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　　【摘要】： 傳感器的優(yōu)化配置是橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)中重要的問題,應(yīng)該做到使用盡量少的傳感器獲取盡可能多的結(jié)構(gòu)信息。目前國內(nèi)對于橋梁監(jiān)測系統(tǒng)的研究多是針對大跨徑、形式復(fù)雜的橋梁結(jié)構(gòu),并且主要是研究動力情況下的傳感器優(yōu)化配置,根據(jù)靜力作用下的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行優(yōu)化配置的方法很少。另一方面,這些研究多是在確定了傳感器數(shù)目的情況下優(yōu)化位置,而對于傳感器數(shù)目如何確定的問題討論不多。 本文首先選擇用遺傳算法作為優(yōu)化配置的工具,在此基礎(chǔ)上提出單親遺傳算法及改進(jìn)后的單親遺傳算法以更好地適應(yīng)傳感器優(yōu)化配置問題的特點(diǎn)。然后嘗試借鑒無線傳感網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測半徑及覆蓋概率的概念,將其和結(jié)構(gòu)在靜力作用下的反應(yīng)信息相結(jié)合,提出一種目標(biāo)函數(shù)來作為優(yōu)化的依據(jù)。該目標(biāo)函數(shù)包括了傳感器和結(jié)構(gòu)兩方面信息。 優(yōu)化方法的目標(biāo)函數(shù)確定后,提出了在靜力情況下先優(yōu)化傳感器數(shù)目后優(yōu)化傳感器位置的方法,步驟如下:首先得到各節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)信息和檢測概率,然后通過計(jì)算確定監(jiān)測半徑,之后應(yīng)用單親遺傳算法在代數(shù)較少的情況下觀察適應(yīng)度值隨傳感器數(shù)目變化的趨勢,由此確定傳感器的數(shù)目。當(dāng)傳感器數(shù)目確定后,用改進(jìn)的單親遺傳算法結(jié)合前面提出的目標(biāo)函數(shù)配置傳感器的位置。最后對洛旺河大橋工程采用本文提出的傳感器優(yōu)化配置方法進(jìn)行了傳感器優(yōu)化配置。 【關(guān)鍵詞】：橋梁 傳感器 優(yōu)化配置 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U446.2
【DOI】：CNKI:CDMD:2.2008.069730
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 橋梁健康監(jiān)測概述8-10
• 1.1.1 橋梁健康監(jiān)測發(fā)展簡介8
• 1.1.2 橋梁健康監(jiān)測的意義8-9
• 1.1.3 橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)9-10
• 1.2 傳感器優(yōu)化概述10-12
• 1.2.1 優(yōu)化準(zhǔn)則及方法10-11
• 1.2.2 傳感器優(yōu)化配置計(jì)算方法11-12
• 1.3 本論文主要研究內(nèi)容12-14
• 2 遺傳算法14-28
• 2.1 遺傳算法簡介14-18
• 2.1.1 遺傳算法和傳統(tǒng)優(yōu)化方法比較14-15
• 2.1.2 遺傳算法設(shè)計(jì)及基本流程15-17
• 2.1.3 遺傳算法的應(yīng)用及存在問題17-18
• 2.2 單親遺傳算法的描述18-23
• 2.2.1 單親遺傳算法的編碼、運(yùn)行過程18
• 2.2.2 單親遺傳算法的適應(yīng)度及算子18-21
• 2.2.3 單親遺傳算法在傳感器優(yōu)化上的應(yīng)用21-23
• 2.3 病毒進(jìn)化單親遺傳算法23-28
• 2.3.1 生物病毒機(jī)制簡介及抽象模型23-24
• 2.3.2 病毒個(gè)體染色體編碼方案、初始群體確定及自身測度24-25
• 2.3.3 病毒個(gè)體的感染操作及算法框架25-28
• 3 傳感器優(yōu)化函數(shù)28-43
• 3.1 傳感器配置優(yōu)化函數(shù)28-31
• 3.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹28
• 3.1.2 數(shù)學(xué)模型28-30
• 3.1.3 監(jiān)測半徑的確定30-31
• 3.1.4 傳感器優(yōu)化配置的步驟31
• 3.2 兩個(gè)算例31-42
• 3.2.1 簡支梁算例31-36
• 3.2.2 連續(xù)剛構(gòu)橋算例36-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 4 工程實(shí)例43-57
• 4.1 橋梁概況43-44
• 4.2 應(yīng)力監(jiān)測44-50
• 4.3 溫度觀測50-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況60-61
• 致謝61-62