基于BiLSTM和注意力机制的结构振动响应重构

来源：振动与冲击杂志2025年第14期北京时间：

作者：王昊，胡志祥huzhixiang@hfut，张一赛

单位：合肥工业大学土木与水利工程学院 合肥230009

摘要：在结构健康监测系统中(SHM)重构缺失响应数据对于准确评估结构工作状况至关重要。本文提出了一种基于双向长短期记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory, BiLSTM)和注意力机制的缺失振动响应重构网络——Seq-BiAtt。该网络在序列到序列(sequence to sequence，Seq2Seq)架构的基础上，将响应重构问题建模为序列生成问题，利用数据间潜在的时空关系显著提高模型的重构性能。此外，提出了一种基于均值平滑的损失计算方法评估模型的整体性能。通过对八自由度振动系统数值算例以及道林厅人行桥实际监测数据的研究，验证了所提出模型的鲁棒性与准确性。实验结果表明，该模型在不同噪声环境下均能胜任响应重构任务，在低信噪比的情况下仍表现出优异的重构性能。<br>

关键词：结构健康监测；响应重构；深度学习；序列到序列；双向长短期记忆网络；注意力机制