当前位置:主页 > 科技论文 > 路桥论文 >

桥梁健康监测系统数据处理与分析技术研究

发布时间:2018-03-02 21:22

  本文选题:桥梁健康监测 切入点:预处理 出处:《重庆大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:几十年来,随着中国的经济飞速发展,桥梁的建造数量越来越大,但桥梁的坍塌事件也是时有发生,因此对桥梁的安全极为重视,桥梁健康监测系统也应运而生,并已成为国内外学者的研究热点。桥梁健康监测系统通过安装的传感器获取桥梁的各种状态,并据此进行安全评估,因此传感器数据的正确性是监测系统的基础和关键。为此需要对传感器数据的可信度进行评价,检测并剔除异常数据,以及对剔除数据进行插补。虽然桥梁健康监测技术经过多年的发展取得了较大的进展,监测数据的采集、存储技术也日臻完善。但现有的数据可信度评估的研究还不多,而目前针对桥梁健康监测数据异常检测方法也存在着一些问题,数据插补技术还需要做针对性改进。同时监测数据中还有很多隐含待挖掘的信息,时间序列分析和数据挖掘技术已经成功应用在这上面,但还存在一些问题需要进一步研究。本文研究了桥梁健康监测数据的预处理和分析,主要针对数据可信度评估、数据插补技术、监测数据的时间序列分析。对于数据的可信度评估,提出了基于灰色关联度分析的传感器数据可信度评估方法,并用灰色关联度分析定位不可信数据的时间段,为桥梁结构预警提供依据。针对监测数据的异常值,采用基于统计特征的方法对异常值进行剔除。为了对剔除异常值的数据进行插补,提出了基于灰色关联度分析的预测模型与时间序列ARMA模型预测的结合方案。长期的桥梁监测数据的趋势反映了桥梁的健康状况的变化趋势,本文以多种时间角度的对监测数据的整体发展趋势进行了观察分析,并利用ARMA模型对其建立了最佳的拟合模型,利用此模型对桥梁进行预警。并利用此预测模型结合基于关联度分析的预测模型对异常值做了预测分析实验,表明基于灰色关联度分析的预测模型与时间序列ARMA模型结合的预测方法的预测效果比单独ARMA模型预测效果好。本文的主要创新点是把灰色关联度理论应用于数据的预测上,并把这种预测方法与时间序列模型预测结合起来,消除了时间序列模型预测的误差。最后通过实验验证了论文所提出的数据处理和分析方法,结果符合预期要求,并且已成功应用于多座桥梁监测系统中。
[Abstract]:In recent decades, with the rapid development of Chinese economy, the number of bridges has been increasing, but the collapse of bridges has occurred from time to time. Therefore, the safety of bridges has been attached great importance, and the bridge health monitoring system has emerged as the times require. The bridge health monitoring system obtains the various states of the bridge through the sensor installed, and carries on the safety evaluation accordingly. Therefore, the correctness of sensor data is the basis and key of the monitoring system. Therefore, it is necessary to evaluate the credibility of sensor data, detect and eliminate abnormal data. Although the bridge health monitoring technology has made great progress after years of development, the monitoring data collection and storage technology are also improving, but the existing data credibility evaluation research is still few. At present, there are some problems in the anomaly detection method of bridge health monitoring data, and the data interpolation technology needs to be improved. At the same time, there are many hidden information to be mined in the monitoring data. Time series analysis and data mining techniques have been successfully applied in this field, but there are still some problems that need to be further studied. In this paper, the preprocessing and analysis of bridge health monitoring data is studied, which is mainly aimed at the reliability evaluation of bridge health monitoring data. Data interpolation technology, time series analysis of monitoring data. For the reliability evaluation of data, a method of reliability evaluation of sensor data based on grey correlation analysis is proposed, and the grey correlation analysis is used to locate the time period of untrusted data. The method based on statistical features is used to eliminate the outliers. In order to interpolate the outliers, the outliers of the monitoring data are interpolated. This paper puts forward a scheme of combining prediction model based on grey correlation analysis with ARMA model of time series. The trend of long-term bridge monitoring data reflects the changing trend of bridge health status. In this paper, the overall development trend of monitoring data is observed and analyzed from various time angles, and the best fitting model is established by using ARMA model. The model is used to predict the bridge, and the prediction model based on the correlation analysis is used to predict and analyze the outliers. The results show that the prediction method based on grey correlation degree analysis and time series ARMA model has better prediction effect than that of single ARMA model. The main innovation of this paper is to apply the grey correlation degree theory to the prediction of data. Combining this method with time series model prediction, the error of time series model prediction is eliminated. Finally, the data processing and analysis method proposed in this paper is verified by experiments, and the results meet the expected requirements. And has been successfully applied to many bridge monitoring systems.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U446

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;2009年度(第七届)国际水利先进技术(产品)推介会推介技术[J];中国水利;2009年09期

2 胡志斌;时间序列的非线性测试及其应用[J];武汉水利电力大学(宜昌)学报;1997年03期

3 胡志斌;时间序列的非线性测试及其应用[J];武汉水利电力大学(宜昌)学报;1998年04期

4 石岩,胡昌振,马宝华,谭惠民;模糊时间序列的最优预测方法[J];探测与控制学报;1999年03期

5 孙青华,张世英;长记忆向量时间序列的非线性协整关系研究[J];天津大学学报;2002年03期

6 于景华,田立新;混沌时间序列及其在能源系统中的应用[J];江苏大学学报(自然科学版);2002年04期

7 曹广喜;;向量分整时间序列的协整关系探讨[J];河海大学学报(自然科学版);2006年04期

8 许娜;商朋见;胡广生;;气温变化时间序列的复杂性分析[J];北京交通大学学报;2008年03期

9 熊有伦,杨叔子,王跃科;复时间序列与主轴回转精度[J];华中工学院学报;1987年02期

10 陈章潮;用时间序列预测电力系统负荷[J];电力系统自动化;1982年04期

相关会议论文 前10条

1 周家斌;张海福;杨桂英;;多维多步时间序列预报方法及其应用[A];中国现场统计研究会第九届学术年会论文集[C];1999年

2 马培蓓;纪军;;基于时间序列的航空备件消耗预测[A];中国系统工程学会决策科学专业委员会第六届学术年会论文集[C];2005年

3 卢世坤;李夕海;牛超;陈蛟;;时间序列的非线性非平稳特性研究综述[A];国家安全地球物理丛书(八)——遥感地球物理与国家安全[C];2012年

4 李强;;基于线性模型方法对时间序列中异常值的检测及证券实证分析[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年

5 戴丽金;何振峰;;基于云模型的时间序列相似性度量方法[A];第八届中国不确定系统年会论文集[C];2010年

6 谢美萍;赵希人;庄秀龙;;多维非线性时间序列的投影寻踪学习逼近[A];'99系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];1999年

7 张大斌;李红燕;刘肖;张文生;;非线性时问序列的小波-模糊神经网络集成预测方法[A];第十五届中国管理科学学术年会论文集(下)[C];2013年

8 黄云贵;;基于时间序列的电网固定资产投资规模研究[A];2012年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2012年

9 李松臣;张世英;;时间序列高阶矩持续和协同持续性研究[A];21世纪数量经济学(第8卷)[C];2007年

10 陈赫;罗声求;;历史横断面数据的时间序列化[A];科学决策与系统工程——中国系统工程学会第六次年会论文集[C];1990年

相关重要报纸文章 前6条

1 ;《时间序列与金融数据分析》[N];中国信息报;2004年

2 何德旭 王朝阳;时间序列计量经济学:协整与有条件的异方差自回归[N];中国社会科学院院报;2003年

3 刘俏;让数据坦白真相[N];21世纪经济报道;2003年

4 西南证券高级研究员 董先安邋德圣基金研究中心 郭奔宇;预计6月CPI同比上涨7.2%[N];证券时报;2008年

5 东证期货 王爱华 杨卫东;两年涨跌轮回 秋季普遍下跌[N];期货日报;2009年

6 任勇邋郑重;中国对世界钢材价格的影响实证分析[N];现代物流报;2007年

相关博士学位论文 前10条

1 张墨谦;遥感时间序列数据的特征挖掘:在生态学中的应用[D];复旦大学;2014年

2 张德成;滑坡预测预报研究[D];昆明理工大学;2015年

3 苗圣法;时间序列的模式检测[D];兰州大学;2015年

4 翁同峰;时间序列与复杂网络之间等价性问题及表征应用研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 杨婷婷;用Argo浮标结合卫星观测估算北太平洋经向热输运[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2015年

6 王晓晔;时间序列数据挖掘中相似性和趋势预测的研究[D];天津大学;2003年

7 李桂玲;时间序列的分割及不一致发现研究[D];华中科技大学;2012年

8 周勇;时间序列时序关联规则挖掘研究[D];西南财经大学;2008年

9 张勇;时间序列模式匹配技术研究[D];华中科技大学;2012年

10 董晓莉;时间序列数据挖掘相似性度量和周期模式挖掘研究[D];天津大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 陈健;基于多变量相空间重构的投资组合策略研究[D];华南理工大学;2015年

2 兰鑫;时间序列的复杂网络转换策略研究[D];西南大学;2015年

3 米晓将;区域尺度下月均气温的时空演化格局研究[D];昆明理工大学;2015年

4 张鸣敏;基于支持向量回归的PM_(2.5)浓度预测研究[D];南京信息工程大学;2015年

5 林健;基于改进小世界回声状态网的时间序列预测[D];渤海大学;2015年

6 曹智丽;日气温和干旱指数支持向量回归预测方法[D];南京信息工程大学;2015年

7 高雄飞;基于分形理论的土壤含水量时间序列特性分析[D];长安大学;2015年

8 姚茜;城市安全生产发展目标研究[D];中国地质大学(北京);2015年

9 谢翠颖;苏州社会消费品零售总额简析[D];苏州大学;2015年

10 包仁义;基于时间序列的搜索引擎评估模型算法研究[D];东北师范大学;2015年



本文编号:1558102

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1558102.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fbd69***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com