结构概率损伤识别的改进近似贝叶斯计算

作者：方圣恩; 陈杉; 董照亮

来源：振动工程学报, 2019, 32(02): 224-233.

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2019.02.005

• 概率损伤识别
• 随机响应面
• 后验概率分布
• 近似贝叶斯计算
• Metropolis Hastings抽样

结合近似贝叶斯计算(ABC)、Metropolis Hastings(MH)抽样和随机响应面(SRS)提出了一种改进近似贝叶斯计算方法,用于快速估计结构随机参数的后验概率分布,进而识别结构损伤。首先将ABC与MH抽样结合,引入建议分布、接受概率和动态容差来判断抽样样本的准确度,同时通过误差函数对比仿真样本和实测样本的相似性,避免了求解似然函数;然后针对大量抽样样本的响应计算,利用SRS建立结构随机参数与响应之间的显式表达式,实现对响应统计特征值的快速计算;最后基于改进ABC法估计试验钢筋混凝土梁的参数后验概率分布,进一步构建和对比损伤前后梁的概率损伤指标,以此判断梁的损伤位置和程度。研究结果表明:改进ABC法能有效降低参数后验概率分布的求解难度,同时提高了贝叶斯参数识别问题的求解效率,特别是与传统贝叶斯方法相比,改进ABC法可以识别梁的多损伤工况。

• 单位
  福州大学; 土木工程学院