从广泛智能手机数据识别桥梁的损伤敏感空间振动特征
应用物理
2022-11-03 v1 信号处理
摘要
桥梁预期状况与实际状况之间的知识鸿沟已造成全球范围内的基础设施服务赤字与资金挑战。尽管过去四十年进展迅速，传感技术仍未被纳入桥梁检测规程。每当载有移动设备的车辆驶过桥梁，都以极低成本捕获潜在重要结构响应信息的机会。先前工作已展示如何利用众包智能手机-车辆行程（SVT）数据在真实环境中精确确定桥梁模态频率。然而，模态频率对桥梁结构健康状况的洞察十分有限。在此，我们提出一种从众包 SVT 数据提取真实桥梁空间振动特征（即绝对振型）的新方法。这些特征对结构损伤具有可证明的敏感性，并提供优越且互补的桥梁状况指标。此外，它们有助于开发结构系统的精确数学模型，并调和模型与真实系统间的差异。我们在四座差异显著的桥梁上展示了成功应用，跨径长度约 30 至 1300 米，合计代表美国约四分之一的桥梁。补充工作将此种计算方法应用于从众包 SVT 数据以前所未有的及时方式准确检测模拟桥梁损伤。本文结果开启了大规模众包桥梁基础设施监测之路。
引用
@article{arxiv.2211.01363,
title = {Identifying Damage-Sensitive Spatial Vibration Characteristics of Bridges from Widespread Smartphone Data},
author = {Liam Cronin and Soheil Sadeghi Eshkevari and Thomas J. Matarazzo and Sebastiano Milardo and Iman Dabbaghchian and Paolo Santi and Shamim N. Pakzad and Carlo Ratti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01363},
year = {2022}
}