昝昕武,平春蕾,符欲梅

(重庆大学 光电工程学院 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044)

不完备数据或缺失数据普遍存在于各种数据集中[1]。同样在各种各样的测量和控制领域中也存在缺失数据,如气候或图像数据、传感器采集的数据、医学数据等。桥梁监测系统中也存在大量的不完备数据和缺失数据。

桥梁健康监测系统通过安装在桥梁关键部位的传感器来获取桥梁的结构信息,并通过远程通信把这些数据传送给远程监控中心。监控中心分析所有数据,然后得到桥梁结构是否安全的评价结果。因此,完备的数据是提供完整的桥梁结构信息的基础。一旦出现不完备数据或数据缺失,一些有用的信息就会丢失,所以,如何处理缺失数据显得至关重要[2-3]。

1 桥梁健康监测系统数据缺失的原因

根据文献[4],典型的桥梁健康监测系统如图1所示。从图1可知,桥梁健康监测系统包括传感器、本地传输、本地计算机子系统、远程传输、主计算机和电源等6部分。

1)传感器。传感器安装在桥梁的关键部位,根据监测要求,有挠度传感器、应变传感器、加速度传感器等。传感器的类型应根据桥梁的结构特性来决定。如果部分传感器失效,那么就会产生不完备数据。

2)本地传输。桥梁是一个大型建筑,传感器是分布式进行布设的。本地传输接收这些传感器送来的所有数据。同样,如果本地传输没有工作,也会产生缺失数据或者不完备数据。

3)本地计算机子系统。……