TIMDR-Structural-Health

Monitorowanie konstrukcji — budynków, mostów, połączeń śrubowych — metodami zbudowanymi według drogowskazów TIMDR (rama opisu sygnałów, repozytorium GIA-TIMDR). Jeden plik timdr_shm.py, tylko numpy/scipy, testy wzorcowe zgodne 1:1 z wersjami walidowanymi.

Co robi

Funkcja	Droga TIMDR	Do czego
`anchor_frequencies`	kotwica modalna (gałąź K) z samokorektą ±4%	śledzenie częstotliwości własnych z drgań otoczenia; zmiana globalnej sztywności
`novelty`	detektor nowości kNN (mediana/MAD)	„czy konstrukcja zmieniła się względem stanu wzorcowego”
`lines_known_excitation`	linie przy kotwicy wymuszenia (2f, 3f)	nieliniowość kontaktu przy znanym wymuszeniu (luzowanie śruby)
`lines_two_modes`	linie przy dwóch modach (2fa, 2fb, fa+fb)	nieliniowość przy wymuszeniu losowym (zderzak, rysa „oddychająca”)
`regime`	cząsteczkowość P i gęstość zdarzeń D	czy zdarzenia są rzadkie i ostre (cząsteczka), czy zlane (fala)
`mode_shapes`	kotwica K + faza względem wzbudnika → kształt modu (G)	kształty modów na siatce czujników
`DiscontinuityBaseline`	skok M/S w przestrzeni: wzdłuż linii (gapped smoothing) i w poprzek (sąsiednie linie); maksimum, nie suma	lokalne uszkodzenie jako przerwa na czymś ciągłym (połączenie, przegub)

python timdr_shm.py modes    rekord.npz --fs 825.8 --anchors 2.58,2.92,5.32 --decimate 32 --channels aBD11Az,aBD17Az
python timdr_shm.py lines    wibrometr.npz --fs 5000
python timdr_shm.py lines2   pietra.npz --fs 322.58 --band-a 45,62 --band-b 64,80
python timdr_shm.py regime   emisja.npz --fs 5e6 --band 100e3,900e3

Przerwa ciągłości (w Pythonie; grid = indeksy kanałów ułożone w linie × punkty o równym rozstawie):

import timdr_shm as T
train = [T.mode_shapes(X_okno, wzbudnik_okno, fs, kotwice) for X_okno, wzbudnik_okno in okna_wzorcowe]
B = T.DiscontinuityBaseline(train, grid)
wynik = T.novelty(B.features(train), B.features([T.mode_shapes(X, wzbudnik, fs, kotwice)]))
za, zc = B.z_maps([...])   # gdzie: mapa |z| wzdłuż i w poprzek linii

Dashboard

run.bat (Windows) albo python dashboard.py → http://127.0.0.1:8765. Tylko biblioteka standardowa + numpy/scipy, serwer słucha wyłącznie na 127.0.0.1. Pierwsza zakładka „Jak widzi TIMDR” pokazuje inność metody na jednym sygnale krok po kroku: widmo (standard) → typ sygnału (obwiednia, błyski, reżim) → pole czas × pasmo → mapa rezonansu i oczka sita przy kotwicy → co przepuszcza sito, a co zwykła obwiednia (z obcą maszyną w tle) → zwinięcie w rurę; dla rzadkich i częstych uderzeń (w reżimie fali metoda zmienia drogę). Pozostałe zakładki: most (kotwica modalna przed/po wzmocnieniu), śruba (linie nieliniowości przy luzowaniu), uderzenia (reżim cząsteczka/pakiet/fala) — na danych syntetycznych; „Mój plik CSV” — analiza własnego zapisu (kolumny = kanały); „Walidacja” — tabela wyników, także negatywnych.

Walidacja (pre-rejestrowana w GIA-TIMDR, jedno uruchomienie, także wyniki negatywne)

Obiekt	Wynik TIMDR	Odniesienie	Werdykt
Most kolejowy KW51 (Leuven), przed/po wzmocnieniu	kotwica z 2 kanałów: AUC 1,00; zgodność z analizą modalną autorów ≤ 1% (4/5 modów)	SSI autorów 1,00 (remis — sufit); AR 0,67	SUPPORTED
Rama 3-kondygnacyjna LANL, zderzak (nieliniowość)	linie przy dwóch modach: ciężkość ρ +0,98	klasyczne SHM 0,97	SUPPORTED (dane użyte trzeci raz — ujawnione)
Połączenie śrubowe ORION-AE, luzowanie 60 → 5 cNm	linie przy kotwicy: ρ −0,85 / −0,64 (inne kampanie); emisja akustyczna — reżim cząsteczki przy średnim luzie	klasyfikacja dokładnego poziomu: TIMDR 0,18, klasyka 0,04 — obie przy poziomie losowym	SUPPORTED (trend), klasyfikacja poziomu — nie
Most Hell Bridge Test Arena, 8 lokalnych uszkodzeń połączeń	sama kotwica + kształt bez fazy: AUC 0,65	AR 0,79	NOT SUPPORTED
Most Hell Bridge — przerwa ciągłości (K → G → M/S, v0.3)	uszkodzenia pionowe (5 stanów): AUC 0,93–0,94, każde ≥ AR; średnio 0,80	AR 0,80 (remis średnio; stężeń czujniki pionowe nie widzą)	częściowo: H2 SUPPORTED, H1 remis (dane użyte 4. raz — rozpoznawczo)

Szczegóły: GIA-TIMDR docs/geometry/RESULT_KW51_MODAL_ANCHOR_v0.1.md, RESULT_LANL_MODAL_ANCHOR_v0.3.md, RESULT_ORION_BOLT_v0.1.md, RESULT_HBTA_MODAL_ANCHOR_v0.1.md, RESULT_HBTA_MODAL_CURVATURE_v0.2.md, RESULT_HBTA_DISCONTINUITY_v0.3.md.

Granice

Działa: zmiany globalnej sztywności (wzmocnienie, masa, sztywność), nieliniowość kontaktu przy wymuszeniu (zderzak, luzowanie śruby) — jako trend, nie dokładny poziom.
Lokalne uszkodzenia połączeń: sama kotwica ich nie widzi (HBTA 0,65); dopiero kształt modu z fazą i szukanie przerwy ciągłości (maksimum skoku, nie suma) wykrywa uszkodzenia pionowe na poziomie ≥ AR. Wymaga siatki czujników o równym rozstawie i sygnału wzbudnika (albo kanału odniesienia) do fazy; rozdzielczość = rozstaw czujników.
Nie działa: stężenia poprzeczne przy czujnikach tylko pionowych (HBTA DS5–7).
Temperatura przesuwa częstotliwości (zwłaszcza poniżej 0 °C); próg alarmu trzeba ustalić na stanie wzorcowym danego obiektu w podobnych warunkach. Przy małej liczbie okien uczących próg 95% jest zbyt wysoki (HBTA).
To nie jest certyfikowane narzędzie oceny bezpieczeństwa konstrukcji.

Licencja

This site is open source. Improve this page.