润扬长江大桥结构健康监测系统研究

介绍了国家重点工程——润扬长江大桥结构健康监测系统研究的主要成果，综合评述了大跨桥梁健康监测研究的主要进展和关键问题．主要内容包括：系统的构成、目标和主要子系统的功能、监测项目的确定和布点策略、监测仪器的选择与检测技术分析、桥梁结构状态识别与安全性评估的方法与策略等．文中较为系统地论述了目前大跨桥梁健康监测系统建立与研究中的主要问题，指出了结构健康监测技术、状态识别和可靠性评估的可能技术途径，阐述了大跨桥梁健康监测系统的发展方向．     

桥梁健康监测与状态评在的研究现状与发展

综述了桥梁结构健康监测的一些实际应用,对以往有关损伤诊断的一些方法进行了评价,着重分析了当前桥梁健康监测中所到的困难,在此基础上结合桥梁的结构特性与工作环境提出了一套新的桥梁健康监测与状态评估发展策略,其中强 调了结构动力指纹增长与更新的概述２以及动态子结构与模型修正法的综合运用,并最终将桥梁承载能力作为状态评估的重要指数,使桥梁的观察、监测与安全评估有机地统一起来。     

基于中性轴的混凝土梁桥监测方法与指标研究

中小跨径桥梁数量多分布广,混凝土梁桥占比极高,其结构安全性和耐久性十分重要.为评估此类桥梁的结构性能和安全储备,提出基于通用结构参数中性轴位置的监测方法,建立相应的指标体系与评估理论框架.基于理论分析与有限元仿真分析,研究加筋混凝土梁在不同预应力下的中性轴指标在弹性、开裂、强化阶段的参数特性和退化规律.在实桥上针对中性轴指标设计健康监测系统,根据大量实测应变响应数据估计中性轴指标并进行统计分析,映射混凝土梁桥的结构行为.结果表明,中性轴指标体系能够有效表征桥梁结构的性能退化和损伤发展,可指导设计与管理养护,具有较好的实用和推广价值.     

润扬大桥结构健康监测策略

对建立大跨桥梁结构健康监测系统的关键问题--大跨桥梁结构健康监测策略进行了分析研究,阐述了大跨桥梁结构健康监测项目的选择依据、传感器优化布设的原则与主要依据、传感器选择的原则等.提出了综合考虑大桥的结构特点和各个方面对系统功能的要求,通过费用-效益比分析,确定长期监测和周期检测内容的项目选择原则.关于传感器的布设,提出了遵循从状态评估的需要出发,以有效和经济为目标,使测点能够发挥最大效应的原则,综合结构安全评估、传感器布设优化理论等因素进行优化布设的方法.在有限元分析的基础上,应用遗传算法进行了润扬大桥结构健康监测系统振动和应变传感器优化布置的理论分析.然后进行了润扬大桥结构健康监测传感器系统的总体设计.     

桥梁结构监测数据预处理方法及其应用

介绍了桥梁结构监测数据预处理的几种方法,并基于九江大桥健康监测系统,对系统采集的数据首先选用其中的两种数据预处理方法,分别判别数据中的异常值,剔除粗大误差,其次采用数据平滑方法对噪声数据进行处理,采取这些合理的数据预处理方法最终可以获得对桥梁结构健康状态评估起重要作用的有效数据.     

桥梁健康监测与状态评估的研究现状与发展

综述了桥梁结构健康监测的一些实际应用．对以往有关损伤诊断的一些方法进行了评价,着重分析了当前桥梁健康监测中所遇到的困难．在此基础上结合桥梁的结构特性与工作环境提出了一套新的桥梁健康监测与状态评估发展策略,其中强调了结构动力指纹增长与更新的概念以及动态子结构与模型修正法的综合运用,并最终将桥梁承载能力作为状态评估的重要指数,使桥梁的观察、监测与安全评估有机地统一起来     

基于折扣高斯粒子滤波器的桥梁可靠性动态预测

桥梁健康监测(BHM)系统在长期运营中积累了大量信息,如何利用这些信息动态预测结构可靠性已成为BHM领域的关键科学问题之一.为合理预测桥梁的动态可靠性,应用BHM系统日常监测的极值应力数据,建立带有最优折扣因子的动态线性模型,结合高斯粒子滤波器给出折扣高斯粒子滤波器预测算法,分别对日常监测极值应力的一步向前预测分布参数和状态变量后验分布参数进行修正预测,并基于此,采用一次二阶矩(FOSM)方法预测桥梁的动态可靠性,结合桥梁实测数据对所提方法进行了验证分析,为桥梁预防性养护维修决策提供理论基础.     

基于大数据的桥梁健康监测数据存储及预警方法

提出一种基于大数据的桥梁健康监测系统平台,在全面考虑影响桥梁服役性能的各个因素下对桥梁安全状态进行评估和实时预警。该系统平台利用容错率高的分布式文件系统以及计算效率高的平行数据处理引擎,具有高可靠性、可用性和存储效率,且易于扩展。进而采用多因素分析方法充分挖掘桥梁各个传感器实时数据之间隐含的关联性,通过分析数据相关性准确建立桥梁服役性能评估模型,并对桥梁安全状况进行实时预警。此外,该系统平台为测试模型的有效性,分别采用多种模型验证方法进行评估,确保大数据分析方法的可靠性。     

黄埔大桥健康监测系统设计

桥梁在运营阶段，受恶劣环境的侵蚀、各种动、静力荷载的影响以及桥梁自身结构的退化等因素的影响，损伤不断累积，抗力和使用寿命也相应折减。如何对运营期的桥梁结构进行监测和评估，为桥梁维修养护提供科学依据以确保结构安全是目前桥梁界面临的主要问题。本文以桥梁安全为目标，详细阐述了珠江黄埔大桥南北汉主桥健康监测系统设计。     

基于健康观测的大跨度悬索桥结构评估

结合宜昌长江公路大桥的健康监控,探讨了悬索桥结构健康监控中的主要内容及实施方法.介绍了几种常见的桥梁结构评估方法,并对宜昌长江公路大桥进行结构评估,为同类桥型的健康监测及结构评估提供有益参考.     

煤矿瓦斯安全监控系统的改进

在分析了原有瓦斯监测监控系统在数据网络化管理、瓦斯监测技术上所存在问题的基础上,对系统的监测方法提出了改进,新增了管理决策功能。首次从监测技术上提出了联动分析法,将多因素、多测点综合联系起来进行监测,并对监测数据进行动态分析,弥补了传统监测技术的不足;同时,创造性地对每个测点进行了测点定义。通过管理上的改进和监测技术的创新,增强了煤矿瓦斯的监控管理力度及监测准确性。用改进后的煤矿瓦斯安全监控系统,以山西省临汾地区煤矿为研究对象进行了实地应用,取得了显著的成效。     

地理信息系统空间多维数据自动监测方法

为了解决传统监测方法有很大不确定性,监测结果不准确的问题,通过正交变换处理研究地理信息系统空间多维数据自动监测方法。对地理信息系统地形空间多维数据和道路空间多维数据进行可视化处理,利用人工神经网络对其进行降维映射。在保证数据项在低维空间中相对距离不变的情况下,通过正交变换处理,令空间数据在相邻时间的坐标偏移达到最小,帮助用户发现相邻时刻监测区域的不同之处,实现地理信息系统空间多维数据自动监测。结果表明:所提方法监测结果和人工统计结果最相符;所提方法监测F值一直高于0. 9。可见所提方法监测精度高,有很强的可行性与可靠性。     

多采样率主元分析的过程故障检测

针对多采样率过程监测问题,提出了一种基于多采样率主元分析的故障检测方法.该方法构建了一种重新采样机制,直接利用多采样率数据计算模型中的协方差矩阵,充分利用了样本中的大量不完整数据信息,减小了多采样率数据带来的偏差,给出了离线建模和在线故障检测算法.分别在数值平台和Tennessee Eastman(TE)工业平台进行了仿真分析.仿真结果表明,所提出的方法更适合多采样率过程的故障检测,效果良好.     

基于Python的房屋安全健康监测数据处理与预测分析

房屋安全问题愈发受到重视,对于老旧房屋的自动化健康监测十分必要。本文在此背景下,优化自动化监测数据的预处理流程,使用Python丰富的“库”资源构建预处理程序。程序使用灰色关联法对数据进行可信度评估筛选数据,利用箱形图筛选异常数据,并对异常数据和缺失数据进行插补替换,最后使用卡尔曼滤波平滑数据以降低数据离散度;自动化监测设备因自身特点易受到周围环境的影响,为此提出了一种利用人工监测数据校核自动化监测数据的数据比对方法,以保证自动化监测数据的准确性和可靠度;最后使用拟合曲线实现变形监测数据的短期预测,预测精度达到0.1%,有效预测时间约10天,最终的结果满足程序设计需求。     

三维激光扫描技术在建筑物变形监测的应用

为了解决复杂的或高大的建筑物结构变形监测问题,采用了地面三维激光扫描技术,研究了三维激光扫描的单点定位精度,数据采集方法和相关的数据处理方法,提出了利用建筑物特征线是否变形来判定建筑物变形的思路。实验结果表明:该方法操作方便,计算结果可靠,能满足精度要求,具有工程实用价值。     

多源卫星遥感溢油信息提取方法

为解决溢油监测精度较低的问题,利用多源遥感信息,提出基于多波段、多时相、多类型三方面的多源卫星遥感溢油信息提取方法.实证案例分析结果表明,该方法可有效提高溢油监测精度.     

基于拉普拉斯正则化概率主元分析的故障检测

概率主元分析(PPCA)及其扩展方法用于过程监测时,只提取了过程数据的全局特征,并未考虑数据的局部结构.当数据的流形结构复杂时,传统的全局建模方法难以获得准确的预测效果.提出了一种基于拉普拉斯正则化的概率主成分(LapPPCA)模型,将数据的流形结构引入到传统概率模型的似然函数中,使得LapPPCA能够同时提出数据的全局和局部特性.同时提出了基于LapPPCA的过程监测模型,并在田纳西-伊斯曼(TE)过程上验证了该方法的有效性.     

基于长期监测数据的桥梁局部时变可靠度分析

本研究提出了一个基于长期监测数据的桥梁局部时变可靠度分析方法。首先,对原始监测应变数据进行预处理,滤掉电磁干扰导致的异常数据;然后,考虑到季度温度效应对监测应变数据统计特征的影响,基于年温度监测数据,采用聚类分析法,对桥梁局部位置的监测数据进行统计时间段划分,实现了统计时间段内荷载效应数据对应统计特征的提取;进而,结合结构抗力经时变化模型,对桥梁结构考虑抗力衰减的抗力时变概率分布进行分析;最后,对在役桥梁局部监测点位置进行了全期局部时变可靠度分析。通过实桥数据分析,验证了所提方法的合理性和有效性,为桥梁结构局部时变可靠度分析提供了理论基础和应用方法。     

基于局部邻域标准化策略的多工况过程故障检测

为满足实际工业过程中的生产需求,复杂的化工过程往往会包含多种运行模态,而且过程数据不再单一地服从高斯分布或非高斯分布.过程数据的多工况分布特性以及同一工况下数据分布的不确定性使得传统的多元统计方法无法得到满意结果.针对复杂化工过程中多工况以及复杂数据分布的问题,提出一种基于局部邻域标准化策略(Local Neighborhood Standardization,LNS)的故障检测方法.首先,运用局部邻域标准化策略对历史数据集进行预处理,并充分考虑到邻域密度,再通过局部密度因子(Local Density Factor,LDF)构造监控统计量,进而对工业过程数据进行在线故障检测,最后通过数值例子和Tennessee Eastman(TE)过程验证本文方法的有效性.     

基于马氏距离累积量的斜拉桥主梁损伤识别方法研究

斜拉桥主梁是其运营中最为主要的受力构件,主梁的损伤识别方法研究一直是热点问题。针对结构健康监测数据,提出了一种基于马氏距离累积量的时域损伤识别方法。首先,构造基于马氏距离累积量的结构损伤识别向量,给出了利用监测数据进行损伤识别的操作流程。其次,建立了金塘大桥有限元模型,以正弦力激励的方式获得结构单元在健康及损伤状况下的加速度数据;并利用无损伤状态下的加速度数据作为参考样本,损伤状态下的加速度数据作为待测样本,通过对比损伤识别向量的变化情况进行斜拉桥主梁的损伤识别。最后,针对金塘大桥的实桥监测数据,进一步验证了该方法的有效性。结果表明,基于马氏距离累积量的损伤识别方法可以较为准确的识别斜拉桥主梁的损伤状况。