結構健康監測近（jìn）年來在各行業發展迅速，為不同結構的安（ān）全性和高效自動化運行提供了重要保障。中國軌道交通的（de）快速發展，對結構健康監測技術的應用需求也日益旺盛。目前，中國鐵路運營裏程超過12萬公裏，其中（zhōng）高鐵運營（yíng）裏程超過2萬公裏（lǐ），位居世界首位，高速列車保有量超過2300列，到2020年，高鐵的運（yùn）營（yíng）裏程將突破3萬公裏。同時（shí），中國30多個城市（shì）建成了4000多公裏（lǐ）的軌（guǐ）道交通線路，預計2020年將達到6000公裏，結構健康監測技術在軌道交通領域大有用武之地。
    我們把高層建築、空間結構、大型橋梁、大（dà）型（xíng）交通樞紐、大壩、長道隧道都作為大型結構，大型結構的安（ān）全（quán）性、可靠性（xìng）與我們每個人密切（qiē）相（xiàng）關。
    交通運輸是國（guó）民經濟的基礎產業,是經濟（jì）發展的大動脈（mò），在當今的經濟社（shè）會發展過程中起著至（zhì）關重要的作用（yòng）。經過30多年（nián）的建設，我國交通（tōng）基礎設施發展迅速、規模大，技術水平高。中國工程院院士杜（dù）彥良（liáng）介紹（shào），我國多（duō）條高鐵線路達到“世界第一”：寒冷地區（qū）第一（yī）條高（gāo）鐵——哈大高鐵，第（dì）一條穿越沙漠地區的高鐵——蘭新高鐵，濕熱地區第（dì）一條高鐵——海南（nán）東環高鐵。
    在修建交通基礎設施重大工程結構的過（guò）程中，需要適（shì）應複雜多變（biàn）的自然環境。以鐵路為例，高速鐵路需要適應黃土、凍土、軟土、膨脹土等複雜的地（dì）質條件，以及高寒、高溫、高濕、強風等多變的地理環境。
    “由於自然災（zāi）害、人為因素或者是結構本身的性能問題，交通安全突發事件（jiàn）屢有發生，一旦某一個結構損毀，會（huì）造成經濟損失，甚至危（wēi）及生命財產安全。”杜彥良解（jiě）釋，突發的自然災害，如洪水、泥（ní）石流、滑坡等，可能導致工程結構意外損毀增（zēng）多，使用壽命下降。另外（wài），在複雜的自然環境下，風、雪、地震等因素的長期作用也會（huì）導致工程（chéng）結構承載力和耐久性下（xià）降，基礎設施性能（néng）退化。
    那麽，應該如何應對（duì）自然災害對交通基（jī）礎設施重大工程結構壽命的影響，並提高基礎設施在長期（qī）“服役”中的安全（quán）性、適用性、耐久性和災後自康複（fù）性呢？對重大工程結構的健康監測是實現預防性維護，保障重大結構安全、高（gāo）效、經濟運行的關鍵環節，也是現在國內外的研究重點。
    健康監測（cè）是指實時掌控工程結構的（de）健康狀態，及時發現結構工程的事故隱患，並（bìng）及時采取措施，其（qí）中包括自然災害的（de）立體監測、預報預測等。“結構健康監測係統采用先進的傳感、數（shù）據采集、通信和智能識別等技術，實現荷載與結（jié）構反應采集（jí）、傳輸、存儲、分析、評價、預警預報於一體（tǐ）的自動化、網絡化（huà）、智能化綜合係統。”
    從國家來說（shuō），高度重視結構健康狀態（tài）的發展，從（cóng）國（guó）家中長期發展規劃來說製定了多個措施保（bǎo）證安（ān）全狀態，最（zuì）關鍵的是幾個方麵：一個是在在結構安全期的狀態（tài）如何保障;二是如何進行監測和預（yù）報，包括技術理論和裝備的研發。第二個問題是（shì）交通部，交通部也在對各（gè）種重大工程結（jié）構（gòu）方麵進行技術攻關，這裏麵的第一個關鍵問題就是實時掌控結構的健康狀態，及（jí）時發現它的事故（gù）隱患，及時（shí）采取措施。包（bāo）括自然災害的立體檢測、預報預測，這塊是（shì）交通部近年來的重大課題。
    從鐵道（dào）係（xì）統，因為我國鐵道係統發展迅猛，特別是高速鐵路的迅猛發展，如何保證整個全線運營安（ān）全也是當今和（hé）未來發展的重點，這裏麵主要是對交通基礎（chǔ）設施的重大工程結構的健康狀態的安全性和發（fā）展進行實時掌控。第二是在運行過程中事故起件、突發災害的狀態進行監控。比如地震突（tū）發時如何提前捕捉它的信息，提前導致列車緊急製動（dòng）。比如日本提前15秒獲得地震信息提前緊急製動（dòng）避免生命財產（chǎn）的損失，所以說這塊也是我們研（yán）發的重點。
    工信部在中長期（qī）和十二五以（yǐ）來對信息的感知、信息傳輸、信（xìn）息處理、信息安全方麵開展行動，為今後大型工程結構監測和其（qí）他發展創造了很好的基礎。目前信息化、工業化兩化的融合為（wéi）大型交通基礎設施、為大型（xíng）交通工程的安全性進一步提供了保障。
    對一（yī）個大型工程結構來說，從它的設計、建（jiàn）造、運營（yíng）到損傷、老化是全（quán）壽命的，全壽命過程中如何保障（zhàng）它的安全性，我們（men）采取了（le）在使用過程中的監測，在運用過程中（zhōng）的（de）連續監測，實時掌握它（tā）的（de）健康狀態。從測試分析（xī）到（dào）結構的安全評估，對結構的（de）維護形成完整的全壽命過程的保（bǎo）障，就像醫生給人看（kàn）病一樣，我們對結構也建立（lì）了健康監測（cè）係（xì）統。
    我們（men）一般分成三大部分，一是監測係統，采用什麽樣（yàng）的傳感技術能夠完整、長期、準確、連續地獲得信（xìn）息;二是信息的處理與傳輸（shū）部分，這部分保證對信（xìn）息（xī）實時、快（kuài）速傳到（dào）監控中心;三是（shì）對數據的分析處理，對（duì）它的損傷程度、損傷位置進行識別，做出判斷;四是養護維修進（jìn）行修（xiū）護，這就構成（chéng）我們結構的安全係統，這個係統涉（shè）及到多（duō）學科，既包含對結構專業人員，也涉及到計算機信息處（chù）理的人員（yuán），這塊健康結構的監測與互聯網（wǎng）就結合起來了（le）。
    這樣的話依據結（jié）構養護（hù）的需求以（yǐ）及當今科技手段，實現結構狀態數字化和信息（xī）化，推動主動式養護與管理進步，有效提高和保障結（jié）構運營的檢測、養護和管理（lǐ）水平，降低（dī）全壽（shòu）命期運營安全風險，延（yán）長安全使用壽命意義重大。一個工程結構我們百年設計，如何在百（bǎi）年過程中保障安全，延（yán）長使用壽命就是我（wǒ）們當前所需（xū）要做的重要工作。
    在國際上，大（dà）型（xíng）結構的健（jiàn）康監測一直受到高度重視，美國、法國、日本、丹（dān）麥等國家在一些特大橋梁上建立（lì）的（de）監測係統，可以實時預報結構運行（háng）的安全狀態，並實時預測自然災害突發（fā）後對結構（gòu）的影響（xiǎng），確（què）保交（jiāo）通基礎（chǔ）設施（shī）運營安全。
    我們國家從（cóng）上個世紀（jì）末也開始開展健康監測係統的研究，雖然（rán）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（liàng），如何保證運營安全成為結構健康監測的任務。