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基于图卷积神经网络和长短期记忆神经网络的框架结构地震损伤识别方法
摘要文本
本发明提出基于图卷积神经网络和长短期记忆神经网络的框架结构地震损伤识别方法。所述方法包括对结构健康监测数据的预处理,多层非参数神经网络结构的设计,模型训练和响应预测,通过分析预测残差实现损伤识别和定位。本发明通过多个图卷积层求解监测系统的邻接矩阵,提取各监测点之间的空间相关特征。使用长短期记忆层分析每个测点的时序关系,解决了测点之间信息冗余度较低的问题,提升了异常测点较多情况下的预测精度。该方法通过综合考虑结构在地震作用下的时空关系,可以较好的预测和确定数据残差和结构损伤情况,提高了框架结构损伤识别的速度和准确性。
申请人信息
- 申请人:哈尔滨工业大学
- 申请人地址:150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
- 发明人: 哈尔滨工业大学
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 基于图卷积神经网络和长短期记忆神经网络的框架结构地震损伤识别方法 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202311238330.X |
| 申请日 | 2023/9/25 |
| 公告号 | CN117370787A |
| 公开日 | 2024/1/9 |
| IPC主分类号 | G06F18/2131 |
| 权利人 | 哈尔滨工业大学 |
| 发明人 | 黄永; 张云开; 李惠 |
| 地址 | 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 |
专利主权项内容
1.基于图卷积神经网络和长短期记忆神经网络的框架结构地震损伤识别方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤一、使用框架结构在正常状态下的响应监测数据训练多层神经网络模型;其中输入为结构的实际时程响应数据,输出为模型预测的结构响应数据,所述响应数据为各监测点处的位移和加速度;通过图卷积层提取空间关联性,通过长短期记忆层提取时序规律,建立结构的时空特征模型,得到结构响应与损伤之间的关系,学得的非参数模型为后续结构损伤识别和定位提供参考;步骤二、将框架结构在地震作用下的监测数据输入到训练好的多层神经网络模型,获得结构各测点位置处的预测响应,并计算预测响应与真实响应的残差;通过检查监测系统中测点数据之间的时空间关联模式是否被打破,快速发现由结构局部损伤引起的测点异常数据;比对预测残差的大小,对结构损伤进行识别和定位。