大坝监测数据缺失插补与奇异值修正处理

岳明昊， 刘仲鹏， 欧 斌， 朱文申

（1. 云南农业大学水利学院，云南 昆明 650201； 2. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南 昆明 650051）

0 引言

大坝原型监测数据是大坝系统在外部环境荷载变化与筑坝材料性能演变作用下结构响应的直观表征，利用数据分析能够掌握大坝的安全性能[1-9]。然而，在数据采集过程中，由于仪器故障或设备改造，数据出现缺失、奇异值的情况普遍存在。针对仪器故障导致数据缺失的情况，多数研究者往往选择直接忽略，从而造成部分区域结构诊断缺失。针对奇异值问题，若选择直接剔除，当数据剔除量过大，导致有效样本量的减少会影响建模精度；而对奇异值不加甄别直接使用，则会导致监控预报模型误差大，进而引起误判误报，无法准确评判大坝结构的实际工作性态[10-12]。

为解决监测系统和仪器所导致的观测数据失真、缺失、误差及错误等问题，采用时空相关性原理对缺失的监测数据进行插补，利用格拉布斯—小波去噪组合方法对奇异值数据进行识别与处理，有效提升观测数据的全面性和可靠性。

1 方法

1.1 缺失观测数据的插补

在实际运行过程中，混凝土拱坝作为一个整体结构协同工作，其同类型监测项目不同测点之间的观测值具有时空相关性，尤其是布置于同一断面的同类型测点测量值之间受大坝沉降和环境荷载相同。因此，可以采用同断面临近测点的测量值来估计目标测点的信息[13]。

假定拱坝某坝段有监测内容相同、位置相近的3 个测点A、B、C，其中B测点存在部分测量值序列缺失的现象，而A、C两点的测量值完整。……