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　　【摘要】： 傳感器的優化配置是橋梁結構健康監測系統中重要的問題,應該做到使用盡量少的傳感器獲取盡可能多的結構信息。目前國內對于橋梁監測系統的研究多是針對大跨徑、形式復雜的橋梁結構,并且主要是研究動力情況下的傳感器優化配置,根據靜力作用下的結構信息進行優化配置的方法很少。另一方面,這些研究多是在確定了傳感器數目的情況下優化位置,而對于傳感器數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化配置的工具,在此基礎上提出單親遺傳算法及改進后的單親遺傳算法以更好地適應傳感器優化配置問題的特點。然后嘗試借鑒無線傳感網絡中監測半徑及覆蓋概率的概念,將其和結構在靜力作用下的反應信息相結合,提出一種目標函數來作為優化的依據。該目標函數包括了傳感器和結構兩方面信息。 優化方法的目標函數確定后,提出了在靜力情況下先優化傳感器數目后優化傳感器位置的方法,步驟如下:首先得到各節點處的結構信息和檢測概率,然后通過計算確定監測半徑,之后應用單親遺傳算法在代數較少的情況下觀察適應度值隨傳感器數目變化的趨勢,由此確定傳感器的數目。當傳感器數目確定后,用改進的單親遺傳算法結合前面提出的目標函數配置傳感器的位置。最后對洛旺河大橋工程采用本文提出的傳感器優化配置方法進行了傳感器優化配置。 【關鍵詞】：橋梁 傳感器 優化配置 遺傳算法
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 橋梁健康監測概述8-10
• 1.1.1 橋梁健康監測發展簡介8
• 1.1.2 橋梁健康監測的意義8-9
• 1.1.3 橋梁健康監測系統9-10
• 1.2 傳感器優化概述10-12
• 1.2.1 優化準則及方法10-11
• 1.2.2 傳感器優化配置計算方法11-12
• 1.3 本論文主要研究內容12-14
• 2 遺傳算法14-28
• 2.1 遺傳算法簡介14-18
• 2.1.1 遺傳算法和傳統優化方法比較14-15
• 2.1.2 遺傳算法設計及基本流程15-17
• 2.1.3 遺傳算法的應用及存在問題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、運行過程18
• 2.2.2 單親遺傳算法的適應度及算子18-21
• 2.2.3 單親遺傳算法在傳感器優化上的應用21-23
• 2.3 病毒進化單親遺傳算法23-28
• 2.3.1 生物病毒機制簡介及抽象模型23-24
• 2.3.2 病毒個體染色體編碼方案、初始群體確定及自身測度24-25
• 2.3.3 病毒個體的感染操作及算法框架25-28
• 3 傳感器優化函數28-43
• 3.1 傳感器配置優化函數28-31
• 3.1.1 無線傳感器網絡介紹28
• 3.1.2 數學模型28-30
• 3.1.3 監測半徑的確定30-31
• 3.1.4 傳感器優化配置的步驟31
• 3.2 兩個算例31-42
• 3.2.1 簡支梁算例31-36
• 3.2.2 連續剛構橋算例36-42
• 3.3 本章小結42-43
• 4 工程實例43-57
• 4.1 橋梁概況43-44
• 4.2 應力監測44-50
• 4.3 溫度觀測50-56
• 4.4 本章小結56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-60
• 攻讀碩士學位期間發表學術論文情況60-61
• 致謝61-62