中交天津港湾工程研究院有限公司;中交第一航务工程局有限公司;天津港湾工程质量检测中心有限公司王斌磊获国家专利权
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龙图腾网获悉中交天津港湾工程研究院有限公司;中交第一航务工程局有限公司;天津港湾工程质量检测中心有限公司申请的专利一种建筑结构安全风险评估系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119740859B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411732457.1,技术领域涉及:G06Q10/0635;该发明授权一种建筑结构安全风险评估系统是由王斌磊;侯晋芳;刘爱民;赵一飞;姜晓天设计研发完成,并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种建筑结构安全风险评估系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种建筑结构安全风险评估系统,涉及建筑工程技术领域,该系统包括建筑力学参数采集模块、刚性指数分析模块、图像特征提取模块、综合分析模块、风险评估模块,本发明通过综合考虑建筑结构的力学参数和图像特征,反映建筑结构在荷载作用下的力学性能和损伤程度,并与采集到的混凝土表面特征图像进行对比分析,提取建筑结构表面的损伤情况和图像特征值,通过综合分析模块将刚性指数和损失函数进行融合,得出损失特征值,进而实现对建筑结构安全风险的量化评估,这种综合评估方法不仅提高了评估结果的全面性和准确性,还为后续的风险控制和修复措施提供了有力的数据支持。
本发明授权一种建筑结构安全风险评估系统在权利要求书中公布了:1.一种建筑结构安全风险评估系统,其特征在于,该系统包括建筑力学参数采集模块、刚性指数分析模块、图像特征提取模块、综合分析模块、风险评估模块; 所述建筑力学参数采集模块用于采集建筑结构各监测区域内的建筑力学参数,包括地震荷载值、极限强度和钢筋损伤程度值,其中: 地震荷载值采集利用地震仪,实时监测建筑结构在地震作用下的动态响应,包括加速度、速度和位移参数,通过积分运算得到地震荷载值; 极限强度采集通过应力传感器和应变传感器,实时监测建筑构件强度变化; 钢筋损伤程度值采集通过检测钢筋在建筑结构中的损伤数量,计算钢筋损伤程度值; 所述刚性指数分析模块根据建筑力学参数采集模块采集的建筑力学数据计算刚性指数RI,其中k为损伤系数,Cs为结构系数,Dr为钢筋损伤程度值,fu为极限强度,Pe为地震荷载值; 所述图像特征提取模块负责采集混凝土表面特征图像,并将其输入安全监测模型中,经过图像增强处理得到图像特征值,基于图像特征值计算损失函数,所述安全监测模型构建过程为: 一、图像样本收集与标注:收集混凝土表面特征图像样本,包括不同裂缝类型、不同程度的损伤图像以及正常状态下的图像,构成样本集,对样本集中的图像进行标注,包括裂缝类型、裂缝长度、宽度、数量,形成标注集; 二、构建特征提取网络:采用卷积神经网络CNN作为安全监测模型的架构,该网络包含多个卷积层、池化层和全连接层,其中,卷积层:对于输入图像I,第l层卷积层的输出特征图Fl;池化层:对于特征图Fl,池化后的输出特征图F′l;全连接层:将经过多个卷积层和池化层处理后的特征图展开为一维向量,连接到全连接层; 三、模型训练:定义模型的损失函数Jθ,采用交叉熵损失函数Jceθ与均方误差损失函数Jmseθ的组合形式,Jθ=λ1Jceθ+λ2Jmseθ,其中θ表示特征提取网络的参数,λ1和λ2为权重系数,用于平衡交叉熵损失函数Jceθ与均方误差损失函数Jmseθ的贡献,其中,交叉熵损失函数Jceθ用于分类任务,即裂缝类型的分类,计算公式为C为类别数,yji为指示变量,N为样本总数,对于图像Ij属于类别i时yji=1,否则yji=0,pjiθ为模型预测图像Ij属于类别i的概率,均方误差损失函数Jmseθ用于回归任务,即裂缝长度、宽度参数的预测,计算公式为其中M为回归任务的数量,zjm为图像Ij的第m个回归目标的实际值,qjmθ为模型预测的相应值,多次迭代训练并更新网络参数θ以最小化损失函数Jθ,得到训练好的安全监测模型; 所述综合分析模块将刚性指数分析模块计算得到的刚性指数RI和图像特征提取模块的损失函数L,其中n表示不同类型图像特征的数量,wi为第i种图像特征的权重系数,fixi为第i种图像特征的函数表示,xi为提取的第i个特征值xi; 通过融合得出损失特征值LF,其融合公式为:其中RImin和RImax分别为刚性指数的最小值和最大值,Lmin和Lmax分别为损失函数的最小值和最大值,ω1和ω2为融合权重系数,且满足ω1+ω2=1,用于调整刚性指数和损失函数在融合过程中的相对重要性; 所述风险评估模块将综合分析模块得出的损失特征值与损伤特征值阈值进行对比,以输出建筑结构受损指令。
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