一种先进的数据可靠性评估方法，应用于高填土坝变形分析

《RELIABILITY ENGINEERING & SYSTEM SAFETY》：An advanced data reliability assessment method with application to high rockfill dam deformation analysis

高心墙石坝变形监测数据可靠性评估与特征提取方法研究

　　

Jianghan Xue|Huibao Huang|Chen Chen|Yajiao Li|Pengtao Zhang

中国四川省成都市四川大学水利与水电学院水力与山区河流工程国家重点实验室，邮编610065

章节摘录

变形数据的特征提取方法

在高层心墙堆石坝的多传感器变形监测环境中，特征提取可以将大量的坝体变形监测数据转化为更具代表性的特征向量，从而实现数据降维和信息浓缩。在数据可靠性评估过程中，使用PCA从各个传感器数据中提取关键特征，提高目标在特征空间中的可区分性[33]。具体的计算过程如下：

项目概述

本研究以PB高层心墙堆石坝为例。PB水电站位于中国四川省汉源县与甘洛县的交界处，地处大渡河下游（见图3(a)）。该坝为高层砾石-土心墙堆石坝，坝顶海拔高度为856.0米，最大高度为186米，坝顶长度为540.5米，坝顶宽度为14.0米。上游坡度分别为1:2和1:2.25，下游坡度为1:1.8。

PB高层心墙堆石坝外观变形特征分析

基于上述数据的可靠性评估，将剔除异常数据，并分析PB高层心墙堆石坝的变形特征。传感器布置如图12所示。由于PB坝体顶部及下游坡度的变形监测仪器安装和调试时间较晚，当首次监测到外观变形时，坝体已经填筑到设计高度。因此，

心墙及下游堆石区的沉降变形模式

• （1）心墙沉降变形

PB坝心墙的电磁沉降环已于2013年停止使用，因此心墙的变形仅从施工期和初期蓄水期两个阶段进行分析。

第一阶段——施工期：施工期间，由于自重应力的增加，心墙发生了显著的压缩变形。填筑完成后，心墙的沉降变形率

关于PB高层心墙堆石坝变形机制的讨论

基于对典型PB坝体变形特征的分析结果，并参考相关文献，简要总结了施工期、初期蓄水期和运行期的变形机制，详见附录A中的图A5和图A6。

结论

为了准确识别由局部结构变化或传感器故障引起的高层堆石坝异常数据，本研究提出了一个数据可靠性评估框架TdEPCA-M_d-DS模型，该模型结合了数据驱动和物理协同原理。通过纳入控制坝体变形的物理机制，该模型能够估算多个传感器组中的异常概率，并通过多源数据融合进行综合决策。

未引用的参考文献

[13]

CRediT作者贡献声明

Jianghan Xue：撰写——初稿撰写、可视化处理、验证、软件开发、方法论设计。Huibao Huang：资源获取、形式化分析、数据整理。Chen Chen：撰写——审稿与编辑、项目监督、资金申请、概念构思。Yajiao Li：可视化处理、数据调查。Pengtao Zhang：软件开发、数据调查、形式化分析。