大数据背景下的桥梁结构健康监测研究现状与展望-

结构健康监测(SHM)技术在许多大型桥梁的运营养护管理中均有应用,但已有监测系统积累的海量数据并未被充分解读。为将大数据技术引入到桥梁 SHM 数据的处理分析中,首先总结大数据的概念和构成要素;然后分析SHM 数据的工业大数据属性,梳理桥梁SHM 大数据的研究方向;随后综述包括处理技术和分析方法在内的大数据技术在桥梁SHM 中的应用现状,在由数据预处理、数据融合、特征工程、模式识别、可视化构成的大数据分析流程中提出 SHM 大数据研究的需求和应用场景;最后对大数据技术在桥梁SHM 中的前景与驱动力进行展望和讨论。结果表明:SHM 大数据研究应以结构状态评估为落脚点;大数据处理技术在SHM 的系统框架搭建及数据分析能力扩展方面虽已得到较多应用,但其并非 SHM 大数据研究的重点;SHM 数据融合对大数据分析方法有迫切需求,以实现桥梁 SHM 数据与外观检测等多源异构数据的多层面融合;深 度 学习、集成学习为结构状态敏感特征的提取提供了新的算法;有监督、无监督机器学习方法结合海量SHM 数据将对结构状态评估下的模式识别问题形成更全面的认知;异常识别、相关分析、迁移学习等方法可为实桥SHM 损伤识别提供支撑。研究结果可为SHM 领域的大数据研究提供参考。

  • 2021-06-25
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