【摘要】：隨著橋梁事業(yè)的飛速發(fā)展,橋梁的安全問題越來越受到人們的重視,很多橋梁上建立了健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng),可以通過傳感器獲取各種環(huán)境作用以及結(jié)構(gòu)響應(yīng)行為的信息,目前絕大多數(shù)橋梁的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都具有完善的數(shù)據(jù)采集、傳輸以及存儲(chǔ)功能,采集的大量數(shù)據(jù)中隱含了橋梁自身狀態(tài)以及周圍環(huán)境的豐富信息,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析利用可以幫助人們實(shí)時(shí)了解橋梁的工作狀態(tài)以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題,所以對(duì)橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確處理與合理利用是關(guān)鍵。本文首先針對(duì)上海吳淞大橋采集的海量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理分析及研究,對(duì)常見的數(shù)據(jù)預(yù)處理問題進(jìn)行了分析總結(jié),并基于MATLAB軟件編制相關(guān)程序,對(duì)吳淞大橋溫度、撓度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,得到較為可靠完整的數(shù)據(jù);且在此基礎(chǔ)上利用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁的溫度分析以及溫度與撓度的關(guān)聯(lián)性分析。本文具體工作如下:(1)調(diào)查現(xiàn)有健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)預(yù)處理與挖掘分析的現(xiàn)狀,并且歸納總結(jié)各種數(shù)據(jù)預(yù)處理的方法以及對(duì)數(shù)據(jù)挖掘利用的情況;(2)對(duì)數(shù)據(jù)的各種預(yù)處理方法進(jìn)行了理論分析,并以預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋—吳淞大橋的健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為實(shí)例,利用MATLAB軟件編寫程序代碼,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了異常值剔除、缺失值補(bǔ)全、數(shù)據(jù)趨勢(shì)項(xiàng)提取以及數(shù)據(jù)平滑及標(biāo)準(zhǔn)化處理等預(yù)處理工作。(3)在數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析,得到了箱梁溫度日變化曲線以及年均溫度變化曲線的方程表達(dá)式;提出了天氣因素對(duì)監(jiān)測(cè)溫度分布的影響,并探索了晴、雨、陰三種不同天氣的外界溫度作用下混凝土箱梁豎向溫度場(chǎng)的分布特征;(4)分析了引起橋梁撓度長期變形的因素。對(duì)外界大氣溫度與跨中撓度進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)溫度與撓度互相關(guān)函數(shù)存在一個(gè)約為24 h的變化周期,進(jìn)而研究了日溫度與跨中撓度的關(guān)聯(lián)關(guān)系。
【圖文】：

但隨著橋梁工業(yè)的蓬勃發(fā)展，健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被應(yīng)用于越來越多的橋梁上，其通過傳感器來獲取各種環(huán)境下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的行為信息，從各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的各種參數(shù)的數(shù)據(jù)量高達(dá) GB 級(jí)。隨著時(shí)間的推移，橋梁健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的信息數(shù)據(jù)量會(huì)不斷的增加，采集的有效數(shù)據(jù)量以每天上千兆的速度遞增，這些海量數(shù)據(jù)必須通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)進(jìn)行收集與管理，很多橋梁建立有自己管理系統(tǒng)，但目前存在的橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)都是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的分析與處理，沒有實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的充分利用和有效挖掘，導(dǎo)致了海量數(shù)據(jù)的擱置與浪費(fèi)，不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，給后期數(shù)據(jù)的管理及有效信息的挖掘工作帶來很大的難度[3]。為了實(shí)現(xiàn)橋梁監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的充分有效利用，高效地管理養(yǎng)護(hù)橋梁，已有不少國內(nèi)外學(xué)者開展了對(duì)海量數(shù)據(jù)處理方法的研究，并取得了一定的進(jìn)展，，本節(jié)旨在介紹各學(xué)者在數(shù)據(jù)處理分析方面所做的研究工作，總結(jié)其經(jīng)驗(yàn)與不足，為后續(xù)研究工作提供更多思路和方向�，F(xiàn)有海量數(shù)據(jù)處理的主要研究方面是對(duì)海量數(shù)據(jù)的預(yù)處理和對(duì)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步挖掘利用，如圖 1-1 是數(shù)據(jù)處理分析模塊圖。

數(shù)據(jù)的處理必須以準(zhǔn)確有效的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。低精度、異常的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)往往影響數(shù)值分析的結(jié)果，同時(shí)也對(duì)橋梁的安全判別結(jié)果有很大的影響[4]。因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，數(shù)據(jù)的預(yù)處理應(yīng)該能夠有效地從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)異常值，并且要對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性檢測(cè)分析，消除粗大誤差的影響，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，主要包括：(1)對(duì)信號(hào)去噪，消除現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試信號(hào)中的噪聲干擾；(2)異常數(shù)據(jù)的剔除，排除錯(cuò)誤信息的干擾；(3)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行消冗和清洗，刪除重復(fù)多余數(shù)據(jù)；(4)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，減少占用存儲(chǔ)空間。1.2.1.1 信號(hào)去噪數(shù)據(jù)信號(hào)去噪有許多經(jīng)典濾波和現(xiàn)代濾波方法，如維納濾波、卡爾曼濾波、自適應(yīng)濾波等[5]，目前比較常用的是小波分析，小波包分析法，這兩種方法在對(duì)信號(hào)的除噪方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，所以被廣泛應(yīng)用。如圖 1-2 為小波數(shù)據(jù)分析流程。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U446

【參考文獻(xiàn)】

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1 屈兵;肖汝誠;郝佳佳;;基于模式形態(tài)距離的橋梁監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)相似性聚類研究[J];河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年03期

2 周兵;周鋒;;海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)在橋梁結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];鹽城工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

3 梅文涵;楊建喜;;基于大數(shù)據(jù)的橋梁監(jiān)測(cè)信息分類技術(shù)研究[J];科技創(chuàng)業(yè)月刊;2015年05期

4 邢建軍;潘同斌;劉文峰;郭興玲;易世勇;;壓差沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在地鐵開挖中的應(yīng)用[J];城市軌道交通研究;2015年01期

5 段建華;王保利;朱紅娟;任亞平;;微地震監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)[J];物探與化探;2014年05期

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本文編號(hào)：2687509