中铁大桥(南京)桥隧诊治有限公司江苏南京210032
摘要:近年来,桥梁监控数据的处理问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了监测与监控技术在桥梁施工中的应用价值,并结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就桥梁监控数据的处理展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
关键词:桥梁;监控;数据;处理
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作,桥梁监控工作的特殊性不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对桥梁监控数据处理的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
最近几年我国交通需求不断增大,桥梁的应用也就愈加广泛,而且也方便了人们的出行和生活。我国目前已有桥梁的长度从几十米到几千米不等,跨度和柔性也都在不断增大,但桥梁坍塌事故仍在不断发生。因此要从事故根源出发,加强桥梁的监测与监控技术水平,确保桥梁施工质量以及日后的安全使用。桥梁施工中所采用的监测与监控技术是对施工全过程的状态监控,随时搜集并整理、分析数据,发现问题随时调整,以保证桥梁结构的线型和内应力都维持在良好状态;也为后期桥梁在线监测系统数据分析提供最原始初值。随着桥梁建设的科学化、多样化和新颖化的发展,监测与监控技术的价值也就愈发重要,只有进行实时监测才能保证桥梁施工质量和安全。
3桥梁监控数据的处理和分析
3.1丢失数据的处理
在监测数据库中,会出现数据丢失的情况,数据库中的数据和实际采集的数据量不一致。可以通过线面的方法处理遗漏的数据。
1)人工生成丢失数据。这种方法效率低,成功的概率小,对于丢失很多数据的情况难处理。
2)采用丢失的值生成遗漏的值。同一个类型所有丢失的值采用事先选取好的值来填补。如果同一类数据遗漏的值较多,就可能影响数据分析的近程,对数据分析带来不良的影响。这种方法虽然简单,但是需要仔细分析数据填补后的情况,尽量避免数据填补后桥梁结构分析的误判。
3)忽略丢失数据。如果数据库中某个点的数据丢失了,在分析处理数据库的时候,不考虑丢失的数据。如果数据丢失比较多,数据库的分析处理会带来很大的误差。
4)采用数据的平均值填补数据的遗漏值。计算出一段数据的平均值,把平均值作为丢失数据的有效值。
5)通过曲线拟合的方式(最小二乘法、回归分析)获得有效可靠的数据,弥补丢失的数据。
3.2对于噪声数据的处理
在桥梁监控系统中(特别是动态监控),监测周期长,监测数据量巨大。在监测数据库中通常包含异常数据,这些数据往往是外部原因造成的,这些数据和真实的数据存在着很大的差异,我们需要采用很多方法来判别数据干扰和实际数据的差异。随机的噪声数据分布在整个时域空间内,在整个的数据库中都会存在。为了获取有效的数据,我们需要去除噪声数据。通常可以采用数据平滑的方法来处理异常数据。数据平滑的方法处理数据(xi,yi),(i=0,1,2…,n),数据处理结果是要得到一组有效的数据,数据处理的结果是需要获得良好的平滑计算公式,而不是把工作重心放到多项式参数的拟合上。数据平滑的方法引用非常广泛,它可以减少噪声对数据带来的影响,尤其是一些特殊的原因带来的影响,例如带通滤波,低通滤波和高通滤波。数据平滑的数据处理方法主要用到五点二次平滑。这种方法在监测数据的处理过程中有效可靠,是一种非常高效的方法。
3.3异常数据库的处理与分析
大型桥梁结构监测过程中,异常值指明显不符合监测规律的特殊数据监测结构。处理异常数据库中的监测数据需要监测软件采用相关的算法来实现。通常在异常数据的处理中,采用的识别周期较长,通常以周为单位对数据进行处理。
监测的数据处理通常也采用的类似平滑的方法、肖维方法、格拉布斯方法。由于肖维方法、格拉布斯方法在运算上非常复杂,处理不方便。3σ方法处理简单,对于大数据量的处理意义重大,采用这个方法得到良好的处理模型。在统计学中,统计大部分数据,如果测试值的差值超过3σ的概率已经非常小。在实际的分析处理中,通常认为差值超过3σ的测量值是由于外部环境原因造成的是异常数据,需要处理。通过3σ方法的处理方法,把数据库中测量值和平均值进行比较,如果差值不负责准则认为是异常值。
4我国市政市政道路与桥梁施工质量监控措施
4.1做好施工前的实地考察工作,绘制科学合理的工程设计图:在进行市政道路与桥梁施工前,重要的一项工作便是进行实地考察,然后绘制工程设计图。在这一过程中,考察和设计人员应详细的考察各项建设指标,由于道路和桥梁的施工环境都是在室外,尝尝伴随着山川湖泊和各种建筑群,因此要考察的建设指标更多更复杂,相关工作人员应具备强烈的责任感,做到事无巨细,为工程的顺利开展奠定良好的基础。
4.2做好前期规划与后期养护工作:(A)市政道路与桥梁施工的前期规划是保障施工质量的重要前提条件,在前期规划工作中,要做好工程图纸的设计和评审工作,首先,工程图纸必须要由专业人士设计和评审,其次,对于工程图纸中出现的错误要及时的更正,并提出相应的解决方案,同时还要做好部门之间的协调工作,责任到人,预防因施工图纸出现问题时造成各部门推卸责任的情况。(B)市政道路与桥梁施工的后期养护工作对于延长道路和桥梁的使用寿命,保护人们的出行安全非常重要,因此,各施工单位在道路和桥梁的后期养护工作中要具有高度的责任心和使命感,定时定期的检测道路和桥梁的使用情况,防微杜渐,不放过一些小的道路和桥梁问题,由于我国的城市化进程不断加快,城市人口激增,城市道路和桥梁所承受的压力也非常大,所以应更加高度重视道路和桥梁的后期维护工作。
4.3.严格把控材料与设备的质量,杜绝偷工减料的现象:(A)目前,对道路与桥梁的施工材料具有多项要求。为保证道路和桥梁的施工质量,各建筑材料质检单位要严格把控建筑材料的质量,不让不符合国家标准的建筑材料蒙混过关。建筑材料事关工程的最终质量,更事关人民的道路出行安全,因此应该格外的重视。(B)道路和桥梁施工过程中必然会用到大量的机械设备,这些设备往往价格昂贵,维护过程也是十分复杂,因此,各有关部分要组建高素质的设备检测和维护团队,在设备的运输和保管过程中做到滴水不漏,对设备出现的问题做到及时发现、及时解决,总结设备检测和维护经验。此外,建筑材料和施工设备必须由专人负责保管,在施工阶段也必须派专人到工地现场进行详细的审查和检测,确保道路和桥梁的施工质量。
5结束语
综上所述,加强对桥梁监控数据处理问题的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的桥梁监控数据处理工作过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献
[1]邹双朝.变形监测综合数据处理系统的研制[J].工程勘察.2017(11):60-62.
[2]黄方林,王学敏.大型桥梁健康监测研究进展[J].中国铁道科学.2017(01):115-116.