常用的奇异值检验方法和模型评述

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1、常用的奇异值检验方法和模型评述程文1，金计伟2（1.中冶集团武汉勘察研究院有限公司，武汉4300802.西安长庆科技工程有限责任公司，西安710021）【摘要】通过对变形监测的介绍，说明了对监测数据进行可靠性检验、剔除奇异值影响的重要性，介绍并分析了在变形监测的数据采集阶段和数据处理阶段中常用的一些奇异值检验方法和模型。【关键词】变形监测；奇异值；检验【中图分类号】【文献标识码】A【文章编号】CommonlyusedSingularvaluetestmethodsandModelscommentsChengWen,JINJi-wei(1.WuhanSurveyin

2、g-geotechnicalResearchInstituteCo.,Ltd.,ofMCC,Wuhan430080,China2.Xi’anChangqingTechnologyEngineeringCo.,Ltd.,Xi’an710021,China)Abstract：Throughitsintroductionofdeformationmonitoring,thatspecifyingtheimportanceofmonitoringdataonthereliabilityofthetest,excludingtheimpactofsingularvalue,

3、presentingandanalysingthecommonlyusedsingularvaluetestmethodsandmodelsinthestageofdeformationmonitoringofdataacquisitionanddataprocessing.Keywords：DeformationMonitoring;SingularValue;Test1引言变形是自然界普遍存在的现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时间域和空间域中的变化。变形体的变形在一定范围内被认为是允许的，如果超出允许值，则可能引发灾害。为了获取变形体的

4、变形程度，就必须通过监测获得变形信息。目前的变形信息的采集主要有人工采集和自动化采集两种方式。大量的统计数据表明，人工观测数据由于受到观测技术水平、测量方法和仪器精度等影响，其测值的可靠性存在较多的问题，而自动化监测资料在精度和时效性方面与人工监测资料相比较虽有了较大的提高，但其可靠性并没有得到明显的提高，如：用于引张线和垂线观测的坐标仪的零点漂移误差、用于高程传递的铟瓦尺的蠕变，在大量的埋入式仪器应用过程中，由于电阻丝的氧化锈蚀、电缆的电阻受温度的变化而产生变化、绝缘电阻的降低、集线箱及电缆头触点的接触电阻变化、测量仪器内部电阻的变化等原因，都将影响仪器测值的可

5、靠性。对于任何一个监测系统，其观测数据中或多或少会存在奇异值（粗差），在变形分析的开始有必要将该奇异值剔除。因此，在资料分析过程中，应对测值的可靠性进行有效的检验和判定。众所周知，安全监测的主要目的是通过监测设备对所监测的水平位移、垂直位移、偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等进行观测，以便及时了解变形体的工作性态，及时发现问题，并进行相应的处理。而监测数据的分析处理，必须建立在准确而有效的监测数据之上，低精度的或异常的监测数据常常影响数值分析的结果，对变形体安全评判结果也有较大的影响。在资料分析过程中，由于观测资料的可靠性不高而导致分析工作难以继续或者分析

6、结果出现偏差和矛盾已屡见不鲜，有时由于观测资料的不准确或错误甚至导致了评判结果的错误，从而极大地影响了安全监测资料分析的效果，也影响了工程效益的发挥。因此，在数据分析处理之前，必须对监测数据进行可靠性检验，剔除奇异值的影响，以保证监测数据的准确、可靠。安全监测数据作为专家系统分析推理的基础，其可靠性在推理过程中重要程度是不言而喻的，不可靠的观测数据必将影响推理结果的可信程度，甚至导致推理出错误的结果，因此，在我国目前研制的几套专家系统中，都十分重视监测数据可靠性的检验工作，在监测数据进入推理过程之前，利用专家的知识和目前较成熟的检验方法对监测数据和监测系统进行严密

7、而系统的检验，从而保证可靠的监测数据进入推理过程，减少由于错误的监测数据而引起的大量结构分析和推理工作。2奇异值检验方法由于监测数据是一切资料分析工作的基础，其可靠性倍受重视。在实际研究工作中，监测数据的可靠性检验贯穿整个分析研究过程，即在数据采集阶段、数据处理阶段和异常数据的物理成因分析阶段都需要进行监测数据的奇异值检验。下面就各个阶段常用的一些检验方法进行介绍和分析。1.数据采集阶段数据采集阶段的奇异值检验一般采用比较粗略的方法，目的是检验监测数据是否有明显的错误、是否存在大的奇异值。其主要方法有以下几种：（1）几何条件检核该方法主要用于大地测量方法。目前，变

8、形体的外部