改进猎食者算法优化SVM的斜拉桥损伤识别
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1石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室 石家庄,050043;2河北省土木工程诊断、改造与抗灾重点实验室 张家口,075000;3河北省风工程和风能利用工程技术创新中心 石家庄,050043;4石家庄铁道大学土木工程学院 石家庄,050043;5河北省寒冷地区交通基础设施工程技术创新中心 张家口,075000;6石家庄铁道大学交通运输学院 石家庄,050043

作者简介:

刘杰,男,1977年9月生,博士、讲师、硕士生导师。主要研究方向为桥梁结构健康监测与损伤识别。曾发表《小波包能量传递率变异系数的斜拉桥损伤识别》(《土木工程学报》2023年第56卷第8期)等论文。 E-mail:liudingwen@stdu.edu.cn

通讯作者:

中图分类号:

TU317

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(51778381);河北省自然科学基金资助项目(E2018210044);河北省高端人才资助项目(冀办[2019]63号);河北省重点研发计划资助项目(19275405D)


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    摘要:

    针对基于支持向量机(support vector machines, 简称SVM)的斜拉桥损伤识别中,用于参数优化的群体智能算法存在初始种群随机性高、缺少扰动更新公式等而降低SVM寻优效率的问题,提出一种基于改进猎食者 (improve hunter-prey optimizer, 简称IHPO) 算法优化SVM的斜拉桥损伤识别方法。首先,在普通猎食者算法的基础上,用Circle混沌映射代替原算法随机生成初始种群机制以降低随机性;其次,在算法中加入柯西变异公式,扩大算法的搜索空间,并将收敛因子的迭代方式由线性修改为非线性,增强算法后期的搜索能力;然后,利用改进算法对SVM的核函数和惩罚因子进行寻优,构建IHPO-SVM损伤识别模型;最后,利用斜拉桥基准有限元模型对该损伤识别模型的有效性进行验证,并用该损伤识别模型对实桥进行损伤识别。结果表明:仿真损伤定位识别精度为95.8%,识别时间为0.36 s;桥梁左、右跨中点损伤程度的识别平均误差不超过3%;实桥损伤识别后被证明无损伤;多种噪声强度下的实验证明损伤识别模型具有较好的鲁棒性。

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  • 收稿日期:2023-04-10
  • 最后修改日期:2023-11-03
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  • 在线发布日期: 2026-04-20
  • 出版日期: 2024-04-30
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