目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) 1
1.1.1 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與安全評(píng)定的研究現(xiàn)狀 1
1.1.2 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)所面臨的挑戰(zhàn) 5
1.2 智能手機(jī)的發(fā)展與機(jī)遇 6
1.2.1 智能手機(jī)的發(fā)展 6
1.2.2 智能手機(jī)的主要特點(diǎn) 13
1.2.3 智能手機(jī)現(xiàn)狀分析 14
1.2.4 智能手機(jī)可感知的用戶信息 17
1.2.5 智能手機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 21
1.2.6 智能手機(jī)的發(fā)展帶來的機(jī)遇 28
1.3 大數(shù)據(jù)與人工智能的發(fā)展 28
1.3.1 大數(shù)據(jù)的發(fā)展、特征及應(yīng)用案例 28
1.3.2 人工智能與深度學(xué)習(xí) 31
1.3.3 大數(shù)據(jù)與人工智能帶來的機(jī)遇 33
1.4 智能手機(jī)結(jié)構(gòu)健康云監(jiān)測(cè)探索式發(fā)展 35
參考文獻(xiàn) 36
第2章 基于智能手機(jī)的傳感技術(shù) 47
2.1 手機(jī)主要傳感器 47
2.1.1 手機(jī)傳感器綜述 47
2.1.2 CPU 55
2.1.3 加速度傳感器 61
2.1.4 陀螺儀 64
2.1.5 攝像頭 65
2.1.6 數(shù)據(jù)傳輸性能 67
2.1.7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能 70
2.2 加速度傳感技術(shù) 71
2.2.1 手機(jī)加速度采集軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 71
2.2.2 振動(dòng)臺(tái)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 72
2.2.3 不同型號(hào)加速度傳感性能對(duì)比 74
2.2.4 加速度采集穩(wěn)定性對(duì)比 77
2.3 位移傳感技術(shù) 78
2.3.1 基本原理 81
2.3.2 D-Viewer軟件介紹 82
2.3.3 靜態(tài)實(shí)驗(yàn) 84
2.3.4 振動(dòng)臺(tái)動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn) 89
2.4 傾角傳感技術(shù) 94
2.4.1 手機(jī)傾角采集軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 94
2.4.2 實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 95
2.4.3 實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 96
2.5 外接測(cè)試模塊傳感技術(shù) 98
2.5.1 外接板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 98
2.5.2 外接板傳感實(shí)驗(yàn)室振動(dòng)臺(tái)驗(yàn)證 99
2.5.3 外接板傳感實(shí)驗(yàn)室索力實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 100
2.5.4 外接板傳感現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證 101
2.6 應(yīng)變傳感技術(shù) 104
2.6.1 MISS方法基本原理 105
2.6.2 MISS方法所用算法 106
2.6.3 MISS傳感器 108
2.6.4 靜態(tài)與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)驗(yàn)證 110
參考文獻(xiàn) 113
第3章 基于智能手機(jī)的便捷式橋梁監(jiān)測(cè)與管養(yǎng) 117
3.1 智能手機(jī)便捷式橋梁監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 117
3.1.1 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)內(nèi)容 117
3.1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 118
3.2 智能手機(jī)吊裝監(jiān)測(cè) 119
3.2.1 星海灣跨海大橋介紹 119
3.2.2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)對(duì)象及內(nèi)容 120
3.2.3 系統(tǒng)組成構(gòu)架 120
3.2.4 邊跨主梁吊裝姿態(tài)監(jiān)測(cè) 125
3.2.5 主纜吊機(jī)監(jiān)測(cè) 129
3.3 智能手機(jī)索力監(jiān)測(cè)技術(shù) 133
3.3.1 振動(dòng)法測(cè)索力原理 133
3.3.2 軟件系統(tǒng)介紹 136
3.3.3 Orion-CC軟件介紹 143
3.3.4 網(wǎng)站介紹 149
3.3.5 實(shí)驗(yàn)室索力對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 150
3.3.6 現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用一 155
3.3.7 現(xiàn)場(chǎng)工程應(yīng)用二 159
3.4 智能手機(jī)在結(jié)構(gòu)位移監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用 166
3.4.1 鋼桁橋模型位移監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn) 166
3.4.2 索橋模型位移監(jiān)測(cè) 169
3.4.3 模擬監(jiān)測(cè)裂縫實(shí)驗(yàn) 181
3.5 視覺索力監(jiān)測(cè) 183
3.5.1 視覺索力監(jiān)測(cè)原理 184
3.5.2 視覺索力監(jiān)測(cè)應(yīng)用 187
3.6 基于智能手機(jī)的橋梁管養(yǎng)系統(tǒng) 189
3.6.1 橋梁管養(yǎng)的現(xiàn)狀與不足 189
3.6.2 基于手機(jī)客戶端的橋梁管養(yǎng)軟件設(shè)計(jì) 191
3.6.3 公眾參與式災(zāi)后橋梁快速評(píng)估 196
參考文獻(xiàn) 201
第4章 基于智能手機(jī)的深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)損傷檢測(cè) 203
4.1 基于深度學(xué)習(xí)的相關(guān)理論方法 203
4.1.1 深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展 203
4.1.2 深度學(xué)習(xí)相關(guān)理論 205
4.2 混凝土結(jié)構(gòu)裂紋深度學(xué)習(xí)識(shí)別技術(shù) 207
4.2.1 混凝土裂紋識(shí)別概述 207
4.2.2 訓(xùn)練用于混凝土裂紋識(shí)別的CNN圖片分類器 208
4.3 基于機(jī)器視覺的古建筑砌體評(píng)定方法 212
4.3.1 基于機(jī)器視覺的古建筑砌體評(píng)定方法概述 212
4.3.2 基于CNN的古建筑砌體評(píng)定方法概述 214
4.3.3 基于Faster R-CNN的古建筑砌體評(píng)定方法概述 232
4.3.4 基于智能手機(jī)的古建筑砌體評(píng)定方法概述 239
4.4 基于機(jī)器視覺的路面損傷識(shí)別技術(shù) 241
4.4.1 基于機(jī)器視覺的路面損傷識(shí)別方法概述 241
4.4.2 基于MobileNet的路面損傷評(píng)定方法 243
參考文獻(xiàn) 251
第5章 基于智能手機(jī)的施工安全監(jiān)測(cè)技術(shù) 255
5.1 基于智能手機(jī)的施工行為識(shí)別 255
5.1.1 基于行為的施工安全研究概況 255
5.1.2 基于智能手機(jī)的工人行為識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì) 257
5.1.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：安全帶的使用狀態(tài)識(shí)別 258
5.2 基于智能手機(jī)的工人活躍度的狀態(tài)識(shí)別 268
5.2.1 現(xiàn)場(chǎng)施工安全概況 268
5.2.2 施工活躍度含義及勞動(dòng)強(qiáng)度分級(jí) 270
5.2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)工人活躍度采集 272
5.3 基于智能手機(jī)的施工過程位移監(jiān)測(cè) 273
5.3.1 基于智能手機(jī)的位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 273
5.3.2 基于智能手機(jī)的位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 276
參考文獻(xiàn) 278
第6章 基于智能手機(jī)的特種結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè) 281
6.1 基于智能手機(jī)的電梯舒適度監(jiān)測(cè)與評(píng)定 281
6.1.1 電梯舒適度監(jiān)測(cè)及舒適度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展 281
6.1.2 基于智能手機(jī)的電梯舒適度監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 283
6.1.3 多種運(yùn)行模式下的電梯舒適度監(jiān)測(cè)與評(píng)定 283
6.1.4 不同載重情形下的電梯舒適度監(jiān)測(cè)與評(píng)定 286
6.1.5 工程應(yīng)用 288
6.2 基于音頻分類的螺栓松弛損傷檢測(cè) 290
6.2.1 螺栓松弛檢測(cè)方法的背景與發(fā)展 290
6.2.2 一種新的螺栓松弛檢測(cè)方法 292
6.2.3 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 297
6.2.4 單螺栓多分類識(shí)別 299
6.2.5 多螺栓多分類識(shí)別 300
參考文獻(xiàn) 302
第7章 地震作用下智能手機(jī)結(jié)構(gòu)響應(yīng)監(jiān)測(cè) 305
7.1 當(dāng)前結(jié)構(gòu)地震監(jiān)測(cè)與評(píng)估現(xiàn)狀 305
7.1.1 當(dāng)前地震響應(yīng)監(jiān)測(cè)與安全評(píng)定研究進(jìn)展 305
7.1.2 地震響應(yīng)監(jiān)測(cè)存在的問題與挑戰(zhàn) 308
7.1.3 智能手機(jī)在結(jié)構(gòu)地震作用下的可監(jiān)測(cè)參數(shù) 308
7.2 框架結(jié)構(gòu)層間位移監(jiān)測(cè)方法研究 309
7.2.1 監(jiān)測(cè)思路 310
7.2.2 兩層框架實(shí)驗(yàn) 311
7.3 地震作用下框架結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn) 314
7.3.1 框架結(jié)構(gòu)模型 314
7.3.2 損傷模擬方法 315
7.3.3 采集設(shè)備、傳感器、振動(dòng)臺(tái)綜述 316
7.3.4 傳感器子系統(tǒng) 317
7.3.5 傳感器布置 320
7.4 損傷工況匯總及地震波輸入 322
7.4.1 損傷工況匯總 322
7.4.2 地震波輸入 323
7.5 智能手機(jī)與傳統(tǒng)傳感器結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)響應(yīng)對(duì)比 324
7.5.1 代表工況下加速度響應(yīng)對(duì)比 324
7.5.2 代表工況下頻譜響應(yīng)對(duì)比 329
7.5.3 代表工況下位移響應(yīng)對(duì)比 331
參考文獻(xiàn) 335
第8章 基于手機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的地震作用下結(jié)構(gòu)安全評(píng)定 337
8.1 基于手機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與小波包能量法的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別 337
8.1.1 小波分析和結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別 337
8.1.2 小波包分析 343
8.1.3 損傷指標(biāo)的構(gòu)建 347
8.1.4 小波包能量分布圖 348
8.2 基于手機(jī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的加速度積分位移方法 351
8.2.1 加速度積分位移時(shí)域積分 351
8.2.2 加速度積分位移頻域積分 356
8.2.3 基于其中一層監(jiān)測(cè)位移的積分位移修正方法 358
8.2.4 基于一階模態(tài)頻率及截止頻率的積分位移修正方法 366
參考文獻(xiàn) 384
第9章 地震極端情況下的緊急通信與烈度快速評(píng)定 387
9.1 E-Explorer應(yīng)用構(gòu)建 388
9.2 緊急通信 389
9.2.1 實(shí)現(xiàn)原理 389
9.2.2 震后災(zāi)區(qū)的緊急通信 392
9.2.3 緊急通信連接驗(yàn)證 394
9.2.4 通信距離實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 396
9.2.5 信息傳輸實(shí)驗(yàn) 397
9.3 烈度快速評(píng)定 401
9.3.1 傳統(tǒng)地震損傷調(diào)查方法 401
9.3.2 智能手機(jī)烈度調(diào)查方法 402
9.3.3 問卷調(diào)查 403
9.3.4 圖片采集 406
9.3.5 烈度評(píng)估 406
9.3.6 網(wǎng)站的建立 409
參考文獻(xiàn) 411
第10章 公眾參與智能手機(jī)監(jiān)測(cè)平臺(tái) 412
10.1 城市公共安全共享平臺(tái) 412
10.1.1 城市公共安全系統(tǒng)框架 412
10.1.2 城市公共安全手機(jī)端及應(yīng)用 414
10.1.3 城市公共安全網(wǎng)站平臺(tái) 419
10.1.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 421
10.2 長城完整性共享平臺(tái) 426
10.2.1 守望長城系統(tǒng)框架 426
10.2.2 守望長城手機(jī)端及應(yīng)用 427
10.2.3 守望長城共享平臺(tái) 429
參考文獻(xiàn) 430