1、数据预处理

由研究可知，在桥梁健康监测中，除损伤识别中普遍关注的结构静、动力响应外，桥位的自然环境(包括温度、湿度、风、雨量等的测试)，以及工作环境(如运营荷载的车型、轴重、随机车流的分布特征)，也会对桥梁健康监测数据产生重要影响，甚至其影响会超越由结构损伤本身所引起的力学特性变化。为了对监测桥梁结构的安全状态做出更准确的评估，有必要预测和分离监测数据所含总体响应中的环境因素相关信号。为此，提出了许多剔除采集数据中所含环境噪声的相关算法，如针对均匀温度梯度和不均匀温度场条件下，温度变化对桥梁结构的固有频率、弹性模量、变形、内力和边界条件的变化所进行的系列研究；对桥面随机车流的识别技术及随机车流对桥梁结构产生的力学响应的研究等。

因受到测试环境影响，桥梁健康监测系统测试信号往往包含环境噪声,且由于传感器性能等因素的干扰，数据缺失及异常数据常存在于健康监测的数据链中。采用合理高效的算法进行数据降噪、缺失数据修复及异常数据处理，成为桥梁健康监测数据处理中的重要问题之一。综合此类研究可知，数据预处理的方法大体分为输入输出法和仅输出的方法。

2、桥梁损伤结构安全预警

桥梁损伤结构安全预警通常可分为以下两种类型：

第一，突发损伤预警是指，受地理位置及环境气候的影响，可能出现台风、地震等极端灾害对桥梁局部构件造成的损害。针对此类由天气等原因造成的突发损伤，除在结构上预置监测损伤数据的动静力传感器外，主要通过监测桥梁环境数据建立灾害预警系统，通过实测数据与理论分析结果对比，判断结构在极端环境下的安全状态，进行实时预警。如港珠澳大桥安装了地震安全监测与评估系统，通过环境数据的积累与分析，提取大桥结构特征参数并研究其变化规律，在此基础上建立和修正有限元模型，进行安全预警。随着未来全球变暖程度加剧，极端气候事件(如飓风、热浪、洪涝灾害等)发生概率不断上升，为保证交通网络等关键基础设施的正常运营能力，未来在评估和预测突发性自然环境变化对桥梁安全影响的研究比重将会得到进一步提升。

第二，常规损伤预警是从桥梁健康监测系统获得桥梁力学响应数据，待提取并分离了环境影响因素的干扰后，可根据实时结构响应数据，建立桥梁结构损伤的安全预警系统。调研可知，目前关于损伤结构安全预警的研究主要集中在预警指标、预警体系的建立，以及基于可靠度理论与监测数据的桥梁安全评估方向。预警指标的选取主要通过敏感性分析选定，此类研究仍沿袭土木工程领域的传统做法，即结合桥梁健康监测数据与结构有限元模型开展研究。损伤结构的可靠度评估方面，无须建立结构模型的贝叶斯信念网络 (BBN)近年来得到广泛运用，该方法被证明在经过训练后可以和桥梁健康监测实时数据相关联，根据系统采集的新数据及时对桥梁健康状态进行评估。

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