Bridge Vibration Signal Denoising Based on Convolutional Denoising Autoencoder Neural Network

作者
Gu Jianfeng,Wu Zhihong,Jiaqi Wang,Wu Dawei,Yang Hongyin
出处
期刊:International Journal of Structural Stability and Dynamics [World Scientific]
标识
DOI:10.1142/s021945542750427x
摘要

To mitigate the influence of noise on vibration signals employed in bridge monitoring, a denoising approach based on a convolutional denoising autoencoder neural network (CDANN) is proposed. In this approach, the reconstruction mechanism of DAE is systematically integrated with the feature extraction capability of CNN. Skip connections and dropout regularization are incorporated to enhance the stability and generalization performance of the model, wherein noisy signals are used as inputs and the corresponding denoised signals are generated as outputs. The effectiveness and robustness of the proposed approach are validated through a numerical simply supported beam model and an experimental bridge. The results indicate that, for the numerical simply supported beam model subjected to Gaussian white noise and pink noise interference, CDANN improved the average output SNR by 11.6[Formula: see text]dB and 6.4[Formula: see text]dB compared with CNN and WTD, respectively, while reducing the average RMSE by factors of 1.26 and 1.18. Moreover, the RMSE was reduced by more than 64% relative to the original noisy signals. For the experimental bridge, the denoising ratio of CDANN exceeds 70%, and the [Formula: see text] is consistently maintained above 0.98. These findings confirm the effectiveness of CDANN in denoising vibration signals and demonstrate that the proposed method can serve as a reliable data-driven solution for structural health monitoring (SHM) systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
wx1433285999发布了新的文献求助10
刚刚
孙七喜完成签到,获得积分10
刚刚
从容从露关注了科研通微信公众号
1秒前
赵赵完成签到 ,获得积分10
1秒前
万能图书馆的应助被表示肯定采纳,获得10
1秒前
半生瓜完成签到 ,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
1秒前
称心花卷完成签到,获得积分10
1秒前
英俊的铭的应助被Effyyy采纳,获得10
1秒前
Underwood111完成签到,获得积分10
2秒前
laola发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
完美世界的应助被hellohelper采纳,获得10
3秒前
mochen完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
555完成签到,获得积分10
4秒前
梦璃完成签到 ,获得积分10
4秒前
曦然完成签到 ,获得积分10
4秒前
holly完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
Echen完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
金皓玄发布了新的文献求助10
5秒前
crescendo完成签到,获得积分10
5秒前
xzl123完成签到,获得积分10
5秒前
111完成签到 ,获得积分20
6秒前
白杨礼赞完成签到,获得积分10
6秒前
luan完成签到,获得积分10
6秒前
笑点低的蜻蜓完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
繁星点点27完成签到 ,获得积分10
7秒前
lokiuiw发布了新的文献求助10
7秒前
sunsun完成签到,获得积分10
8秒前
CodeCraft的应助被Echen采纳,获得10
8秒前
hjw完成签到 ,获得积分20
10秒前
megoo完成签到,获得积分10
10秒前
lMiraclel发布了新的文献求助10
10秒前
顺利富发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8130047
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9532379
关于积分的说明 21594861
捐赠科研通 7711889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418072
关于科研通互助平台的介绍 2543760
邀请新用户注册赠送积分活动 2459275