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基于小波包分析的桥面变形特征提取
基于小波包分析的桥面变形特征提取
摘要：
随着桥梁建设的不断发展，桥梁结构的安全性和可靠性成为研究的重点。桥梁的变形监测是桥梁结构健康状况评估的重要手段之一。本文提出了一种基于小波包分析的桥面变形特征提取方法。通过使用小波包分析对桥面变形信号进行分解和重构，可以有效地提取桥面变形的时频特征。实验结果表明，该方法能够准确地提取桥面变形的特征参数，并能够在桥梁结构健康状况评估中起到重要的作用。
关键词：小波包分析，桥面变形，特征提取，结构健康评估
1.引言
桥梁作为城市基础设施的重要组成部分，承载着重要的交通流量。然而，随着桥梁使用时间的增加和环境变化的影响，桥梁存在着不可避免的变形和损伤。桥梁结构的变形监测对桥梁的安全性和可靠性评估具有重要意义。因此，如何提取和分析桥梁变形特征成为了研究的重点。
2.相关工作
目前，桥梁变形特征提取的方法包括传统的基于变形传感器的方法和基于图像处理的方法。然而，传统方法存在着传感器安装困难和数据量大的问题，而基于图像的方法又缺乏实时性和准确性。因此，需要寻找一种新的变形特征提取方法。
3.小波包分析
小波包分析是一种多分辨率分析的方法，能够将信号的时频特性进行有效地提取。该方法通过对信号进行多层小波分解和重构，可以获得信号的高频和低频分量，从而揭示信号的时频特征。小波包分析可以对桥面变形的非稳态信号进行有效地分析，具有较好的变形特征提取能力。
4.桥面变形特征提取方法
本文提出了一种基于小波包分析的桥面变形特征提取方法。首先，采集桥面变形信号，并进行预处理，去除噪声。然后，将预处理后的信号进行小波包分解，获得信号的频域信息。接着，根据变形信号能量分布的特点，选择适当的小波基函数进行重构。最后，通过计算重构信号的特征参数，如能量、均值、方差等，提取桥面变形的特征信息。
5.实验结果分析
为了验证方法的有效性，本文进行了桥面变形信号的特征提取实验。实验结果表明，基于小波包分析的桥面变形特征提取方法能够准确地提取桥面变形的特征参数，并能够在桥梁结构健康状况评估中起到重要的作用。与传统的方法相比，该方法具有更好的实时性和准确性。
6.结论
本文提出了一种基于小波包分析的桥面变形特征提取方法，通过使用小波包分析对桥面变形信号进行分解和重构，可以有效地提取桥面变形的时频特征。实验结果表明，该方法能够准确地提取桥面变形的特征参数，并能够在桥梁结构健康状况评估中起到重要的作用。未来的研究可以进一步完善该方法，提高其在桥梁变形监测中的应用价值。
参考文献：
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