目前传感器应用于结构健康监测领域，尤其大跨桥梁等结构中已经具有一定的理论基础和实践经验，但在地下结构中应用较少，对地下结构进行健康监测系统中传感器的优化布置是该系统存在的重点和难点之一。因此这篇硕士论文结合天津站地下交通枢纽工程重点研究了地下结构健康监测中传感器优化布置的准则和方法，并对传感器优化布置的原理进行了详细的分析。该论文首先建立天津站地下交通枢纽空间三维有限元模型，对其进行有限元模态分析，取得传感器优化布置计算所需节点的各阶振型——位移模态数据，这些数据是进行传感器优化布置的基础；第二步根据传感器布置的原则即监测精度和成本，设计三种地下结构健康监测的传感器优化布置方案，即效独立法、MAC 法及改进MAC 法大型；最后应用Penny提出的评价各种传感器布置方法优劣的五条量化准则对三个传感器优化布置方法进行比较和评价。

评价结果表明，改进MAC 法不仅理论合理、方便可行，而且大大缩短了计算所需的时间。该方法可为大型地下结构振动监测中传感器的优化布置提供理论依据和方便快捷的实现工具，具有一定的实际应用意义和进一步研究的价值。

     在城市地下综合管廊中，其内部承载了大量的重要管线，一旦有事故发生，所带来的损失和影响十分巨大。因此，城市地下综合管廊中比一般地下结构的监测要求更复杂，监测项目也更多。为实现综合管廊为各类管线提供舒适安全的环境，保障综合管廊的安全性、实用性和耐久性，加强对综合管廊内环境监测和结构健康监测以及评估十分必要，这也是50838标准中的要求。而传感器是实现环境监测和结构健康监测功能的基本单元，通过传感器采集整个管廊气体、温湿度、水位、沉降、电力、通讯数据实现对整个运行状态的感知和风险的有效管控，这也是实现智慧管廊综合管理和运营的基础。从理论上讲，综合管廊使用的传感器越多，环境特征和结构特征的描述就越准确。但出于对经济成本方面的考虑，传感器的数量总是有限的，因此合理布置传感器，对现存的传感器布局方案进行优化是保证环境监测和结构监测质量的前提。
      通过参考《地下结构健康监测中的传感器优化布置方法研究》这篇硕士论文的方法，基于各管线、环境之间的灾害风险耦合关系，遵循高效、集约原则，通过考虑到综合管廊的空间结构特点，根据传感器的位置、信号输出状态、电源要求、网络状态和综合管廊内部环境等因素进行分析，对改进MAC 法作进一步改进或采用遗传算法来选择综合管廊检测目标上的最优传感器布点方案，是可行的，可分为燃气舱和一般舱室中的传感器布点方案进行单独，应作为下一步研究的重点。

赵小崇 河北工业大学硕士论文