量化基于振动的结构健康监测价值的一种框架
应用统计
2022-10-06 v2 最优化与控制
摘要
量化结构健康监测（SHM）对决策支持效益的困难，是 SHM 在真实结构中广泛应用的瓶颈之一。本文提出一种用于量化基于振动的 SHM 价值的框架，可灵活应用于不同用例。这些用例涵盖不同时间尺度上的 SHM 决策，从近实时诊断到结构整个寿命期内缓慢演化劣化过程的预后。该框架包含 SHM 系统的高级模型。它采用贝叶斯滤波器，利用连续辨识的模态数据与间歇目视检测数据，完成序贯联合劣化状态-参数估计与结构可靠性更新。框架还包含贯穿结构生命周期的检测与维护决策的现实模型。在此基础上，SHM 的价值由有和没有 SHM 时的期望全生命周期成本之差来量化。我们通过将其应用于一个两跨桥梁系统的数值模型来研究该框架，该桥在其寿命期内承受渐进性与突发性劣化以及变化的环境条件。结果表明，该框架可用作先验决策支持工具，以告知是否在结构上安装基于振动的 SHM 系统的决策，适用于广泛的 SHM 用例。
引用
@article{arxiv.2202.01859,
title = {A framework for quantifying the value of vibration-based structural health monitoring},
author = {Antonios Kamariotis and Eleni Chatzi and Daniel Straub},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01859},
year = {2022}
}