本項目在國內外土木工程結構健康監測領域首先開展了數據壓縮采樣的研究，研究了數據稀疏分解的正交匹配追蹤（OMP）算法，獲得信號的稀疏表示；由于結構振動響應信號具有稀疏性，因此研究了結構動力響應數據的壓縮采樣；研究了結構健康監測聲發射數據壓縮采樣的OMP算法；為增加無線傳感器數據傳輸的魯棒性，提出了基于壓縮采樣技術的結構健康監測無線傳感器網絡數據丟失的恢復方法，并將算法嵌入到美國UIUC大學B.F. Spencer教授研制的Imote2無線傳感器里。考慮測量噪聲，提出了Bayesian壓縮采樣方法。并進一步將壓縮采樣方法擴展用于具有稀疏解的系統識別反問題，提出了基于壓縮采樣理論與子結構靈敏度分析的結構損傷識別方法。研究成果采用山東濱州黃河公路大橋、哈爾濱松浦大橋以及國家游泳中心等現場監測數據進行了驗證，取得好的結果。項目研究成果可用于結構健康監測的數據壓縮，無線傳感器和傳感網絡的數據魯棒傳輸，具有稀疏解的系統識別問題。為土木工程結構健康監測數據分析與處理的發展提供了新的思路，具有重要的理論意義和實際價值。 2100433B

作為智慧地球計劃中物聯網的核心技術結構健康監測是多個領域的熱點與前沿研究方向。結構健康監測系統運行積累了海量的動力響應數據，帶來了數據災難；而無線傳感網絡技術也需要存儲和傳輸盡可能少的數據。因此，數據壓縮方法是結構健康監測領域的重要研究課題。傳統的數據壓縮遵循采樣定理，首先采集完整的數據，然后再進行壓縮，這種方法的效率較低。近年來，應用數學領域在壓縮采樣理論上的突破性進展，為結構健康監測動力響應數據壓縮開辟了嶄新的途徑。本項目充分利用數學領域的相關進展，突破采樣定理的限制，研究結構健康監測動力響應數據的壓縮采樣方法，即采集的數據既是被壓縮的數據。首先研究結構動力響應數據稀疏分解的GA與MP混合算法，以及動力響應數據壓縮采樣和 Bayesian壓縮采樣方法；然后，分析壓縮采樣的數據重構解壓誤差及其對結構模態參數和損傷識別精度的影響；最后，研究在實際橋梁健康監測系統中的應用。

目前對結構健康監測和振動控制的研究基本是分別進行，缺乏對建筑結構監測與振動控制實時結合進行研究。項目研究針對現有研究的不足和實際結構監測與控制的需求，尤其是若干需解決的問題。進行：1）結構未知荷載辨識與振動控制實時結合；2）結構被動控制/隔震控制力的實時辨識；3）小型結構突發損傷診斷與主動/半主動振動控制實時結合；4）大型結構突發損傷分散診斷與分散主動/半主動振動控制實時結合等研究。提出了系列有效對結構荷載與結構損傷監測與主動/被動振動控制實時相結合的方法，而且提出的方法通過數值模擬和模型試驗進行了驗證， 能達到實時對建筑結構進行監測與有效振動控制結合的目的。“實時”地將結構監測與振動控制相結合進行研究，是本項目最顯著的特色與創新。項目研究成果對促進結構健康監測與結構振動控制的結合，以及智能結構的發展不僅在理論上具有學術創新，而且具有實際應用價值與前景。 研究成果在國內外學術雜志和學術會議文集上發表論文18篇，其中在SCI收錄的國際學術期刊論文11篇；EI收錄的國內學術期刊論文2篇；國際/國內學術會議論文5篇，超出了申報書預期發表論文15-16篇，其中在SCI收錄的國際學術期刊上發表5-6篇的數量。 2100433B

迄今對結構健康監測和振動控制的研究基本是分別進行，缺乏對建筑結構監測與振動控制實時結合進行研究。然而，將結構監測系統和振動控制系統分開，在實際應用這兩種系統時，不僅不經濟，更重要的是會導致結構在受到未知荷載、發生損傷時無法對結構實時有效進行振動控制。本項目針對現有研究的不足和實際結構監測與控制的需求，尤其是若干需解決的問題。研究：1）結構未知荷載辨識與振動控制實時結合；2）結構被動控制/隔震控制力的實時辨識；3）小型結構突發損傷診斷與主動/半主動振動控制實時結合；4）大型結構突發損傷分散診斷與分散主動/半主動振動控制實時結合，提出有效對結構荷載與結構損傷監測與主動/被動振動控制實時相結合的理論方法，達到實時對建筑結構進行監測與有效振動控制結合的目的。實時地將結構監測與振動控制相結合進行研究，是本項目最顯著的特色與創新，提出的方法不僅在理論上具有學術創新，且具有實際應用價值與前景。