桥梁健康监测信息的数据驱动处理方案分析

摘要：面对着大量的桥梁健康监测数据，需要针对这些数据进行科学细致的分析，将数据误差控制在最小限度内，采用切实有效的数据驱动处理方案，从而良好发挥这些数据的优势和作用，为推进桥梁安全稳定运营提供重要的前提条件。本文主要是从桥梁健康监测信息的有效数据分析入手，重点介绍了桥梁健康监测信息的数据驱动处理方案，为全面有效提升桥梁信息监测水平的持续提升提供一定借鉴和参考。

关键词：桥梁；健康监测信息；数据驱动处理方案

桥梁在交通体系中占据重要比重，针对桥梁进行监测保证桥梁的安全，对于推进交通出行活动的顺利开展具有积极意义。桥梁使用年限越长，越容易受到外在环境和车辆荷载的影响，导致总体承载力和刚度都逐渐下降，不利于充分有效保证桥梁的正常使用效果。对此，需要积极开展桥梁健康信息的监测工作，提升桥梁结构的安全运营水平。

1 桥梁健康监测信息的积极意义

开展全面充分的桥梁健康监测工作，能针对桥梁工程质量状况进行全面分析和了解，掌握各项信息，为及时有效处理各项质量问题提供重要参考。通过桥梁健康监测信息，能保证各项数据资料的准确性持续提升，并且为工程质量的总体状况监控工作提供重要的前提条件。桥梁工程在长期的运行过程中，容易受到较多外在因素的影响，再加上其本身建设过程中存在着的一些质量缺陷，从而容易出现一些钢筋锈蚀、沉陷和裂缝问题，导致工程的总体使用质量和运行状态不符合相关标准，影响到了人们的交通出行。在桥梁健康监测信息的综合应用工作中，将能够及时发现桥梁建设和使用中存在着的问题，并加以充分有效的处理，这样将能够尽可能的延长桥梁工程的使用寿命，给人们提供良好的基础条件。

2 桥梁健康监测信息的数据驱动处理方案

2.1 全方面开展数据检查工作

面对桥梁运行过程中存在着的质量问题，需要采用科学合理的方式和手段加以处理和应用，通过全方位的数据检查，将能够更为充分、细致、全面的掌握桥梁的总体健康状况，为开展桥梁工程的总体监控，保障桥梁的安全稳定运行提供重要的信息支持。在收集大量数据资料时，需要做好全方位的数据检查工作，将一些不符合要求的数据进行准确剔除，主要是指一些误差较大、与检测结果存在明显差异的数据，从而保证后续数据监测结果分析具有较高的准确性。

2.2 数据处理方法

在处理桥梁健康监测信息的过程中，首先需要针对系统误差进行处理，这是在重复测量数据的过程中，这些误差值的大小和符号保持均衡，或者存在着一定规律性的误差，这其中的桥梁健康监测过程中，这些数据的存在着试验再现性和不可再重复性，开展理论上的推导是数据分析的主要方式，其中采用数据分析法将能够起到良好效果。判断数据中是否讯在着系统误差，需要通过计算数据比较法、残余误差检验法以及计算数据比较法等，并针对仪器和周围环境进行细致检查，将干扰因素的影响进行有效控制。其次，采用粗大误差数据处理方法进行准确判断，能良好剔除数据中的一些粗大误差信息。面对采集频率较高所获取到的大量数据进行分析时，通过拉伊达法则开展粗差分析工作，将能够起到良好效果。[1]

2.3 数据驱动处理工作

数据驱动是通过处理和分析大量在线和离线过程数据，从中挖掘到各项数据中的隐含信息，为决策活动的顺利开展，保证各项系统的监控、诊断以及优化工作取得良好效果。开展桥梁健康监测信息数据驱动处理工作的过程中，不会受到全局数学模型的限制，能够为监测桥梁的各项数据信息提供重要的支持。数据驱动控制工作，能从数据到控制器进行综合设计的无模型控制，并积极有效推进故障诊断工作。具体使用数据驱动方式进行桥梁健康监测信息处理的过程中，首先，需要将以往众多桥梁信息数据进行充分收集，并以此构建起一定的历史数据模型和预测模型，将这些模型和桥梁的实时运行情况进行逐一比较，这样将能够开展完整性的比较活动，实现故障诊断目标。在故障诊断过程中，主要是通过多元统计分析、小波分析、聚类分析等方式，从数据表层信息出发，尽可能的挖掘出其内在的一些隐含信息，从而为操作人员判断桥梁的总体运行状况提供科学合理的指导。[2]

3 桥梁健康监测信息的数据驱动处理方案的对比分析

3.1 桥梁健康监测信息方案对比

针对桥梁工程的监测，主要是通过测绘工具和监测系统，获取各项运行参数和数据，通过分析其和桥梁工程施工建设中所要求的各项技术参数情况，进而获得相应的检测结果。这种数据监测方案应用过程中，信息和数据的获取以及比較分析都容易出现较多的误差，主要是因为其没有经过全面的模拟，只能够得出一些表面基础的数据和信息，并且没有进行算法的验证工作，这样就导致所得出的最终结论中埋藏着一些不准确的信息。想要充分有效推进桥梁工程健康监测信息的最终结果具有较高的准确性和真实性，从而为开展桥梁工程的总体养护工作提供重要的支持，需要充分发挥数据驱动处理方案的优势和作用。积极明确桥梁工程数据驱动计算方式，将y（k），u（k）作为在k时可开展系统输出、输入的表示，将ny和nu作为系统未知阶数的表示，而将f（……）表示未知的非线性函数，将能够得出一般情况下的非线性离散时间系统：

Y（k+1）=f（y（k），……，y（kny），u（k），……，u（knu））。

并以此系统为重要根据，得出系统控制模型，开展桥梁信息系统的信息监测工作，将能够为提升数据监测效果提供一定支持。数据驱动处理方案应用中，还需要将桥梁健康信息监测过程中的各项信息缺失信息进行补偿分析，寻找到表层之下的一些信息，寻找到其中存在着异常情形的数据，将数据曲线进行处理之后，和理想之中的数据状态进行细致对比，从而寻找到挠度测量点的最终结果。

3.2 数据驱动处理方案的优越性

采用数据驱动处理方案，有效处理桥梁信息，开展健康监测工作，具有积极优势，主要表现在：其无须通过构建专门模型库，使用的控制器较为简单，运行速率较快；这一处理方案能够有效分析和统计离线数据，不用受到在线监测数据分析的限制，同时能够在较短时间内寻找到桥梁监测数据发展的趋势，这样在实际应用的过程中，十分敏感于异常数据的存在情况，因而能够及时发现异常数据；通过数据驱动处理方案，不会受到信号接收环境的影响，随时随地都可以接收实时信息，并进行存储，还能够和模型驱动方法进行联动，共同开展桥梁信息的监测工作，保证监测效果。

4 结语

桥梁工程实际运行过程中会受到较多因素的影响，需要针对其各项信息和数据进行综合分析和监控，充分挖掘各项潜在信息，及时发现其中存在着的质量问题，并加以良好的处理，这样将能够延长桥梁工程使用寿命，充分发挥桥梁工程的应用优势和作用，使其给人们的出行提供良好的前提条件。桥梁健康监测信息的数据驱动处理方案，在充分有效推进桥梁各项健康信息监测活动顺利开展并取得良好成效方面具有积极意义。

参考文献：

[1]梁宗保，胡怡然，张凯.桥梁健康监测信息的数据驱动处理方法研究[J].计算机技术与发展，2013（10）：258260.

[2]宗周红，钟儒勉，郑沛娟，等.基于健康监测的桥梁结构损伤预后和安全预后研究进展及挑战[J].中国公路学报，2014，27（12）：4657.

作者简介：常开洪（1986），男，汉族，云南镇雄人，在职硕士，讲师，主要从事机电一体化控制方向；张富贵（1973），男，汉族，贵州仁怀人，博士，教授，主要从事农业信息学研究方向。