目前傳感器應用于結構健康監測領域，尤其大跨橋梁等結構中已經具有一定的理論基礎和實踐經驗，但在地下結構中應用較少，對地下結構進行健康監測系統中傳感器的優化布置是該系統存在的重點和難點之一。因此這篇碩士論文結合天津站地下交通樞紐工程重點研究了地下結構健康監測中傳感器優化布置的準則和方法，并對傳感器優化布置的原理進行了詳細的分析。該論文首先建立天津站地下交通樞紐空間三維有限元模型，對其進行有限元模態分析，取得傳感器優化布置計算所需節點的各階振型——位移模態數據，這些數據是進行傳感器優化布置的基礎；第二步根據傳感器布置的原則即監測精度和成本，設計三種地下結構健康監測的傳感器優化布置方案，即效獨立法、MAC 法及改進MAC 法大型；最后應用Penny提出的評價各種傳感器布置方法優劣的五條量化準則對三個傳感器優化布置方法進行比較和評價。 
評價結果表明，改進MAC 法不僅理論合理、方便可行，而且大大縮短了計算所需的時間。該方法可為大型地下結構振動監測中傳感器的優化布置提供理論依據和方便快捷的實現工具，具有一定的實際應用意義和進一步研究的價值。
在城市地下綜合管廊中，其內部承載了大量的重要管線，一旦有事故發生，所帶來的損失和影響十分巨大。因此，城市地下綜合管廊中比一般地下結構的監測要求更復雜，監測項目也更多。為實現綜合管廊為各類管線提供舒適安全的環境，保障綜合管廊的安全性、實用性和耐久性，加強對綜合管廊內環境監測和結構健康監測以及評估十分必要，這也是50838標準中的要求。而傳感器是實現環境監測和結構健康監測功能的基本單元，通過傳感器采集整個管廊氣體、溫濕度、水位、沉降、電力、通訊數據實現對整個運行狀態的感知和風險的有效管控，這也是實現智慧管廊綜合管理和運營的基礎。從理論上講，綜合管廊使用的傳感器越多，環境特征和結構特征的描述就越準確。但出于對經濟成本方面的考慮，傳感器的數量總是有限的，因此合理布置傳感器，對現存的傳感器布局方案進行優化是保證環境監測和結構監測質量的前提。
通過參考《地下結構健康監測中的傳感器優化布置方法研究》這篇碩士論文的方法，基于各管線、環境之間的災害風險耦合關系，遵循高效、集約原則，通過考慮到綜合管廊的空間結構特點，根據傳感器的位置、信號輸出狀態、電源要求、網絡狀態和綜合管廊內部環境等因素進行分析，對改進MAC 法作進一步改進或采用遺傳算法來選擇綜合管廊檢測目標上的最優傳感器布點方案，是可行的，可分為燃氣艙和一般艙室中的傳感器布點方案進行單獨，應作為下一步研究的重點。
趙小崇 河北工業大學碩士論文
