索系统 中的一根索（或拉杆），那么Cl1cik表示其初始损伤，（Tcik为0时表示无损伤，为100%时表示 该索彻底丧失承载能力，介于〇与1〇〇 %之间时表示丧失相应比例的承载能力，如果该被评 估对象是一个"可能发生变化的载荷"，那么Cl1cik表示其相对于建立初始力学计算基准模型 Aci时结构所承受的对应载荷的对应分量的变化量。
[0035] 对应于索结构的当前初始力学计算基准模型A1。的索结构支座广义坐标数据组成 当前初始索结构支座广义坐标向量U1。，在初始时刻也就是第一次建立索结构的当前初始力 学计算基准模型A1ci时，UV就等于U^
[0036] 建立和更新d1。的方法如下：
[0037] 第一次循环开始时、建立被评估对象当前初始损伤向量（依据式（3)记为d〇时， d1。就等于d。。第i(i= 2, 3, 4, 5, 6*")次循环开始时需要的被评估对象当前初始损伤向量 Cl1ci，是在前一次（即第i_l次，i= 2, 3, 4, 5, 6~）循环结束前计算获得的，具体方法在后文 叙述。
[0038] 第i(i= 1，2, 3, 4, 5, 6~）次循环开始时需要建立的力学计算基准模型或已建立 的索结构的力学计算基准模型记为当前初始力学计算基准模型A1ci。对应于索结构的当前 初始力学计算基准模型A1ci的索结构支座广义坐标数据组成当前初始索结构支座广义坐标 向量U1。。向量U1。的定义方式与向量U。的定义方式相同，每一次循环开始时必须建立或已 建立当前初始索结构支座广义坐标向量U1。。
[0039] 建立、更新A1。和U\的方法如下：
[0040] 第一次循环开始时建立的索结构的力学计算基准模型记为A1。，"。等于A。，!]1。等于 Uci。在每一次循环中A1JP U是不断更新的，具体方法在后文叙述；在每一次循环结束时， 更新A1JP U^得到下一次循环开始时所需的索结构的力学计算基准模型，具体方法在后文 叙述。
[0041] 本方法用"被监测量当前初始数值向量C1。"（i= 1，2, 3,…）表示第i次（i= 1，2, 3, 4, 5, 6…）循环开始时所有指定的被监测量的初始值（参见式（4))，C1。的也可以称 为"第i次循环被监测量当前初始数值向量"。
[0042] ??? C7; ? ? * Civ ]r (4)
[0043] 式⑵中C1cijQ= 1，2, 3,…；j= 1，2, 3,….，M)是第i次循环开始时、索结构中 第j个被监测量。向量C1c^由前面定义的M个被监测量依据一定顺序排列而成，对此排列 顺序并无特殊要求，只要求后面所有相关向量也按此顺序排列数据即可。
[0044] 在建立模型A1。的同时建立"被监测量当前初始数值向量CY'，被监测量当前初始 数值向量C1。表示对应于A^的所有被监测量的具体数值，C^的元素与C。的元素--对应， 分别表示所有被监测量在索结构处于A1JPA^两种状态时的具体数值。
[0045] 建立和更新C1。的具体方法如下：
[0046] 第一次循环开始时，C1。(i= 1，C1。具体化为C1J等于C。;第i(i= 2, 3, 4, 5, 6…） 次循环开始时需要的第i次循环"被监测量当前初始数值向量C1/，是在前一次（即第 i-1次，i= 2, 3, 4, 5, 6…）循环结束前计算获得的，具体方法在后文叙述。在第i次（i= 1，2, 3, 4, 5, 6…）循环中，"被监测量当前初始数值向量C1/是不断更新的，具体方法在后文 叙述。由于根据模型A1ci计算所得被监测量的初始数值可靠地接近于相对应的实测数值，在 后面的叙述中，将用同一符号来表示该计算值组成向量和实测值组成向量。
[0047] U1。和d是A\的特性参数，C是A\的力学计算结果组成。
[0048]第三步：在索结构服役过程中，在每一次循环中，或者说在第i(i= 1，2, 3, 4, 5, 6*")次循环中，在已知A1c0U1c^C1，d\后，不断实测计算得到索结构中所有被 监测量的当前值，所有这些数值组成被监测量当前数值向量C1。C1的元素与Cci的元素一一 对应，表示相同被监测量在不同时刻的数值。在得到向量T1的同时，实测得到索结构支座 广义坐标当前数据，所有索结构支座广义坐标当前数据组成当前索结构实测支座广义坐标 向量U1。
[0049] 在获得向量T1后，更新A V U1。、C1。和d
[0050] 第四步：每一次循环时须先建立"单位损伤被监测量数值变化矩阵"和"被评估 对象单位变化向量"，第i次循环建立的"单位损伤被监测量数值变化矩阵"记为AC1Q= 1，2, 3,…）。第i次循环建立的"被评估对象单位变化向量"记为D1u。在每一次循环中AC1 和〇\需要根据情况不断更新，即在更新当前初始力学计算基准模型A、当前初始索结构支 座广义坐标向量U1c^P被监测量当前初始数值向量C\后，更新单位损伤被监测量数值变化 矩阵AC1和被评估对象单位变化向量D
[0051] 每一次循环开始时先建立单位损伤被监测量数值变化矩阵A C1和被评估对象单 位变化向量D1u;如果在第三步中更新了A。那么在本步中必须重新建立（即更新）单位损 伤被监测量数值变化矩阵AC1和被评估对象单位变化向量DV如果在第三步中没有更新A1ci，那么在本步中不必重新建立单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1和被评估对象单位变 化向量D1u;建立和重新建立（即更新）AC1和D\的具体过程列在具体方法中，相关量和公 式列如下：
[0052] 用"被评估对象单位变化向量D1/ (如式（5)所示）记录各次循环中所有被评估 对象的假定的单位损伤或载荷单位变化，第一次循环时记为D1u;当假设第k个被评估对象 有单位损伤时，可用式（6)表示所有指定的M个被监测量的被监测量计算当前向量C1tk;当 第k个被评估对象有单位损伤时，用SC1k表示被监测量的数值变化向量，SC\的定义见式 (7)、式⑶和式（9)，式（7)为式（6)减去式⑷后再除以向量D1u的第k个元素D、所得， 被监测量的数值变化向量S(：\的每一元素表示由于计算时假定有单位损伤或载荷单位变 化的那个被评估对象（例如第k个被评估对象）的单位损伤或载荷单位变化（例如D1uk),而 引起的该元素所对应的被监测量的数值改变量相对于假定的单位损伤或载荷单位变化数 值D1uk的变化率；有N个被评估对象就有N个"被监测量的数值变化向量"，每个被监测量的 数值变化向量有M个元素，由这N个"被监测量的数值变化向量"依次组成有MXN个元素的 "单位损伤被监测量数值变化矩阵AC"'(M行N列），每一个向量SC\(k= 1，2, 3,…….，N) 是矩阵AC1的一列，AC1的定义如式（10)所示。
[0053] 钇=[砥锷2 ? * ?忍? * ?Z4.]r (5)
[0054] 式（5)中被评估对象单位变化向量D1u的元素D1UkQ= 1，2, 3，…；k= 1,2,3,.......,N)表示第i次循环中假定的第k个被评估对象的单位损伤或载荷单位变化 数值，向量D1u中的各元素的数值可以相同也可以不同。
[0055] Citk2 ???Om ???ClkuJ(6)
[0056] 式（6)中元素C1tkj(i= 1，2, 3,…；k= 1，2, 3,……?，N;j= 1，2, 3,……?，M)表 示第i次循环由于第k个被评估对象有单位损伤或载荷单位变化时，依据编号规则所对应 的第j个指定的被监测量的计算当前数值。
[0058] 式（7)中各量的上标i(i= 1，2, 3,…）表示第i次循环，下标k(k= 1.2, 3,…….，N)表示第k个被评估对象增加的单位损伤或载荷单位变化，式中0、是 向量D1u中的第k个元素。向量SC1k的定义如式（7)和式⑶所示，SC1k的第j(j= 1.2, 3,…….，M)个元素SC1kj(定义如式（9)所示）表示第i次循环中，建立矩阵AC1时， 假定第k个被评估对象有单位损伤或载荷单位变化时计算所得第j个被监测量的改变量相 对于假定的单位损伤或载荷单位变化D1uk的变化率。
[0062]式（10)中向量SC1kQ= 1，2, 3,……?，，k= 1，2,3,……?，N)表示第i次循环 中，由于第k个被评估对象增加单位损伤或载荷单位变化0、而引起的、所有被监测量的相 对数值变化。矩阵AC1的列（下标k)的编号规则与前面向量d1。的元素的下标k的编号 规则相同。
[0063] 第五步：识别索结构的当前健康状态。具体过程如下。
[0064] 第i(i= 1，2,3，一)次循环中，利用在第二步实测得到的"被监测量当前数值向 量C1 "同"被监测量当前初始数值向量C1/、"单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1 "和"当 前名义损伤向量d1。"间的近似线性关系，如式（11)或式（12)所示。
[0067] 式（11)和式（12)中被监测量当前数值向量C1的定义类似于被监测量当前初始 数值向量C1ci的定义，见式（13);被评估对象当前名义损伤向量d1。的定义见式（14)。
[0068] C0 = [C1*Gj' ? ?Cj? ? ?Cl/J (13)
[0069]式（13)中元素C1』（i= 1，2, 3,……?；j= 1，2, 3,……?，M)是第i次循环时索结 构的、依据编号规则所对应的编号为j的被监测量的当前数值。
[0070] <=[<, ? ? ;?d[k ? ? ?d[N]r (14)
[0071] 式（14)中cTck(i= 1，2, 3,……? ；k=l，2,3,……?，N)是第i次循环中第k个被 评估对象的当前名义损伤或当前名义载荷变化值，向量d1。的元素的下标k的编号规则与矩 阵AC1的列的编号规则相同。
[0072] 当支承索实际损伤不太大时，由于索结构材料仍然处在线弹性阶段，索结构的变 形也较小，式（11)或式（12)所表示的这样一种线性关系同实际情况的误差较小，误差可用 误差向量e1(式（15))定义，表示式（11)或式（12)所示线性关系的误差。
[0073] e1 -abs(AC! ? (Jic-Ci ^Cio)m>
[0074] 式（15)中abs()是取绝对值函数，对括号内求得的向量的每一个元素取绝对值。
[0075] 由于式（11)或式（12)所表示的线性关系存在一定误差，因此获得被评估对象当 前名义损伤向量d1。的可接受的解（即带有合理误差，但可以比较准确地从索系统中确定受 损索的位置及其损伤程度、也可以比较准确地确定载荷变化数值）成为一个合理的解决方 法，可用式（16)来表达这一方法。
[0076] abs(AC?d[. -C+Ci,) <g1 (16)
[0077] 式（16)中abs〇是取绝对值函数，向量g1描述偏离理想线性关系（式（11)或式 (12))的合理偏差，由式（17)定义。
[0078] - * *' *.gj* C1?)
[0079]式（17)中gVi= 1，2,3,……?；j=l，2,3,……?，M)描述了第i次循环中偏离 式（11)或式（12)所示的理想线性关系的最大允许偏差。向量g1可根据式（15)定义的误 差向量e1试算选定。
[0080] 在被监测量当前初始数值向量C1。、单位损伤被监测量数值变化矩阵AC1和被监 测量当前数值向量C1已知时，可以利用合适的算法（例如多目标优化算法）求解式（16)， 获得被评估对象当前名义损伤向量d1。的可接受的解，被评估对象当前实际损伤向量d1 (定 义见式（18))的元素可以根据式（19)计算得到，从而可由d1确定确定被评估对象的健康 状态。
[0081] :#:.= [<电?:巧* ? . '<.] ( IH)
[0082]式（18)中cTk(i= 1，2,3,…；k= 1，2,3,…….，N)表示第i次循环中第k个被 评估对象的当前实际健康状态，其定义见式（19)，如果该被评估对象是索系统中的一根支 承索（或拉杆），那么(1\表示其当前实际损伤，d\为0时表示无损伤，为100%时表示该支 承索彻底丧失承载能力，介于〇与100%之间时表示丧失相应比例的承载能力；如果该被评 估对象是一个载荷，那么Cl1k表示其对应的载荷的当前实际变化数值，向量d1的元素的编号 规则与式（1)中向量d。的元素的编号规则相同。
[0083]
[0084] 式（19)中Cl1cik(i=1，2, 3, 4,…；k=1，2, 3,…….，N)是被评估对象当前初始损 伤向量d1。的第k个元素，d\是被评估对象当前名义损伤向量d\的第k个元素。
[0085] 至此本方法以一种有效的、廉价的方法实现了核心被评估对象的健康状态的准确 识别。对次要被评估对象的健康状态的识别结果可能偏离准确值较多，在本方法中仅要求 正确识别核心被评估对象的健康状态。
[0086] 第六步：判断是否结束本次（第i次）循环，如果是，则完成本次循环结束前的收 尾工作，为下一次（即第i+1次，i= 1，2, 3, 4，一)循环准备力学计算基准模型和必要的向 量。具体过程如下：
[0087] 在本次（第i次）循环中求得当前名义损伤向量d1。后，首先，按照式（20)建立标 识向量B1，式（21)给出了标识向量B1的第k个元素的定义；如果标识向量B1的元素全为 0,则回到第三步继续进行对索结构的健康监测和计算；如果标识向量B1的元素不全为0， 则完成后续步骤后，进入下一次循环。
[0088] 所谓的后续步骤为：首先，根据式（22)计算得到下一次（即第i+1次，i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的初始损伤向量d1'的每一个元素d1+1'第二，在力学计算基准模 型Aci的基础上，令A^中的被评估对象的健康状况为d1I而不是为d^后，再进一步对A^中 的索结构施加支座广义位移约束（如前所述，施加的支座广义位移约束的数值就取自支座 广义位移向量V，支座广义位移向量V等于U1减去UJ，这样就得到了下一次（即第i+1次， i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的当前初始力学计算基准模A1+1。，下一次（即第i+1次，i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的当前初始索结构支座广义坐标向量U1'等于U。对A1'进行力学 计算得到对应于A1'的所有被监测量的、当前的具体数值，这些具体数值组成下一次（即第 i+1次，i= 1，2, 3, 4,…）循环所需的被监测量的当前初始数值向量C1'。
[0089]0=[8； 4 ? ? ：?Bk* ? ?B'.fPO)
[0090] 式（20)中标识向量B1的上标i表示第i次循环，其元素B1^k= 1，2, 3,…，N)的 下标k表示第k个被评估对象的健康状态特征，只能取0和1两个量，具体取值规则见式 (21)。
[0091]
[0092] 式（21)中元素B1k是标识向量B1的第k个元素，D、是被评估对象单位变化向量 D1u的第k个元素（见式（5)) ,(Tdi是被评估对象当前名义损伤向量d\的第k个元素（见 式（14))，它们都表示第k个被评估对象的相关信息。
[0093]
[0094] 式（22)中D1uk是被评估对象单位变化向量D\的第k个元素（见式（5))，d\是 被评估对象当前初始损伤向量Cl1ci的第k个元素（见式（3))。
[0095]本方法的第三部分：健康监测系统的软件和硬件部分。
[0096] 硬件部分包括监测系统（包括被监测量监测系统、索结构支座广义坐标监测系 统）、信号采集器和计算机