In terms of seaborne contacts of Vietnamese court with foreign countries had two directions in the 19th century. One was with Island Southeast Asian ports such as Singapore, Malacca, Penang, Batavia, and Manila. The other direction was to Canton. The Canton contact of Vietnam again can be interpreted as one of the two directions of Vietnamese contact with China. The inland route far to Beijing was based on the political and diplomatic consideration, while the closer route to Canton by the court vessels was more for the economic consideration as the case for the contact with the Island Southeast Asia. In this article, author discusses three issues to illuminate the nature of the trips of the court vessels of the Nguyễn dynasty to Canton. First is to clarify detail itinerary of the trip from the Thuận An Estuary to the City of Canton via Đà Nãng and Hanan. Unlike to the Western ships that visited Canton but anchored at the Huang Fu, Vietnamese square-rigged/copper-bottomed ships sailed up the Pearl river to the Guangzhou city front to stay for four or five months before they returned to Vietnam. In the second chapter, various kinds of observation of the Vietnamese officials are discussed. If the objects of the observation are divided into two categories, one is the world Westerners in Canton, and the other is the world of Chinese. In a same place, Canton, the Vietnamese officials could have enough chance to compare the two worlds clearly. An important consequence for the Vietnamese officials was to conclude that the mechanical technology of the Westerners was better than that of Chinese. This kind of conclusion led the Vietnamese court to send court personnels to learn Western technologies and languages in the port cities of Island Southeast Asia and to enlarge contacts with them. In the last chapter, author tries to find out the items that the Vietnamese mission purchased in Canton in exchange to the Vietnamese products. The items that the Vietnamese mission purchased included ceramics, silk, books, and medicines. With the support of the Chinese settlers in Vietnam the mission was able to be involved in the deal of illegal items such as opium, and possibly some kinds of precious ginseng from Korea. Overall, the process of the itinerary, observation, and purchase during the trip to Canton was the way to form the new point of view of Vietnamese intellectuals towards China standing from the side of Westerners. To the Vietnamese who experienced both Canton/Macao and the Western worlds in the port cities of Island Southeast Asia China was not the only center of the world, nor the Westerners could be looked down as the barbarians. In Canton, a peripheral region looked from the imperial capital Beijing, but the most internationalized city of China at that time, Vietnamese officials were training themselves to overcome China.
A challenging issue in design and implementation of an effective structural health monitoring (SHM) system is to determine where a number of sensors are properly installed. In this paper, research on the optimal sensor placement (OSP) is carried out on the Canton Tower (formerly named Guangzhou New Television Tower) of 610 m high. To avoid the intensive computationally-demanding problem caused by tens of thousands of degrees of freedom (DOFs) involved in the dynamic analysis, the three dimension finite element (FE) model of the Canton Tower is first simplified to a system with less DOFs. Considering that the sensors can be physically arranged only in the translational DOFs of the structure, but not in the rotational DOFs, a new method of taking the horizontal DOF as the master DOF and rotational DOF as the slave DOF, and reducing the slave DOF by model reduction is proposed. The reduced model is obtained by IIRS method and compared with the models reduced by Guyan, Kuhar, and IRS methods. Finally, the OSP of the Canton Tower is obtained by a kind of dual-structure coding based generalized genetic algorithm (GGA).
Ye, Xijun;Yan, Quansheng;Wang, Weifeng;Yu, Xiaolin
Smart Structures and Systems
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제10권4_5호
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pp.353-373
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2012
The instrumented Canton Tower is a 610 m high-rise structure, which has been considered as a benchmark problem for structural health monitoring (SHM) research. In this paper, an improved automatic modal identification method is presented based on a natural excitation technique in conjunction with the eigensystem realization algorithm (NExT/ERA). In the proposed modal identification method, damping ratio, consistent mode indicator from observability matrices (CMI_O) and modal amplitude coherence (MAC) are used as criteria to distinguish the physically true modes from spurious modes. Enhanced frequency domain decomposition (EFDD), the data-driven stochastic subspace identification method (SSI-DATA) and the proposed method are respectively applied to extract the modal parameters of the Canton Tower under different environmental conditions. Results of modal parameter identification based on output-only measurements are presented and discussed. User-selected parameters used in those methods are suggested and discussed. Furthermore, the effect of environmental conditions on the dynamic characteristics of Canton tower is investigated.
This paper summarizes a study for the modal analysis and model updating conducted using the monitoring data obtained from the Canton Tower of 610 m tall, which was established as an international benchmark problem by the Hong Kong Polytechnic University. Modal properties of the tower were successfully identified using frequency domain decomposition and stochastic subspace identification methods. Finite element model updating using the measurement data was further performed to reduce the modal property differences between the measurements and those of the finite element model. Over-fitting during the model updating was avoided by using an optimization scheme with a regularization term.
The 610 m high Canton Tower (formerly named Guangzhou New Television Tower) is currently considered as a benchmark problem for structural health monitoring (SHM) of high-rise slender structures. In the benchmark study task I, a set of 24-hour ambient vibration measurement data has been available for the output-only system identification study. In this paper, the vector autoregressive models (ARV) method is adopted in the operational modal analysis (OMA) for this TV tower. The identified natural frequencies, damping ratios and mode shapes are presented and compared with the available results from some other research groups which used different methods, e.g., the data-driven stochastic subspace identification (SSI-DATA) method, the enhanced frequency domain decomposition (EFDD) algorithm, and an improved modal identification method based on NExT-ERA technique. Furthermore, the environmental effects on the estimated modal parameters are also discussed.
The Canton Tower (formerly named Guangzhou New TV Tower) of 610 m high has been instrumented with a long-term structural health monitoring (SHM) system consisting of over 700 sensors of sixteen types. Under the auspices of the Asian-Pacific Network of Centers for Research in Smart Structures Technology (ANCRiSST), an SHM benchmark problem for high-rise structures has been developed by taking the instrumented Canton Tower as a host structure. This benchmark problem aims to provide an international platform for direct comparison of various SHM-related methodologies and algorithms with the use of real-world monitoring data from a large-scale structure, and to narrow the gap that currently exists between the research and the practice of SHM. This paper first briefs the SHM system deployed on the Canton Tower, and the development of an elaborate three-dimensional (3D) full-scale finite element model (FEM) and the validation of the model using the measured modal data of the structure. In succession comes the formulation of an equivalent reduced-order FEM which is developed specifically for the benchmark study. The reduced-order FEM, which comprises 37 beam elements and a total of 185 degrees-of-freedom (DOFs), has been elaborately tuned to coincide well with the full-scale FEM in terms of both modal frequencies and mode shapes. The field measurement data (including those obtained from 20 accelerometers, one anemometer and one temperature sensor) from the Canton Tower, which are available for the benchmark study, are subsequently presented together with a description of the sensor deployment locations and the sensor specifications.
Optimal sensor placement (OSP) technique plays a key role in the structural health monitoring (SHM) of large-scale structures. According to the mathematical background and implicit assumptions made in the triaxial effective independence (EfI) method, this paper presents a novel multi-dimensional OSP method for the Canton Tower focusing on application demands. In contrast to existing methods, the presented method renders the corresponding target mode shape partitions as linearly independent as possible and, at the same time, maintains the stability of the modal matrix in the iteration process. The modal assurance criterion (MAC), determinant of the Fisher Information Matrix (FIM) and condition number of the FIM have been taken as the optimal criteria, respectively, to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed method. Numerical investigations suggest that the proposed method outperforms the original EfI method in all instances as expected, which is looked forward to be even more pronounced should it be used for other multi-dimensional optimization problems.
The structural health monitoring (SHM) benchmark study on optimal sensor placement problem for the instrumented Canton Tower has been launched. It follows the success of the modal identification and model updating for the Canton Tower in the previous benchmark study, and focuses on the optimal placement of vibration sensors (accelerometers) in the interest of bettering the SHM system. In this paper, the sensor placement problem for the Canton Tower and the benchmark model for this study are first detailed. Then an information entropy based sensor placement method with the purpose of damage detection is proposed and applied to the benchmark problem. The procedure that will be implemented for structural damage detection using the data obtained from the optimal sensor placement strategy is introduced and the information on structural damage is specified. The information entropy based method is applied to measure the uncertainties throughout the damage detection process with the use of the obtained data. Accordingly, a multi-objective optimal problem in terms of sensor placement is formulated. The optimal solution is determined as the one that provides equally most informative data for all objectives, and thus the data obtained is most informative for structural damage detection. To validate the effectiveness of the optimally determined sensor placement, damage detection is performed on different damage scenarios of the benchmark model using the noise-free and noise-corrupted measured information, respectively. The results show that in comparison with the existing in-service sensor deployment on the structure, the optimally determined one is capable of further enhancing the capability of damage detection.
Placing sensors at appropriate locations is an important task in the design of an efficient structural health monitoring (SHM) system for a large-scale civil structure. In this paper, a hybrid optimization algorithm called virus monkey algorithm (VMA) based on the virus theory of evolution is proposed to seek the optimal placement of sensors. Firstly, the dual-structure coding method is adopted instead of binary coding method to code the solution. Then, the VMA is designed to incorporate two populations, a monkey population and a virus population, enabling the horizontal propagation between the monkey and virus individuals and the vertical inheritance of monkey's position information from the previous to following position. Correspondingly, the monkey population in this paper is divided into the superior and inferior monkey populations, and the virus population is divided into the serious and slight virus populations. The serious virus is used to infect the inferior monkey to make it escape from the local optima, while the slight virus is adopted to infect the superior monkey to let it find a better result in the nearby area. This kind of novel virus infection operator enables the coevolution of monkey and virus populations. Finally, the effectiveness of the proposed VMA is demonstrated by designing the sensor network of the Canton Tower, the tallest TV Tower in China. Results show that innovations in the VMA proposed in this paper can improve the convergence of algorithm compared with the original monkey algorithm (MA).
The Canton Tower is a high-rise slender structure with a height of 610 m. A structural health monitoring system has been instrumented on the structure, by which data is continuously monitored. This paper presents an investigation on the identified modal properties of the Canton Tower using ambient vibration data collected during a whole day (24 hours). A recently developed Fast Bayesian FFT method is utilized for operational modal analysis on the basis of the measured acceleration data. The approach views modal identification as an inference problem where probability is used as a measure for the relative plausibility of outcomes given a model of the structure and measured data. Focusing on the first several modes, the modal properties of this supertall slender structure are identified on non-overlapping time windows during the whole day under normal wind speed. With the identified modal parameters and the associated posterior uncertainty, the distribution of the modal parameters in the future is predicted and assessed. By defining the modal root-mean-square value in terms of the power spectral density of modal force identified, the identified natural frequencies and damping ratios versus the vibration amplitude are investigated with the associated posterior uncertainty considered. Meanwhile, the correlations between modal parameters and temperature, modal parameters and wind speed are studied. For comparison purpose, the frequency domain decomposition (FDD) method is also utilized to identify the modal parameters. The identified results obtained by the Bayesian method, the FDD method and a finite element model are compared and discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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