橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)研究.pdf

1、幾十年來，隨著中國的經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，橋梁的建造數(shù)量越來越大，但橋梁的坍塌事件也是時有發(fā)生，因此對橋梁的安全極為重視，橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)也應(yīng)運而生，并已成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)通過安裝的傳感器獲取橋梁的各種狀態(tài)，并據(jù)此進(jìn)行安全評估，因此傳感器數(shù)據(jù)的正確性是監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。為此需要對傳感器數(shù)據(jù)的可信度進(jìn)行評價，檢測并剔除異常數(shù)據(jù)，以及對剔除數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。雖然橋梁健康監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展取得了較大的進(jìn)展，監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、

2、存儲技術(shù)也日臻完善。但現(xiàn)有的數(shù)據(jù)可信度評估的研究還不多，而目前針對橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)異常檢測方法也存在著一些問題，數(shù)據(jù)插補(bǔ)技術(shù)還需要做針對性改進(jìn)。同時監(jiān)測數(shù)據(jù)中還有很多隱含待挖掘的信息，時間序列分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在這上面，但還存在一些問題需要進(jìn)一步研究。
　　本文研究了橋梁健康監(jiān)測數(shù)據(jù)的預(yù)處理和分析，主要針對數(shù)據(jù)可信度評估、數(shù)據(jù)插補(bǔ)技術(shù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)的時間序列分析。對于數(shù)據(jù)的可信度評估，提出了基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的傳感器數(shù)據(jù)可

3、信度評估方法，并用灰色關(guān)聯(lián)度分析定位不可信數(shù)據(jù)的時間段，為橋梁結(jié)構(gòu)預(yù)警提供依據(jù)。針對監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常值，采用基于統(tǒng)計特征的方法對異常值進(jìn)行剔除。為了對剔除異常值的數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)，提出了基于灰色關(guān)聯(lián)度分析的預(yù)測模型與時間序列ARMA模型預(yù)測的結(jié)合方案。長期的橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的趨勢反映了橋梁的健康狀況的變化趨勢，本文以多種時間角度的對監(jiān)測數(shù)據(jù)的整體發(fā)展趨勢進(jìn)行了觀察分析，并利用ARMA模型對其建立了最佳的擬合模型，利用此模型對橋梁進(jìn)行預(yù)警。并利用此