本文選題：Elman神經(jīng)網(wǎng)絡　切入點：蟻群算法　出處：《東北大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：橋梁結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代交通運輸系統(tǒng)的重要節(jié)點工程,為了保證橋梁的安全運行,目前許多大型橋梁都安裝有健康監(jiān)測系統(tǒng),但如何從大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)中獲取有用信息,并針對現(xiàn)場采集的信息判斷橋梁的損傷狀況是目前工程界的研究熱點之一。為此本文提出使用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡對橋梁的關(guān)鍵節(jié)點進行了損傷判別的方法,并將該方法應用到石河大橋?qū)嶋H工程中,本文的主要研究內(nèi)容如下：(1)選取損傷因子和損傷位置,利用石河大橋梁的有限元模型模擬橋梁未損傷和不同程度損傷狀況下?lián)p傷狀況,獲取損傷數(shù)據(jù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡的輸入,本文提出使用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡作為損傷識別的模型并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡作為參照對比。(2)為了改善Elman神經(jīng)網(wǎng)絡的損傷識別效果,避免神經(jīng)網(wǎng)絡由于初始權(quán)值的隨機性使得結(jié)果陷入局部最優(yōu)而出現(xiàn)損傷率不高的問題,提出了使用蟻群算法優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡。(3)在監(jiān)測數(shù)據(jù)處理方面,對七個測點原始監(jiān)測數(shù)據(jù)樣本進行了數(shù)據(jù)分析前處理,本文對石河大橋監(jiān)測應變和溫度數(shù)據(jù)進行了時間序列分析,實驗發(fā)現(xiàn)溫度與應變都有周期變化趨勢,并對石河大橋的應變數(shù)據(jù)采用多種距離指標進行了聚類分析最終獲得兩種聚類。本文將Elman神經(jīng)網(wǎng)絡應用于橋梁結(jié)構(gòu)損傷識別,因Elman神經(jīng)網(wǎng)絡特殊的結(jié)構(gòu)特點使其有較好的穩(wěn)定性,通過仿真實驗得出這種方法是可行的,經(jīng)過蟻群算法優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡識別率得到提高。將該模型與石河大橋的監(jiān)測數(shù)據(jù)相結(jié)合,識別結(jié)果未發(fā)現(xiàn)石河大橋存在損傷,且橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)采集回的數(shù)據(jù)是正常的且橋梁結(jié)構(gòu)無異常。
[Abstract]:Bridge structure is an important node engineering of modern transportation system. In order to ensure the safe operation of bridge, many large bridges are equipped with health monitoring system, but how to obtain useful information from a large number of monitoring data. It is one of the research hotspots in the engineering field to judge the damage condition of the bridge based on the information collected in the field. In this paper, a method to judge the damage of the key nodes of the bridge by using the Elman neural network is put forward. This method is applied to the actual project of Shihe Bridge. The main research contents of this paper are as follows: (1) selecting the damage factors and location, and using the finite element model of Shihe Bridge to simulate the damage condition of the bridge under the condition of undamaged and different degree of damage. In order to improve the damage identification effect of Elman neural network, we propose to use Elman neural network as the model of damage identification and BP neural network as reference. In order to avoid the problem of low damage rate due to the randomness of the initial weights, the paper proposes that the ant colony algorithm is used to optimize the neural network in the aspect of monitoring data processing. In this paper, the data of the monitoring strain and temperature of Shihe Bridge are analyzed in time series. It is found that both temperature and temperature have a tendency to change periodically. The strain data of Shihe Bridge are analyzed by a variety of distance indexes, and finally two kinds of clustering are obtained. In this paper, the Elman neural network is applied to the damage identification of the bridge structure. Because of the special structure characteristics of Elman neural network, it has good stability. The simulation results show that this method is feasible. The recognition rate of neural network optimized by ant colony algorithm is improved. Combining the model with the monitoring data of Shihe Bridge, no damage is found in Shihe Bridge. The data collected by the bridge health monitoring system are normal and the bridge structure is not abnormal.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U446;TP274

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本文編號：1601057