Noise and Vibration Control ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 273-279.

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CWT-Grubbs Joint Denoising and Improved DBSCAN for Bridge Modal Identification

  

  • Received:2025-06-10 Revised:2025-11-12 Online:2026-10-18 Published:2026-10-15

CWT-Grubbs联合降噪与改进DBSCAN的桥梁模态识别方法

张家滨,邓志鹏,谢振乾,郑江锐,陈斌   

  1. ( 长沙理工大学土木工程学院,长沙410004 )

摘要: 为提高桥梁结构健康监测中模态参数识别的准确性与鲁棒性,提出一种基于CWT-Grubbs 联合降噪与改进DBSCAN 的桥梁模态识别方法。针对监测数据中存在行车激励干扰和有色噪声的问题,首先采用连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)结合Grubbs 准则识别并剔除异常数据,强化结构真实模态的能量特征。随后,利用协方差驱动的随机子空间识别方法(Covariance-Driven Stochastic Subspace Identification,Cov-SSI)提取模态参数并构建模态稳定图。在聚类识别阶段,引入贝叶斯优化方法对DBSCAN聚类算法中的关键参数ε 和MinPts 进行自适应优化,提升聚类的自动化程度与准确性,实现真实模态的有效提取与虚假模态的剔除。以韶州大桥健康监测数据为例进行数值验证,结果表明,所提方法在强行车干扰条件下仍保持较高的识别精度与稳定性,具有优异的抗噪性能和密集模态分辨能力,可为桥梁结构长期模态跟踪与状态评估提供有效技术支撑。

关键词: 振动与波, 连续小波变换, Grubbs 准则, 随机子空间算法, 贝叶斯优化, DBSCAN聚类