高層建（jiàn）築、空（kōng）間結構、大型橋梁、大型（xíng）交通（tōng）樞紐（niǔ）、大壩（bà）、長道隧道都是大型結構，這（zhè）些大型結構的安全性（xìng）、可靠性（xìng）與我們（men）每個（gè）人密切相關。由於自然災害、人為因素（sù），或者是結構本（běn）身（shēn）的性能、突發事件屢有發生，一旦某個結構造成損毀會（huì）造成經濟損失（shī），會產生對生命財產的損失。因此大型結（jié）構的健康狀態（tài）與我們每個人息息相關，也（yě）將成（chéng）為各個（gè）領域關注的重點。

結構安全保障麵臨的問題
    交通運輸是國民經濟的基礎產（chǎn）業，是經濟發展的大動脈，在當今（jīn）的經濟社會發展過程中（zhōng）起著至關重要的作用。當前，從國家提出的發展戰略（luè）就是以京津冀城市群為代表的五大（dà）城市（shì）群建設，包括（kuò）國家“一帶一路”和中國高鐵“走出去”的發展戰（zhàn）略，在這裏麵提的至關重要（yào）的問題就（jiù）是交通基礎設施起著相當大的作用。
    目前，我國（guó）公路交通從建國初（chū）18.74萬公裏已發展到現在的（de）370萬公（gōng）裏。鐵路由建國初的2.2萬公裏發展到現在12萬公裏（lǐ），其中，高鐵今年年底將達到（dào）1.9萬公裏（lǐ），軌道交通在22個城市建成95條，達到3173公（gōng）裏，到2020年預計達到超過6000公裏，而且隨著我國城市建設的發展多製（zhì）式軌道交通（tōng）也在我國迅速發展。
    但交通基礎設施的安全保障麵臨著（zhe）問題。建國後的第一個高峰期到現在已經（jīng）超過50多年，到上世紀90年代是第二個建設的（de）高峰期，雖然年限不長，但是由於（yú）施工速度快，不合理的工期、不合理的質量、不合理的合同（tóng），造成一些工程質量的短缺，所以事故頻繁發生，我國交（jiāo）通基礎設施將（jiāng）迎來安全期的爆發期。如何從根本上解決這個問題是現在需要探索的。
    我國高度重視結構健康狀態的（de）發展（zhǎn），從國家中長期（qī）發展規劃（huá）層麵製定了多個措施保證安全狀態。一（yī）是在結構安全期的狀態如何（hé）保障。二是如何進行監測和預報，包括技術理論和（hé）裝備的研發。
    從（cóng）鐵（tiě）道係統，因為我國鐵道係統發展迅猛，特別是高速鐵路，如何保證整個全線運（yùn）營安全（quán）也是（shì）當前（qián）和未來發展的（de）重（chóng）點，這裏麵（miàn）主要是對交通基礎（chǔ）設施重大工程結構的健康狀態的（de）安全性和發展進行實時掌控。其次是在運行過（guò）程中事故起件、突發災害的狀態進行監控，以保障全（quán）線運營安全。
    工業和信息化部對信息感知、信息傳輸、信息處理、信息安全方麵開（kāi）展的各項行動為今後大型工程結構監測和發展創造了很好的基礎。兩化融合為大型交通基礎設施、為大型交通工程的安全性進一步提供了保障（zhàng）。
    結構健（jiàn）康監測與互聯網結合
    對一個大型工程結構來說，從它的設計、建造（zào）、運營到損（sǔn）傷、老（lǎo）化是全（quán）壽命周期過程，為保障其安全性，我們采取了在（zài）使用（yòng）過程中監測，在運用過程中連續（xù）監測，實時掌握其健康狀態。從測試分析到結構安全評估，對結（jié）構的維護形成完（wán）整的全壽命過程的保障，如同（tóng）醫生給（gěi）人看病一樣，我們對（duì）結構也建立了健康監測係統。
    這個係統分為四部分（fèn），一是監測（cè）係統，采用什（shí）麽樣的傳感技術（shù）能夠完整、長期、準確、連續地獲得信息；二是信息的處理與傳輸部分，這部分保證信息實時、快速傳到監控（kòng）中心；三是對數據的分析（xī）處理，對它（tā）的損傷程度、損傷位置進（jìn）行識別（bié），做出判斷；四（sì）是（shì）養護維修。這很好地體現了健康結構監測與互聯（lián）網的結合。
    依據結構養護的需求以及當今科技手段（duàn），實現結構狀態數字化和（hé）信息化，推動主動式養護與管理進步，有（yǒu）效提高和保障（zhàng）結構運（yùn）營（yíng）的檢測、養護和管理水平（píng），降低全壽命期運營安全風險，延長安全使用壽（shòu）命意義重大。
    我國高度重視大型結構的健康監測，從上個世（shì）紀末開始便開展健康監測係統的研究，雖然時間短（duǎn），但是發展快，隨著我國大批大型工程建設，大型交通基礎設施的建設如何保證結構的質量，如何保證（zhèng）運營安全成為結構（gòu）健康監測的（de）任務。
    健康監測係統有四個方麵：

    一是為（wéi）結構長期科學有序的（de）監測、巡檢、養護、管理提供（gòng）一個數據平台，建（jiàn）立結構長期的數字化和信息化檔案；
    二是盡早發（fā）現結構自身或行車過程中的危險狀態，在結構危（wēi）險（xiǎn）萌芽階段提前（qián）預警，確保安全，特別是鐵（tiě）路，要實時提前發（fā）現事故隱患，提前排除確保安全；
    三是有效掌（zhǎng）控（kòng）運行（háng）期間結構的局部（bù）或整（zhěng）體長期使用（yòng）狀態和發展趨勢，為養護（hù）決策提供數據與信息支持；
    四是有效掌握交通基礎設施運營期的運行狀（zhuàng）態，為突發狀態（tài）時提供數據保障。
    從宏（hóng）觀上，結構健康監測係統的（de）主要目標是為結構安全（quán）、設（shè）計校核、養護維修和監測技術發展提供服務（wù）。從（cóng）技術細節和實現要求來說，健康檢測係統首先要具備足夠的（de）傳感測試能力。其次要具備數（shù）據采集和傳輸能（néng）力，這（zhè）就（jiù）與互聯網相關。三要對結構的安全評（píng）估與（yǔ）健康診斷。健康監測的任務包括了對結構模型（xíng）的修正與分析，對損傷的模型定位，對結構將來（lái）的影響，同時要對結構的安全性發（fā）出實時預警預報。
    實時健康監測是跨學科（kē）、多領域的綜合技術，涉及到（dào）土木工程、材料學、傳感技（jì）術、測試技術、信號分析、計算機（jī）技術以（yǐ）及（jí）網絡通信技術（shù）等（děng），所以結（jié）構健康監測係統的發（fā）展和通信及網絡技術的發展緊密相關。
    “互聯網+”時代的結構健康
    未來我們的目（mù）標是以結構運營安全與維護為服務對象，以（yǐ）現代化監測（cè）全（quán）息、泛在、智能為要求，以（yǐ）結構物聯網為基礎，以提供專業（yè）化的海量數據計算（suàn）服務為平台，這是對現有結構健康監測係統的拓展，以促進建設形態與養護模式的創新與改進。有了這個（gè）方案後我（wǒ）們（men）就可以實時（shí）掌控大（dà）型結構的狀態並（bìng）按需維（wéi）修，這也大大減少了投入。
    “互聯網（wǎng）+”下的（de）結構監測係統特征將明顯（xiǎn），主要表現（xiàn）在四個方麵。
    一是隨著結構建設規模的越來越大，結構建築物數量越來越多，組成監測係統（tǒng）傳感網絡的采集（jí）、傳輸（shū）的數據量接近海量，同時新型機動車輛（liàng）的檢測對階段數據類型（xíng）不斷豐富將出（chū）現大（dà）數據的特點，也就是說我們將會（huì）長期、完整（zhěng）地獲取各結構的信息，對信息的處（chù）理成為今後麵對的（de）問題。
    二是在健康監測領域管理者（zhě）最關注的是及時掌握（wò）結構的異常狀態、安全狀態，必要的時候要對它（tā）進（jìn）行維護和管理，根本就是（shì）基於對於數據規律的挖掘，有助於充分利用數據價值，所以說大數據和（hé）互聯網將為科學研究提供（gòng）新一步的途徑。這是我（wǒ）們今後研（yán）究和發展的重點（diǎn）。
    三是（shì）設計和研究者將關注與結構運營時的荷載與響應是否（fǒu）與（yǔ）設計相一（yī）致。過去研究是在實驗（yàn）室建立的小模型，現在如果（guǒ）有（yǒu）了實時的對結構的監測，我們每一個結構物都（dōu）是我們的實驗模型（xíng）、實驗實體、研究對象（xiàng），這就可以及時提升結構設計的（de）安全性，而且結構與經濟的平（píng）衡更好，保證（zhèng）結構壽命更長，找到平衡點。
    四是在多（duō）結構（gòu）健康監（jiān）測數據分（fèn）析需求形成規模時，專業數據分析中心的雲計（jì）算係統提供的數（shù）據分（fèn）析與共享服務將會質優而價廉。隨著信息係統和互聯網（wǎng）的發展，為監測係統提供廉價的服（fú）務（wù）成為可能，基於數據的服務業更具針對性和準確性（xìng），智能化和智慧化係統特性將更為顯著（zhe），使未來的智慧城市成為可能。
    “互聯網+”的未來大有可能，互聯網+結構的健康監測將對整個大型結構未來的安全性、可靠性將（jiāng）起（qǐ）到很好的作用。