基于灰度分析的桥梁健康监测系统传感器异常检测

摘要

为了能够及时检测出传感器的异常状况，设计了一种基于灰色关联度分析的桥梁健康监测系统传感器异常检测模型.首先，分别对多个应变传感器在正常工作和单传感器异常时采集的数据进行灰色关联度分析，得到表征每一列传感器数据与其余列数据在序列几何形状上相似程度的最不相关次数序列.通过对比发现无异常和有异常时最不相关次数的分布呈现明显差异，从而验证了此方法的可行性；然后，设计了一种权重计算策略，将最不相关次数序列转化为归一化的值，并将其作为评价指标，以此来量化每一列传感器数据与其他列数据之间的相关程度；最后，通过分析多组应变数据的评价指标，设置了多阈值预警机制，以实现对不同程度的异常情况做出相应的判定.在另一组加速度监测数据上模拟多种异常程度不同的异常状况并进行检测，结果显示整体的异常识别率在90%以上.

关键词

结构健康监测 / 异常检测 / 传感器故障 / 灰色关联度

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52168041）; 甘肃省重点研发计划-工业类资助项目（22YF11GA301）; 甘肃省交通运输厅科技项目（2024-13）