桥梁监测系统中的数据分析与应用
摘要：桥梁监测数据分析处理是健康监测系统的重要内容，文章从两个层面对数据分析方法进行了介绍，通用数学分析方法通过直接的数学计算得到数据层面的结论，专业分析方法是对结构响应进行解析，反演分析提取得到反映桥梁结构状态的信息。最后以工程实例这些方法在监测系统中的应用。
关键词：桥梁健康监测数据分析安全评估
1 引言
桥梁作为咽喉工程，是城市发展重要的通道和动力，对城市发展有着重要影响。然而随着我国经济和交通运输行业的迅猛发展，车辆数量增长，各种自然灾害和超载、撞击等人为破坏大大加快了这些桥梁结构的损伤、老化，使得桥梁安全问题日益突出。此外，全国危桥数量超过10万座，大量的病害在我国桥梁上集中暴露。如何实现对桥梁进行安全监测，并做出健康诊断，已成为国内外学术界、工程界关注的焦点[1]。
桥梁健康监测系统，通过在桥梁上布置各类传感器，感知各种信息，并通过有线或无线的方式传回后方计算机，在获得了海量的监测数据，数据处理与分析对桥梁的安全运营来说具有重要意义。及时处理分析监测数据，发掘数据之间的内在联系以及包含的桥梁结构信息，将监测信号转换为能用于评估结构状态的状态信息，从而进行安全评估，为桥梁管养单位提供指导。本文主要对桥梁监测数据的相关分析方法进行介绍，并介绍了这些方法在实际健康监测系统中的应用案例及取得到的成效。
2分析方法介绍
桥梁监测数据的分析方法总体上可分为通用数学分析和专业分析。通用数学分析指的是数据的直接分析，即将监测得到的数据通过直接的数学计算得到数据层面的结论，通过对原始监测数据进行标准化的统一处理，包含数理统计、时频
分析、不同时间尺度和空间维度的相关性分析等，寻找输入与输出的时、空隐含
关系，并且不针对具体桥梁类型和数据类型，是专业分析方法的基础。专业分析
指的是在通用数学方法分析的基础上进一步对结构响应进行解析，反演分析提取
得到反映桥梁结构状态的信息，需要用到桥梁领域的专业知识。
数据的通用分析方法包括了监测数据的预处理、数据的时域处理、和数据的
频率处理。
数据预处理：监测数据是以信号的方式进行传递，通过信号采集系统获取的
原始信号通常受到干扰和噪声的影响，因此需要对信号进行预处理，常用的信号
预处理方法有：滤波、去除均值、去除趋势项。
数据的时域处理：时域处理方法主要有时域统计分析和相关分析两部分。数
据的时域统计分析是指对数据的各种时域参数、指标的估计或计算[2]；相关分析
指变量之间的线性联系或相互依赖关系分析。
数据的频域处理：数据的频域处理也称为频谱分析，是建立在傅里叶变换的
基础上的，处理得到的结果是以频率为变量的函数，主要有：傅里叶变换、自功
率谱分析、互功率谱分析、三分之一倍频程分析、实倒谱分析、复倒谱分析等[3]。
数据的专业分析方法主要有模态参数识别。损伤识别和结构安全状态评估等。
结构模态参数识别：模态参数识别是桥梁健康监测的重要手段之一，根据结
构响应数据反演出结构的动力特性参数即频率、振型、阻尼比，从整体上得到桥
梁的结构特性。其中工作模态参数识别方法由于不用中断交通，能更好的反映桥
梁的实际运营状态，在健康监测系统中能更加适配，也是目前此领域的主要研究
方向。
损伤识别：结构的损伤识别是状态评估的基础，也是桥梁健康监测系统的核
心之一，损伤识别包括损伤预警、损伤定位和损伤程度确定等内容。目前研究较
多的是基于结构振动模态参数的整体损伤识别方法和神经网络方法，由于损伤会
导致结构模态参数的变化，通过分析模态参数的改变，得到结构损伤信息，但由
于损伤对模态参数的变化不敏感，因此该方法目前在实际桥梁上效果不明显[4]。
神经网络方法是模拟人的思维，每一种损伤都对应结构的一种反应，通过建立这种反应库，就可以根据反应反推出结构损伤，该方法的重点在于构造网络结构，目前应用还不成熟，使用者根据损伤识别问题做到神经网络的灵活运用，还有一定难度。
结构安全状态评估：结构安全状态评估是指通过各种可能的、结构允许的测试手段，得到处能反映结构内部状态的信息[5]。通过不同数据统计方法充分挖掘数据价值，根据桥梁安全评分变化趋势以及不同桥梁结构构件评分变化趋势得到桥梁劣化分析，为桥梁寿命周期评估提供支持。目前桥梁安全状态评估方法所采用的理论主要有可靠度理论、层次分析法、模糊理论和基于公路桥梁检测规范的评估方法。
3 工程案例
合肥生命线桥梁监测项目共在51座桥梁上安装了健康监测系统，该系统应采用多维度数据分析方法与安全评估方法，能够及时发现桥梁结构存在的缺陷与质量衰变，并评估分析其在所处环境条件下的可能发展势态及其对结构安全运营造成的可能潜在威胁，实现对结构的实时空监测和预测预警，降低事故风险，提高抗灾能力。
下面对系统的数据通用分析功能和专业分析功能进行介绍。
3.1通用分析
统计一定时段内的加速度峰值、均方根值。对滤波后的加速度信号进行频谱分析，传感器数据的最大值、最小值的查询和展示的极值分析、对比分析、对同一段时间分析比对多个设备的实测数据的关联分析、同一个设备展示比对不同时间段的设备实测数据的多通道分析、依据桥梁静力水准仪测量数据和传感器设备分组，实现对桥梁关联桥段挠度线形的展示和分析，如图3.1-图3.4。
图3.1桥梁动态监测频谱分析图3.2数据对比分析示意图
图3.3数据多通道分析示意图图3.4挠度变化分析原型图
3.2专项分析
（1）模态分析：模态分析包含对加速度的频谱分析和对加速度、应变、动
态挠度数据的滤波分析功能，便于对结构频率进行比较，帮助用户快速发现结构
频率的变化，从而发现桥梁内部结构特性的变化。
（2）桥梁安全评估：由于传感器的种类和数量有所不同，桥梁结构受监测
的目的也有所不同，但桥梁健康监测系统的传感器主要可分为结构感知和环境感
知类。在安全评估过程中，环境感知类的传感器（温度、湿度等）主要用于对结
构感知类（加速度、应变等）传感器采集到的数据进行补偿和修正。
安装有健康监测系统的桥梁结构安全评估过程以系统自动提取数据计算分析。其评估结果以分值（百分制）的形式展示。最终平台展示的评估分值可分为两项，分别为：MCI 桥梁受监测部件的监测评分；M_BCI 桥梁（基于检测和监测）的最
终技术状况评分，如图3.5所示。
图3.5安全评估管理原型图
通过数据深度融合分析，随时掌握桥梁的结构响应情况及结构变化趋势和安
全状态，及时发现异常与成因并提供科学合理的辅助决策建议。
四总结与展望
针对海量监测数据，采取数学通用分析及专业分析方法处理监测数据，发掘
数据之间的内在联系，获取反映结构状态的信息，并对桥梁安全状态进行评估。
文章从数据分析的各个层面对现有常用的数据分析方法进行了概述，并针对其在
实际工程中的具体应用进行了介绍。通过这些数据分析方法能为桥梁管养提供更
合理的指导与建议，让监测系统的价值得以体现。
在实际工程中各种环境因素引起的结构响应变化甚至会掩盖结构损伤引起的
变化严重影响损伤识别的准确性和实用性，研究各种环境因素的影响以及如何将
这些因素有效分离以准确识别结构损伤是值得深入研究的问题；将桥梁检测数据。监测数据和各种能反映桥梁状态信息通过多源信息融合的手段，得到更贴近桥梁
实际状态的状态评估也需要进一步研究。
参考文献
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刘兴旺. 大跨桥梁健康监测数据自诊断与状态评估方法研究[D]. 南京：东
南大学，2017.
2.
何正嘉, 訾艳阳, 张西宁.现代信号处理及工程应用[M].西安：西安交通大
学出版社，2007.
3.
郭丹枫，庞兵.振动信号处理的时频域方法[J].哈尔滨：哈尔滨理工大学学报，2007，4: 15-17.
4.
郭健.大型桥梁健康监测系统及损伤识别理论[M].北京：人民交通出版社，2013.
5.
卢建飞. 桥梁结构状态评估综述[J].交通标准化，2010，8：127-129.
作者简介：赵芳（1969-），女，安徽合肥人，工程师，本科，合肥市公路管理局直属分局副局长，从事公路桥梁管理工作。
桥梁结构变形监测与数据分析方法桥梁作为基础设施的重要组成部分，在现代社会扮演着不可或缺的 角色。然而，由于长期以来的使用和环境影响，桥梁结构可能会出现 变形问题，这对于桥梁的安全性和使用寿命是一项重要的考虑因素。 因此，桥梁结构变形监测与数据分析方法的研究具有非常重要的意义。本文将介绍几种常见的桥梁结构变形监测方法以及数据分析方法。 一、桥梁结构变形监测方法 1. 钢筋应变传感器 钢筋应变传感器是常见的桥梁结构变形监测方法之一。它通过采集 桥梁结构中的钢筋应变信息来评估其变形状况。传感器安装在桥梁的 关键位置，能够准确地检测钢筋的应变变化。通过与预设的安全阈值 进行比较，可以实时判断桥梁结构的变形情况。 2. 振动传感器 振动传感器可以监测桥梁结构的振动情况。它采集桥梁的加速度数据，并根据数据的变化来判定桥梁结构是否存在变形问题。振动传感 器可以安装在桥梁的各个位置，全面地监测桥梁的振动情况，从而及 时发现异常情况。 3. 激光测距仪 激光测距仪是一种非接触式的变形监测方法。它通过测量激光的反 射时间来获取桥梁结构的位移信息。激光测距仪可以获取高精度的位
移数据，并能够实时监测桥梁结构的变形情况。由于是非接触式的监 测方法，所以对桥梁的损坏影响较小。 二、桥梁结构数据分析方法 1. 数据采集与处理 在桥梁结构变形监测中，数据采集是非常重要的一步。采集到的数 据需要经过预处理，包括数据校正和去噪等步骤。校正可以消除仪器 误差和传感器漂移等因素对数据的影响，而去噪可以滤除数据中的噪 声信号，提高数据的准确性。 2. 变形分析方法 变形分析是对桥梁结构变形数据进行综合评估和分析的过程。常用 的变形分析方法包括时间域分析、频域分析和小波分析等。时间域分 析可以研究时间序列数据的变化趋势和周期性特征；频域分析可以分 析数据的频率成分和能量分布；小波分析则可以同时分析时域和频域 特征，对数据的变形情况进行更全面的评估。 3. 模型建立与拟合 在数据分析中，常常需要建立数学模型来描述桥梁结构的变形行为。模型可以通过曲线拟合、回归分析等方法进行建立。通过模型拟合， 可以得到桥梁结构的变形规律，为后续的预测和评估提供依据。 总结:
桥梁监测系统案例 简介 桥梁是城市交通重要的组成部分，但长时间的使用和环境的变化会导致桥梁结构的损坏和老化，增加了桥梁失效的风险。为了及早发现桥梁的问题并采取相应的维护措施，桥梁监测系统成为保障桥梁安全的重要手段。本文将介绍桥梁监测系统的应用案例，展示其在保障桥梁运行安全方面的作用。 案例背景 某城市的一座桥梁经过多年的使用，出现了结构老化和疲劳引起的裂缝问题。这座桥梁位于交通繁忙的地区，每天承载着大量的车辆和行人，因此必须尽快解决桥梁的安全问题，以确保交通畅通和居民的安全。 桥梁监测系统的部署 为了解决桥梁安全问题，一套桥梁监测系统被部署在该桥梁上。该系统由以下几个部分组成： 1. 光纤传感器网络 在桥梁的关键位置，布置了一套光纤传感器网络。这些光纤传感器可以实时测量桥梁的应变、振动、温度等参数，通过信号采集器将数据传输到中央控制中心。
2. 中央控制中心 中央控制中心是桥梁监测系统的核心，负责接收和处理来自光纤传感器网络的数据。中央控制中心使用先进的算法对数据进行分析和处理，实时监测桥梁的结构状态，并根据预设的阈值进行报警。 3. 数据存储和分析模块 桥梁监测系统将采集到的数据存储在云端服务器中，以便后续的数据分析和查询。数据存储和分析模块可以对历史数据进行统计和分析，帮助工程师评估桥梁的健康状态和提出维护建议。 4. 报警模块 当桥梁监测系统检测到桥梁有异常情况时，会通过报警模块发送警告信息给相关的管理人员。及时的预警可以避免潜在的灾难和人员伤亡，提高桥梁的应急处理能力。 案例效果 部署桥梁监测系统后，该桥梁的结构状况得到了及时的监测和评估。系统不仅可以实时采集桥梁的结构数据，还可以根据历史数据进行分析，为工程师提供精确的评估和维护建议。通过桥梁监测系统的作用，该城市能够及时采取相应的维修和加固措施，确保桥梁的正常运行和居民的交通安全。 此外，桥梁监测系统的实时报警功能也提高了管理人员的应急处理能力。一旦系统检测到桥梁出现异常情况，相关人员可以立即采取紧急措施，减少潜在的风险和损失。
桥梁监测系统中的数据分析与应用 摘要：桥梁监测数据分析处理是健康监测系统的重要内容，文章从两个层面对数据分析方法进行了介绍，通用数学分析方法通过直接的数学计算得到数据层面的结论，专业分析方法是对结构响应进行解析，反演分析提取得到反映桥梁结构状态的信息。最后以工程实例这些方法在监测系统中的应用。 关键词：桥梁健康监测数据分析安全评估 1 引言 桥梁作为咽喉工程，是城市发展重要的通道和动力，对城市发展有着重要影响。然而随着我国经济和交通运输行业的迅猛发展，车辆数量增长，各种自然灾害和超载、撞击等人为破坏大大加快了这些桥梁结构的损伤、老化，使得桥梁安全问题日益突出。此外，全国危桥数量超过10万座，大量的病害在我国桥梁上集中暴露。如何实现对桥梁进行安全监测，并做出健康诊断，已成为国内外学术界、工程界关注的焦点[1]。 桥梁健康监测系统，通过在桥梁上布置各类传感器，感知各种信息，并通过有线或无线的方式传回后方计算机，在获得了海量的监测数据，数据处理与分析对桥梁的安全运营来说具有重要意义。及时处理分析监测数据，发掘数据之间的内在联系以及包含的桥梁结构信息，将监测信号转换为能用于评估结构状态的状态信息，从而进行安全评估，为桥梁管养单位提供指导。本文主要对桥梁监测数据的相关分析方法进行介绍，并介绍了这些方法在实际健康监测系统中的应用案例及取得到的成效。 2分析方法介绍 桥梁监测数据的分析方法总体上可分为通用数学分析和专业分析。通用数学分析指的是数据的直接分析，即将监测得到的数据通过直接的数学计算得到数据层面的结论，通过对原始监测数据进行标准化的统一处理，包含数理统计、时频
分析、不同时间尺度和空间维度的相关性分析等，寻找输入与输出的时、空隐含 关系，并且不针对具体桥梁类型和数据类型，是专业分析方法的基础。专业分析 指的是在通用数学方法分析的基础上进一步对结构响应进行解析，反演分析提取 得到反映桥梁结构状态的信息，需要用到桥梁领域的专业知识。 数据的通用分析方法包括了监测数据的预处理、数据的时域处理、和数据的 频率处理。 数据预处理：监测数据是以信号的方式进行传递，通过信号采集系统获取的 原始信号通常受到干扰和噪声的影响，因此需要对信号进行预处理，常用的信号 预处理方法有：滤波、去除均值、去除趋势项。 数据的时域处理：时域处理方法主要有时域统计分析和相关分析两部分。数 据的时域统计分析是指对数据的各种时域参数、指标的估计或计算[2]；相关分析 指变量之间的线性联系或相互依赖关系分析。 数据的频域处理：数据的频域处理也称为频谱分析，是建立在傅里叶变换的 基础上的，处理得到的结果是以频率为变量的函数，主要有：傅里叶变换、自功 率谱分析、互功率谱分析、三分之一倍频程分析、实倒谱分析、复倒谱分析等[3]。 数据的专业分析方法主要有模态参数识别。损伤识别和结构安全状态评估等。 结构模态参数识别：模态参数识别是桥梁健康监测的重要手段之一，根据结 构响应数据反演出结构的动力特性参数即频率、振型、阻尼比，从整体上得到桥 梁的结构特性。其中工作模态参数识别方法由于不用中断交通，能更好的反映桥 梁的实际运营状态，在健康监测系统中能更加适配，也是目前此领域的主要研究 方向。 损伤识别：结构的损伤识别是状态评估的基础，也是桥梁健康监测系统的核 心之一，损伤识别包括损伤预警、损伤定位和损伤程度确定等内容。目前研究较 多的是基于结构振动模态参数的整体损伤识别方法和神经网络方法，由于损伤会 导致结构模态参数的变化，通过分析模态参数的改变，得到结构损伤信息，但由 于损伤对模态参数的变化不敏感，因此该方法目前在实际桥梁上效果不明显[4]。
桥梁结构监测系统中的数据采集与处理技术 研究 随着我国经济的发展和基础设施建设的不断进步，越来越多的桥梁被修筑和运用，而随之而来的监测系统发展已经成为必不可少的一环。在桥梁工程中，监测系统发挥着至关重要的作用。它能够帮助我们全面、及时地了解桥梁结构的变化，预防并及时恢复存在的问题，防止出现潜在安全隐患。而数据采集与处理技术成为桥梁结构监测系统中的关键部分，本文将探讨数据采集和处理技术的研究成果以及发展趋势。 一、数据采集技术的研究 数据采集是桥梁结构监测系统中不可或缺的组成部分。数据采集需要能够查询这些数据的跟踪状态、遵守一定的标准并提供准确、可靠的数据。由于采集到的数据可以被用于确定结构是否安全，因此采集技术的精度必须高。下面是一些现有的数据采集技术： 1. 合适的传感器 桥梁结构监测系统中使用的传感器种类繁多，包括了测力、光纤光栅位移传感器、加速度计、温度计、低压开关等，每种传感器在不同的工况下都会发挥不同的作用。这些传感器应该具有高
精度、高度可靠性和多参数测量等性质，以确保数据的准确采集 和分析。 2. 适用的数据采集系统 结合传感器和数据采集系统可以用于收集数据和记录桥梁结构 变化的信息。现在普遍使用的数据采集系统有自主研发的数据采 集系统和通用的数据采集系统。通用的数据采集系统为现成的工具，用于不同类型的监测系统。不过，通用的系统相对先进的系 统单价较低，但可能会出现一些工作上的困难点。自主研发的数 据采集系统因为是为特定的监测系统而设计，所以其耳熟能详度 高并且易于使用。所以，针对确定的桥梁结构监测系统，我们需 要结合特殊情况，选择适合的传感器和系统，确保实现质量和数 据的准确性。 3. 信息传输技术 信息传输技术的发展是一个必不可少的组成部分。一般的方案 包括无线网络、有线和无线混合网络等。目前，为了满足桥梁结 构监测的精度和实时性需求，很多监测系统开始采用无线传输技术，如WiFi和ZigBee等。使用无线传输技术不能缺乏对发射功 率的限制运用，且需要对其进行认真地选型以确保数据的及时性、准确性和可靠性。 二、数据处理技术的研究
桥梁监测解决方案 一、引言 桥梁作为重要的交通基础设施，承载着车辆和行人的分量，其安全性和稳定性 对于保障交通运输的顺畅至关重要。为了及时发现和解决桥梁存在的问题，提高桥梁的监测能力和管理水平，我们提出了一套桥梁监测解决方案。 二、桥梁监测技术 1. 桥梁结构监测技术： a. 基于传感器的监测技术：通过在桥梁结构上安装传感器，实时监测桥梁的 结构变形、振动、温度等参数。这些传感器可以采集到的数据可以用于评估桥梁的结构健康状况，及时发现隐患。 b. 激光扫描技术：利用激光扫描仪对桥梁进行三维扫描，获取桥梁的几何形 态和表面状况。通过比对不同时间点的扫描数据，可以检测桥梁的形变和损伤情况。 2. 桥梁荷载监测技术： a. 力传感器：在桥梁上安装力传感器，用于实时监测桥梁的荷载情况。通过 采集到的荷载数据，可以评估桥梁的受力状况，及时发现超载和异常荷载情况。 b. 桥梁称重系统：在桥梁进出口设置称重传感器，用于测量车辆通过桥梁时 的分量。通过对车辆分量的监测，可以评估桥梁的荷载情况，及时发现超载情况。 三、桥梁监测数据分析与处理 1. 数据采集与存储：通过上述监测技术获取到的数据，采用数据采集设备进行 实时采集，并存储到数据库中。同时，为了保证数据的安全性和完整性，可以采用数据备份和冗余存储的方式。
2. 数据分析与处理：对采集到的数据进行分析和处理，可以采用以下方法： a. 数据可视化：通过绘制曲线图、柱状图等形式，将数据可视化展示，便于工程师和管理人员直观地了解桥梁的监测情况。 b. 数据挖掘：利用数据挖掘技术，分析桥梁监测数据中的规律和异常，发现潜在的问题和风险。 c. 预警与报警：根据设定的阈值和规则，对数据进行实时监测，一旦发现异常情况，及时发出预警或者报警信息，以便采取相应的措施。 四、桥梁监测管理系统 为了方便桥梁监测数据的管理和维护，我们建议建立一个桥梁监测管理系统。该系统可以实现以下功能： 1. 数据管理：对采集到的数据进行分类、整理和存储，建立桥梁监测数据库，方便后续的数据分析和查询。 2. 报表生成：根据需要，生成桥梁监测报表，包括结构健康评估报告、荷载监测报告等，以便管理人员进行决策。 3. 远程监测：通过网络连接，实现对桥梁监测设备的远程监控和管理，减少人工巡检的工作量，提高监测效率。 4. 故障诊断与维修：根据监测数据的分析结果，对桥梁存在的问题进行诊断，并提出相应的维修措施和建议。 五、案例分析 以某市某桥梁为例，我们采用上述桥梁监测解决方案进行监测和分析。通过实时监测桥梁的结构变形、振动、荷载等参数，我们发现桥梁存在一定程度的结构损伤和超载情况。通过对监测数据的分析，我们发现桥梁的主梁存在裂缝，并且荷载超过了设计荷载的80%。根据分析结果，我们及时采取了加固措施，并对桥梁进
数据分析与应用方案 1数据分析处理 监测数据的数据分析处理包括下述三个过程。 >数据的预处理。这个过程在数据采集子站完成，主要实行简单的统计运算，如设定时段内的最大值、最小值、均值、方差、标准差等，计算结 果作为初级预警的输入。 >数据的二次处理。这个过程在数据处理与控制服务器上实行，主要计算方法及流程如以下图所示。 开始 数据检验 数据读入和编辑 分析项目 计算和绘图否 终止? 是 结束已处理数据的图表显示 错误数据的解释 数据的幅域显示 数据的时域显示 Fourier分析 数据的频域显示 频度计数 概率密度函数的幅值分布函数 ·均值函数 ·均方根函数 ·方差函数 ·标准差函数 ·畸变度函数 ·峰态函数 ·协方差函数 ·协方差系数 ·自相关函数 ·自协方差函数 ·自协方差系数 ·互相关函数 ·互协方差函数 ·互协方差系数 ·快速Fourier变换 ·时域数据与颊域数据相互转换 ·频谱密度函数 ·交叉谱密度函数 ·相干函数 ·阀值计数 ·峰值计数 ·均值计数 ·幅值计数 ·振幅计数 图2.1数据二次预处理计算方法及流程框图 >数据的后处理。这个过程在结构健康评估服务器上实行，主要实行监测数据的高级分析，如实时模态分析、桥梁特征量与环境因素之间的相关性分析、非线性回归分析等。因为这些方法常需占用一定的计算时间，这个过程往往离线实行，分析数据来自动态数据库和已备份的原始数据库。 数据预处理和二次预处理基于C#开发的准用数据预处理软件平台，采用常用的数学统计和信号处理方法，实行时域及频域的参数识别。数 据后处理基于MATLAB等软件平台，主要对监测数据实行离线高级分析。
包括实时模态分析、相关性分析、非线性回归分析等。数据的处理工作 主要由数据预处理后台软件实现。 监测数据的管理和控制包括以下几个方面的内容。 >自动保存和人为选择保存两种操作模式。 >健康监测系统加速度传感器采集的数据约占整个原始数据的90%,考虑到实施实时采集致使数据量太多，以至于没有充足的人力资源实行处理分 析，而且得到的信息中有很多是重复的冗余信息。所以针对加速度传感 器将定制采集制度，按照一定的条件采集数据，大量地降低无用信息 的冗余。 >用户可在局域网的终端电脑上通过网络观察原始数据，发送采集控制指令，并可设定各种采集制度，对实时数据实行处理，并保存感兴趣的处 理结果。 大桥健康监测系统对于数据管理采用的方法是：构造多层次相互关联的关系型数据库，直接以数据库方式存储原理数据，以便根据各种查询条件检索原始数。据，降低数据的存储资源耗用，提升数据存储与管理效率。 系统根据用户设定自动实行原始数据的预处理，通过图形界面，用户能够观察到数据及其处理结果的过程，即可对原始数据实行动态分析，同时可将指定数。据转换存储为用户指定的格式，为数据交换、共享提供接口和平台。 为保证基于网络的系统安全性，数据管理还应具有访问控制功能。数据库访问采用客户端用户系统与服务器用户系统的双重用户验证系统。数据库访问设有三个访问级别：最高权限用户、次高权限用户、最低权限用户。最高权限用户的最大特点就是能够设定和修改系统参数数据库的各种参数，包括：传感器的校准数据、传感器采样参数、定期采集制度、实时采集制度、数据存储参数、实时报警阀值、系统分析参数、基本结果参数。 2应用方案 根据设计文件，本招标项目健康监测系统主要应用包括两个方面：一是结构 安全状态评估及预警；二是交通监测。 士结构安全状态评估及预警 采用静动力结合的模型修正技术，根据荷载试验实测静、动态响应以及健康
桥隧健康监测系统的设计与应用随着城市交通的不断发展，桥隧建设已成为城市化建设不可分割的组成部分。然而，长期使用和自然因素的影响，桥隧易出现损坏和病害，对交通安全和人身财产安全造成威胁。因此，为了及时掌握桥隧的健康状况，建立桥隧健康监测系统成为了必不可少的措施。 一、桥隧健康监测系统的组成 桥隧健康监测系统主要由传感器、数据采集器、数据存储器、数据分析软件和报警装置等组成。 1、传感器：传感器是桥隧健康监测系统的核心部件，用于收集桥隧的各种数据，包括沉降、倾斜、温度、湿度、振动等。 2、数据采集器：数据采集器是用于采集从传感器中获取到的数据，并将数据存储到数据存储器中。 3、数据存储器：数据存储器是用来存储采集到的数据，用于后续的数据处理和分析。
4、数据分析软件：数据分析软件主要用于对采集到的数据进行处理和分析，提取有价值的信息。 5、报警装置：报警装置用于在某些情况下及时向工作人员发出提示和警报，以便采取相应的预防措施。 二、桥隧健康监测系统的应用 1、桥梁健康监测 桥梁是城市交通的重要组成部分，桥梁的健康状况对交通安全和人身财产安全至关重要。能够及时监测桥梁的健康状况，有助于工作人员及时发现桥梁的病害和损坏情况，采取相应的维护措施，确保桥梁的安全使用。 2、隧道健康监测
隧道是城市交通的重要通道，隧道的健康情况与人们的安全和健康息息相关。隧道中的空气质量、烟气浓度、照明度等因素的监测和预警，对于隧道的安全防护至关重要。 三、桥隧健康监测系统存在的问题及解决方案 桥隧健康监测系统存在的一些问题主要体现在以下几个方面：传感器故障率高、数据传输不稳定、数据处理效率低下等。 针对这些问题，应从以下几个方面进行优化和解决： 1、选择高质量的传感器。传感器的品质直接关系到数据的准确性和稳定性，因此，选择高品质的传感器非常重要。 2、采用稳定的数据传输方式。传感器获取的数据应通过稳定可靠的数据传输方式上传到数据采集器中。 3、优化数据处理软件。数据处理软件的性能优化将有助于提高处理效率，及时处理所收集到的海量数据，快速准确地发现桥隧的病害和损坏情况。
工程施工中的动态监测与数据分析 近年来，随着工程建设的日益复杂和大规模化，动态监测和数据分析在工程施 工中扮演着重要的角色。本文将探讨工程施工中动态监测与数据分析的意义、应用、技术以及未来发展趋势。 一、动态监测的意义与应用 工程施工涉及众多变量和复杂的结构力学特性，为了确保工程质量和安全性， 动态监测是必不可少的。动态监测可以实时获取结构的运行状态，包括振动、应力变化、形变以及材料疲劳程度等数据，从而帮助预测可能的风险和问题。 动态监测在桥梁、大坝、隧道等工程中广泛应用。例如，桥梁的动态监测可以 提供实时的结构健康状况，以便及时采取维修措施；隧道施工中的动态监测可以及时发现地质变形和水文情况，保证隧道的稳定性和安全性。 二、动态监测的技术手段 动态监测的技术手段主要包括传感器、数据采集与传输系统以及监测分析软件。传感器可以实时采集结构变量，并将其转化为电信号；数据采集与传输系统将传感器采集的数据传输到监测中心；监测分析软件利用数学模型和算法对数据进行分析和处理。 传感器的类型多种多样，如应变计、加速度计和压力传感器等。这些传感器可 以安装在结构的不同部位，以实时监测不同的变量。数据采集与传输系统包括无线传输和有线传输，可以根据工程的特点和需求选择合适的系统。监测分析软件可以对采集到的数据进行实时处理、显示和预警，并通过图表、曲线等方式直观呈现。 三、数据分析的意义与应用
动态监测所采集到的数据是海量的，如何进行数据分析并提取有价值的信息成 为关键。数据分析可以帮助工程师了解结构的运行状态，发现潜在问题以及优化设计。 数据分析的应用范围广泛。例如，通过分析结构振动数据，可以评估结构的固 有频率和阻尼比，从而判断结构的稳定性和耐久性。通过分析应力变化和形变数据，可以发现结构的疲劳破坏和变形情况，对结构的维护和修复提供指导。 四、数据分析的技术手段 数据分析的技术手段包括统计分析、模型建立和机器学习等。统计分析通过对 数据的求和、平均值、标准差等进行计算，从中提取结构特性和趋势。模型建立通过建立数学模型来描述结构的运行行为，根据模型的参数对数据进行拟合和预测。机器学习利用计算机的算法进行数据挖掘和模式识别，主要用于大数据分析和复杂系统的解决。 五、动态监测与数据分析的挑战与解决方案 尽管动态监测与数据分析在工程施工中具有重要意义，但也面临一些挑战。例如，数据的质量和准确性、数据存储和管理、数据隐私保护等问题。解决这些问题可以采取一系列措施，如提高传感器的精度和可靠性、建立完善的数据存储和管理系统、加强数据安全保护等。 六、未来发展趋势 随着技术的不断进步和应用的不断扩展，动态监测与数据分析将得到更广泛的 应用和发展。未来的动态监测系统将实现更高精度的数据采集和传输，为工程师提供更准确的结构信息。同时，数据分析算法将更加智能化和自动化，能够更好地识别和预测结构的问题。此外，人工智能和大数据技术的发展也将为动态监测与数据分析带来更多的机遇和挑战。 七、工程施工中的动态监测与数据分析的经济效益
桥梁结构安全监测技术与应用 桥梁作为重要的交通设施，其安全性一直是人们关注的焦点。为了保证桥梁的稳定和安全性，需要进行定期的监测和评估。随着科技的不断发展，桥梁结构安全监测技术也在不断创新和进步，为桥梁的运行管理提供了更加准确和可靠的手段。 桥梁结构安全监测技术主要包括传感器监测技术、无损检测技术、监测数据处理和分析技术等方面。传感器监测技术是指将传感器安装在桥梁的关键部位，通过监测结构的变形、振动、温度等参数来评估桥梁的安全状况。常用的传感器有应变计、位移计、加速度计、温度计等。这些传感器可以实时监测桥梁的状态，当发生异常时可以及时发出警报，保证桥梁及时维修和加固。无损检测技术是指通过利用超声、磁粉、红外等检测手段，对桥梁的材料和结构进行无损检测，提前发现桥梁隐患，避免事故发生。 监测数据处理和分析技术是指对监测数据进行采集、存储、处理和分析，提取有用信息，并进行评估和预测。采集技术主要包括数据采集装置和通信装置，用于将传感器采集到的数据传输到数据处理中心；数据存储和处理技术主要包括数据库和数据分析软件，用于管理和分析监测数据；数据分析技术主要包括数据挖掘、模型建立、预测分析等方法，用于评估桥梁的安全状况，并预测未来的发展趋势。 桥梁结构安全监测技术的应用主要体现在三个方面。通过监测技术可以对桥梁的安全状况进行实时监测，及时发现异常情况，预防事故的发生。监测技术还可以对桥梁进行定期的评估和检测，评估桥梁的结构健康程度，为维修和加固提供科学依据。监测技术还可以对已有的桥梁进行长期的监测和分析，为设计和建造新桥梁提供借鉴和经验。 桥梁结构安全监测技术在保障桥梁运行安全方面发挥着重要的作用。随着技术的不断进步，监测技术将更加智能化和精准化，为桥梁的安全管理提供更好的支持。加强对桥梁安全监测技术的研究和应用，将对桥梁行业的发展和城市交通的安全发挥积极的促进作用。
基于深度学习的桥梁健康监测数据有效 性分析 摘要：桥梁结构健康监测系统包含信息获取与安全评价两个环节，信息获取 环节以多种类型的传感器及相关仪器组成的硬件系统为主。桥梁结构健康监测系 统中数据有效性问题大多是由信息获取环节的硬件设备造成的。监测设备出现故障，无法为后续的安全评价提供正确的原始信息，从而对评价结果产生严重影响，导致桥梁结构事故预兆的漏报或误报。因此，传感器采集的原始信息有效性问题 是桥梁结构健康监测系统面临的重大科学技术问题。本文主要分析基于深度学习 的桥梁健康监测数据有效性分析 关键词：桥梁工程;桥梁结构健康监测;数据有效性;灰色关联度分析 引言 建立四通八达的现代化交通网，大力发展交通运输事业，对发展国民经济， 促进文化交流和巩固国防等方面都具有非常重要的作用。桥梁是交通的重要组成 部分，桥梁安全问题是在役桥梁的核心问题。通过桥梁结构健康监测系统可以实 时了解桥梁结构状态，对桥梁进行有效维护，延长桥梁的使用寿命。 1、桥梁健康监测系统概述 桥梁内部材料老化、外部环境腐蚀等复杂的运行环境，会导致桥梁综合性能 随着时间的增加而下降，安全隐患会逐渐增加，桥梁的使用寿命也会受到影响。 桥梁健康监测系统能够有效地反映桥梁结构的使用状况。它以各种高精度传感器 为基本硬件，围绕桥梁全寿命周期的所有结构展开全面监测，是一种桥梁使用状 况反馈的在线实时监测系统。通过桥梁健康监测系统的应用，可以在桥梁出现异 常情况时及时发出预警信号，并向相关技术人员呈现具体信息，以便在最短的时 间内做出反应，生成决策方案，避免出现大规模的质量问题或安全问题。
2、传统技术及健康监测发展现状 2.1传统技术的弊端 传统的桥梁结构运行状态评估技术主要基于人工检查，包括定期检查、定期 检查和专项检查，但其适用性相对较差，存在诸多不足。根据工程检查，传统技 术的弊端主要体现在以下五个方面。1)人力物力投入大，覆盖面窄，很多桥梁存 在盲点，尤其是现代结构复杂的大跨度桥梁，很多构件和隐蔽工程部位很难直接 人工检查。2)主观性强，难以量化参加测试人员的个人专业素质和专业素质的差异，导致结果容易偏离实际情况，主观因素对结果的真实性具有高度破坏性。经 过长期的发展，虽然桥梁基础设计和施工技术取得了显著的进步，但在结构损伤 的检测和评估方面存在明显的不足。3)传统的检测方法，如机械、光学、电磁波等，主要是由于缺乏整体的人工检测，只能反映局部构件的使用情况，很难系统 地描述全桥各种结构的特点。4)影响正常交通运行的大型桥梁大规模修建，检查 工作通常通过观察平台或车辆来实现，期间必须采取交通管制措施，不利于车辆 的正常运行。5)周期长、时效性差的检验周期通常达到几年，难以及时发现质量 或安全问题，在发生突发事故时难以向决策者提供最新信息。 2.2方法、工具和设备 测试和监测所用方法和设备的合理性和有效性是保证桥梁健康评估结果准确 性的关键保证。目前，桥梁检测车和无人机是常用的检测设备，但桥梁检测车工 作时，不仅影响道路交通，而且安全隐患高；然而，无人机在操作方便性、续航 能力、噪声测试等方面还存在一些问题。这些问题都没有完美解决。此外，桥墩、基础等构件经常需要水下检查，但目前水下检查主要依靠潜水员的水下布置和观察。一方面，潜水员的探测效果受光线、水质等因素影响较大；另一方面，潜水 员往往不是桥梁工程师，很难对水下观测结果做出直接判断。他们需要再次转换 工业术语，然后判断结构的损坏程度。二次转换过程必然会导致一些信息的丢失，不够准确，从而降低检测效率。在无损检测方面，目前可用的方法并不完善，难 点项目很多。比如桥梁电缆的大量断丝仍然采用开窗法检测，否则无法观察到内 部情况，进而造成电缆护套的损坏。同时，混凝土实际预应力检测和孔隙灌浆密 度检测一直难以取得突破性进展。现场试验是评价桥梁承载力的重要手段，但传
桥梁结构健康监测海量数据预处理与挖掘分析 桥梁结构健康监测海量数据预处理与挖掘分析 近年来，随着科技的不断发展和应用，桥梁结构健康监测在国内外得到了广泛的关注和重视。由于桥梁结构的复杂性和重要性，为了确保行车安全、延长桥梁使用寿命，对桥梁结构的健康状况进行实时、精确的监测显得非常重要。 桥梁结构健康监测海量数据的预处理是进行后续挖掘分析的重要步骤。由于桥梁结构存在复杂的变形响应、振动参数，以及各种环境和运载条件的影响，导致生成的数据数量庞大，种类繁多。 首先，在桥梁结构健康监测海量数据预处理过程中，需要对数据进行去噪处理。实际监测中，由于各种因素的干扰或传感器故障，收集到的数据中存在不可避免的噪声。对于精确分析的要求，要通过合理的去噪方法，提高数据质量。常用的去噪方法有平均滤波、中值滤波等。 其次，对于得到的原始数据，还需要进行特征提取。特征提取是从原始数据中提取出具有代表性、信息丰富的特征量，用于进一步的分析和挖掘。常用的特征提取方法有时域特征分析、频域特征分析、小波变换等。通过对桥梁结构的海量数据进行特征提取，可以从中获得结构的振动参数、动态特性等重要信息。 接下来，对特征提取后的数据进行数据降维处理。由于桥梁结构监测中得到的数据维度通常较高，为了方便后续的分析和处理，需要对数据进行降维处理，即从原始数据中选择出最具代表性的特征子集。常用的降维方法有主成分分析、线性判别分析等。通过降维处理，不仅可以减少数据的存储和计算量，
还可以提高数据挖掘的效果。 最后，对降维后的数据进行挖掘分析。在桥梁结构健康监测中，通过对振动反应数据的分析，可以对结构的健康状况进行判别、预测和评估。挖掘分析方法包括聚类分析、异常检测、故障诊断等。通过这些方法，可以发现潜在的异常情况、预测结构的剩余寿命，并制定有效的维修和保养策略。 综上所述，桥梁结构健康监测海量数据的预处理与挖掘分析是确保桥梁结构安全和延长其使用寿命的重要环节。通过对海量数据的预处理，可以提高数据的质量和可用性；通过特征提取和数据降维，可以获得重要的结构信息；通过挖掘分析，可以为结构的评估和维护提供科学依据。在未来的工作中，我们需要进一步发展和完善预处理和挖掘分析的方法，以提高桥梁结构健康监测的效果和精度 综上所述，桥梁结构健康监测的海量数据需要经过预处理和挖掘分析来确保桥梁的安全性和延长使用寿命。预处理包括数据清洗、特征提取和降维处理，可以提高数据质量和可用性，并获得重要的结构信息。挖掘分析方法包括聚类分析、异常检测和故障诊断，可以判断结构的健康状况、预测剩余寿命并制定维修策略。未来的工作需要进一步改进方法，以提高监测效果和精度。这些工作对于确保桥梁结构的安全性和延长其使用寿命具有重要意义
桥梁结构健康监测系统的研究与应用 一、引言 桥梁作为城市和道路的基础设施，必须保持结构的健康状态。然而，桥梁长期处于车辆和气候等各种力和环境的影响下，可能导致桥梁结构出现裂缝、变形等危险情况。因此，建立一套桥梁结构健康监测系统是城市保障桥梁安全与免受损伤的关键步骤。 二、目前桥梁健康监测的难点 但是作者发现，现阶段桥梁健康监测存在以下一个问题： 1.传统的检测方法较为缺乏细节，对于眼不可见的细微裂痕常常难以检测； 2.监测手段过于仰赖破壞性的检测手段，因此在实际应用中可能会对桥梁的稳定性造成不必要的损伤。 3. 传统的监测手段缺乏长期稳定性和实时性，因此检测结果的准确性也会受到影响。 以上这些问题都会影响到监测系统的准确性，增加了桥梁事故的风险，也是桥梁监测领域值得研究的问题。 三、桥梁结构健康监测系统
为了解决以上提到的难点，研究机构开始专注于发展非侵入式，高精度的传感器和软件系统，以建立一套计算机保护桥梁结构安 全的桥梁结构健康监测系统。 桥梁结构健康监测系统通过数据分析、预处理和网络通信等技 术手段，实现了实时，准确地监控桥梁的运行状态和结构健康状况。 该系统的主要组成部分包括传感器、信息处理软件和数据库。 这些组成部分都具有精密的技术和算法，可以显著提高桥梁结构 健康的预判和预警的精度。 四、应用案例 北海公路大桥选取的应用案例说明了目前权威研究团队的技术 在桥梁监测领域的成果。 北海公路大桥是中国南海地区最重要的交通支线，全长28.9 千米，因此需要关注该道路上的所有桥梁的安全性。为此，该机 构研发了桥梁健康监测系统，对3号桥进行了测试。 该系统通过XYZ测量、轴力测试和自磁反应传感器等方法测 得实际数据，并进行分析处理。这些数据被上传到云端服务器， 并进行大规模数据分析，以寻找使该桥梁资源结构和运行状态变 化的原因，并提前预测潜在損傷。
桥梁检测中的数据处理及分析研究 摘要：桥梁检测是桥梁建设中的重要环节，通过桥梁检查能够及时发现桥梁在 建筑过程和长期风雨侵蚀中存在的质量问题，以便及时采取修复和补救措施，提 高桥梁使用的安全性和可靠性。本文针对桥梁检测中的数据处理和分析进行分析 研究，希望能够对桥梁检测提供帮助。 关键词：桥梁检测；数据处理；分析研究 随着我国经济建设的不断发展，道路交通桥梁对人们生活和生产的作用越来 越明显。桥梁的安全性和可靠性对人们财产和生命安全的影响越来越重要。怎样 能够通过桥梁的检测，对数据进行处理和分析，发现桥梁在建造和使用中的质量 问题，在桥梁的建造和维护中具有重要意义[1]。 一、桥梁检测概述 桥梁检测包括桥涵现浇混凝土结构检测、桥涵地基检测、钻孔灌注桩检测、 砌体与钢筋混凝土结构检测、预应力混凝土结构检测、支座和伸缩装置检测、桥 梁静载实验等。我们通常所接触的桥梁检测主要包括桥梁的外观检测、桥梁结构 的检测和在特殊情况下桥梁的检测[2]。 二、混凝土强度无损检测方法 对桥梁结构或构件混凝土强度进行检测是，通常采用无损检测方法，一般包括： （一）回弹法 即利用弹簧驱动的重锤对混凝土表面进行敲击，记录回弹距离，回弹值作为 混凝土强度参考数值加以分析和处理，得出混凝土表面强度的判断，如图1。 图1 （二）超声波法 超声波法是将混凝土看做弹性体进行检测，所得到的检测数值通常会受到混 凝土品牌、规格、外加剂等多种因素的影响，数值差异较大，采用经验公式进行 分析和校正。数据的分析和处理一般利用修正系数法和水泥砂浆换算法。 （三）超声回弹综合法 这种方法采用超声仪和回弹仪，在混凝土构件的同一个部位测量声音和回弹值，利用测强公式推算混凝土抗压强度。 三、桥梁数据处理的原则 桥梁检查数据的处理和分析是桥梁检测的核心环节，通过数据的处理和分析，能够对桥梁的状况进行预判从而得出需要维修和维护的方案，具有较强的针对性，对桥梁的安全性和稳定性发挥重要的作用。保护桥梁检测要本着测量的一致性和 准确性的原则，进行数据处理时要采用统一的评定标准，避免因为采集的数据的 多样性而影响到测量数据的准确性进而造成误差。 四、数据处理的流程 桥梁检测数据采集后，传到数据中心，首先需要对数据的可信度进行评估， 进行数据的清洗工作，将噪音和异常问题处理掉。数据预处理包括：（一）数据可信度评估 桥梁检测数据在采集的过程中往往存在较多的噪音和杂质，具有较大的干扰 作用，数据可信度评估其目的是为了能够确保数据的正确性，通过利用各种检测 方法检测出有问题的数据序列和采集数据序列的传感器，确保得到的数据能够用
桥梁监测解决方案 一、背景介绍 桥梁作为重要的交通基础设施之一，承载着交通运输的重要任务。为了确保桥梁的安全运行和延长其使用寿命，桥梁监测成为必不可少的工作。本文将介绍一种桥梁监测解决方案，以提供准确的监测数据和及时的预警信息，匡助保障桥梁的安全运行。 二、解决方案概述 该桥梁监测解决方案采用先进的传感器技术和数据分析算法，结合云平台和挪移应用程序，实现对桥梁结构的全面监测和数据管理。具体包括以下几个方面的内容： 1. 传感器布置与数据采集 通过在桥梁关键位置布置各类传感器，包括应变传感器、加速度传感器、位移传感器等，实时监测桥梁结构的变化情况。传感器将采集到的数据通过有线或者无线方式传输至数据采集设备，实现数据的实时采集和传输。 2. 数据存储与管理 采集到的数据将存储在云平台中，通过云计算技术，实现对大量数据的高效存储和管理。云平台提供数据存储、查询、分析和共享等功能，方便用户对桥梁监测数据进行管理和利用。 3. 数据分析与预警 通过对采集到的桥梁监测数据进行实时分析和处理，利用数据分析算法识别出异常情况和潜在风险。一旦发现异常，系统将自动发出预警信息，提醒相关人员及时采取措施，避免事故的发生。
4. 可视化展示与报告生成 通过挪移应用程序，用户可以随时随地查看桥梁监测数据，并通过图表、曲线 等形式直观地展示桥梁的变化趋势。同时，系统还可以根据用户需求生成监测报告，提供详细的监测结果和建议，匡助用户进行决策和管理。 三、技术特点与优势 该桥梁监测解决方案具有以下技术特点和优势： 1. 高精度监测：采用先进的传感器技术，能够实时监测桥梁的变形、振动等参数，具有高精度和高稳定性。 2. 实时预警：通过数据分析算法，能够实时识别出桥梁的异常情况，并及时发 出预警信息，匡助用户采取措施，避免事故的发生。 3. 大数据管理：通过云平台和云计算技术，可以高效地存储和管理大量的桥梁 监测数据，方便用户进行数据查询、分析和共享。 4. 挪移应用支持：通过挪移应用程序，用户可以随时随地查看桥梁监测数据， 方便实时监测和管理。 5. 可视化展示：通过图表、曲线等形式直观地展示桥梁的变化趋势，匡助用户 更好地理解和分析监测数据。 四、实施方案 针对不同的桥梁监测需求，可以根据具体情况制定相应的实施方案。普通包括 以下几个步骤： 1. 方案设计：根据桥梁的类型、结构和监测需求，设计合理的传感器布置方案，确定数据采集设备和云平台的配置要求。
桥梁监测数据预处理内容介绍 1桥梁监测数据预处理流程 桥梁监测原始数据采集并传输到数据中心后，这些数据伴有许多噪声与异常问题，首先要这些数据进行可信度评估、数据清洗工作，为了便于后面的数据分析，一般还要做数据统计分析、特征创建和数据降维，这些都是数据预处理要做的工作。 大致可以分为： ①传感器数据的可信度评估，也就是利用各种方法检测出有问题的数据序列和采集这些据序列的传感器，保证数据的正确性，确保可以用来进行数据分析。 ②数据的清洗，也即，对监测数据进行异常数据剔除，然后进行插补 ③监测数据的统计分析，也就是对具有连续性、时序性的桥梁监测数据统计或记录一些对后面数据分析有用的特征，如均值、方差、最大值和最小值等。有些监测系统还需要对监测数据进行数据概化和规范化。 ④监测数据的特征创建，也就是用各种方法与模型对桥梁监测数据进行特征创建，代替原始的时序监测数据作为特征矢量，以便于后面的数据挖掘。 ⑤数据降维，当数据维数或者构建的特征数量过多时，如果把这些参数值都作为算法的输入向量，会有可能会导致维灾难，也会影响算法的效率和准确
度。这时就要做数据降维，减少输入向量的维数，可采用主成分分析、奇异值分解、特征子集选择等方法。 预处理的主要工作集中在前三个部分，后面两个部分一般根据数据分析的需求来确定是否需要。预处理的每个部分都是很重要的，但不是每个部分工作是孤立的，就像传感器数据的可信度评估，在可信度评估前要对数据做滤波去噪工作，做一些必要的数据处理工作，以便能准确的做传感器数据的可信度评估。还有在数据的特征创建的过程中，可能需要对监测数据进行统计分析，以便更科学的对监测数据做特征创建，本文主要研究前三个部分的工作：数据的可信度评估、数据清洗和监测数据的统计分析。 2桥梁监测数据预处理方法介绍 传感器数据可信度评估的评价方法如下。 1用传感器返回的状态标志判断数据的可信度，因为每个传感器都有采集 时的状态标志。 ②对每个传感器的数据建立历史趋势模型，桥梁监测数据都是时序数据,可用时序序列分析技术建立历史趋势模型，建立模型的数据要用开始采集的 正常的据。建立模型后，可根据模型来预测数据，只要是不在预测范围的 都是不可信的数据。 ③对同截面、同类型的传感器建立模型。可以对同一个截面的各类传感器建立相关模型，判定一个传感器数据时可以根据其他数据来确定是否可疑。也
桥梁智能检测技术的研究与应用 摘要：传统检测技术在桥梁结构检测中得到了充分的应用，但由于需要进行传 输线缆的布设，往往造成工作量大、干扰因素多等诸多不便。基于无线技术的桥 梁智能监测技术，在无线收发模块以及移动技术成熟之后，丰富了桥梁测试技术。无线传感测试以及无线传输等技术给桥梁检测带来了诸多方便。本文在分析基于 无线传感器的智能监测技术发展历史以及无线采集系统的特点的基础上，探讨了 智能无线技术在桥梁检测中的应用。 关键词：桥梁监测；智能检测；无线技术 一、基于无线技术的智能检测概述 智能检测系统一般包括传感器、无线数据传送模块、中心管理、数据收集器以及相应的 软件设备共同组成，这五个模块是智能检测系统的技术核心部分，五个部分缺少任何一个都 不能够实现智能检测的功能。无线传输技术应用于桥梁检测首先开始于 20 世界 90 年代中后期，完整的集成桥梁检测系统是由美国斯坦福大学研发的。在桥梁检测的无线电通信应用中，根据无线电组网方式的不同，目前主要划分成两类，一类是以局域网为基础的无线电通信桥 梁检测技术，另一类是基于公用网路的无线电通信桥梁检测技术。下面我们将就这两类不同 的无线电通信技术进行详细的分析。 1、以局域网为基础的无线电通信桥梁检测技术 采用局域网组网方式为基础是由桥梁检测应用的时间周期和待检桥梁规模的大小而决定的。局域网组网方式一般主要应用于各种规模，桥梁检测周期较短的各种需求。受限于局域 网的实现机制和网络通信形式，这种检测技术对数据采集传感器之间的同步传输要求比较的 严格。其主要的实现原理是通过设立多个无线传输模块，应用数据传输的跳传技术，通过与 各个无线信号发射和收集中心与这些模块之间的协作运转，实现局域网数据的远距离数据传输，根据实际检测统计，这个传输距离一般可以超过 10 km。以局域网为基础的的无线电通 信技术其主要的组成构件主要有三个部分。这三个部分分别是传感器、无线中继、无线信号 收发设备。传感器是数据收集的起点和开始，通过传感器检测，将桥梁的温度、硬度等以无 线信号的形式传输出去。中继器的主要作用是数据的续航，也成数据的重新发送，这是实现 数据远距离传送所必不可少的设备。无线信号收发中心，这个部分是数据的收集点和发送源，因此，接口和一些相配套的软件设备都是必不可少的。 2、以公用网路为基础的无线电通信桥梁检测技术 公用网络具有稳定性、数据含量大、范围广、传送机制完善的特点。因此基于公用网路 的无线电通信检测技术主要被应用与规模不是很大的各种桥梁的长期检测。因为网路的架构 比较固定且覆盖的范围也较为广泛，这就省去了局域网为基础的无线电通信检测技术中需要 多布无线信号收发中心的工作，而且能够检测地域分布距离较远的桥梁并不需要严格的数据 传输规定。无线公用网络技术在我国已经十分的成熟了，中国三大移动通信巨头，中国电信、中国移动、中国联通都相继推出了自己比较成熟的无线公用局域网，只需要拥有账号和密码，在信号覆盖地区都能实现全天候、全区域实时的无线数据接收功能。这些功能的实现主要是 基于 GPRS和 GSM 网络技术。 二、桥梁智能检测系统结构与应用 1、数据采集与数据管理 数据采集是桥梁智能检测系统的起点，同时也是整个系统的核心部件。基于无线数据采 集与数据管理的构成主要包括数据传感器，无线网络和数据管理系统三个重要部分。传输技 术的桥梁智能检测的基本原理：利用数据传感器感应桥梁的各项参数形成信号数据，经由无 线信号发射把这些数据传输到无线网络进行储存，然后通过数据管理进行数据的提取和处理 分析。 由于桥梁检测设计的参数种类较多，传统的有线桥梁检测系统因为应用的传输网线连接 各个数据采集设备的形式，这项为了实现桥梁测试点与点，面与面之间的数据远距离通信交 流就需要大量的设备。传统形式的数据采集与管理就会出现许多的问题，这些问题主要表现