重大设施与装备的连续分布式智能健康监测技术

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航空航天、电力、交通、通信、建筑等领域的重大设施和装备是国家安全、经济发展和人民生活的重要保障，可靠、实时地对其进行安全与健康状态智能化监测，及时发现安全隐患和扰动源，是亟待解决的世界性难题。 项目针对重大设施和装备健康监测中所面临的大尺度、长距离以及高温、高湿、高辐射等多种极端恶劣工作环境等状况，实现了重大设施和装备连续分布式监测技术的重大突破，还为探究重大设施和装备的损伤演化规律、失效机理以及寿命评估与预测提供了切实有效的技术支撑和理论依据。主要科学创新点如下： (1)基于单源单纤的多参量同步感测技术：提出了多机理融合方法，解决了同类技术不能够同时测量多种参量，从而无法准确获得多物理场耦合与互扰作用下被测量的难题,实现了基于单光源单光纤进行损耗、温度、应变、振动等多参量的同步感测。 (2)复杂环境下的光学背景噪声抑制与信号增强技术：揭示了多种光学背景噪声形成的机制，提出了超高消光比脉冲光合成、光源频漂实时补偿、偏振正交测量等多种噪声抑制技术，有效抑制了光举背景噪声对监测系统灵敏度的影响。同时，利用高速单光子探测技术，使光电探测灵敏度接近量子极限，极大提高了微小扰动事件的识别率。提出了基于人工微结构嵌入模式的传感光纤系统，极大增强了信号的强度，显著提升了监测系统的整体测量精度和带宽。 (3)“动态-分布式”扰动特征溯源技术：构建了表征重大设施和装备故障状态监测节点动态响应性能目标函数，提出了综合采用盲源信号分离、专家系统、模糊推理以及深度学习网络等智能化的辨识方法，并借助图模型获取不同传感节点扰动特征之间的关联机制，率先实现了对扰动源位置、强弱、频率和性质的准确判断和快速识别功能。 项目共获授权发明专利62项（含国际发明专利）、软件著作权7项、实审发明专利43项；共发表论文200多篇，其中SCI和EI收录160多篇，国际国内会议邀请报告30多篇，多家国内外著名期刊进行了专题报道，出版了国内外唯一1部连续分布式光纤传感技术著作。部分成果荣获了2006教育部技术进步一等奖、2010中国侨界(创新成果)贡献奖、2011教育部技术发明一等奖、2015吴文俊人工智能科学进步奖一等奖、第十届“发明创业奖•人物奖”、2017江苏省科学技术一等奖等。获得了“具有原创性”、“创新性强，技术上达到了国内领先、国际先进水平”、“填补了国内空白”、“该技术的问世，为行业内连续分布式监测提供了优良的解决方案”等专家和用户的高度评价。 已采取专利技术转让、委托开发、授权使用等方式在诸多领域得到了应用和验证，获得了用户的充分肯定。近三年累计新增产值3.34亿元,新增利润9581万元，节支869万元。共培养博士后6名、博士生28名、硕士生156名。

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