基于FBG应变传感器的隧道安全实时监测算法研究

摘要

讨论了埋入式光纤Bragg光栅应变传感器在某隧道施工期间的实际安全监测原理、布局和数据采集,在此基础上对同一截面上所采集的同步多维应变数据流进行了数据分析,给出了一种基于双重滑动窗口模型技术的异常数据实时诊断算法,该方法通过第1个滑动窗口将当前光纤Bragg光栅传感器应力数据与历史数据合并形成当前观测窗口数据,对每个观测窗口内的数据进行主成分分析,并提取其对应的特征向量,得到当前时刻的动态特征;接着采用第2个滑动窗口技术,将得到的当前时刻第一主成分特征向量与历史动态特征合并成为动态特征矩阵并展开相关性分析,最后通过计算相关系数的方差变化来判断数据的稳定性。现场的实际观测结果和对比实验结果证明该方法达到了更好的实时监测效果,同时该方法也为光纤Bragg光栅应变传感器在工程安全实时监测中的应用提供了有力支持。