关键词: SHM；土木工程；展望；综述
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1．引言
水坝、桥梁、电厂、军事设施、高层建筑等重大结构工程，在遭受地震、洪水、飓风、爆炸等自然或人为灾害时的安全问题，与人民的生命财产息息相关，已经引起人们的广泛关注[1]。上述结构在经历灾害后，对他们的健康状况做出评估，实时地监测和预报结构的性能，及时发现和估计结构内部损伤的位置和程度，预测结构的性能变化和剩余寿命并做出维护决定，合理疏散居民，对提高工程结构的运营效率，保障人民生命财产安全具有极其重大的意义。故而，结构的健康监测技术成为当前国内外研究的热点问题。
随着科学技术的发展，一些新的先进传感技术，如光纤光栅技术、GPS技术、疲劳应变计、磁通量(EM)传感器和声发射(AE)技术以及无线传感网络系统技术在国内受到了特别关注，其中一些新成果已在实际桥梁健康监测系统中得到应用[2]- [3]。同时，健康监测系统的整体集成技术也得到了发展。
2．构成及工作机理
结构的健康监测技术是要发展一种最小人工干预的结构健康的在线实时连续监测.检查与损伤探测的自动化系统，能够通过局域网络或远程中心，自动地报告结构状态。
一般，健康监测系统应包括以下几个部分：(1)传感系统：用于将待测物理量转变为电信号。(2)信号采集与处理系统：一般安装于待测结构中采集传感系统的数据并进行初步处理。(3)通信系统：将采集并处理过的数据传输到监控中心。(4)监控中心和报警设施：利用具备诊断功能的软硬件对接收到的数据进行诊断，判断损伤的发生、位置、程度，对结构健康状况做出评估，如发现异常，发出报警信息，如图1所示。
图1 健康监测系统工作流程
3．研究现状
3.1 光纤光栅(FBG)传感技术
光纤光栅传感器采用波长调制方式, 通过探测信号波长的漂移量来测量被测参数的变化。测量信号不受光源起伏、光纤弯曲损耗、连接损耗和探测器老化等因素的影响, 不受电磁干扰, 寿命长, 尺寸小, 安装方便, 耐腐蚀, 可实现实时和分布式测量, 复用能力强, 多只传感器可以串接在一根光纤上, 测试精度高、重复稳定性好、远程信号传输性能优越, 可埋入复合材料或结构中来实现光纤智能材料和结构内部应变分布的实时监测, 是实现光纤灵巧结构的理想器件。
在几种光纤传感技术中，布拉格光纤光栅(FBG)传感技术在桥梁工程领域中应用最广也最为成熟。国内光纤光栅技术的研究和开发除了围绕光纤光栅传感技术的原理以及调制解调技术外，针对光纤光栅传感器封装技术、在钢或混凝土结构测试中的适用性等也开展了许多工作。目前的光纤光栅传感器以应变和温度测试为主，与传统的传感器相比，光纤光栅应变传感器的抗电磁干扰能力、抗零漂能力、可重复性都更令人满意。光纤光栅传感技术已被应用在土木结构物的监测中。
T.H.T.Chan 等人[4]利用光纤光栅传感器对香港青马大桥(世界上最长的吊桥, 同时支撑着铁路和公路交通运输) 进行结构健康监测, 他们将40 个光纤光栅传感器分成3 组, 分别安装在缆索、摇轴支座和桁架梁上, 测量桥上不同部位的应变, 并将光纤光栅传感器的性能与传统的结构监测系统———风监测和结构健康监测系统(WASHMS , 该系统自1997 年5 月青马大桥启用起就已投入运行) 进行比较, 从而得出利用光纤光栅传感器进行结构健康监测是完全可行的, 所得试验结果与WASHMS 测得的数据完全一致。传感器的布置与安装，如图2、图3所示。
图2 在青马大桥上安装40个FBG传感器来测量温度和应变图3 FBG传感器安装位置
3.2 全球卫星定位系统(GPS)技术
今天,大跨度桥梁被设计得更加灵活,可以抵抗温度、强风和地震的影响。对有限元模型的升级、结构响应预测和安全评估来说，结构响应（尤其是位移）正变得越来越重要。对于大跨度桥梁，其变形、挠度、沉降等绝对位移量的量测仍是一个技术难题。GPS是一个可供选择的技术。香港的青马大桥、汲水门大桥、汀九大桥，日本的明石海峡大桥，都安装了GPS传感器进行监测。
GPS位移监测原理：大桥位移监测系统是采用卫星定位系统。它是利用接收导航卫星载波相位进行实时相位差分即 RTK技术（Real Time Kinematic），实时测定大桥位移[7]。GPS RTK差分系统是由 GPS基准站、GPS监测站和通信系统组成。基准站将接收到的卫星差分信息经过光纤实时传递到监测站。监测站接收卫星信号及GPS基准站信息，进行实时差分后可实时测得站点的三维空间坐标。此结果将送到GPS监控中心。监控中心对接收机的GPS差分信号结果进行桥梁桥面、桥塔的位移、转角计算，提供大桥管理部门进行安全分析[8]，具体布置方式及原理如图5、图6、所示。
图5 GPS装置布置方案 图6 当火车经过的时候一个GPS接收器
记录Gorgopotamos Train Bridge的响应
虽然，GPS技术在健康监测应用方面取得了长足进展，然而，一些不足之处仍然限制了GPS技术的应用范围。存在的问题及未来研究的努力方向至少表现在以下几个方面。（1）GPS测量的质量有赖于某些因素，主要是卫星的能见距离、几何学的应用、信号传输的质量、GPS波通过电离层和对流层时造成的延迟。（2）由于卫星在不同位置上造成的定位质量的退化以外，其它主要考虑的问题（尤其是城市地区）为多径效应。（3）在厘米以下到毫米的精确度范围内，用GPS测量位移的精确度依赖于一些因素。
3.3 无线网络传感技术(WSN)
摘 要：当今医学发展的趋势特征是生命与健康规律的认识趋向整体，疾病的控制策略趋向系统，正走向“4P”医学医学模式。“4P”医学模式即预防性（Preventive）、预测性（Predictive）、个体化（Personalized）和参与性（Participatory）。“4P”医学模式更加强调人的主动性，强调日常生活行为对疾病发生发展的重要性，从而强化对个体生活行为的干预，以达到预防疾病、控制发展的目标。
关键词：“4P”医学；物联网；智慧医疗方案；辰汉电子；嵌入式技术；无线通信技术
从治疗走向预防，是现代医学发展的一大趋势。在压力越来越大的现代社会中，人们往往顾此失彼，健康状况普遍不佳。而更为致命的是，人们缺乏必要的技术手段，获知自己身体状况的相关数据。多数人在无知无觉或后知后觉中被疾病捕获。从现有的预防手段上看，人们预防疾病的措施还局限在完善饮食、规律生活和适当娱乐等基本手段，更高层次的实时监测血压、心跳等都不是他们自己能做到的。
无线健康物联网，是将物联网技术用于医疗领域，借助数字化、可视化模式，进行生命体征采集与健康监测，将有限的医疗资源让更多人共享，也就是智慧医疗。
各种无线传感仪可以把测量数据通过无线传感器网络传送到专用的监护仪器或者各种通信终端上，如PC、手机、PDA等，医生可以随时了解被监护病人或者跟踪研究人群的病情和生理状况，进行及时处理统计，还可以应用无线传感网络长时间地收集人的生理数据，这些数据在研制新药品的过程中是非常有用的。
智慧医疗方案能让抢救变得更有效率。特别是对于心脏病患者，治疗时间是非常关键的。已经有一些心脏病患者随身携带了专门的无线终端设备，这些设备可以不间断地通过无线健康物联网将心电图数据和其他体征数据实时发送到医疗监测中心。监测中心24小时监控和分析这些数据，在发现异常时立即联络病人或其家属，让病人得到最及时的救治。
智慧医疗方案的作用还不止这些。对于那些经常忘记吃药的健忘症患者或者老人，会发现这套方案还是一个很好的帮手，可以为患者及时发送用药提醒信息，并方便地提供药物数据库的资料。这样患者就可以不再错过服药的时间，并且不用再忍受反复查询服药计量的麻烦。类似的解决方案还包括血糖监测手机，测量体脂肪的“减肥手机”，测量肤下水分并具备按摩功能的“皮肤管理手机”，以及能够看到胎儿发育状况的“产妇手机”等。
智慧医疗方案功能如此强大，所涉及的技术众多，其中最关键的是智能核心平台，它起到一个承上启下枢纽的作用。构建一个成熟实用的智慧医疗解决方案离不开医疗设备生产环节、智能核心平台研发环节、网络建立提供环节（中国电信、中国联通、中国移动等）的通力合作。其中，医疗设备生产环节对行业设备功能、用户需求足够了解，但对核心平台的研发和了解是薄弱的。智慧医疗的智能核心平台具有较高的技术壁垒，需要高端的嵌入式知识结构，丰富的项目经验。上海辰汉电子利用本身强大的研发实力和深厚的应用领域的经验，用高端ARM嵌入式技术通过3G、蓝牙、ZigBee、WiFi、UWB和专用无线解决方案的微控制器等研发出移动医疗终端的智能核心平台技术，可用于如移动多参数监护仪、血压无线传感仪、脉搏无线传感仪、OCT血氧无线传感仪、OCT血流无线传感仪以及血糖仪无线集成模拟组件等，进而设计出一套新型、智能化的无线网络+移动医疗终端的方案，即智慧医疗方案。
该方案可以用在医疗卫生机构、公共场合和居家环境，也可以用于生命体征的采集、服药状况的监控等。
该方案帮助患者以及残障人士的家庭生活，跟踪健康监测人群生理指标状况。利用无线通信将各传感设备联网可高效传递必要的信息，从而方便接受护理，而且还可以减轻护理人员的负担。
国内某知名医疗设备供应商合作利用辰汉电子的这套方案推出了移动健康监护系统，这套系统可以利用终端设备随时随地地测量心电、呼吸、血压、体温、心率、脉搏、血氧等生命体征，实现对身体隐患的早发现和早治疗。
此外，该智慧医疗方案还可以运用到抗震救灾等社会事业之中。
以某地救灾为例，在地震发生后，某总医院的网络技术人员为当地医院安装了一套智慧医疗方案的3G远程影像会诊工作站，实现了该医院与总医院的无缝链接。总医院骨科、神经外科、心胸外科、影像科等多个科室的专家通过这套系统为灾区受难群众提供了医疗救助服务，为最大限度地减轻地震灾害发挥了作用。
现在越来越多的智慧医疗方案被应用在人们的生活之中，医疗人员能够利用移动医疗终端完成以病人为中心的各种医疗项目，如无线指示病人用药，对家居病人的健康状况进行远程监控等。能提供准确的健康监测和分析，而相应的医疗成本并不会显着增加，因为得益于嵌入式技术和无线通信技术的魅力—— 边际成本递减的规律，智慧医疗方案可以在大范围内进行普及。
Abstract: In this paper, combine with the present situation of city bridge health monitoring, as well as the key design element integration with existing technologies, to provide comprehensive, forward-looking design scheme of the system, in order to eliminate or reduce the current single monitoring system to repeat construction, realize the information sharing and interoperability.
Key words: city bridge; health monitoring; cluster monitoring; design
中图分类号：[TU997] 文献标识码：A文章编号
随着城市桥梁病害的增多,桥梁养护与维修工作日趋繁重,管理者亟需一套针对城市桥梁结构的实际安全性能,进行远程动态监测与实时评估的智能管理系统,以确保城市桥梁以及整个交通运输体系的安全运营。因此将现代城市桥梁管理理论与“数字城市”技术相结合从而形成城市桥梁集群化、网络化的监测管理，将是未来城市桥梁信息化管理的新模式。
1. 城市桥梁健康监测现状
我国已有约60座以上的大型桥梁安装了桥梁健康监测系统，其中包括了一部分城市桥梁，这些健康监测系统由少则50、多则500个以上的传感器组成，其费用约占到桥梁总造价的0.5-2.0%，但是按照功能要求和效益-成本分析两大准则来看，系统还存在着以下问题。
1）监测范围满足不了需求。开展监测的范围较小，一般只注重大江大河，而随着城市桥梁的发展，城市干道桥梁的管养任务日益繁重。
2）只针对具体某一座或某几座桥梁，还只能作为单个的“信息孤岛”，并没有从城市桥梁管理的角度集成为统一的平台，信息不共享，缺乏与其它管理系统的有机衔接。
3）缺乏引导与规划，系统功能还不够全面，偏重监测内容和技术轻视测试数据处理和评价的设计方案越来越不易被桥梁业主所接受，系统投入使用后，后续升级及再开发困难。
4）软硬件开发平台不统一，由于城市桥梁的类型众多，监测项目不尽相同，针对每一座具体桥梁开发出一套专用的监测软件，存在着开发周期长，代码可移植性差，不能重复等缺点，造成人力资源和开发成本的增加。
5）目前的健康监测系统由于监测时间较短，尚未能充分利用监测数据在各种时间尺度上蕴含的信息，实现从中挖掘数据演变规律的长效机制，也还没有将桥梁结构的健康状态监测上升为对结构整个生命过程的跟踪式监测，从而实现指导养护管理的目的。
2 . 城市桥梁集群监测系统的内容及其设计
2.1集群监测系统设计的关键因素
城市桥梁集群监测系统是一个“开放”式的系统，它的建立和完善是一个相当庞大的工程，在系统设计和规划时，应考虑以下关键因素：
1）资金规划
目前我国大规模的桥梁建设其投入是巨大的，进行健康监测系统的开发有充足的资金支持，这也是目前健康监测系统建立的主要资金来源，但对于大范围的城市在役桥梁，其养护管理的投入严重不足。因此，城市桥梁集群监测系统研发资金的一次性筹集存在一定的困难，在现阶段，提倡“综合规划，分步实施”的集散型方式更具有现实意义。
2）技术规划
在技术上，由于健康监测所面临问题的解决不可能一蹴而就，高新技术和自动化设备的研制和应用在我国还刚刚起步，许多关键性的技术还有待突破，目前的理论研究与实践应用还存在着较大差距，需要在实践中逐步发展完善，以达到最佳的效果。
3）桥梁寿命
对于新建桥梁，其建成初期安全状况大多良好，此时建立健康监测系统主要是为桥梁积累重要的原始数据以及监测突发性事故(地震、撞击等)下结构的响应，因此只需在关键部位布设测点即可。
4）仪器寿命
桥梁健康监测系统自身也有使用期及寿命的问题，而且由于系统大多使用电子设备，在恶劣环境中损坏的可能性更大。根据桥梁的实际情况采取分阶段实施的方案，不仅可以节省费用，还可以延长系统使用周期。
2.2 集群监测系统及其功能分析
桥梁集群监测系统，包括安装于桥梁上的竖杆，竖杆上安装着摄像头，竖杆还安装着与摄像头配合连接的供电装置和无线发送装置，摄像头通过无线发送装置将视频信号传送至与无线发送装置相匹配连接的无线接收装置，无线接收装置通过有线或无线的方式与一级可视接警终端相配合连接或者无线接收装置通过有线或无线的方式与二级可视接警终端相配合连接，安装在一级可视接警终端上的智能声光警示装置与一级接警终端相配合连接，一级接警终端与二级可视接警终端通过有线或无线的方式相配合连接。本实用新型接警响应时间短，使出警及时，避免出警的目的地误报，提高出警效率。
在国内外桥梁健康监测系统设计准则研究的基础上，城市桥梁集群监测系统以基于GIS的城市桥梁管理系统为基础，增加分布式远程桥梁监测系统、数据传输网络系统、系统集成管理平台等三个核心部件，具体由不同的模块组成，GIS系统的电子地图技术将与桥梁属性相关联，方便对城市全部范围的桥梁分布状况及属性的把握。
2.2.1 分布式远程桥梁监测系统
主要包括传感器模块、数据动态采集模块和远程数据传输模块。其中传感器模块由各种类型的传感器及二次仪表等部分组成，主要监测载荷变化、结构所处环境变化及结构实际工作状况；数据采集模块主要由微机控制的数据采集仪器组成，功能是收集由传感器传来的原始信号，并进行信号调理、根据系统功能要求对数据进行分解、变换等预处理，以获取所需要的参数；数据传输模块主要是建立远程传输的通讯链路，实现网络传输。分布式远程桥梁监测系统是集群监测系统最前端和最基础的系统。
2.2.2 数据传输网络系统
主要由监测系统局域网模块、与其它局域网或主干网的连接模块及远程控制模块组成，以实现数据远程通讯、传输及远程控制功能，是联系分布式远程桥梁监测系统与系统集群管理平台的桥梁。
2.2.3 系统集群管理平台
系统集群管理平台由中心数据库管理模块、数据分析及处理模块、结构状态评估模块、决策支持模块以及监测系统控制管理与维护模块组成。
上述三个组成部分分别在不同的硬件和软件环境下运行，承担着各自不同的功能，它们之间的协同工作，将实现集群监测系统对城市重要桥梁的在线监测及评估的功能。
3 结论
本文为保障城市桥梁的公共安全，提出了城市桥梁集群监测系统的概念，此系统利用现代信息技术构建了一个覆盖城市重要桥梁的结构安全远程在线监测系统，对保障城市交通安全畅通具有极其重要的意义和价值，并随着研究的深入，逐步实现桥梁管理的信息化和科学化。
参考文献：
[1]冯良平,李娜,张革军,张新越.中国长大跨桥梁结构安全监测系统研发现状及趋势[J].公路,2009,(5):176-181.
关键词：悬索桥；健康监测；动力特性；评估
一、引言
随着城市轨道交通[1]建设步伐的加快，轨道桥梁的建设取得了瞩目的成绩：从1960年加拿大魁北克建成的世界上第一座轨道斜拉桥――North Romaine River Railroad Bridge，跨度为61m；到2011年中国建成的世界最长跨度单轨桥――重庆市轨道交通三号线一期工程嘉陵江特大桥；再到中国正在建设的世界最大跨度双塔双索面自锚式悬索桥――重庆轨道环线鹅公岩轨道专用桥。然而，作为大跨度轨道悬索桥，具有整体刚度相对较弱、列车荷载激励强烈、结构响应明显的特点，加之，在运营期内，受材料老化、疲劳荷载反复作用、复杂环境等因素影响，桥梁结构难免出现损伤或者存在一定安全隐患。
另一方面，通信网络、信号处理、人工智能等技术的不断发展，加速了桥梁健康监测系统的实用化进程。工程实践表明，健康监测系统能够及时发现结构的损伤与质量退化，实现结构定性、定位和定量分析，可以为桥梁的管理养护提供客观依据，具有良好的经济效益和社会效益。
因此，利用健康监测系统对大跨度轨道悬索桥进行实时、在线、动态监测，并作出安全性评估，愈显重要。
二、健康监测内容与系统架构
1.健康监测内容。桥梁健康监测是运营期间以结构安全状况评估为目标的长期实时监测，针对大跨度轨道悬索桥，监测内容如表1。
2.健康监测系统架构。健康监测系统应具有采集、传输、处理、管理、评估与预警等功能，为降低系统的复杂程度，且方便维护和升级，一般采用模块化设计。一套完整的健康监测系统，由六大子系统组成，如图1。
（1）传感器系统：由测试结构物理参数及其周围环境的传感设备组成，获取荷载、环境与结构响应信息。
（2）数据采集与传输系统：由数据采集单元和数据传输网络构成，用于信号采集、处理、缓存和传输。
（3）数据处理与控制系统：用于例行数据处理与分析、结构状态监控与预警、系统状态监控与预警及系统远程操控。
（4）评估系统：用于执行原始监测数据分析、结构状态评估及诊断与预测分析。
（5）数据管理系统：用于存取监测数据及分析结果。
（6）检查与维护系统：用于检查与维护传感器、数据采集单元、数据传输网络和显示设备等。
三、问题剖析
桥梁健康监测系统发展日新月异，成绩斐然，但应用于大跨度轨道悬索桥中，仍存在一定的挑战。
（1）列车荷载作用下大跨度轨道悬索桥结构动力特性监测。大跨度轨道悬索桥具有轻、柔、窄等特征，由于所受列车荷载作用结构面广、激振强烈、动力响应明显，加之，动力特性的演化将直接关乎结构的安全性，因此，动力特性的监测难度大，且格外重要。
（2）桥梁结构状态信息的全面、准确获取。大跨度轨道悬索桥施工阶段会进行施工期间监测[2]，运营阶段会进行健康监测，但有效实现两阶段的无缝连接仍是项目的技术瓶颈，加之，传感设备缺陷、信息处理不当、服役环境复杂等因素，导致结构状态信息难以全面、准确获取。
（3）人工检测与实时监测的有效融合。传统的管理系统主要依赖常规的人工检查和专项检测等手段得到的信息，但在实际应用中具有一定的局限性。同时，由于健康监测系统规模、传感器布设、信息传递等方面的限制，仅依靠健康监测系统采集的数据而对大跨轨道悬索桥进行评估是不完整的，加之，对结构在复杂环境和列车荷载作用下响应的认识和经验不足，难以给出准确有效的预警模式。
（4）基于健康监测信息的在役桥梁安全性评估理论与技术。实用桥梁安全性评估方法的开发与应用，仍处于基础性探索阶段，是桥梁健康监测领域发展的主要制约因素之一，由于评估理论和技术的不完善、轨道悬索桥结构体系的复杂性等因素，致使对桥梁难以施行客观、有效的评估。
四、适应性解决策略
（1）结构动力特性分析与动力响应全面监测。轨道列车的快速运行，会诱发桥梁结构产生空间振动，结构动力特性是进行结构动力响应分析的前提，因此，针对大跨度轨道悬索桥动力响应监测，可按如下步骤进行：
1）采用空间杆系有限元模型进行计算分析，了解结构的频率分布和振型特点。
2）进行车-桥系统耦合振动分析，确定监测参数与测点布置。对于位移幅值较大的结构，监测参数主要是位移和应变，位移测点应布置在振动荷载作用下结构位移变化最显著且易于稳固安装监测传感器、方便测量的位置，应变传感器则宜先进行标定。
3）监测信息采集与评估。依据所采集的动力响应监测信息，通过与理论计算的对比分析，参照对应的规范或标准，实现动力响应监测评估。
（2）蛄喝寿命监测机制与稳定可靠系统。
1）全寿命监测机制。在轨道悬索桥施工阶段，通过选用高性能、长寿命预埋传感器，最大限度在结构运营过程的一定时期内继续获取结构的相关响应信息。同时，在长期健康监测表贴传感器部署时，考虑和预埋传感器的对应关系，通过表贴与预埋传感器的监测信息相关性，实现预埋与表贴贯穿桥梁全寿命周期的监测机制。
2）稳定可靠系统。
①合理选择传感设备。根据轨道桥梁特点、列车荷载要求与监测环境，综合考虑灵敏度、频率响应特性、线性范围、稳定性、精度等因素，按照“效益―费用比”最大化原则，选择稳定可靠的传感设备。
②增设组态控制箱。组态控制箱主要功能为数据采集和监视控制，“组态”是指用户通过类似“搭积木”的简单方式来完成自己所需要的软件功能，“控制”是指通过计算机信号对自动化设备或过程进行监视、控制和管理。
③异常信息分析处理与信息重构。采用时域、频域、时频域分析方法进行过滤或去噪处理，实现粗差、偶然误差的过滤，利用趋势曲线法或神经网络法进行失真信息重构，以插补、替代、加权调整的方式进行缺失信息修复。
（3）人工检测与实时监测相结合模式。通过日常巡查、定期检查和专项检查，将人工检测信息纳入实时健康监测数据库，并将分析结果作为结构整体安全性评估的考虑因素，实现人工检测与实时监测的有效融合，保证评估的客观性。
（4）多种安全评估理论与技术相互补充、验证。现阶段，对桥梁结构进行安全性评估的方法主要包括统计分析、模糊理论、专家系统、层次分析、极限分析、可靠度分析[3]等，实施大跨度轨道悬索桥评估时，应综合使用多种安全评估理论与技术，形成相互补充、相互验证的模式，按安全一级评估和安全二级评估[4]的方式进行。
五、结语
（1）桥梁服役期长达几十年、甚至上百年，而传统的传感设备寿命相对较短，因此，利用新理论、新效应研究开发可靠、稳定、耐久的桥梁监测传感设备显得尤为紧迫。
（2）伴随监测系统运行时间的增加，监测信息呈现数据量大、数据格式复杂等趋势，在实施必要的过滤或去噪分析、重构与修复时，应以传感设备所采集数据的形式进行数据换算与标准化、异常识别与处理等有效处理过程，构建稻莘治瞿P[5]，按结构损伤识别和安全评估所需的输入格式提供给服务器进行后续处理。
（3）无线通讯技术的发展，不但可以有效减少信息传输线缆的数量，还可以避免因线缆老化对信号采集质量的影响，对健康监测具有重要贡献，应用前景广阔。
（4）大跨度轨道桥梁建设速度快、规模大，但针对健康监测项目，仍缺乏相应的规范或标准，因此，建立轨道桥梁健康监测系统标准化体系，实现行业规范化，势在必行。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.《城市轨道交通工程基本术语标准》（GB/T 50833-2012）[S] . 北京：中国建筑工业出版社，2012.
[2]中华人民共和国国家标准.《建筑与桥梁结构监测技术规范》（GB 50982-2014）[S] . 北京：中国建筑工业出版社，2014.
[3]中国工程建设协会标准.《结构健康监测系统设计标准》（CECS 333：2012）[S] . 北京：中国建筑工业出版社，2012.
一、故障预测与健康管理技术的概述
所谓的故障预测与健康管理技术（PHM），是指用于监控和预测电子系统功能发挥的程度和状态，对构成航空电子系统的零部件的使用寿命、故障类型进行监督和预测，并且能够根据预测的结果进行有效的决策的一种技术。PHM技术能够对整个电子系统进行全方位的监督和预测，是一种更加智能化的动态监测系统，不仅能够在很大程度上减少对电子系统进行监测的时间，减少人力物力的投入，同时还能大幅度的降低维修费用，提高经济效益。
二、故障预测与健康管理技术的应用
通过上述研究可知，故障预测及健康管理技术是一种难度比较高的技术，但是该技术若能有效的应用在航空机电产品中，将对为航空机电产品领域的发展做出巨大的贡献。因此，我国相关领域必须要对故障预测及健康管理技术进行深入的研究，进而将其运用到实际的预测与管理之中。笔者在此对故障预测及健康管理技术的应用进行了一定的探索，希望可以为该技术应用水平的逐步提高而做出一些贡献。
1、利用预警电路法对电子系统故障进行监测与管理故障预测及健康管理技术在航空机电产品中的应用有很多，但是就笔者看来最为重要的一点应用就是利用预警电路法，来对电子系统进行全面的检测和管理。该方法的应用能够及时的排查故障。其具体使用的方式主要有两种：其一，预警电路法在可靠性方面，初始阶段与普通的电路是没有区别的，主要的区别只是在于，预警电路中增加了使用的负担，这样就能够保证预警电路能够比正常电路更早的发生故障。实现这种预警电路的方法，通常是通过减少预警电路的线路直径以增加预警电路的电流密度来完成的，这样就能够促使预警电路产生比正常电路更多的热量，预警电路就会比正常电路提早产生故障。其二，预警电路的设计要与其他的电路有着同样的运行状态以及运行环境，但是，与其他电路唯一不同的区别就是要使得预警电路的使用时间要短于其他的电路。如此一来，预警电路故障的出现或者是使用寿命的结束都会对电子系统进行监测。
2、利用累积损伤模型对电子系统的故障进行监测与管理
累计损伤模型是该领域研究人员在研究各种失效模型的基础上建立起来的，其目的是用来检测系统的使用寿命。累积损伤模型在既可以对电子系统的使用磨损程度进行分析，又可以在此基础上准确的计算出电子系统的剩余使用时间。进而，相关工作人员可以根据这一数据及时的更换电子系统的相关部件，避免故障的突然发生而带来的困扰。
3、利用监测特征参数法对电子系统故障进行监测与管理
监测特征参数法能够将获取的数据和信息经过一定程序的加工和处理，并对处理后的数据和信息进行分析，对电子系统的故障类型进行预测。但是在采用监测特征参数法来预测电子系统的故障时，尤其要注意的是，由于电子系统本身在结构、功能和失效的机理等方面的复杂性特点，所以在选取参数和进行数据处理的方法方面要严格按照不同的标准来进行选取。只有这样，才能保证监测特征参数法能够对收集到的数据和信息进行准确的分析。
4、利用综合法对电子系统的故障进行监测与管理
虽然当前航空电子故障预测与健康管理技术得到了显著的发展，并且也已经研制出许多高效的方法来对航空电子系统的故障进行预测和健康管理，但是每种方法必然都会存在一定的缺陷和不足，并且人们还在不断寻求更加有效的方法来完善对航空电子故障预测和健康管理技术，这就出现了一种将多种方法进行融合的理念。航空机电产品故障预测及健康管理技术的研究涉及的方面有很多，所以对于该技术应用的研究就可以从其他多个角度进行研究，而以上仅仅只是笔者对于该技术应用的几个主要方面的研究，并且由于笔者对于航空机电产品的研究能力有限，所以上述研究也比较粗略，仅仅凭借这些研究来提高航空机电产品故障预测的与管理的水平是远远不够的。因此，对于航空机电产品故障预测及健康管理技术的研究还有待进行进一步的探索。
三、总结
[中图分类号] R174+.6[文献标识码] A[文章编号] 1005-0515（2011）-08-335-01
在党中央、国务院的正确领导下，全国人民大力支持下，经过广大建设者和库区人民艰苦努力，至2009年底，三峡工程基本完成建设任务，具备全面发挥设计的防洪、发电、航运、旅游和生态环境保护等巨大综合效益的能力。三峡工程建设，无论在政治上还是经济上都具有重大现实意义和深远历史意义。随着三峡工程建设运行，逐步显露出一些亟待研究解决的新情况、新问题。这些问题是社会、经济发展的必然产物；在公共卫生方面主要是库区居民公共卫生服务理念、服务能力、人群健康现状变化及影响因素、传染病疫情、地方病疫情、鼠、蚊类等生物媒介等监测工作，将这些监测工作纳入库区公共卫生服务重点监测工作，是深入贯彻落实科学发展观的需要，是确保三峡工程综合效益可持续发挥的需要，也是结合国内外大型水利工程建设后引发相关传染病疫情暴发流行深刻教训及经验的需要。总书记提出，移民工作要“努力使库区群众基本生活有保障、劳动就业有着落、脱贫致富有盼头，同心同德建设和谐稳定的新库区”。总理强调，需要解决库区生态环境、地质灾害防治、移民安稳致富三个重大问题。公共卫生服务是保障人民群众身体健康、促进库区经济建设又好又快发展、维护库区社会安稳与和谐发展起积极重要作用之一。建立三峡工程运行后库区人群健康监测系统，对水库运行期间的相关传染病疫情、地方病疫情和生物媒介进行监测，科学分析，认真总结，为国家科学制定和出台政策提供可靠依据是我们重要职责和工作任务。
1 指导思想 坚持以科学发展观为指导，以库区居民身体健康、居民生活环境改善、社会稳定、经济繁荣为重点，加强公共卫生服务能力建设，提升服务水平既能力，拓展服务范围，创新服务理念，确保新库区群众健康知识能力显著提升，确保新库区居民人均寿命值和幸福生活指数显著提升，确保实现到2020年人人享有公共卫生基本保障服务。
2 监测范围
2.1 兴山段涉及三个乡镇十三个行政村、居委会所辖范围人口及区域面积。
2.2 兴山段水库水域175米回水线以下消落区。
2.3 监测基准年为2010年。监测水平年，近期为2015年，远期为2020年。
3 监测依据
3.1 《长江三峡工程建设移民条例》，《关于开展三峡工程后续工作规划的请示》(国三峡办呈字[2009]6号)，《三峡工程后续工作规划纲要》(审议稿)。
3.2 《三峡大型水利工程建设对传染病流行潜在传播危险性评估研究项目操作手册》(中国疾病预防控制中心编制)，《三峡地区人群健康调查和研究》(主编:肖东楼,杨维中)，《中国重点传染病和病媒生物监测报告》(中国疾病预防控制中心)，《长江三峡工程生态与环境监测系统人群健康监测重点站2008年技术报告》。
3.3 结合过去在库区已开展人群健康监测有效方法及总结好的经验。
4 监测内容 监测人群健康现状、变化及影响因素，传染病疫情、地方病疫情，鼠类、蚊类等生物媒介等。
4.1 基本情况 从人员结构、经济状况、卫生资源变化等进行统计分析。
4.2 传染病疫情监测 总发病情况、时间分布、地区分布、人群分布、重点传染病及暴发疫情，监测点内统计全年报告传染病资料分析。
4.3 疾病死因分析 出生与死亡、婴儿死亡等死因分析，人均寿命与出生缺陷分析。
4.4 地方病监测 主要是对碘缺乏病与地氟病监测；对加碘食用盐加工、流通、销售、食用环节检测，对集中、高危人群体格检查等开展监测工作。
4.5 健康人群血清学检测 监测自然疫源性疾病感染情况，加强重点人群传染病防控工作，提高人群免疫水平，防治出现大的爆发疫情。
4.6 介水传染病检测 乡镇卫生院、人民医院每年5-10月份开展肠道门诊(重点监测霍乱、菌痢、伤寒、0157:H7)等病原菌检测和培养。
4.7 生物媒介种类及其宿主动物带菌(毒)检测 检测病种有莱姆病、乙脑、钩体、出血热、鼠疫、无型体和附红细胞体病等。生物媒介密度监测：每年5-10月份上、下旬定点进行蚊媒监测，鼠密度监测采用夹夜法每年4月和9月各进行一次监测。
4.8 寄生虫病监测 乡镇卫生院、人民医院开展发热门诊血检，检测疟原虫，每年5-10月份在库区淹没区沿河两岸查找血吸虫钉螺，对来往疫区的流动人口和从疫区大量引进草坪植被、淡水养殖产品、大牲畜进行血吸虫病监测。
4.9 居民生活饮用水监测 在库区淹没区和移民安置新区人群生活饮用水水质监测(检测细菌指标和理化指标)。
4.10 慢性非传染性疾病及重型精神病监测 心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病、慢性阻塞性肺部疾病、精神心理性疾病等一组疾病进行体格检查、建立健康档案并纳入规范治疗、管理，适时监测。
4.11 孕产妇系统管理与监测 从婚检、孕期建卡管理、检查、增补叶酸、住院分娩、产后访视等监测出生人口素质。
4.12 职业病监测 对工矿企业从业人员、移民安置产业从业人员接触有毒有害、粉尘、噪声、辐射等监测分析。
4.13 大众健康教育知识普及 加大对居民健康教育知识普及、宣传力度，提高居民对相关知识的知晓率。
5 监测点的设立 在三峡库区兴山段的峡口镇、高阳镇、古夫镇三个新库区移民乡镇建立疾病监测点和生物媒介监测点；发挥县CDC、乡镇卫生院公卫科和村卫生室基层网络作用，落实三级监测网络信息化，明确各级工作任务与质量要求，工作经费纳入公共卫生经费考核发放。
6 工作配合部门 由于此项工作非独立部门能完成，牵涉面广，周期时间长，涉及到相关政策与法律法规，需要积极开发行政领导，得到政策、资金支持和领导的重视；同时离不开移民、环保、农业、林业、气象、水利、统计等各方的鼎力相助，只有在这些部门的支持与配合下，使得三峡工程建成运行期兴山段公共卫生传染病监测工作顺利开展。此项监测工作具有重大的政治、经济意义，也具有深远的历史意义也，更具有重大发展战略意义，党和国家把这项光荣而又艰巨的任务交给我们库区疾控卫士，我们要以向党和人民高度负责的态度、以对历史高度负责的精神担当起任务，用科学、严谨、求真、务实的态度去完成好、执行好，确保向党和国家交一份客观公正、科学可靠的报告，确保向新库区人民交一份满意答卷；为新库区经济繁荣、社会稳定、人民健康作出更大贡献。
参考文献
[1] 三峡工程后续工作规划编制领导小组办公室.三峡工程后续工作规划纲要[R].审议稿,2009,3.
[2] 肖东楼,杨维中主编.三峡地区人群健康调查和研究[M],第二辑,中国协和医科大出版社,2007,6(1).
[3] 王宇,杨维中主编.中国重点传染病和病媒生物监测报告[R].中国疾病预防控制中心,2006.
特需健康医学中心独立拥有建筑面积为6000平方米的独幢大楼,设有完整独立的检诊系统和病房,拥有11间独立豪华VIP住院病房、10间独立专家诊室、30间检查室和独立的会诊室。坚持“精品医疗”的定位,以强大的专家团队为依托,充分整合北京乃至全国各医学专业领域顶级专家、教授、博士生导师强大的专家人力资源,拥有中央保健级专家20余人,其中院士四人,以一流的高精尖设备为基础,优化诊疗流程,保障私密空间,注重服务内涵与品牌文化的建设,为患者倾情提供更人性化、更高质量、方便快捷的医疗和健康保健服务,高效率高质量地打造国内高端的健康管理平台。
健康为什么需要管理?
邓: 健康是人生的第一财富,是财富就必须管理,不管理就会亏空。这就好像一部车子不注重保养可能只跑到10万公里之后就得报废了,而保养良好的车子,则可以多跑几十万公里。一个人的健康如果能够得到有效的管理,至少可以延长寿命10到40年。健康管理就是要把被动的“有病才就医,已病只治果”的治病模式,转变为“未病对因防,已病要治因”的健康管理模式,才能够实现不生病和治好病的理想。
健康管理是一项低投入高回报的投资,医疗消费是一种劳命伤财的消费。有研究表明,在健康管理方面投入1000元钱,可以减少3000~6000元的医疗费用。如果把一生中10%的医疗费投入在未病先防的健康管理,就可以节省90%的医疗费。
美国实施西式健康管理后,使中风减少75%,高血压减少55%,糖尿病减少50%,癌症减少33%,人均寿命延长10年;90%的个人实施健康管理后,医疗费降到原来的10%;10%的个人未实施健康管理,医疗费比原来增高90%。
健康管理的内容是包括对个体和群体健康进行全面监测、分析、评估,提供健康咨询和指导及对健康危险因素进行干预。比如对高血压、肥胖、糖尿病、亚健康、肿瘤早期筛查、老年痴呆等,通过健康管理的手段,对其发病原因、危险因素、用药监督、生活指导等进行全面的管理和监控。
特需健康医学中心主要面对哪一类人群?
邓: 特需健康医学中心承担着北京及外省市个人、家庭、企事业团体以及国内高消费人群的医疗保健任务。
哪些人的健康需要管理?
邓: 1.患有常见病、慢性病而不能住院的人(或不需要住院的人),或是患有一些平时并不是经常发作的疾病,需要定期监测、评估、调理、指导的人群;
2.由于生活紧张、压力增大引起的亚健康状态人群,尤其是工作压力大的白领阶层(中青年,体质弱者);
3.IT一族等易患“办公室综合征”的人;
4.特殊职业(如运动员等),需要定期进行健康检查,调节饮食结构;
5.平时身体健康但需要保健养生的人。
中心配有哪些先进设备?
邓: 我们中心独立拥有能够满足健康监测管理的需要的先进设备:64排128层螺旋CT,舒怡乳腺诊断仪,乳腺钼靶,电子胃肠镜,彩色多普勒超声仪,骨密度仪,动脉硬化检测仪,经颅多普勒诊断仪,动态心电图、动态血压监测,人体成份分析等。除此之外,还可以依托武警总医院的大型先进设备。
对日益高发的心脑血管疾病,特需中心有何“管理高招”?
邓: 当前危害人类健康的另一大杀手――心脑血管疾病,经常来的那么突然,让人措手不及,好像完全没有办法!但实际上心脑血管疾病属于典型的慢性疾病,从开始形成到突然发生有着漫长的过程。动脉硬化和血压升高是血管破裂引起的脑溢血的基础,这个基础不是一天形成的;斑块脱落是引起脑中风和心肌梗塞的基础,这个基础也不是一天形成的!如果我们能够早期阻止动脉硬化的发展、阻止斑块的形成,心脑血管疾病也就不会来势汹汹。现在,控制动脉硬化发展、阻止斑块形成的办法已经成熟。如果非要等心脑血管疾病突然发作再进行治疗,那结果只能是非死即“残”。所以,通过健康管理,早期进行预防,心脑血管疾病是可以控制的,绝大多数疾病也是可以阻止其发生的。
特需中心拥有总医院李天德主任、北大人民医院蒋宝琦教授、阜外心血管病医院戴汝平教授等在心血管疾病方面有很深造诣的专家。同时,中心引进了西门子AS128层螺旋CT、彩色多普勒心脏超声仪、12导联心电记录分析仪、动态血压、动态心电图、运动平板、多功能监护系统等先进设备。强大的专家队伍、先进的诊疗设备以及详细的教育指导手段,为各类心脑血管疾病的诊治和管理提供了完善的平台。
听说你们对女性乳腺癌早期筛查有很独特先进的设备和技术?
邓: 中国卫生部最新的统计数据表明,中国乳腺癌高发病妇女人群年龄段是在30岁到54岁之间,年龄段比西方国家提早了10～15年。由于缺乏预防性的知识和早期诊断低效,千万名中国妇女仍然处于毫无知觉的疾病发展威胁下,一旦癌症发现往往已到了中晚期。美国医学研究所指出,通过对癌症发展进行早期的普查和及时的治疗,超过90%的早期乳腺癌患者可以在保持乳腺尽可能完好的基础上生存。
特需医学中心的舒怡乳腺诊断仪利用动态光学激光乳腺成像技术对乳腺组织进行照射,通过检测肿瘤新生毛细血管的生成以及血流量的变化对乳腺癌早期诊断;它可以用于所有年龄段女性的乳腺普查、乳腺复查、乳腺癌早期诊断和保乳治疗的监控及评估。它所采用的激光能量较低,没有任何的X射线和电离辐射,没有侵入、没有疼痛,所以风险如同于正常的低度日光照射程度。
对高端人群养生保健方面还有什么先进可靠的医疗技术?
邓: 中心充分依托武警总医院特色科室,与神经干细胞科合作,开展干细胞抗衰老和长寿保健治疗。干细胞具有自我更新和组织修复的作用,可迅速解除疲劳感,恢复体能,增强机体免疫力,预防疾病的发生;修复神经系统,改善睡眠质量,增强记忆力;促进新陈代谢,美容抗衰老,延迟更年期,抑制黄褐斑减少皱纹,保肝排毒,解酒,纠正脂肪肝。非常适合有亚健康症状、欲改善生活质量,以更充沛的精力、更敏锐的思维投入工作的成功人士。
中心还可以提供哪些在常规医院难以实现的医疗服务?
1 材料与方法
1.1 监测对象
设立祝桥镇、航头镇和新场镇作为心脑血管病监测点，以3个乡镇的所有常住居民(全年龄段)为监测人群。由各监测点乡镇派出所根据居民常住户口提供人口资料。
1.2 病例来源
经监测乡镇社区卫生服务中心专职条线人员按《上海市心脑血管病防治点工作手册》中的要求，对各基层报病点和各级医疗单位的病例报告以及生命统计条线的死亡报告进行上门复核，符合诊断标准的填写发病、死亡报告卡并上报区疾病预防控制中心。
1.3 质量控制
每年年初对上年的报病情况做漏报调查和考核，要求漏报率＜5％。
1.4 统计标准
根据 《上海市心脑血管病防治点工作手册》， 急性心梗和脑卒中的发病期限定为急性发病后 28 d， 28 d 内有新进展或再次急性发作均不另外登记，28 d后有新进展或急性发作则另需登记1次；急性心梗和脑卒中病人在急性发病28 d 以内死亡的称为急性心梗死亡和脑卒中死亡，急性心梗和脑卒中病人在急性发病28 d后死亡的则称为冠心病死亡和脑血管病死亡。
1.5 统计方法
建立相应的数据库，应用Excel 2003进行资料统计处理和分析。按1982年全国人口普查年龄构成比计算标化发病率和标化死亡率。
2 结果
2.1 监测人口数
2005年心脑血管病监测人群共148 601人，其中男性73 192人，女性75 409人。
2.2 总发病情况
心脑血管疾病发病545例，发病率为366.75/10万，标化发病率为117.42/10万 。其中心血管疾病发病154例，发病率为103.63/10万；脑血管疾病发病391例，发病率为263.12/10万。脑血管疾病发病率是心血管疾病发病率的2.54倍，不同类型脑卒中发病率最高的是缺血性脑卒中，占心脑血管疾病发病总数的49.17％，占脑卒中发病总数的68.54％。
男性发病228例，女性发病317例，发病率分别为311.51/10万、420.37/10万，女性发病率明显高于男性，（表1）。
2.3 总死亡情况
心脑血管疾病死亡221人，死亡率为148.72/10万，标化死亡率为41.11/10万。其中心血管疾病死亡49人，死亡率为32.97/10万，病死率为31.82％（49/154）；脑血管疾病死亡172人，死亡率为115.75/10万，病死率为43.99％（172/391）。脑血管疾病病死率高于心血管疾病。
男性死亡108人，女性死亡113人，死亡率分别为147.56/10万、149.85/10万，男女性死亡率差异无统计学意义（见表2）。
2.4 年龄别发病、死亡情况
心血管疾病自45岁开始发病，55岁开始有病人死亡；脑血管疾病自25岁就有发病和死亡病例。监测点人群25岁前未发现心脑血管疾病病例。随着年龄的增长，心脑血管疾病发病率和死亡率明显上升，尤其脑血管疾病呈显著上升趋势(表3)。
3 讨论
心脑血管疾病是严重危害南汇区居民健康的慢性病，2005年南汇区居民死亡资料分析显示，心脑血管疾病在南汇区常住居民主要死因中仅次于恶性肿瘤居第2位，在女性主要死因中居第1位。心血管疾病病死率为31.82％，脑血管疾病病死率达到43.99％，对居民生命构成严重威胁。心脑血管病已成为我国重要的公共卫生问题，抓好以预防和控制高血压为突破口的心脑血管病防治工作已是当务之急［1］。
资料显示，不同病种以缺血性脑卒中发病率最高，这与国内其他报道基本一致［2，3］。随着年龄的增长心脑血管疾病发病率和死亡率上升，尤其65岁以上人群上升速度明显加快。南汇区65岁以上人口年龄构成为12.54％，属于老龄化人口，其中女性的老龄化程度高于男性。随着人均寿命的增加和老龄化人口的增多，心脑血管疾病对人群的威胁将进一步加大。
综上所述，提高居民防病治病的意识，加强心脑血管疾病防治工作刻不容缓。以健康教育健康促进为主导措施，增强人们参与和自我保健意识，建立健康生活方式，控制危险因素是防治心脑血管病的低投高效对策［4］。只有采取社区综合防治措施，做好心脑血管疾病的防治工作，才能提高居民的健康水平和生命质量，同时也减少心脑血管疾病造成的社会疾病负担。
4 参考文献
［1］中华人民共和国卫生部.全国心脑血管病社区人群防治1996～2010年规划［J］.中国公共卫生管理，1997，13（2）：79-80.
［2］吕宁，李新建，郑莹，等.上海市1999～2001年监测人群脑卒中发病现况分析［J］.中国预防医学，2002，3（4）：271-273.
［3］曾军，洪震，黄茂盛，等.上海城市居民5年脑卒中发病与死亡监测［J］.复旦学报（医学版），2002，29（2）：102-104.
关键词：航空 机电产品 故障预测与健康管理
中图分类号：TP206 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（a）-0164-01
故障预测与健康管理技术的作用是监控和预测系统完成其功能的状态，其中包括剩余寿命、故障预测等。相关的分析研究表明，故障预测与健康管理技术能够将维护的费用降低，提高系统或设备的完好、保证任务的成功。电子系统的故障预测与健康管理技术已经成为了国内外的研究热点。航空机电产品中也可以使用故障预测与健康管理技术，该文对其进行了探讨，希望为以后的航空机电产品的发展提供参考。
1 故障预测与健康管理技术概述
故障预测与健康管理（Prognostic and Health Management，简称PHM）中包含着连个方面的内容，一方面是健康，即与期望的正常性能状态相比较的性能下降程度或偏差程度；另一方面是预测，即以系统现在或者历史性能状态为依据，对部件或者系统的功能状态进行预测性的诊断。PHM技术的发展基础是传统的健康监控与故障诊断技术。系统与设备性能不断增加、变得更为复杂，再加上信息技术的飞速发展，PHM技术的发展历程可以归结为从开始的外部测试发展到机内测试，渐渐地发展成为一门独立的学科，随着综合诊断的提出与不断发展，PHM体系形成并得到了完善。
2 针对飞机典型部件的故障预测与健康管理系统建模
2.1 飞机辅助动力系统的辅助动力系统模型整体理念
辅助动力系统的性能衰减是飞机辅助动力系统的部件常见的物理故障。根据转速、排气温度、燃油流量等的改变导致的辅助动力系统可测参数的变化，就可以根据可测参数的变化来诊断相应的运行状态。比较完整的PHM建模过程是PHM的整个检测流程的模型建立，包括从传感器及数据采集模型、数据预处理模型、特征提取模型、健康状态预报模型与寿命预测与保障决策模型。
2.2 特征提取模型
近几年来，信息提取中使用最为广泛的是小波变换。小波变换能够细分与分离被测信号的不同频率成分，从而得到其中有用的频率成分，因此是一种较为有效的特征提取方法。在小波变换提取信号的过程中，能够根据被测信号的不同频率成分对信号的任意细常进行调节，提高信噪比与分辨率。
2.3 健康预测与诊断系统
健康预测与诊断系统的开发效率可以通过集成的方式来实现提高，使各模块的能力能够实现共享，辅助动力系统健康预测与诊断系统的各个模块与整个系统都能得到好处。辅助动力系统的健康预测与诊断系统在集成的形式之下成为一个整体对待，能够使系统满足不同的功能需求、配置活体系结构。采用全数字电子控制系统的辅助动力系统都是较为先进的，因此辅助动力系统的健康预测与诊断系统与数学电控系统之间有着非常密切的联系，两者需要的参数（如转子转速、排气温度、燃油流量等）大部分是相同的，有些功能（如传感器故障预测、超限检测等）也是都需要的。两者不同的地方在于，就超限检测而言，健康预测与诊断系统侧重于向机组和地勤人员告警，数字电控系统则是依据辅助动力系统的健康状况报告来改变控制的规律，将异常状态的影响进行降低，从而保证工作的安全。
2.4 健康状态预报与剩余寿命预测
健康状态预报与剩余寿命预测需要对被测对象的健康状况分类，以正常、性能下降、失效为标准来进行划分，通过特征提取的结果来进行状态的识别。按照故障的识别方式可以将辅助动力系统的故障分为基于模型的预测法、基于知识的预测法、基于数据的预测法等。其中基于模型的预测要以辅助动力系统的数学模型与部件失效模型为基础；基于知识的预测不需要精确的数学模型；基于数据的预测则数学模型与物理模型都不需要。
3 辅助动力系统的故障与寿命的预测过程
预测的过程主要的步骤为：第一步，在HMM的参数估计过程中得到状态转换估计；第二步，在HMM参数估计过程中得到状态周期的概率密度函数，通过该函数来计算平均值与偏差；第三步，从分类计算的结果中得出健康状态；第四步，设备的剩余使用寿命通过向后的迭代运算进行预测。
辅助动力健康预测与诊断要在辅助动力系统的设计、研制阶段中作为设计的特性来重视，将辅助动力系统的监视、诊断、预测从设计方面进行提高，实现辅助动力健康预测与诊断的效益最大化。
4 结语
故障预测和健康管理技术已经成为了国内外航空机电产品中状态维修与自主式保证的核心技术，成为了发展前途非常广泛的军民两用技术，具有可靠、保障、安全、降低费用等优势。故障预测和健康管理技术的开发、成熟与推广已经在欧美国家得到了重视，并有了较为显著的成效。
参考文献
[1] 景博，黄以锋，张建业.航空电子系统故障预测与健康管理技术现状与发展[J].空军工程大学学报（自然科学版），2010（9）：19-24.
[2] 戎翔.民航发动机健康管理中的寿命预测与维修决策方法研究[J].南京航空航天大学，2010，12（11）：11-13.
[3] 姜繁生，孙志岩，陈仲光，等.航空发动机预测健康管理关键技术分析[C]//第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集.2011.
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