摘要
近年来，结构健康监测（StructuralHealthMonitoring，SHM）技术已广泛应用于实际工程项目中。不同于传统的结构损伤检测方法，SHM通过在结构物的关键位置布置传感器，可以实现对结构物损伤状况的不间断监测。现有的基于集中式架构设计的SHM系统在数据量和参与人员增多的情况下，可能会出现数据丢失风险、网络瓶颈、信息共享效率低下等问题，因此，亟需提出一种新的SHM系统。近期，区块链技术的飞速发展对社会中众多领域产生了深远的影响，它是一种去中心化的分布式架构设计思想。相较于中心式架构，区块链拥有去中心化、数据防篡改、可溯源、点对点传输和共识机制等特性，目前尚未在SHM领域中有所应用。本研究提出了一种基于区块链技术的分布式健康监测系统，通过区块链技术实现了监测信息透明、高效共享、点对点传输、SHM数据防篡改和可溯源；通过部署SHM智能合约实现了监测权限验证、异常数据识别和预警信息生成，为现有SHM系统存在的问题提供了一种新的解决方法。 首先，本文分析了区块链技术的结构及核心原理，介绍了以太坊区块链平台和智能合约。其次，开发了一系列用于SHM的智能合约，可以实现监测权限验证，异常数据识别和预警信息生成，设计了一个用于SHM的双层节点区块链网络架构，提出了区块链-SHM系统的实现方案。然后，基于单层网壳结构进行了损伤模拟试验，对本研究提出的区块链-SHM系统进行了性能评估和验证，结果表明所提出的系统可以实现数据防篡改、可追溯、监测权限验证和识别异常数据生成预警信息，且具有很好的稳定性。最后，将提出的SHM系统与现有SHM系统进行了对比，讨论了在数据和系统安全性方面的提升，总结了系统的局限性，为后续研究提供了方向。
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