態(tài)，獲得工況特征。這一特征為后續(xù)的荷載耦合和土-樁分析提供了可靠的參考數(shù)據(jù)，提升了模型的適應(yīng)性。多源荷載特征分析結(jié)合耦合效應(yīng)計算，可有效捕捉外部荷載對樁基的多重影響，為土-樁相互作用的分析提供更加精準(zhǔn)的荷載數(shù)據(jù)。土-樁相互作用分析能夠結(jié)合實際工況進(jìn)行精細(xì)化的模擬，生成的土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確描述結(jié)構(gòu)在復(fù)雜工況下的響應(yīng)行為。這對模型捕捉土體和樁體間的協(xié)同作用關(guān)系，提升預(yù)測準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵。材料性能劣化評估通過分析土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)，捕捉結(jié)構(gòu)材料在不同荷載作用下的劣化過程。這有助于識別潛在的疲勞損傷，支持長期性能預(yù)測。環(huán)境因素的影響分析通過對溫度、濕度和腐蝕的評估，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提升模型在實際環(huán)境中的適應(yīng)性。將環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的影響動態(tài)地反映在特征數(shù)據(jù)中，提升了模型預(yù)測的準(zhǔn)確性和廣泛適用性。通過關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)模型，使得模型能自主識別數(shù)據(jù)中的復(fù)雜關(guān)系并提升預(yù)測精度?；跁r序特征分析和注意力機制的優(yōu)化，能夠強化模型對未來時序變化的敏感性，提高了預(yù)測的時效性和穩(wěn)定性。動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)通過自適應(yīng)更新優(yōu)化模型參數(shù)，使得模型能夠在荷載和環(huán)境因素變化時快速調(diào)整，保證了模型的長期穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，減少了預(yù)測誤差的累積效應(yīng)。優(yōu)化模型參數(shù)后進(jìn)行樁基側(cè)向位移的連續(xù)預(yù)測，實現(xiàn)了位移行為的動態(tài)評估。通過不確定性量化和可靠度評估，可識別預(yù)測中的不確定因素，并及時校正預(yù)測結(jié)果。校正預(yù)測結(jié)果數(shù)據(jù)使模型在實際應(yīng)用中的誤差控制更加精確，提高了模型的預(yù)測可靠度和實用性，增強了模型在復(fù)雜工況和環(huán)境下的穩(wěn)定性和有效性。總體而言，該方法通過系統(tǒng)化的步驟和數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)了對高樁碼頭樁基側(cè)向位移展示出顯著的技術(shù)優(yōu)勢，確保了方法的實用性和可靠性。[0032]步驟S11:利用安裝在高樁碼頭樁基及周圍區(qū)域土體上的多源傳感器實時采集傳感器參數(shù)，從而得到樁基位移數(shù)據(jù)、樁基受力數(shù)據(jù)以及環(huán)境荷載數(shù)據(jù)，其中多源傳感器包括位移傳感器、應(yīng)力傳感器以及荷載傳感器；[0033]本發(fā)明實施例為了獲取實時的樁基位移、應(yīng)力和環(huán)境荷載數(shù)據(jù)，在高樁碼頭的樁基及其周圍土體區(qū)域安裝多源傳感器，包括高精度位移傳感器、應(yīng)力傳感器以及荷載傳感器。位移傳感器安裝在樁基頂部、底部及中間多個位置，用于捕捉不同高度的位移情況；應(yīng)力傳感器安裝在樁基表面以及土體內(nèi)，用于監(jiān)測樁基受到的不同深度的應(yīng)力分布；荷載傳感器安裝在樁基周圍的土體中，以評估周圍土體和水體作用下的荷載變化。在實際應(yīng)用中，比如在沿海地區(qū)，由于水文條件的影響，需設(shè)定傳感器的采樣頻率為10Hz,以捕捉瞬時荷載及位移變化，確保傳感器實時采集的數(shù)據(jù)反映出碼頭環(huán)境的動態(tài)變化。[0034]步驟S12:對樁基位移數(shù)據(jù)、樁基受力數(shù)據(jù)以及環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，并進(jìn)行數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一處理，從而得到實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)；[0035]本發(fā)明實施例采集到的樁基位移、受力和環(huán)境荷載數(shù)據(jù)可能會有異常值或缺失值，為了確保數(shù)據(jù)的精度和一致性，首先進(jìn)行異常數(shù)據(jù)清洗和補全處理，然后使用標(biāo)準(zhǔn)化方如，對于某港口在特定季節(jié)產(chǎn)生的異常高頻荷載數(shù)據(jù)，可以使用3o準(zhǔn)則去除異常值，從而得到穩(wěn)定的實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)，便于進(jìn)一步分析。[0036]步驟S13:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行靜態(tài)工況識別，從而得到靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)，其中靜態(tài)工況識別具體包括靜載荷工況分類、結(jié)構(gòu)變形特征提取、應(yīng)力分布模式識別以及支撐條件評估；[0037]本發(fā)明實施例靜態(tài)工況識別主要基于監(jiān)測數(shù)據(jù)的低頻部分，首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行低通濾波去除高頻動態(tài)響應(yīng)，確保獲取的僅為靜態(tài)特征。然后對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行工況分類，提取特定加載條件下樁基的靜載荷響應(yīng)特征。以海堤碼頭為例，可以通過比較樁基在無潮汐影響和風(fēng)力穩(wěn)定時的應(yīng)力分布情況，識別靜載荷特征，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)變形分析。同時，通過分析應(yīng)力分布模式，識別碼頭樁基是否存在局部區(qū)域異常受力情況，并對支撐條件進(jìn)行分類，確保碼頭在常規(guī)狀態(tài)下的穩(wěn)定性。[0038]步驟S14:根據(jù)實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行動力響應(yīng)特征提取、振動模態(tài)分析、動力荷載特征識別以及結(jié)構(gòu)動力特性評估的動態(tài)工況識別，從而得到動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)；[0039]本發(fā)明實施例針對動態(tài)工況識別，主要提取高頻動力響應(yīng)特征。通過快速傅里葉變換(FFT)獲取振動頻率分布，并識別碼頭樁基的振動模態(tài)。接著基于高通濾波去除低頻靜載荷信號，保留高頻響應(yīng)以便分析瞬時荷載特征。實際操作中，例如在風(fēng)暴或船只靠泊情況下，通過模態(tài)分析識別樁基結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特性，確保其能在突發(fā)荷載下保持穩(wěn)定。此外，通過分析動力荷載特征數(shù)據(jù)，可以判斷碼頭在不同天氣條件下的抗震性能，為后續(xù)的防災(zāi)設(shè)計提供依據(jù)。[0040]步驟S15:對靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)以及動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)進(jìn)行信息協(xié)同融合處理，從而得到樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)。[0041]本發(fā)明實施例將靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)和動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理。首先，將兩類數(shù)據(jù)通過主成分分析(PCA)降維處理，去除冗余信息并提取主要特征。然后使用卡爾曼濾波進(jìn)行協(xié)同處理，得到更為準(zhǔn)確的樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)。在實際應(yīng)用中，比如在評估沿海碼頭的整體抗風(fēng)浪性能時，將靜態(tài)變形特征和動態(tài)振動特性融合，得到更具代表性的樁基整體結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)，能夠更全面地反映碼頭在多種工況下的穩(wěn)定性，為后續(xù)的結(jié)構(gòu)安全性評估提供基礎(chǔ)。[0042]本發(fā)明利用多源傳感器(包括位移、應(yīng)力和荷載傳感器)實時采集樁基及周圍土體的關(guān)鍵參數(shù)，確保了數(shù)據(jù)的全面性。多源傳感器能夠同步捕捉位移、受力和環(huán)境荷載信息，使得獲取的數(shù)據(jù)更加真實、完整，充分體現(xiàn)出樁基在實際工況下的狀態(tài)。這種實時數(shù)據(jù)采集11方式增強了數(shù)據(jù)的時效性，有助于后續(xù)工況識別及預(yù)測的動態(tài)響應(yīng)，使得模型對工況變化數(shù)據(jù)的可靠性。數(shù)據(jù)量綱統(tǒng)一處理確保了不同數(shù)據(jù)來源的數(shù)值可比性和一致性，使得后續(xù)的工況識別和特征分析更加精確。預(yù)處理后的數(shù)據(jù)以更高的精度反映了真實的監(jiān)測情況，為后續(xù)分析提供了高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，降低了模型因數(shù)據(jù)誤差導(dǎo)致的偏差風(fēng)險。靜態(tài)工況識別提取了樁基在靜載荷作用下的特征數(shù)據(jù)，如靜載荷工況分類、結(jié)構(gòu)變形特征、應(yīng)力分布模式和支撐條件評估等。這些靜態(tài)特征可以反映出樁基在穩(wěn)定條件下的受力狀態(tài)，尤其有助于了解長期承載條件下的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。靜態(tài)特征數(shù)據(jù)的提取對預(yù)測模型的參數(shù)設(shè)置和樁基長期受力行為的分析起到了重要作用，為后續(xù)的工況分析提供了基本的狀態(tài)參數(shù)。動態(tài)工況識別通過對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)的動態(tài)特征提取，捕捉了樁基在動力載荷作用下的振動模態(tài)、動力荷載特性等。這些動態(tài)特征數(shù)據(jù)能夠反映結(jié)構(gòu)在振動及周期性荷載下的響應(yīng)情況，是樁基動態(tài)安全性評估和模型訓(xùn)練的重要數(shù)據(jù)。通過對結(jié)構(gòu)動力特性進(jìn)行評估，可以預(yù)判樁基在不同動力工況下的安全狀態(tài)，提供動力條件下的風(fēng)險預(yù)測參考，使模型能夠適應(yīng)復(fù)雜的動力工況變化。將靜態(tài)和動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理，有助于形成全面的樁基工況數(shù)據(jù)。融合后的工況數(shù)據(jù)包含了結(jié)構(gòu)在靜態(tài)及動態(tài)荷載作用下的綜合特征，全面反映出樁基的整體受力及變形情況。協(xié)同融合處理增強了數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，有助于識別出工況轉(zhuǎn)換的過程，為后續(xù)側(cè)向位移預(yù)測提供了更加精準(zhǔn)的工況參考。這種數(shù)據(jù)融合提高了預(yù)測模型的整體適應(yīng)性，保證了預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性?？傮w來說，這一流程建立了高效的多源傳感器數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)預(yù)處理和工況識別方法，實現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集到工況特征提取的全流程支撐。通過靜態(tài)和動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)的協(xié)同融合，使模型可以從多維度全面了解樁基的結(jié)構(gòu)特性和受力狀態(tài)，提高了預(yù)測模型在復(fù)雜工況下的魯棒性和適應(yīng)性。[0044]步驟S131:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)中的環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行基于加載方式、加載幅值以及加載時序的分類處理，并根據(jù)預(yù)設(shè)的靜載荷工況分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行荷載工況識別，從而得到靜載荷工況分類數(shù)據(jù)；[0045]本發(fā)明實施例在對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)的分類處理中，首先分析加載方式、加載幅值和加載時序。例如，對于臺風(fēng)期間采集的荷載數(shù)據(jù)，通過分析每小時的加載幅值變化曲線，可以識別風(fēng)力在短時間內(nèi)的強度上升情況，分類出典型的風(fēng)荷載模式。同時根據(jù)預(yù)設(shè)的靜載荷工況分類標(biāo)準(zhǔn)，將較小幅值、穩(wěn)定時序的加載特征歸為靜態(tài)工況，從而識別不同靜態(tài)荷載類型，例如長期作用的恒定風(fēng)壓或潮汐影響下的水壓力，生成靜載荷工況分類數(shù)據(jù)。這類數(shù)據(jù)能夠有效反映碼頭樁基在長時間內(nèi)的承載狀態(tài)，有助于判斷結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定性。[0046]步驟S132:對樁基位移數(shù)據(jù)進(jìn)行變形特征提取，并進(jìn)行位移幅值、變形趨勢、變形速率以及變形模式的特征量計算，從而得到結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)；[0047]本發(fā)明實施例為提取樁基的變形特征，首先從位移數(shù)據(jù)中獲取最大和最小幅值以計算變形幅值，同時基于時間序列分析，得出變形速率并識別趨勢。在典型應(yīng)用中，比如一個碼頭樁基受水壓影響發(fā)生變形，通過逐日的位移幅值記錄可以觀察到變形隨潮汐的周期性變化。然后，使用加速度曲線來分析變形速率，得到變形的速度特性。同時通過曲線擬合的方法識別變形模式，判斷樁基是向上彎曲、水平位移還是向下沉降，從而得到結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可直接用于后續(xù)的結(jié)構(gòu)安全評估，幫助預(yù)測樁基的長期變形趨勢。[0048]步驟S133:基于樁基受力數(shù)據(jù)進(jìn)行基于應(yīng)力分布規(guī)律、應(yīng)力集中區(qū)域、應(yīng)力傳遞路徑以及應(yīng)力水平的應(yīng)力分布模式識別，從而得到應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)；[0049]本發(fā)明實施例對樁基的應(yīng)力分布進(jìn)行識別時，首先基于樁基受力數(shù)據(jù)的三維應(yīng)力分布圖分析應(yīng)力集中區(qū)域和應(yīng)力水平。例如在高風(fēng)速下采集的數(shù)據(jù)中，可以觀察到樁基上端附近出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，同時樁身中的應(yīng)力傳遞路徑顯示出從樁頂逐漸向樁身底端衰減的分布規(guī)律。然后，根據(jù)應(yīng)力水平的變化，識別出關(guān)鍵部位的應(yīng)力分布特征并確定是否存在較高的應(yīng)力集中現(xiàn)象，這樣生成的應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)可用于檢測潛在的結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域，判斷樁基在惡劣工況下的應(yīng)力承受能力。[0050]步驟S134:根據(jù)樁基位移數(shù)據(jù)以及樁基受力數(shù)據(jù)對樁基與土體之間的相互作用關(guān)系進(jìn)行評估，并對樁基的樁端約束、土體約束以及樁身約束進(jìn)行約束條件生成，從而得到支撐條件數(shù)據(jù)；[0051]本發(fā)明實施例基于樁基位移和受力數(shù)據(jù)，進(jìn)行樁基與土體的相互作用分析時，首先評估樁基底端的垂直變形情況，用于生成樁端的約束條件數(shù)據(jù)。通過監(jiān)測樁基在高載荷作用下的變形行為，確定土體的支撐強度，并將其作為土體約束的數(shù)據(jù)來源。同時，依據(jù)樁身中應(yīng)力傳遞的分布情況，對樁身的水平約束條件進(jìn)行判斷，識別樁基在水平方向上受周圍土體約束的強弱程度。例如在軟土地區(qū)，土體約束相對較弱，而在砂質(zhì)土地區(qū)約束則較強。該支撐條件數(shù)據(jù)可以為后續(xù)的樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)，確保樁基與土體的相互作用得到合理分析。[0052]步驟S135:對靜載荷工況分類數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)、應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)以及支撐條件數(shù)據(jù)進(jìn)行特征融合，從而得到靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。[0053]本發(fā)明實施例將靜載荷工況分類數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)變形特征數(shù)據(jù)、應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)以及支撐條件數(shù)據(jù)進(jìn)行特征融合時，首先通過加權(quán)平均法對不同特征數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行特征向量提取，并通過主成分分析(PCA)進(jìn)行降維融合，最終得到代表整體靜態(tài)工況的特征數(shù)據(jù)。例如在綜合多種特征后，可以清晰地看到在靜態(tài)工況下，樁基結(jié)構(gòu)主要受長期潮汐荷載的影響，其變形趨勢平穩(wěn)且無應(yīng)力集中現(xiàn)象。該靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)為評估樁基在正常荷載作用下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供了重要依據(jù)，支持結(jié)構(gòu)維護(hù)和安全檢查的決策。[0054]本發(fā)明對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)按加載方式、幅值和時序進(jìn)行分類處理，并通過靜載荷工況標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工況識別，得到了靜載荷工況分類數(shù)據(jù)。這一步區(qū)分了不同類型的環(huán)境荷載作用特征，使得模型能夠識別特定靜態(tài)條件下的荷載效應(yīng)。靜載荷分類數(shù)據(jù)的生成為后續(xù)分析提供了參考依據(jù)，可以有效提高在不同環(huán)境條件下的樁基反應(yīng)預(yù)測精度。通過分析樁基位移數(shù)據(jù)提取變形特征，包括位移幅值、變形趨勢、變形速率及模式等，有助于詳細(xì)了解樁基在靜態(tài)荷載下的變形行為。這些特征數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確反映樁基在靜態(tài)工況下的實際變形情況，提供了結(jié)構(gòu)變形的全面特征描述。變形特征數(shù)據(jù)可以幫助識別樁基在特定荷載條件下的響應(yīng)規(guī)律，利于后續(xù)分析變形對樁基安全性和穩(wěn)定性的影響，為位移預(yù)測提供可靠的數(shù)據(jù)支持。通過基于樁基受力數(shù)據(jù)的應(yīng)力分布模式識別，提取了應(yīng)力集中區(qū)域、傳遞路徑及應(yīng)力水平等特征。應(yīng)力分布模式能夠反映樁基結(jié)構(gòu)在靜態(tài)工況下的受力狀態(tài)，為判斷樁基的關(guān)鍵受力區(qū)域及可能的應(yīng)力集中點提供了可靠依據(jù)。應(yīng)力分布模式數(shù)據(jù)幫助識別樁基的受力特點，優(yōu)化樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工過程，有效降低因應(yīng)力集中導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)風(fēng)險。根據(jù)樁基位移和受力數(shù)據(jù)，進(jìn)行土-樁相互作用分析，從而生成樁端、土體和樁別了樁基與周圍土體的相互影響，對樁基整體的受力條件和支撐情況進(jìn)行了全面評估，確保模型能真實反映結(jié)構(gòu)的支撐特性。支撐條件數(shù)據(jù)為位移預(yù)測模型提供了準(zhǔn)確的邊界條件，有助于模型在特定荷載下的精確模擬，使預(yù)測更貼近真實工況。將靜載荷工況分類、變形特征、應(yīng)力分布模式和支撐條件數(shù)據(jù)進(jìn)行特征融合，形成了綜合的靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。通過特征融合，模型能夠獲取到更加全面且一致的工況信息，提高了數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性。靜態(tài)工況特征數(shù)據(jù)為后續(xù)的動態(tài)預(yù)測模型訓(xùn)練奠定了堅實的基礎(chǔ)，使得模型能夠在靜態(tài)條件下達(dá)到更高的準(zhǔn)確性，優(yōu)化了預(yù)測結(jié)果的穩(wěn)定性和適應(yīng)性。總體來說，這些步驟通過細(xì)致的靜態(tài)特征分析，形成了涵蓋荷載、變形、應(yīng)力和支撐條件的多維特征數(shù)據(jù)，為模型提供了詳盡的靜態(tài)數(shù)據(jù)支持。這一數(shù)據(jù)處理流程提高了模型在靜態(tài)工況下的預(yù)測精度，并且通過特征融合使模型對復(fù)雜工況的適應(yīng)性更強，有助于進(jìn)一步優(yōu)化樁基側(cè)向位移預(yù)測的可靠性。[0056]步驟S141:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于位移時程、加速度響應(yīng)以及應(yīng)力波動的動力響應(yīng)參數(shù)的動態(tài)響應(yīng)特征提取，從而得到動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)；[0057]本發(fā)明實施例為了對樁基結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特征進(jìn)行提取，首先對實時監(jiān)測的位移、加速度和應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行時程分析。使用時域內(nèi)的加速度時程數(shù)據(jù)可以揭示樁基在特定工況下的動態(tài)響應(yīng)情況，比如在海浪沖擊下的瞬時加速度峰值和樁基的振動恢復(fù)時間。通過傅里葉變換分析應(yīng)力波動的頻譜特征，識別出動態(tài)荷載引發(fā)的主要頻率分量，從而確定至5Hz頻率范圍內(nèi)的顯著響應(yīng)特征，這一數(shù)據(jù)用于分析樁基在不同動載條件下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。[0058]步驟S142:根據(jù)動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行振動模態(tài)分析，從而得到振動模態(tài)特征數(shù)[0059]本發(fā)明實施例中的振動模態(tài)分析利用動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)，通過模態(tài)分析軟件如Ansys對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動模態(tài)分析，以獲得振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)。首先將樁基的結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入軟件，設(shè)定邊界條件，并將樁基施加典型工況的荷載分布，通過特征值分析提取其自然頻率和振型。例如，對于一根30米長的高樁，在振動模態(tài)分析中可以觀察到其第一階模態(tài)頻率在1.8Hz,第二階模態(tài)頻率在4.3Hz左右，對應(yīng)不同的振動形態(tài)如側(cè)向擺動和豎向變形。通過這些特征數(shù)據(jù)，工程師可以判斷樁基的抗震和抗風(fēng)能力，以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計和提高穩(wěn)定性。[0060]步驟S143:對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行波浪荷載、風(fēng)荷載以及地震荷載的動力荷載特征提取，并進(jìn)行動力荷載特征的幅值、頻率、相位以及作用方向的參數(shù)統(tǒng)計，從而得到動力荷載特征數(shù)據(jù)；[0061]本發(fā)明實施例為提取動力荷載特征數(shù)據(jù)，首先對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)中包含的波浪、風(fēng)荷載和地震荷載進(jìn)行分類分析。通過波浪荷載的幅值和頻率分布，分析海浪的沖擊強度和頻率；風(fēng)荷載則通過風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，提取出其對結(jié)構(gòu)的作用幅值和方向；而地震荷載則通過地震加速度和應(yīng)力波形記錄，提取地震作用的相位差、幅值和頻率。例如在某沿海高樁碼頭，海浪荷載幅值平均為5kN,頻率約為0.7Hz,而風(fēng)荷載方向穩(wěn)定在30°角，峰值為20kN。該特征數(shù)據(jù)為動力響應(yīng)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了關(guān)鍵輸入?yún)?shù)。[0062]步驟S144:根據(jù)動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)以及振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行動力特性參數(shù)評估，得到結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)，其中動力特性參數(shù)包括樁基結(jié)構(gòu)的剛度特性、質(zhì)量分布以及能[0063]本發(fā)明實施例根據(jù)動力響應(yīng)特征和振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)，評估樁基結(jié)構(gòu)的動力特性參數(shù)，包括剛度特性、質(zhì)量分布和能量耗散。通過對樁基的振動頻率及模態(tài)振型進(jìn)行分析，可以評估結(jié)構(gòu)剛度。利用振動實驗中能量耗散的檢測，判斷樁基在動載作用下的耐久性。假設(shè)樁基在地震荷載作用下的第一模態(tài)振動頻率為2Hz,通過幅值衰減檢測出其能量耗散率為5%,說明樁基在振動過程中具備較高的抗震能力，從而得到結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以進(jìn)一步優(yōu)化樁基結(jié)構(gòu)，提高其耐久性和抗震性能。[0064]步驟S145:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)、振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)、動力荷載特征數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)進(jìn)行特征關(guān)聯(lián)分析，從而得到動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。[0065]本發(fā)明實施例為生成動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)，將動力響應(yīng)、振動模態(tài)、動力荷載以及結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。通過關(guān)聯(lián)分析可以揭示不同荷載工況下樁基的響應(yīng)特性。使用多元回歸模型，將不同工況下的模態(tài)特征、響應(yīng)幅值、頻率與相應(yīng)的動力荷載特征數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，識別出在特定荷載組合下的樁基響應(yīng)。例如在風(fēng)荷載和地震荷載復(fù)合作用時，通過對比樁基在各模態(tài)下的位移響應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)復(fù)合作用時的振幅增幅達(dá)到30%,有助于動態(tài)工況特征的提取，為樁基結(jié)構(gòu)的實時監(jiān)測與動態(tài)控制提供決策支持。[0066]本發(fā)明通過對實時監(jiān)測數(shù)據(jù)中的位移時程、加速度響應(yīng)和應(yīng)力波動進(jìn)行提取，得到樁基結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)特征。此步驟提供了樁基結(jié)構(gòu)在動態(tài)工況下的真實響應(yīng)情況，揭示了樁基在不同動態(tài)荷載作用下的動態(tài)行為。動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)為后續(xù)的振動模態(tài)分析和動力特性評估提供了詳細(xì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，確保了模型對動態(tài)反應(yīng)的捕捉能力，有助于提升模型的動態(tài)預(yù)測精度。通過動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)的振動模態(tài)分析，得到振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)，幫助識別樁基結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型和阻尼比等特性。這些特性是動態(tài)響應(yīng)的重要指標(biāo)，反映了結(jié)構(gòu)的振動特性與外部荷載之間的互動關(guān)系。振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)使得模型能夠更好地理解樁基結(jié)構(gòu)在不同頻率的動態(tài)響應(yīng)，確保模型在多種動態(tài)工況下的預(yù)測準(zhǔn)確性，尤其是在復(fù)雜波動荷載的條件下提供更可靠的預(yù)測。通過對環(huán)境荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行波浪、風(fēng)荷載和地震等動力荷載的特征提取，獲取了這些荷載在幅值、頻率、相位和作用方向上的詳細(xì)參數(shù)。這一過程為模型提供了對各種復(fù)雜荷載的精確描述，增強了模型在多源荷載作用下的適應(yīng)性。動力荷載特征數(shù)據(jù)的生成可以確保模型在真實工況下更好地模擬各種動力荷載的作用，有效提升模型在波動性和突發(fā)性荷載下的響應(yīng)精度。結(jié)合動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)，對樁基結(jié)構(gòu)的剛度特性、質(zhì)量分布和能量耗散等動力特性參數(shù)進(jìn)行評估。動力特性數(shù)據(jù)描述了樁基結(jié)構(gòu)在動力作用下的穩(wěn)定性和抗力能力，為預(yù)測模型提供了必要的剛度和耗能指標(biāo)。結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)不僅支持動態(tài)位移預(yù)測，還能夠評估結(jié)構(gòu)在不同荷載工況下的持久性和安全性，有助于更準(zhǔn)確地預(yù)測結(jié)構(gòu)在動態(tài)負(fù)載條件下的長期表現(xiàn)。將動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)、振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)、動力荷載特征數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)動力特性數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，形成動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)。通過特征關(guān)聯(lián)，模型可以將多個動態(tài)特征綜合起來，從而更準(zhǔn)確地捕捉樁基在動態(tài)工況下的整體反應(yīng)。動態(tài)工況特征數(shù)據(jù)的形成確保了模型對多樣動態(tài)工況的綜合反應(yīng)能力，使其能夠在復(fù)雜工況下提供更為精確和可靠的位移預(yù)測結(jié)果。總體來說，這些步驟通過對樁基結(jié)構(gòu)的動態(tài)工況特征進(jìn)行全面提取和分析，有效提升了模型對復(fù)雜動態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性和預(yù)測精度。這一系列特征提取和分析為樁基側(cè)向位移預(yù)測模型的動態(tài)響應(yīng)部分奠定了堅實的基礎(chǔ)，確保了在不同工況下的位移預(yù)測結(jié)果準(zhǔn)確且具有較強的可靠性。[0068]步驟S1421:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行樁基結(jié)構(gòu)的固有頻率提取，得到固有頻率特征數(shù)據(jù)；[0069]本發(fā)明實施例為了提取樁基結(jié)構(gòu)的固有頻率，首先對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，利用快速傅里葉變換(FFT)技術(shù)將時域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)據(jù)，從而獲得樁基在不同頻率下的響應(yīng)幅值。通過在頻譜圖中尋找顯著的頻率峰值位置來識別固有頻率。例如，在沿海高樁碼頭的樁基結(jié)構(gòu)中，通過FFT分析發(fā)現(xiàn)頻率在1.5Hz和3.8Hz處出現(xiàn)明顯峰值，代表了樁基的第一和第二階固有頻率，這些數(shù)據(jù)為后續(xù)的模態(tài)分析提供了重要的固有頻率特征數(shù)[0070]步驟S1422:基于固有頻率特征數(shù)據(jù)進(jìn)行模態(tài)振型分析，提取樁基結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)形態(tài)，并計算各階模態(tài)的振幅以及相位特征，從而得到模態(tài)振型數(shù)據(jù)；[0071]本發(fā)明實施例基于提取的固有頻率特征數(shù)據(jù)，對樁基結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)振型分析。首先將結(jié)構(gòu)模型輸入模態(tài)分析軟件，例如Ansys或Matlab,在固有頻率處施加小幅的模擬荷載，通過計算結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)來提取模態(tài)振型形態(tài)。分析中計算各階模態(tài)的振幅和相位特征，例如在2Hz的第一階模態(tài)下，樁基的頂端振幅為0.005m,且相對于基底存在180°的相位差，這些模態(tài)振型數(shù)據(jù)能直觀地展示樁基在不同模態(tài)下的振動行為，為結(jié)構(gòu)健康評估和改進(jìn)設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。[0072]步驟S1423:對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)以及模態(tài)振型數(shù)據(jù)進(jìn)行基于半功率法的樁基結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的阻尼比計算，從而得到阻尼特征數(shù)據(jù)；[0073]本發(fā)明實施例為了計算樁基結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的阻尼比，采用半功率法，通過分析動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)與模態(tài)振型數(shù)據(jù)的頻寬特征來計算阻尼。首先選擇特定模態(tài)的固有頻率，然后在該頻率附近記錄響應(yīng)曲線的峰值頻率與半功率點頻率。利用公式計算阻尼比，例如對第一階模態(tài)，在1.5Hz處響應(yīng)幅值峰值為0.003m,半功率點頻率分別為1.4Hz和1.6Hz,通過計算得出阻尼比為3%。該阻尼特征數(shù)據(jù)能夠反映結(jié)構(gòu)的振動耗能能力，為抗震設(shè)計優(yōu)化提供重要參考。[0074]步驟S1424:對固有頻率特征數(shù)據(jù)、模態(tài)振型數(shù)據(jù)以及阻尼特征數(shù)據(jù)進(jìn)行基于時間序列的變化規(guī)律分析，并進(jìn)行樁基結(jié)構(gòu)動力特性的時變特征評估，從而得到振動模態(tài)特征[0075]本發(fā)明實施例基于固有頻率、模態(tài)振型和阻尼特征數(shù)據(jù)，進(jìn)行時變特征分析，通過時間序列分析方法，評估樁基結(jié)構(gòu)動力特性隨時間的變化趨勢。使用自回歸模型(AR)對振動模態(tài)參數(shù)進(jìn)行建模，觀察不同時間點下固有頻率和阻尼比的變化。例如，長期監(jiān)測結(jié)果顯示，在6個月后，第一階固有頻率從1.5Hz下降到1.48Hz,阻尼比從3%增至3.2%,反映了結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的微小損傷或性能衰退。通過這種時變特征評估，可以提前預(yù)警結(jié)構(gòu)的潛在損[0076]本發(fā)明通過對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)中的固有頻率進(jìn)行提取，獲得固有頻率特征數(shù)據(jù)，這是結(jié)構(gòu)振動的基本參數(shù)。固有頻率反映了結(jié)構(gòu)在無外部激勵下的自由振動特性，能夠揭示結(jié)構(gòu)的整體剛度和質(zhì)量分布情況。提取固有頻率數(shù)據(jù)使模型能夠準(zhǔn)確識別樁基結(jié)構(gòu)的固有振動特性，有助于預(yù)測樁基在特定頻率激勵下的響應(yīng)，為后續(xù)模態(tài)分析提供了基礎(chǔ)?；诠逃蓄l率特征數(shù)據(jù)，分析樁基結(jié)構(gòu)的振動模態(tài)形態(tài)，包括振動振幅和相位特征，得到各階模態(tài)振型數(shù)據(jù)。模態(tài)振型數(shù)據(jù)揭示了結(jié)構(gòu)在不同模態(tài)下的變形模式和相對位移分布，這對于識別結(jié)構(gòu)在不同工況下的變形特征尤為關(guān)鍵。模態(tài)振型分析不僅提升了模型對樁基結(jié)構(gòu)動態(tài)行為的理解，還提供了振動幅值和相位數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在外部荷載作用下可用于預(yù)測樁基的變形趨勢和動態(tài)穩(wěn)定性。使用半功率法對動力響應(yīng)特征數(shù)據(jù)和模態(tài)振型數(shù)據(jù)進(jìn)行阻尼比的計算，得到阻尼特征數(shù)據(jù)。阻尼比反映了樁基結(jié)構(gòu)在振動過程中能量耗散的能力，對動態(tài)響應(yīng)的穩(wěn)定性具有重要影響。阻尼特征數(shù)據(jù)為模型提供了關(guān)鍵的能量損耗信息，使其能夠在動態(tài)荷載作用下更準(zhǔn)確地評估樁基結(jié)構(gòu)的振動衰減情況，幫助提升結(jié)構(gòu)的抗震和抗風(fēng)荷載性能預(yù)測能力。通過對固有頻率特征數(shù)據(jù)、模態(tài)振型數(shù)據(jù)和阻尼特征數(shù)據(jù)的時間序列分析，評估樁基結(jié)構(gòu)的動力特性隨時間變化的規(guī)律，得到振動模態(tài)特征數(shù)據(jù)。時變特征評估能夠捕捉結(jié)構(gòu)特性隨時間的逐漸變化，特別是由于荷載、環(huán)境影響或材料老化導(dǎo)致的性能退化。該步驟提供了樁基結(jié)構(gòu)在長時間動態(tài)荷載作用下的衰減特性和時變響應(yīng)，為模型的長期預(yù)測和可靠性評估提供了依據(jù)，有助于模型動態(tài)調(diào)整預(yù)測參數(shù)，提高預(yù)測的適應(yīng)性?？傮w而言，這些步驟提供了樁基結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的深入剖析，使模型能夠更全面地理解和預(yù)測結(jié)構(gòu)在長期和多種動態(tài)工況下的響應(yīng)變化。通過提取固有頻率、模態(tài)振型和阻尼特征，并對其進(jìn)行時變分析，模型的預(yù)測準(zhǔn)確性和可靠性大幅提升，能夠有效支持樁基結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性管理。[0078]步驟S21:對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)進(jìn)行多源荷載特征提取，從而得到多源荷載特征數(shù)[0079]本發(fā)明實施例在樁基結(jié)構(gòu)的多源荷載特征提取中，首先對監(jiān)測到的環(huán)境荷載進(jìn)行分項特征分析，包括波浪荷載、風(fēng)荷載和地震荷載等，通過傅里葉分析提取每種荷載的幅值、頻率及作用方向。例如，通過加速度傳感器和壓力傳感器獲取的地震波動和波浪沖擊數(shù)據(jù)，通過特征提取得到波浪荷載的平均幅值為5kN/m2,頻率為0.6Hz,作用方向垂直于岸線。多源荷載特征數(shù)據(jù)為后續(xù)耦合效應(yīng)分析提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)輸入基礎(chǔ)。[0080]步驟S22:基于多源荷載特征數(shù)據(jù)進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)分析，并通過環(huán)境荷載之間的相互影響以及疊加效應(yīng)進(jìn)行耦合計算，生成耦合荷載數(shù)據(jù)；[0081]本發(fā)明實施例在荷載耦合效應(yīng)分析中，通過疊加波浪荷載和風(fēng)荷載的作用，采用有限元軟件進(jìn)行耦合計算。通過環(huán)境荷載之間的相互影響，例如波浪沖擊對風(fēng)壓的放大效應(yīng)，生成耦合荷載數(shù)據(jù)。具體而言，在分析中假設(shè)波浪荷載和風(fēng)荷載呈正交疊加，計算結(jié)果顯示疊加效應(yīng)使耦合荷載峰值達(dá)7.5kN/m2,考慮了風(fēng)速變化下風(fēng)壓對樁基結(jié)構(gòu)的影響。耦合荷載數(shù)據(jù)體現(xiàn)了復(fù)雜環(huán)境條件下的荷載分布。[0082]步驟S23:對多源荷載特征數(shù)據(jù)以及耦合荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行荷載作用的時空分布特征、作用效果以及變化規(guī)律分析，從而得到荷載作用數(shù)據(jù)；[0083]本發(fā)明實施例對多源荷載特征數(shù)據(jù)和耦合荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行時空分布特征分析，以識別荷載作用的集中區(qū)域及變化規(guī)律。利用統(tǒng)計方法分析時序數(shù)據(jù)并結(jié)合空間網(wǎng)格劃分，例如在樁基底部0至2m的區(qū)域，荷載作用頻率較高且幅值顯著,通過分析得到該區(qū)域的時均荷載值為6kN/m2,峰值8kN/m2。該荷載作用數(shù)據(jù)能夠反映樁基在環(huán)境荷載變化下的受力模式，為結(jié)構(gòu)安全性評估提供支持。[0084]步驟S24:根據(jù)耦合荷載數(shù)據(jù)對樁基在不同荷載組合條件下的反應(yīng)進(jìn)行模擬，并提取土-樁間相互作用特征，生成土-樁作用力數(shù)據(jù)，其中不同荷載組合條件下的反應(yīng)模擬包括土體阻力、樁身變形以及土-樁界面接觸特性；[0085]本發(fā)明實施例根據(jù)耦合荷載數(shù)據(jù)對樁基在不同荷載組合條件下的反應(yīng)進(jìn)行模擬，利用有限元法分析不同條件下的土-樁間作用特性。通過模擬發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)速增加到12m/s時，樁基側(cè)向位移增大，土體阻力增至10kN/m,樁身最大變形量為3mm。土-樁界面接觸特性顯示土體在2m深度處存在較強約束作用，該分析結(jié)果揭示了荷載組合條件下土-樁系統(tǒng)的非線性響應(yīng)，生成的土-樁作用力數(shù)據(jù)為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析提供了必要的參數(shù)支持。[0086]步驟S25:基于土-樁作用力數(shù)據(jù)以及荷載作用數(shù)據(jù)對土體和樁基之間的應(yīng)力分布、變形協(xié)調(diào)以及約束條件進(jìn)行生成，從而得到土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)；[0087]本發(fā)明實施例基于土-樁作用力數(shù)據(jù)，結(jié)合荷載作用數(shù)據(jù)對樁基與周圍土體的應(yīng)力分布及約束條件進(jìn)行評估。通過應(yīng)力場分析發(fā)現(xiàn)，樁基在波浪荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)力集中區(qū)域位于樁基底部，壓力值達(dá)到15MPa,土體約束主要在1m至3m深度的樁身周圍。該土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)通過精準(zhǔn)模擬荷載作用下土體對樁基的約束力，為樁基結(jié)構(gòu)的設(shè)計和耐久性分析提供了依據(jù)。[0088]步驟S26:根據(jù)土-樁作用力數(shù)據(jù)以及土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)進(jìn)行土-樁能量耗散及應(yīng)力路徑演化分析，從而得到土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)。[0089]本發(fā)明實施例利用土-樁作用力數(shù)據(jù)和土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)，進(jìn)行能量耗散及應(yīng)力路徑分析。通過計算不同荷載條件下的應(yīng)力路徑發(fā)現(xiàn)，在強波浪荷載作用時，土-樁系統(tǒng)的耗散能量顯著增加，達(dá)到50J/m2,且應(yīng)力路徑呈現(xiàn)出非線性變化特征。該分析揭示了樁基結(jié)構(gòu)在持續(xù)荷載作用下的能量耗散機制及內(nèi)部應(yīng)力路徑的變化趨勢，生成的土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)可用于預(yù)測樁基長期受力下的性能退化情況。[0090]本發(fā)明通過對樁基結(jié)構(gòu)工況數(shù)據(jù)中的不同荷載源(如風(fēng)、波浪、地震等)的特征提取，獲取了多源荷載特征數(shù)據(jù)。這一步驟有助于分解各類荷載的單獨作用特性，為后續(xù)的耦合效應(yīng)分析提供了數(shù)據(jù)支持。提取多源荷載特征數(shù)據(jù)使得模型能夠區(qū)分不同荷載的獨立影響，從而為荷載特性分析提供了詳細(xì)信息，為精確預(yù)測樁基在復(fù)合荷載作用下的行為奠定了基礎(chǔ)。在多源荷載特征數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行荷載耦合效應(yīng)分析，結(jié)合環(huán)境荷載之間的相互影響，生成耦合荷載數(shù)據(jù)。耦合效應(yīng)分析揭示了多源荷載之間的疊加作用和相互影響，特別是在波浪與風(fēng)荷載、地震與土體反作用等情況下的綜合效應(yīng)。該分析為荷載組合和復(fù)雜工況下的樁基響應(yīng)提供了準(zhǔn)確的荷載輸入，使得模型在模擬實際環(huán)境條件時更具現(xiàn)實性和可靠性，提高了荷載預(yù)測的準(zhǔn)確性。通過對多源荷載特征數(shù)據(jù)和耦合荷載數(shù)據(jù)的分析，得到荷載作用的時空分布特征以及作用效果和變化規(guī)律。這一步為了解荷載在空間范圍和時間維度的分布特性提供了重要參考，特別是多源荷載在不同位置和不同時間的施加特征。該分析為樁基在荷載作用下的整體響應(yīng)提供了詳細(xì)的動態(tài)輸入，幫助提高預(yù)測的空間精度和時間一致性，尤其在復(fù)雜環(huán)境中能更好地捕捉到荷載的動態(tài)變化?；隈詈虾奢d數(shù)據(jù)，模擬樁基在不同荷載組合下的反應(yīng)，提取土體阻力、樁身變形以及土-樁界面接觸特性等土-樁相互作用特征，生成土-樁作用力數(shù)據(jù)。這一模擬涵蓋了不同工況組合下的樁基反應(yīng)，深入刻畫了土-樁相互作用的復(fù)雜特性。該步驟為模型提供了真實的土-樁界面特性輸入，增強了模型對不同荷載條件下樁基結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng)預(yù)測能力，特別是幫助識別和預(yù)估土-樁體系的潛在失效模式?；谕?樁作用力數(shù)據(jù)和荷載作用數(shù)據(jù)，對土體和樁基之間的應(yīng)力分布、變形協(xié)調(diào)以及約束條件進(jìn)行分析，生成土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)。應(yīng)力分布與約束條件的分析提供了樁基在外部荷載作用下的內(nèi)力分布情況，進(jìn)一步揭示了土-樁之間的應(yīng)力傳遞和相互協(xié)調(diào)特性。通過生成土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)，模型能夠精確反映樁基在不同荷載工況下的受力狀態(tài)和約束條件，提高了樁基結(jié)構(gòu)在復(fù)雜荷載條件下的穩(wěn)定性預(yù)測和抗荷載能力的評估。在土-樁作用力數(shù)據(jù)和土-樁相互作用特性數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行土-樁體系的能量耗散和應(yīng)力路徑演化分析，得到土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)。這一步驟對土-樁界面在荷載作用下的能量耗散和應(yīng)力傳遞路徑的動態(tài)變化進(jìn)行評估，提供了樁基在復(fù)雜應(yīng)力條件下的響應(yīng)行為。能量耗散和應(yīng)力路徑分析揭示了土-樁體系在長時間、多變荷載作用下的衰減特性和應(yīng)力演化規(guī)律，為樁基的耐久性和抗疲勞能力提供了科學(xué)依據(jù)。模型可以借此優(yōu)化樁基結(jié)構(gòu)在長時間運行中的安全性預(yù)測，并有效評估潛在的失效風(fēng)險。綜上所述，這些步驟通過細(xì)致的荷載特性分析、耦合效應(yīng)計算、土-樁相互作用特性生成及能量耗散分析，使得模型在處理多源荷載條件下的樁基結(jié)構(gòu)預(yù)測中具有高度的精確性和可靠性。這些分析顯著提高了樁基結(jié)構(gòu)的抗荷載適應(yīng)性和動態(tài)穩(wěn)定性預(yù)測，為樁基在復(fù)雜環(huán)境下的長期可靠性和耐久性管理提供了科學(xué)支撐。[0092]步驟S31:對土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料力學(xué)性能分析，從而得到材料性能特征數(shù)據(jù)，其中材料力學(xué)性能分析包括材料強度退化評估、彈性模量變化分析、塑性變形特征提取以及疲勞損傷程度計算；[0093]本發(fā)明實施例在土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)的材料力學(xué)性能分析中，通過對樁基在不同荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行擬合，評估樁基材料的強度退化情況，并分析彈性模量的變化趨勢。具體操作中，提取每次加載后的殘余應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行塑性變形評估，結(jié)合實測數(shù)據(jù)計算疲勞損傷程度。例如，位于樁基頂部區(qū)域的混凝土材料在10年內(nèi)彈性模量降低約10%,疲勞損傷積累比率達(dá)到15%,材料的強度退化速度在沖擊荷載作用下顯著增加，生成的材料性能特征數(shù)據(jù)為樁基耐久性分析提供了有效參考。[0094]步驟S32:根據(jù)材料性能特征數(shù)據(jù)以及預(yù)獲取的樁基所處環(huán)境的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行材料性能劣化評估，從而得到材料狀態(tài)數(shù)據(jù)；[0095]本發(fā)明實施例結(jié)合材料性能特征數(shù)據(jù)和樁基所處環(huán)境的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行樁基材料性能的劣化評估。通過溫濕度歷史數(shù)據(jù)及鹽霧侵蝕程度，對材料劣化狀態(tài)進(jìn)行定量分析，并計算劣化速率。在實際應(yīng)用中，假設(shè)某沿海區(qū)域樁基長期暴露于高濕度和高鹽環(huán)境中，劣化評估顯示樁基表層混凝土強度降低約15%,內(nèi)部微裂紋增多，生成的材料狀態(tài)數(shù)據(jù)用于制定后續(xù)的維護(hù)和修復(fù)方案。[0096]步驟S33:利用環(huán)境監(jiān)測設(shè)備采集溫度、濕度以及pH值的環(huán)境參數(shù)，從而得到環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)；[0097]本發(fā)明實施例通過環(huán)境監(jiān)測設(shè)備實時采集樁基周圍區(qū)域的溫度、濕度以及pH值等環(huán)境參數(shù)，生成環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)。具體方法是利用分布式溫濕度傳感器和pH傳感器，每隔1小時采集一次數(shù)據(jù)，例如檢測到樁基周圍溫度平均值為20℃,濕度為85%,pH值為6.5.這些環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)反映了樁基周圍環(huán)境條件的變化，為后續(xù)的加速劣化因子評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。[0098]步驟S34:根據(jù)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)以及材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速劣化因子評估，從而得到環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)；[0099]本發(fā)明實施例利用環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)和材料狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行加速劣化因子評估，計算環(huán)境對樁基材料的加速劣化影響。通過建立加速劣化因子模型，量化濕度、溫度及酸堿度等參數(shù)對材料劣化速率的影響。在某腐蝕環(huán)境中，濕度每增加10%,材料劣化速度增加約5%;溫度升高至30℃時，劣化速度提高至原來的1.5倍，生成的環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)為樁基在不同環(huán)境條件下的材料耐久性分析提供了重要支持。[0100]步驟S35:對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域特征提取以及頻域特征提取，從而得到多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)；[0101]本發(fā)明實施例對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域和頻域特征提取，以獲取樁基在不同時間段的受力和位移特征。采用快速傅里葉變換對數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，識別出位移和荷載的主要頻率分布及時域特征。例如，提取樁基結(jié)構(gòu)的主要振動頻率為1.2Hz,位移峰值在臺風(fēng)期間達(dá)到了3mm,多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)能夠反映樁基在復(fù)雜環(huán)境下的動態(tài)響應(yīng)特性，為后續(xù)的關(guān)聯(lián)模型構(gòu)建提供了豐富的輸入數(shù)據(jù)。[0102]步驟S36:根據(jù)多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)以及環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)建立位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)模型，并對關(guān)聯(lián)模型進(jìn)行特征提取，從而得到關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)。[0103]本發(fā)明實施例根據(jù)多維度監(jiān)測特征數(shù)據(jù)和環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)，建立位移-環(huán)境-荷載的關(guān)聯(lián)模型，分析樁基結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境及荷載條件下的位移響應(yīng)關(guān)系。通過機器學(xué)習(xí)算法如隨機森林，提取關(guān)聯(lián)模型中的關(guān)鍵特征，例如位移在風(fēng)荷載和高濕度條件下的顯著變化規(guī)律。計算顯示，在臺風(fēng)期間濕度增加到90%以上時，位移峰值增大到平常的1.8倍，生成的關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)為樁基結(jié)構(gòu)長期穩(wěn)定性評估提供了關(guān)鍵性的分析依據(jù)。[0104]本發(fā)明對土-樁響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行材料強度退化、彈性模量變化、塑性變形特征和疲勞損傷程度的分析，獲得材料性能特征數(shù)據(jù)。此分析能夠揭示樁基在荷載和環(huán)境應(yīng)力作用下的內(nèi)部力學(xué)特性變化，特別是樁基材料的強度和彈性降低情況。這些力學(xué)特征分析為材料的動態(tài)穩(wěn)定性和耐久性評估提供了關(guān)鍵參數(shù)，使得模型能夠在長期預(yù)測中準(zhǔn)確反映材料的承載能力，提升了樁基的疲勞壽命評估能力。通過將材料性能特征數(shù)據(jù)與樁基所處環(huán)境的長期監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)合，能夠?qū)痘牧系牧踊癄顟B(tài)進(jìn)行評估，生成材料狀態(tài)數(shù)據(jù)。此步驟反映了樁基材料在長期環(huán)境影響下的性能變化情況，特別是劣化速度和影響因素。材料劣化評估為樁基結(jié)構(gòu)的耐久性管理和安全性預(yù)測提供了科學(xué)依據(jù)，使得模型能夠根據(jù)不同環(huán)境因素更精確地評估樁基在復(fù)雜工況下的使用壽命，有效防止材料劣化導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)失效。使用環(huán)境監(jiān)測設(shè)備采集溫度、濕度、pH值等環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，反映了樁基周圍的實際環(huán)境條件。溫度、濕度和酸堿度等因素直接影響樁基材料的劣化速度，特別是在高濕、高酸堿度等惡劣環(huán)境下。收集環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)為后續(xù)劣化評估和環(huán)境影響分析提供了真實且詳細(xì)的數(shù)據(jù)支持，有助于識別出對材料劣化具有顯著影響的關(guān)鍵環(huán)境因素，使得劣化評估更加精準(zhǔn)。基于環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)和材料狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過加速劣化因子的分析，可以識別出溫度、濕度、酸堿度等環(huán)境因素對樁基材料的加速劣化作用，生成環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)。加速劣化因子評估提供了不同環(huán)境條件對材料性能的具體影響權(quán)重。加速劣化因子分析有助于樁基在惡劣環(huán)境下的長期劣化預(yù)測，尤其在極端氣候條件下的耐久性管理，為樁基維護(hù)周期和材料選擇提供了科學(xué)依據(jù)，提升了結(jié)構(gòu)的環(huán)境適應(yīng)性。對實時監(jiān)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行時域和頻域特征提取，得到多維度的監(jiān)測特征數(shù)據(jù)，包括位移、應(yīng)力、荷載變化的時序及頻率特性。這些多維特征數(shù)據(jù)為樁基動態(tài)響應(yīng)提供了全面的監(jiān)測信息，能夠有效反映樁基在各類荷載作用下的行為模結(jié)來說，這些步驟通過材料性能與環(huán)境因素的詳細(xì)分析、環(huán)境影響因子提取以及位移-環(huán)在70%至90%之間變化，設(shè)定膨脹系數(shù)為0.02%/℃,并假設(shè)在當(dāng)前濕度水平下膨脹加速因子為1.3,得到K≈0.026。通過以上計算，得出溫度應(yīng)力系數(shù)和濕度膨常數(shù)，dM/dt為腐蝕速率。假設(shè)通過電化學(xué)測量獲取某種腐蝕環(huán)境下的電流密度為10mA/cm2,估計轉(zhuǎn)移數(shù)n為2,計算腐蝕速率系數(shù)為,其中F取約96485C/mol,得到Kc≈成的環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)對樁基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性預(yù)測和維護(hù)策略優(yōu)化具有重要意義。通過Arrhenius公式對溫度應(yīng)力系數(shù)進(jìn)行計算，能準(zhǔn)確評估溫度對材料劣化速率的影響。Arrhenius公式通過描述化學(xué)反應(yīng)隨溫度變化的速率，為預(yù)測材料在不同溫度條件下的劣速模型進(jìn)行評估，能夠反映濕度在不同溫度下對樁基材料膨脹和劣化的影響。濕度-溫度加速模型綜合考慮了濕度和溫度的耦合作用，使得濕度影響的評估更加精確，特別是對濕度敏感的材料更具參考價值。濕度膨脹系數(shù)評估能揭示高濕環(huán)境下樁基材料的膨脹和劣化速度，便于在高濕度環(huán)境中對樁基材料進(jìn)行預(yù)處理或選擇更適合的材料，防止因濕度導(dǎo)致的材料性能退化，如強度降低或耐久性下降。通過法拉第定律對腐蝕速率系數(shù)進(jìn)行計算，根據(jù)材料的電化學(xué)反應(yīng)速率和電流密度關(guān)系，量化腐蝕對材料劣化的影響。法拉第定律可以較為準(zhǔn)確地描述材料在不同腐蝕條件下的失重率，為長時間浸水、鹽霧環(huán)境下的劣化預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)。腐蝕速率系數(shù)的評估尤其適用于沿?；蚋啕}分區(qū)域的樁基應(yīng)用場景，能夠預(yù)測樁基材料在腐蝕性環(huán)境下的失效趨勢，幫助選擇具有更高耐腐蝕性的材料，或者提前制定防腐蝕的施工和維護(hù)措施。通過溫度應(yīng)力系數(shù)、濕度膨脹系數(shù)和腐蝕速率系數(shù)的評估，生成的環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)為樁基結(jié)構(gòu)的材料劣化預(yù)測提供了一個多因素耦合的特征體系。這種綜合性的環(huán)境影響分析模型可以精準(zhǔn)反映材料在復(fù)雜環(huán)境下的劣化模式。環(huán)境影響特征數(shù)據(jù)的獲取增強了樁基材料的壽命預(yù)測模型，使得模型能夠?qū)Σ煌h(huán)境條件的劣化影響進(jìn)行有效區(qū)分，提高了結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測的精準(zhǔn)度。同時，綜合考慮多個加速劣化因子使得模型適用于更多樣化的環(huán)境，確保了預(yù)測的廣泛適用性和科學(xué)性?？偨Y(jié)來看，此步驟基于不同環(huán)境參數(shù)的加速劣化因子評估，為樁基材料的長期劣化預(yù)測提供了量化的評估標(biāo)準(zhǔn)。通過對溫度、濕度和腐蝕等關(guān)鍵環(huán)境因素的系數(shù)評估，可以幫助模型更準(zhǔn)確地反映樁基在極端條件[0110]步驟S41:基于關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并利用反向傳播算法進(jìn)行模[0111]本發(fā)明實施例基于關(guān)聯(lián)特征數(shù)據(jù)構(gòu)建深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。選定一種適合時間序列預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)模型，例如長短期記憶(LSTM)網(wǎng)絡(luò)，作為基礎(chǔ)架構(gòu)。假設(shè)輸入層包含50個神經(jīng)置學(xué)習(xí)率為0.001,使用均方誤差(MSE)作為損失函數(shù)，通過每個epoch調(diào)整模型參數(shù)，持續(xù)進(jìn)行1000個epoch,直到損失值收斂到一個預(yù)設(shè)的閾值(例如0.01)。完成訓(xùn)練后，保存模型參數(shù)以備后續(xù)預(yù)測使用。[0112]步驟S42:對荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分解，并提取荷載的周期性特征、趨勢性特征以及隨機性特征，從而得到荷載時序特征模型；[0113]本發(fā)明實施例針對荷載作用數(shù)據(jù)進(jìn)行時間序列分解，首先采用季節(jié)性分解方法(如STL分解),將荷載數(shù)據(jù)分解為趨勢、季節(jié)性和隨機成分。假設(shè)在一段時間內(nèi)(如12個月)監(jiān)測到的荷載數(shù)據(jù)為[200,220,250,230,210,240,300,280,270,290,310,320]kN,首先計算其移動平均以獲取趨勢成分。然后，計算周期性成分(如每月的波動),并提取隨機成分，通過Python的statsmodels庫進(jìn)行分析，最終形成荷載時序特征模型，描述荷載變化的主要趨勢、周期性波動及隨機性特征。[0114]步驟S43:將荷載時序特征模型與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行耦合分析，構(gòu)建時序關(guān)聯(lián)預(yù)測[0115]本發(fā)明實施例將荷載時序特征模型與預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行耦合分析時，首先對荷載時序特征提取的結(jié)果與訓(xùn)練得到的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行結(jié)合。通過將提取的趨勢和季節(jié)性成分作為輸入，利用構(gòu)建的預(yù)測模型進(jìn)行下一步的耦合分析。假設(shè)提取的趨勢特征為[215,230,260]kN,季節(jié)性特征為[20,-10,30]kN,結(jié)合歷史荷載數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，采用加權(quán)預(yù)測參數(shù)數(shù)據(jù)，提供未來一段時間內(nèi)樁基的預(yù)計荷載變化情況。[0116]步驟S44:根據(jù)時序預(yù)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化，從而生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)；[0117]本發(fā)明實施例根據(jù)時序預(yù)測參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行基于注意力機制的預(yù)測準(zhǔn)確性優(yōu)化。具體實現(xiàn)時，首先在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中引入注意力層，以便更好地捕捉對未來預(yù)測影響最大的輸入特征。假設(shè)通過訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)荷載變化在特定時段(如每日的高峰時段)對整體預(yù)測結(jié)果影響更大，因此在模型中為這些特征分配更高的權(quán)重，通過調(diào)整注意力機制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，使得模型更關(guān)注關(guān)鍵時刻的荷載特征數(shù)據(jù)，從而生成動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)，提升預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。[0118]步驟S45:對動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測誤差分析，計算預(yù)測值與實測值之間的偏[0119]本發(fā)明實施例對動態(tài)預(yù)測控制數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測誤差分析時，首先收集實際監(jiān)測值與預(yù)測值進(jìn)行對比，假設(shè)在某個時點預(yù)測值為310kN,而實際監(jiān)測值為300kN,計算預(yù)測誤差為310-300=10kN。對所有預(yù)測值與實測值進(jìn)行此類計算，得到一組誤差數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析計算均方根誤差(RMSE)和絕對百分比誤差(MAPE),以評估模型的總體預(yù)測性能，并生成預(yù)測誤差特征數(shù)據(jù)。[0120]步驟S46:根據(jù)預(yù)測誤差特征數(shù)據(jù)對預(yù)測模型參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析，從而得到參數(shù)靈敏度數(shù)據(jù)；[0121]本發(fā)明實施例根據(jù)預(yù)測誤差特征數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測模型參數(shù)的靈敏度分析，首先設(shè)定一組參考參數(shù)值(如學(xué)習(xí)率、隱藏層單元數(shù)等),在參數(shù)變化時監(jiān)測預(yù)測誤差的變化。利用靈敏度分析方法(如局部靈敏度