Bài viết đề xuất giải pháp ứng dụng phân tích chuỗi thời gian cho xử lý số liệu quan trắc GPS liên tục thời gian dài của một số cầu dây văng.
Nghiên cứu - Trao đổi Nghiên cứu lưu trữ liệu quan trắc GPS liên tục cầu dây văng sử dụng phân tích chuỗi thời gian m LÊ VĂN HIẾN, TRẦN QUANG HỌC, NGUYỄN THÙY LINH Khoa Công trình, Trường Đại học Giao thông vận tải, Hà Nội Tóm tắt: Bài báo đề xuất giải pháp ứng dụng phân tích chuỗi thời gian cho xử lý số liệu quan trắc GPS liên tục thời gian dài cầu dây văng thực tế Thứ nhất, liệu GPS thời gian dài dùng để phân tích chuyển vị tổng thể cầu dây văng, từ xác định xu hướng chuyển vị điểm đặc trưng Sau đó, mô hình phân tích chuỗi thời gian ARIMA nghiên cứu ứng dụng để trích xuất tham số đặc trưng, tham số thay cho liệu chuyển vị việc lưu trữ đánh giá điều kiện sức khỏe kết cấu Kết nghiên cứu rằng, mô hình ARIMA phù hợp cho liệu GPS thời gian dài tham số trích xuất coi tham số đặc trưng dùng cho lưu trữ phân tích điều kiện kết cấu Từ khóa: GPS, phân tích chuỗi thời gian, ARIMA, phân tích tương quan Abstract: This paper proposes applying the timeseries analysis for GPS long-term data processing of a real cable-stayed bridge Firstly, the taken GPS long-term data were analyzed to find out the global deformation of the target bridge, then showing the significant trends in displacements of the featured points on the target bridge Moreover, the ARIMA time-series model was studied to apply for given GPS data to extract coefficients which were investigated as featured coefficients replacing for monitoring data in storage and using for structural conditions assessment The results showed that the ARIMA model is appropriate model for given GPS long-term data and the extracted coefficients can be used to deal with the challenge Keywords: GPS, time-series analysis, ARIMA, correlation analysis 30 Tài nguyên Môi trờng Kỳ - Th¸ng 12/2017 Đặt vấn đề Ngày nay, công nghệ định vị toàn cầu (GPS) ứng dụng phổ biến lónh vực đo đạc, đó, với kỹ thuật định vị thời gian thực (GPS-RTK) cho phép xác định chuyển vị điểm đo nhanh chóng xác Vì vậy, GPS-RTK ứng dụng phổ biến hệ thống SHM giới Việt Nam Ở Việt Nam, số nghiên cứu trước đánh giá khả ứng dụng GPS-RTK cho quan trắc cầu dây văng, kết phương pháp GPS-RTK có độ xác phù hợp để xác định chuyển vị điểm quan trắc [5] Trong trình vận hành hệ thống SHMs, việc xử lý số liệu quan trắc nhiệm vụ quan trọng để giải hai vấn đề, là, trích xuất thông tin quan trọng từ số liệu quan trắc dùng cho đánh giá sức khỏe kết cấu; hai là, đưa giải pháp lưu trữ lượng liệu quan trắc lớn theo thời gian dài [1] Bài báo đề xuất ứng dụng mô hình phân tích chuỗi thời gian ARIMA cho liệu quan trắc GPS liên tục thời gian dài cầu dây văng thực tế Việt Nam, từ khảo sát khả sử dụng tham số đặc trưng trích xuất cho việc lưu trữ đánh giá điều kiện sức khỏe kết cấu cầu dây Giới thiệu cầu dây văng Cần Thơ liệu GPS dùng cho phân tích Cầu dây văng mục tiêu dùng cho nghiên cứu cầu Cần Thơ - cầu dây văng hai mặt phẳng dây tiêu biểu Việt Nam với chiều dài nhịp lớn Đông Nam Á (550 m) Cầu có kết cấu bê tông cốt thép với chiều cao tháp tính từ bệ trụ 171.3 m; nhịp dài 550 m, 210 m nhịp có kết cấu dạng thép; bề rộng mặt cầu 26 m Cầu Cần Thơ lắp đặt hệ thống quan trắc liên tục với nhiều loại cảm biến phục vụ cho mục đích quan trắc khác đưa vào vận hành năm 2010 Trong hệ thống quan trắc cầu Cần Thơ, công nghệ GPS ứng dụng với 09 cảm biến phân bố lắp đặt điểm đặc trưng cầu đỉnh tháp, dầm nhịp chính, 1/4 nhịp số trụ Sơ đồ hình thể vị trí cảm biến GPS đặt cầu Cần Thơ Trong phạm vi nghiên cứu này, điểm đặc trưng cho chuyển vị tổng thể cầu dây văng lựa chọn để nghiên cứu như: Điểm đỉnh hai tháp, hai điểm dầm (chính điểm 1/4) Biểu đồ hình thể trích xuất đoạn liệu quan trắc GPS thời gian dài Hình Sơ đồ bố trí cảm biến GPS cầu Cần Thơ Hình Dữ liệu chuyển vị nhiệt độ trích xuất ngày Ứng dụng phân tích chuỗi thời gian cho liệu quan trắc GPS thời gian dài 3.1 Phân tích chuyển vị tổng thể cầu dây văng Từ đặc điểm chuyển vị cầu dây văng tương quan với nhiệt liệu độ môi trường, kết nghiên cứu trước [1-3], chuyển vị hai đỉnh tháp theo phương x (dọc cầu) có đặc điểm ngược chiều hệ số tương quan với nhiệt độ tương đối cao Trong đó, chuyển vị điểm dầm theo phương z (phương thẳng đứng) có tương quan nghịch biến với nhiệt độ môi trường với hệ số tương quan cao (