自动化沉降监测数据在线处理

摘要

随着传感器技术发展，自动化监测技术越来越得到广泛的运用。自动化沉降监测技术是目前建筑物沉降监测的主要发展方向，其中的关键问题就是数据的在线处理。所以本文旨在研究自动化沉降监测数据在线处理方法，以提高获得的沉降量的精度，为以后的工程应用提供一定的依据。
　　首先在自动化沉降监测数据异常处理方面，为实现自动化沉降监测数据的异常在线检测建立滑动窗口，并提出基于预测模型的沉降异常检测方法，该方法降低了异常检测的误报率，从而提高了检测异常的准确性。然后通过模拟数据对该方法的异常处理的灵敏度进行了测试，并确定了合适的滑动窗口大小等参数，并对检测出的异常进行修复，保证了数据的连续性并使其满足监测数据精度。
　　然后在自动化沉降监测数据处理中，需要将自动化沉降监测数据信号转换为对应的工程实体的沉降量，由于滑动窗口内的自动化沉降监测数据都是不同的，使用单一阈值与拟合模型并不能很好适应窗口内数据，为提高获得的沉降量的精度，提出了基于小波及拟合的数据处理方法。该方法依据窗口内数据的均方根误差与信噪比动态选取阈值与拟合模型。通过实验表明，该方法获得的沉降量不仅可以满足人工监测要求而且可以提高获得的沉降量的精度，与人工监测得到的沉降量的差值降低了大约0.1-0.4mm。
　　最后为了实现自动化沉降监测数据的在线处理，提出了基于滑动窗口的在线处理方案，该方案通过建立缓冲区，将异常处理和基于小波及拟合的数据处理方法嵌入其中，从而对数据实现在线处理。通过实验可以得到该方案完成了自动化沉降监测数据的在线处理，得到沉降曲线与沉降速率。各监测点人工监测成果与在线处理成果差异值最大为0.9mm，最小为0.3 mm，获得的沉降量与人工监测数据基本一致。

目录

封面

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的主要研究内容及组织结构

1．3．1 主要研究内容

1．3．2 论文的组织结构

第2章 自动化沉降监测异常处理

2．1 自动化沉降监测数据异常

2．1．1 异常的定义

2．1．2 异常的分类

2．2 基于预测模型的沉降异常处理方法

2．2．1 滑动窗口

2．2．2 基于3δ准则的数据处理方法

2．2．3 基于预测模型的沉降异常检测方法

2．2．4 异常数据的修复

2．3 实验

2．3．1 实验数据

2．3．2 评价指标

2．3．3 异常探测准确性分析

2．3．4 异常探测灵敏度分析

2．3．5 滑动窗口大小的影响分析

2．3．6 异常数据修复精度分析

2．4 本章小结

第3章 自动化沉降监测数据处理

3．1 基于小波及拟合的数据处理方法

3．1．1 自动化沉降监测数据去噪

3．1．2 自动化沉降监测数据转换模型

3．2 实验

3．2．1 实验数据

3．2．2 实验结果

3．2．3 实验结果分析

3．3 本章小结

第4章 自动化沉降数据在线处理方案

4．1 基于滑动窗口的在线数据处理

4．2 实验

4．2．1 实验组织和实验数据

4．2．2 在线处理结果及分析

4．3 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献