橋梁監(jiān)測系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)分析理論與應(yīng)用.pdf

1、對于橋梁受到意外損傷或新橋投入使用時的安全評估,常規(guī)的橋梁荷載試驗(yàn)檢測具有積極的意義。但其有需中斷交通、間斷性、重復(fù)花費(fèi)大量的人力物力財力的缺點(diǎn)。目前,橋梁的遠(yuǎn)程監(jiān)測是國際橋梁健康監(jiān)測研究的熱點(diǎn),具有安全、連續(xù)、實(shí)時、及時預(yù)警預(yù)報的優(yōu)點(diǎn)。為取代傳統(tǒng)的定期或不定期的安全檢測,對橋梁(尤其是大跨徑橋梁)建立健康監(jiān)測系統(tǒng),對于橋梁的監(jiān)控與評估、設(shè)計驗(yàn)證等,具有重要意義。
　　 本文針對橋梁健康監(jiān)測中的海量數(shù)據(jù)處理問題,提出了適合于橋梁

2、遠(yuǎn)程監(jiān)測的K線技術(shù)指標(biāo)法、K線隨機(jī)數(shù)據(jù)序列預(yù)測法和基于有限測點(diǎn)的快速計算方法。本文是國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“大型橋梁安全遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)測成套技術(shù)開發(fā)示范”(2002BA105C)中的相關(guān)研究內(nèi)容的一部分,是在整理有關(guān)研究成果及運(yùn)行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上完成的。
　　 論文的主要內(nèi)容有:
　　 1、橋梁遠(yuǎn)程智能集群監(jiān)測系統(tǒng)方案設(shè)計。作為項(xiàng)目的主要研究人員之一,參與并完成了三座大橋各監(jiān)測子系統(tǒng)的方案設(shè)計,確定了各監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器種類、位置、數(shù)量

3、、精度和量程范圍。文中詳細(xì)介紹了三座橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)中的多個監(jiān)測子系統(tǒng)和本項(xiàng)目開發(fā)的多種新型傳感器。詳細(xì)說明了集群監(jiān)測中心的軟硬件方案、各現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)方案和遠(yuǎn)程傳輸方案的結(jié)構(gòu)、功能和要求。
　　 2、為解決橋梁健康監(jiān)測中的實(shí)時快速計算問題,提出了基于有限個位移監(jiān)測點(diǎn)信息的快速計算方法。詳細(xì)闡述了其理論原理,研制和開發(fā)了相關(guān)軟件,成功地應(yīng)用于三座橋梁的健康監(jiān)測中,實(shí)現(xiàn)了橋梁健康監(jiān)測的快速計算和實(shí)時評估。
　　 3、針對橋梁

4、健康監(jiān)測系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)處理問題,首次提出將證券分析中的K線圖應(yīng)用于橋梁健康監(jiān)測的思想,詳細(xì)闡述了K線圖應(yīng)用于橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的方法和過程。
　　 4、在K線圖的基礎(chǔ)上,針對橋梁健康監(jiān)測自身的特征,創(chuàng)建了動向指標(biāo)、承載度指標(biāo)、異常度指標(biāo)、差異度指標(biāo)等多個評價指標(biāo),將其應(yīng)用于三座橋梁健康監(jiān)測的安全評價中,很好地描述了監(jiān)測參數(shù)(如撓度、應(yīng)變、溫度等)的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢。
　　 5、對現(xiàn)有的灰色模型進(jìn)行改造,成功地對K線技術(shù)

5、生成的時間序列,特別是最大值、最小值等時間序列進(jìn)行灰色預(yù)測,獲得了令人滿意的預(yù)測精度。針對橋梁健康監(jiān)測K線數(shù)據(jù)在時間上的非等間距性,提出一套較為完善的非等間距數(shù)據(jù)建模方法。在此基礎(chǔ)上,編制了主要預(yù)測流程的詳細(xì)流程圖。
　　 基于有限個測點(diǎn)信息的快速計算方法提供了在橋面荷載未知的情況下,通過監(jiān)測有限個測點(diǎn)的位移來計算全橋位移、應(yīng)變、應(yīng)力的方法,可滿足橋梁健康在線監(jiān)測快速計算的要求。K線技術(shù)指標(biāo)法、K線隨機(jī)數(shù)據(jù)序列預(yù)測法具有數(shù)據(jù)存儲