Deep learning-based bridge damage identification approach inspired by internal force redistribution effects

可解释性 计算机科学 人工智能 结构健康监测 刚度 分类器(UML) 机器学习 工程类 结构工程
作者
Kang Yang,Youliang Ding,Huachen Jiang,Yun Zhang,Zhengbo Zou
出处
期刊:Structural Health Monitoring-an International Journal [SAGE]
卷期号:23 (2): 714-732 被引量:9
标识
DOI:10.1177/14759217231176050
摘要

Damage identification has always been one of the core functions of bridge structural health monitoring (SHM) systems. Damage identification techniques based on deep learning (DL) approaches have shown great promise recently. However, DL methods still need to be improved owing to their poor interpretability and generalization performance. The fundamental reason lies in the separation between physics-based mechanical principles and data-driven DL methods. To address this issue, this paper proposes a physics-inspired approach combining the data-driven method and the internal force redistribution effects to perform efficient damage identification. Firstly, the mechanical derivation of internal force redistribution is given based on a simplified three-span continuous bridge. Then, two types of typical damage scenarios including segment stiffness decrease and prestress loss are simulated to formulate the damage dataset with monitored field data noise added. Next, a modified Transformer model with multi-dimensional output is trained to obtain the complex dynamic spatiotemporal mapping among multiple measurement points from the intact structure as a benchmark model. Finally, the relationship between multiple damage patterns and the corresponding output regression residual distribution is studied, based on which the flexible combinations of the sensors are proposed as the test set to characterize the internal force redistribution due to damage. Validation on the extended dataset showed that this approach is effective to realize preliminary identification of damage patterns and resist interference from noise at the monitoring site.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
2秒前
2秒前
Ellen发布了新的文献求助10
2秒前
专注寻菱发布了新的文献求助10
2秒前
兰彻完成签到,获得积分10
2秒前
轻松戎完成签到,获得积分20
4秒前
LEE完成签到,获得积分10
5秒前
石友瑶发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
执着柏柳发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
yznfly应助仁者采纳,获得20
9秒前
脑洞疼应助刘嘉城采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
梅子发布了新的文献求助10
12秒前
yuzhecheng发布了新的文献求助10
13秒前
1526918042发布了新的文献求助10
13秒前
Muzz完成签到,获得积分10
14秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
14秒前
知悉发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
NexusExplorer应助张一二二二采纳,获得10
16秒前
16秒前
SKF完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
仓med发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
lxxy发布了新的文献求助10
21秒前
ayu发布了新的文献求助10
21秒前
万能图书馆应助bjutbaibai采纳,获得10
23秒前
无心的仙人掌完成签到,获得积分10
23秒前
23秒前
24秒前
精明的碧彤完成签到,获得积分10
24秒前
chengzhiheng发布了新的文献求助10
25秒前
研友_VZG7GZ应助仓med采纳,获得10
26秒前
小米发布了新的文献求助10
28秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
理系総合のための生命科学 第5版〜分子・細胞・個体から知る“生命"のしくみ 800
普遍生物学: 物理に宿る生命、生命の紡ぐ物理 800
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5606214
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690656
关于积分的说明 14864955
捐赠科研通 4704298
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542488
邀请新用户注册赠送积分活动 1508024
关于科研通互助平台的介绍 1472232