利用行驶车辆内加速度测量进行桥梁模态识别
信号处理
2020-03-05 v1 应用统计
摘要
穿越桥梁结构的车辆对桥梁振动产生动态响应。行驶车辆内采集的加速度信号包含桥梁结构响应的痕迹，但也包括其他来源，如车辆悬架系统和路面不平度引起的振动。本文介绍两种利用移动车辆网络所采集数据进行桥梁系统识别的方法。车辆悬架系统的贡献通过在频域中对车辆响应去卷积来去除。第一种方法利用车辆传递函数，第二种使用 EEMD 方法。接着，使用二阶盲辨识（SOBI）方法提取不平度引起的振动。经过这两个过程后，所得信号等价于扫描桥梁动态响应的移动传感器读数。利用移动传感器数据进行结构模态识别近来作为 STRIDEX 算法被提出。处理后的移动传感器数据使用 STRIDEX 分析以识别桥梁的模态特性。该方法的性能在由移动车辆网络监测的长单跨桥梁数值案例研究中得到验证。分析考虑了三种路面不平度模式。结果表明，所提算法能成功提取纯桥梁振动，并给出准确且全面的桥梁模态特性。研究表明，所提传递函数方法可有效对行驶车辆的线性动力学去卷积。EEMD 方法能在无车辆先验信息情况下提取车辆动态响应。本研究是首个利用移动车辆传感器数据实现完整桥梁模态识别（包括运营自然频率、振型和阻尼比）的方法论。
引用
@article{arxiv.2001.01797,
title = {Bridge Modal Identification using Acceleration Measurements within Moving Vehicles},
author = {Soheil Sadeghi Eshkevari and Thomas J. Matarazzo and Shamim N. Pakzad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01797},
year = {2020}
}
备注
submitted to Mechanical Systems and Signal Processing