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申请/专利权人：中建三局城建有限公司;中建铁路投资建设集团有限公司;中建三局集团有限公司

摘要：本发明属于结构监测领域，具体是公开了基于光纤传感器的超高层结构实时监测系统，系统包括：建筑信息采集模块、信号数据去噪模块和实时监测模块。本发明使用光纤传感器对超高层结构进行监测，能够及时捕捉到超高层结构可能存在的问题，覆盖较大范围的监测区域，稳定性高，能够减少误测和漏测的风险；本发明使用激活函数动态平均方法对高层信号数据进行去噪，能够捕捉高层信号数据中的非线性特征，更好地适应高层信号数据的复杂性，提高数据的清晰度和准确性，计算效率更高。

主权项：1.基于光纤传感器的超高层结构实时监测系统，其特征在于，包括建筑信息采集模块、信号数据去噪模块和实时监测模块；所述建筑信息采集模块将光纤传感器嵌入在超高层建筑结构中，使光纤传感器覆盖需要监测的区域，并固定和保护好光纤传感器，采集光纤传感器采集到的高层信号数据；所述信号数据去噪模块使用激活函数动态平均方法对高层信号数据进行去噪，得到去噪信号；所述实时监测模块建立并初始化神经网络模型，采集历史结构信号集，历史结构信号集包含超高层建筑的光纤信号以及对应的异常情况，使用历史结构信号集对神经网络模型进行训练，将去噪信号输入到训练完成的神经网络模型进行分析，当神经网络模型识别到异常信号时，发出异常警报；所述信号数据去噪模块使用激活函数动态平均方法对高层信号数据进行去噪，所述激活函数动态平均方法具体包括以下步骤：步骤S1：将获得的高层信号数据结构化为每个光纤传感器记录点的时间序列，将时间序列经过快速傅里叶变换，得到三维曲面信号；步骤S2：使用移动平均-移动差分算法对三维曲面信号进行滤波去噪，计算移动差分的窗口大小，所用公式如下： ；式中，是移动差分的窗口大小，是一个正整数，是一个返回数字整数部分的函数，是光纤传感器的采样频率，是预期存在有用信号的频带的中心频率；步骤S3：令移动平均的窗口大小与与移动差分的窗口大小相等，将对三维曲面信号进行去噪处理，得到频谱信号，所用公式如下： ；式中，是第一次处理后的频谱信号，是移动平均窗口的大小，是第个三维曲面信号，是从遍历至的累计和，是从1遍历至的累计和；步骤S4：将频谱信号根据被归一化为1的强度进行划分，将强度在0到0.2的信号划分为第1类，强度在0.2到0.4的信号划分为第2类，强度在0.4到1的信号划分为第3类，将第1类的移动窗口大小设置为移动窗口的最大允许值的80%，将第3类的移动窗口大小设置为移动窗口的最小允许值；步骤S5：定义平滑函数对频谱信号进行处理，所用公式如下： ；式中，是平滑处理后的平滑信号，是高斯误差函数，，是决定平滑函数组合的点的变量；步骤S6：计算平滑信号的移动窗口的大小，所用公式如下： ；式中，是平滑信号的移动窗口的大小，是移动窗口的最大允许值；步骤S7：使用频域动态平均算法根据平滑信号的移动窗口的大小分别对第1类、第2类和第3类的平滑信号进行去噪，得到去噪信号。

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