生命健康监测篇(1)

[关键词] 输电线路；设备寿命；状态检修

1.输电线路检修的重要性

输电线路是电力系统的主干网络。包括绝缘子、金具、杆塔和输电线等设备和器材。它广泛分布在平原及高山峻岭，直接暴露于风雪雨露等自然环境之中，同时还受到洪水、滑坡等自然灾害的损害，运行环境相当恶劣。

电力系统的安全可靠性运行至关重要。输电线路可靠性及运行情况直接决定着电力系统的稳定和安全。检修是保证输电设备健康运行的必要手段。做好输电设备的检修工作及早发现事故隐患并及时予以排除，使其始终以良好的状态投入运行具有重要的意义，尤其是电力系统向高电压、大容量、互联网发展，其重要性更加突出。

2.状态检修的基本原理

状态检修主要由设备状态监测和设备健康诊断两部分构成。

2.1设备状态监测

设备状态监测用于获取设备当前运行状态数据，通过采集这些数据，为后续的设备健康诊断提供直接信息。监测方式一般可分为非在线检测、在线监测两大类。

非在线检测指根据健康状态进行的常规性试验(包括设备周期性巡视、离线检测、预防性试验和小修等)。

在线监测运用传感技术、光电子技术及计算机技术等先进的手段在线采集设备的运行状态，其采集周期可以任意选择和自动调节，能跟踪劣化设备，自动提高测量的正确性和连续性。对设备监测是实现状态检修的基础和关键技术。在线监测系统的性能和功能应满足状态诊断的需要。对输电线路的设备及器材进行监测，其运行状态信息是不同的，需根据具体情况确定。通过设备状态监测能获得设备当前准确的运行状态信息。

2.2设备健康诊断

设备健康诊断得出设备当前的健康状况。它根据设备检测采集的数据结合设备健康状态表达模型及健康指示参数运用智能决策算法，诊断出设备当前的健康状态，并预测设备寿命；如有需要提出检修建议计划。其中包括设备健康模型表达、健康状态诊断、健康预测三个主要部分。

2.2.1 设备健康模型表达

设备健康表达模型能全面描述设备运行状况，可正确表达设备正常、临界、紧急、故障等状态。具体模型根据设备不同模型也不一样，可以是非线性多维方程模型、表格模型、曲线模型、频谱模型等，需要根据具体情况来分别设计。

2.2.2健康状态诊断

健康状态诊断是根据监测系统采集的设备运行状态信息，结合设备健康模型，运用分析算法和智能技术诊断设备健康状态过程。诊断过程是状态检修的核心过程，需要根据已知条件诊断出设备的健康水平；如有故障或缺陷，需要找出相应的根源所在，为检修指明方向。

针对不同的设备，其分析算法和智能技术是不一样的。常见的分析算法包括：滤波技术、小波分析、快速傅立叶变换（FFT)算法、比值法、作图法等；常见的智能技术包括：人工神经网络法、模糊数学理论、专家系统等。

2.2.3健康预测

健康预测是根据设备的历史信息、当前状态，预测设备将来的健康程度，能估计出设备的健康寿命，给出最佳检修时间和提出检修指导性建议，预测算法是核心内容。常见的预测算法有基于概率的统计预测，基于智能模型的推理算法等。根据预测结果，能给出设备经济性评估、缺陷评估、寿命评估、可靠性评估、检修计划指定等内容。

通过设备健康诊断，能得出设备当前健康状态信息。它的意义在于：在故障未发生时充分掌握设备的工作状况，指导操作人员进行调控，确保设备效能的有效发挥，尽可能减少故障发生的几率，而在故障将要发生或已经发生时给出相关指导信息指导运行操作，以使故障不发生或使其影响最小。

3.输电线路状态检修技术概述

输电线路状态检修包括电气监测、机械力学监测、线路环境监测等内容不同的监测内容监测技术不一样。

3.1输电线路监测内容

3.1.1电气监测

① 线路绝缘监测：瓷、玻璃及合成绝缘子等不良绝缘子及低劣质绝缘子的检测；绝缘子污秽监测，等值附盐密度检测，光纤测污、动态绝缘子表面泄流检测。

② 雷击监测：在线路重点区段进行安装，以准确地找到雷击故障点、区分雷电反击或绕击导线，进行快速定位。

③ 接地系统监测：方便快捷的接地测量。

3.1.2机械力学监测

①导线监测：导线微风振动自动监测系统，导线舞动自动监测系统；导线接头及导线磨损(悬垂线夹及间隔棒线夹处)的巡检测量系统。

②杆塔监测：塔材锈蚀及腐蚀监测，螺栓松动状态检测，塔位、塔身位移、偏斜巡回检测系统。

③金具监测：各类金具(包括间隔棒)磨损量及剩余强度的监测；金具锈蚀状态监测。

3.1.3 线路环境监测

① 线路对环境的影响监测系统：线路导线、金具、绝缘子对无线电干扰、电视干扰的特性监测，地面静电感应场强的监测。

②大气环境对线路影响的监测系统：线路导线覆冰自动记录监测系统，空气中SO2及各种粉尘、盐份含量的监测系统，各种气象参数及其它灾害性天气的监测。

输电线路的绝缘监测、污情监测、雷电监测、环境监测等可实行在线监侧；而其余的电气的机械的量可进行巡逻离线监测。

3.2输电线路常见的在线监测技术

3.2.1发热检测

根据《架空送电线路运行规程》规定，导线连接器四年测试一次，并沟线夹（引流板)每年检查、紧固一次。常见的监测技术有：

采用红外测温仪、便携式激光、望远镜红外测温枪进行温度监测；

生命健康监测篇(2)

摘要：结构健康监测系统是国内外土木工程行业的重点关注和讨论的问题之一．结构健康监测系统构是一种组成较为复杂的实时监测分析系统，涉及的专业领域较多，如传感器技术、无线数据传输技术、数据分析、数据库建立、结构分析等．该文主要阐述了健康监测系统研究的背景及意义，介绍了健康监测系统的概念、组成及各部分的作用等，讨论了国内几个建筑上应用健康监测系统的实例，并指出健康监测系统存在的问题及未来的发展趋势．

关键词：建筑结构；健康监测；监测系统

随着科学技术的飞速发展，我国各地不断涌现出各种大型建筑，结构难度也不断加大．而这些建筑物尽管经过了大量的分析计算和反复论证，但由于真实环境的复杂性、易变性，工程设计也未必能够全面综合地考虑各种因素，做到万无一失．因此，如何保证结构在建设过程中和使用过程中的绝对安全或是在发生安全事故之前能够给予必要警示就显得很有必要性．需要注意的是，疲劳效应、腐蚀效应、材料老化、环境荷载变化也考验着已服役的建筑，尤其是老旧建筑．对那些具有较大人流量、某些特殊的使用功能或是具有某种特殊意义的建筑，一旦发生安全事故，无疑会造成巨大的生命财产损失及不利的社会影响．因此，对存在着一定危险性的建筑结构进行长期的监测并进行全面评价就显得尤为重要．

1工程安全事故案例与研究背景

建筑的长期使用，以及荷载和环境等因素的影响，建筑结构不可避免地会出现一定程度的疲劳损伤、材料变形、性能劣化．这些损伤看似细微，但在长时间的累积下难免会加速结构的老化，导致建筑承载能力以及耐久度的降低，甚至引发一些重大的结构工程安全事故，如2016年，江西省宜春市丰城电厂一座冷却塔施工平台发生突然倒塌事故，造成74人遇难、2人受伤，是近十几年电力系统伤亡最严重的事故之一［1］；2004年5月23日，法国巴黎戴高乐机场2E候机厅顶棚在毫无预知的情况下发生突然性坍塌事故，造成4人死亡、3人受伤，究其原因是建设时安全储备不足，候机厅的顶棚就一直处于“濒临死亡”的非常危险的状态，抵抗外力的能力一直在减弱。关于结构健康监测系统的研究，何愉舟等［3］提出了基于物联网大数据的智能建筑健康信息服务管理系统，分析设计了健康信息服务管理的物联网部署和大数据处理模型，形成了智能建筑健康信息服务管理系统的集成框架；李怀松等［4］针对建筑物的倒塌监测状况，提出了基于仿真与短信平台的建筑物健康远程监测信息系统；欧进萍、李宏男、李惠、周奎、王小波、李钢等［5－10］等对健康监测系统的基本概念、系统组成及其功能进行了分析，比如传感器系统、数据采集与处理系统、损伤识别与安全性评定系统，及其工程应用．无疑，利用传感器和无线传输设备进行实时的监测，可以将一些单调、重复的体力劳动或危险系数高的工作交由人工智能处理，那么在节省人力资源、降低发生工程安全事故的可能性的同时，在技术上还能避免因为大量重复操作使技术人员产生疲劳所引起的工作误差．

2健康监测系统概述

2．1基本概念

健康监测系统，是以结构、岩土以及生命线工程等为监测对象，综合传感器技术、通信技术以及计算机科学技术等，由安装在结构上的传感器硬件系统以及数据采集与传输、数据处理与管理等软件系统构成．健康监测系统最大的特点就是自动化实时监测，通过对结构的荷载与环境作用以及结构的性能与响应等参数进行测量、收集、处理、分析，并对结构正常使用水平与安全状态进行评定和预警．它可以提供结构日常养护管理和维修加固的科学依据，明显提升结构的整体管理水平，及早预防诊断结构的病害，进而可以最大程度地保证结构安全运营和结构使用寿命。

2．2系统结构及构成

基于物联网技术与云计算技术相结合的健康检测系统，凭借各种传感器设备实时监测结构应力应变、位移、挠度、振动速度、加速度等力学参数的变化，以及温度、湿度、风力、风向、地震等外界环境因素的变化，通过物联网传感器设备和结构的代表性部位和主要构件，达到互联互通，并采用远程监控与云计算技术，建立全面、安全、有效、科学的智能监控平台，实时了解结构的安全情况．

2．2．1传感器系统

传感器系统主要组成是各种传感器等硬件．该系统的主要功能是采集结构分析所必须的参数，然后通过电、光、声、热等形式输出．它处于整个健康监测系统的最底层，同时也是整个健康监测系统中最基础的子系统，可以获得结构的加速度、应变、应力、温度、风速等参数．实际布置时可根据监测对象的特点，对所需的监测参数类型进行判定、选择，并结合监测对象的结构特点，选择特定的监测方式，进行监测点的合理布置。传感器对结构参数的采集是通过数据采集软件来控制的．普通数据采集软件包括数据采集、数据显示、存储备份、采集控制、数据预处理、参数配置等功能模块．数据采集模块根据采样策略，实现自动数据采集．数据显示模块可以将实时数据以一种非常直观的形式进行动态显示，比如想查看历史数据，可以将历史数据以图表的形式进行回放．存储备份模块可以对实时数据进行自动数据存储，为了防止数据丢失还可以进行自动本地存储备份．

采集控制模块的功能是根据监测项目特点，依照存储策略，合理进行数据采集，如阀值采集、出发采集等．数据预处理模块的功能是对数据进行滤波去噪，一旦发现异常数据就进行报警等．参数配置模块支持参数设置，并根据监测需求，进行监测类型、数量的增减、数据的标定值、换算等设定．常见的数据采集软件具有以下特点：1）C／S结构，基于VisualC＋＋平台开发，稳定可靠；2）具有多种接口类型，支持常用的串口、PCI、PXI、网口等硬件通讯方式，实用性强；3）数据采集内容丰富，对工程中常用的19种监测内容的数据采集进行软件集成；4）操作简介实用，软件将常用传感器参数设置等交由用户自定义，提高了软件在工程中的通用性；5）多类型化显示，可对同类传感器依照传感器数目，分为1／2／4／9／16格进行显示；6）数据存储多元化，包括本地存储和局域网数据库存储，数据库存储支持工程中的常用数据库；7）软件安全性好，根据功能使用权限的多少，对用户进行级别划分，分为高级管理员、普通管理员等两种，以区别不同用户对软件的使用权限，提高了软件的安全性．

2．2．2数据传输系统

数据传输系统是将传感器系统收集的数据传输到数据采集软件里，然后进行后续的数据处理、分析等．传输系统有两个区别很大的分支，一个是无线传输系统，另一个是有线传输系统．随着科学技术的日新月异，无线传输技术得以快速发展，无线传输技术稳定性、精确性等先天劣势得到了很大的改善．无线传输方式相对于有线传输方式来讲，施工简单、安装方便等方面的优势就更加明显．目前比较流行的无线传输系统是由多通道无线化采集节点、基站、无线通信协议、计算机及采集处理软件组成的以数据为中心的无线自组织网络系统．无线传输系统性能优越，安装简便，可同时采集多种不同类型传感器数据，其兼容性好，节点与基站的稳定传输距离可达1000m以上，能够实现数据采集、无线传输、数据存储、数据分析处理等多种功能．

2．2．3数据管理、分析及评价系统

数据管理系统主要对由传感器系统和数据采集及传输系统采集、传输而来的数据进行分类、汇总、存储等，同时借助结构分析软件对结构进行整体分析与评价．结构评价方法需要数学上一些算法，常用的有神经网络、小波变换法和Hilbert－Huang变换法、动力指纹分析法、遗传算法、模型修正与系统识别法等．对于一般的健康监测系统，其功能可以分为下面5个模块：1）数据管理模块．根据不同类型，先对监测数据进行分层、分类，然后高效存储，进行统一有效管理．2）用户界面模块．结构三维模型展示，监测数据，评定结果，预警信息，显示系统状态．3）数据分析模块．对监测数据进行预处理和全面数据分析．（4）安全评定与预警模块．实时安全评定与自动化在线预警，特殊事件专项评定，综合安全预警．5）报告报表模块．根据数据分析结果、安全评定结果等自动生成月报、季报、年报，提供特殊事件后的专项评定报告报表．结构健康监控系统鲁棒性主要体现在以下方面：1）强大的自动数据处理分析能力．能快速地对监测数据进行数据预处理、统计分析、特殊分析等．2）分析全面，评定准确，通用性强．为结构提供专家级别的数据分析与安全评定，满足各种监测工程的需求．3）实时、多级别、多方式预警．对监测数据和结构状态进行不同等级的在线预警，并给出建议；预警信息可通过实时监控画面、Email、短信、广播等多种方式送达至用户．4）完善的数据管理，为结构提供“全寿命服役信息档案”．5）用户界面友好清晰．交互性强，3D模型展示，画面内容丰富．6）报告报表可以自行生成，而且内容全面．提供数据分析、安全评定、专项评定等报告报表，给日常的运营维护提供全面有效的参考．7）安全性好．多用户权限对软件系统进行管理，为每类用户分配不同的操作和管理权限．8）稳定易用、平滑易用．基于Window平台开发，长期运行稳定，方便易用；系统平滑升级，节约用户软硬件投资和运营维护成本．

3应用实例健康监测系统

主要是针对建筑物的健康状况进行监控、分析、评价等，已经广泛应用于土木工程各个方向，如对于交通工程，可以应用到桥梁、隧道、机场、铁路、公路、码头、轨道交通等；对于建筑物，可以应用到高层建筑、体育场馆、博物馆、古建筑海洋平台等；对于水利工程，可以应用到堤坝、水电站、水闸、船闸、渡槽等；对于电力工程，可以应用到输电线塔、核电站变电站、电力电缆等；对于生命线工程，可以应用到输油管道、燃气管网、供水管网城市排水管道等；对于岩土工程，可以应用到边坡、滑坡、基坑、基础、地下空间、尾矿库等；对于特种设备，可以应用到储油罐、港口起重机、公路铁路架桥机、造船门机、建筑塔机等．

3．1东营黄河公路大桥健康监测系统

山东东营黄河公路大桥主桥总长为652．8m，每跨的长度分别为116m、200m、220m、200m、116m．结构采用了预应力混凝土刚构－连续组合梁．该桥是国内第一个进行施工监控、荷载试验及运营健康监测等三位一体全寿命性能监测的桥梁，布设光纤光栅传感器1800余个，也是目前世界上光纤光栅应用数量最多的桥梁．针对项目的需要，对该桥的几何线形、结构应变、温度及环境参数进行了施工监测；荷载试验内容有静载试验、模态试验及动载试验三种；运营监测方面，对温度、结构应力应变、位移及线性、震动加速度、车辆荷载及车辆视频等进行实施在线监测．该项目于2002年开始进行施工监控，2005年7月进行荷载试验，8月实施运营健康监测［13］．

3．2湖南吉茶高速公路矮寨大桥健康监测系统

矮寨大桥是一座钢桁架劲梁单跨悬索桥，主跨长1176m．矮寨大桥监测系统共使用各类传感器112个，可实时监测矮寨大桥的风速风向、降雨量、温湿度等环境气象数据以及伸缩缝位移、锁夹位移、吊索拉力、桥主梁与桥塔的应力应变、加速度和位移等结构相应数据．2013年系统建成运行［14］．

3．3国家游泳中心健康监测系统

国家游泳中心（水立方）是一个非常具有代表性和标志性的建筑，建筑总面积达到80000m2，长和宽均为177m，高度达到30m．水立方的主体结构由三大部分组成，分别是钢筋混凝土框架筒体结构、空间钢结构和ETFE膜充气枕．水立方钢膜结构健康监测系统从2004年开始设计，随后投入使用，其监测对象是水立方的钢膜结构，对温度、风荷载、关键构件的应力应变、钢膜结构的振动等进行了施工与运营监测，对国家游泳中心钢结构工程施工及运营管理进行自动化实时监测［15］．

4结语健康监控系统应用前景

广阔，发展空间巨大，已经引起了土木工程行业和其他相关行业的极大关注．美国和欧洲定期举办国际性的健康监控系统的研讨会，一定程度上推动了健康监控系统的发展．结构健康监测系统虽有较大的发展空间，且具有一定量的工程经验，但还存在着一些问题和需要改进的地方．

1）新型传感器的发展．传感器系统作为整个健康监控系统的基础，其建设直接影响着整个健康监控系统的优良．而传感器系统中的核心部件就是传感器，未来研究应着重如何提高传感器的精确度、稳定性等性能，以增强整个系统的可靠性和稳定性．

2）传感器的布置．传感器系统是整个结构健康监测系统的基础，单个传感器的精度、稳定性等直接关系到采集数据的质量，进而影响系统的优劣，同时对健康监测系统作用的能否充分发挥有着重要影响．

3）通用的损伤量化指标可对结构的损伤进行量化，便于不同建筑、同一建筑的不同阶段的直观比较．我国相关行业关于健康监控系统的设计与应用仍缺乏标准与规范的支撑．

参考文献：

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［4］李怀松，陈响亮，梁意文．建筑物健康远程监测信息系统的体系结构设计［J］．计算机与现代化，2009（9）：96－100．

［5］欧进萍．土木工程结构用智能感知材料、传感器与健康监测系统的研发现状［J］．功能材料信息，2005，8（5）：12－22．

［6］李宏男，高东伟，伊廷华．土木工程健康监测系统的研究状况与进展［J］．力学进展，2008，38（2）：151－166．

［7］李惠，鲍跃全，李顺龙，等．结构健康监测数据科学与工程［J］．工程力学，2015，32（8）：1－7．

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［9］王小波．钢结构施工过程健康监测技术研究与应用［D］．杭州：浙江大学，2010．

［10］李钢．基于通信技术的土木工程健康状态信息远程监测系统研究［D］．西安：长安大学，2010．

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［12］杨礼东．大连体育场结构健康监测系统的设计和研发［D］．大连：大连理工大学，2013．

［13］李惠，杨光焕，马玉文，等．东营黄河公路大桥工程监测系统设计［J］．公路交通科技，2008，46（10）：18－21．

［14］胡柏学，黄浩，曾威．基于健康监测的悬索桥吊索疲劳可靠性评估［J］．公路交通科技，2015，32（6）．76－80．

生命健康监测篇(3)

Abstract： The Open System Architecture for CBM（OSA-CBM） is a standard framework for achieving the system of CBM. It is a basis to carry out equipment health management. This paper describes the framework of OSA-CBM. Based on OSA-CBM， the paper constructs the general architecture of equipment health management. The general architecture mainly includes basic facilities architecture， resources management architecture， operation logic architecture， and application representation architecture. Furthermore， the paper analyses the business system of equipment health management based on OSA-CBM. The general architecture and the business system are important for achieving scientific equipment health management.

关键词：健康管理；OSA-CBM；系统架构；业务体系

Key words： health management；OSA-CBM；system architecture；business system

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）01-0075-03

0 引言

随着信息技术、网络技术与维修管理技术的日益融合，设备健康管理需要更加主动地推进信息获取、互联互通和信息应用[1]，这直接关系到企业管控设备状态和实施维修决策的能力和水平。设备健康管理，是通过感知并充分使用状态监测信息，融合维修、使用和环境信息，结合规范的设备管理方法和业务流程，对维修活动进行科学规划和合理优化，对影响设备健康状态和剩余寿命的技术、管理和人为因素进行全过程控制的活动[2，3]。在CBM开放系统结构（Open System Architecture for CBM，OSA-CBM）的基础上，设备健康管理体系发生了一些变化，不仅关注设备状态监测和维修，而且强调智能化和信息化设备管理。

1 OSA-CBM层次结构

OSA-CBM是一个指导实现CBM系统的标准框架，由美国海军出资组建的工业研究小组进行研究和验证，小组成员遍布工业、商业和军事等领域，例如，Boeing，Caterpillar，Rockwell Automation和Rockwell Scientific Company等。另外，美国宾夕法尼亚州的应用研究实验室和机械信息管理开放系统联盟（Machinery Information Management Open System Alliance，MIMOSA）也为此做出了贡献。

OSA-CBM将CBM系统分成七个层次[3]：

①数据获取层（Data Acquisition Layer）。数据获取层基本上是一个服务器，存储着经过校准的数字传感器的数据记录。该层为CBM系统提供了访问数字传感器数据的接口。

②数据处理层（Data Manipulation Layer）。数据处理层的输出包括过滤后的传感器数据、频谱、实际的传感器信号和其它CBM特征量。该层接受来自数据获取层或其他信号处理模块的信号和数据，使用专门的CBM特征提取算法进行单个或多个信道的信号转换。

③状态监测层（Condition Monitor Layer）。状态监测层接受来自数据获取层、数据处理层和其它状态监测层的数据，主要作用是将特征值与期望值或运行阈值进行比较，输出到状态指示器上，也可以根据事先规定的阈值发出警报。

④健康评估层（Health Assessment Layer）。健康评估层接受来自不同的状态监测器或其它健康评估模块的数据，当被监测的系统、子系统或设备部件退化时，确定它们是否健康，并对故障状态提出具有一定置信度的建议。

⑤预测层（Prognostics Layer）。预测层根据设备当前的健康状态预测设备未来的健康状态，或估计在给定计划使用剖面下的设备剩余使用寿命（RUL，Residual Useful Life）。

⑥决策支持层（Decision Support Layer）。决策支持层接受来自健康评估层和预测层的数据，给出活动建议和方案选择，包括相关的维修活动时间表。

⑦表达层（Presentation Layer）。表达层是显示健康评估、预测评估或决策支持建议以及报警的人机界面，具备报告异常状态将在什么时间出现的能力。

2 基于OSA-CBM的设备健康管理架构体系

根据设备健康管理的要求，基于OSA-CBM的设备健康管理总体架构由资源管理架构、业务逻辑架构、应用表现架构和基础设施架构等组成[3，4，5]。

2.1 基础设施架构

在OSA-CBM的支撑下，基础设施架构把自动感知技术（传感器、RFID）、监测与控制技术（PLC＼DCS＼SCADAD＼状态监测）、制造执行技术（MES）集成在一起，直接服务于资源管理架构、应用表现架构和业务逻辑架构。基础设施架构提供了支持设备健康管理系统运行的硬件、系统软件和网络，为应用表现架构提供软件应用系统以及系统和数据的交互界面，还提供辅助决策系统（DSS）、工业控制系统（CCS）以及数据库、方法库、知识库及外界交换信息的接口。

2.2 资源管理架构

设备健康管理的有形资源包括各级各类设备管理力量、设备维修力量和设备操作力量，以及检测设备、维修设备、备件等。无形资源包括知识、经验、标准、方法、技术等等。在资源管理架构中，信息系统一方面将有形资源以数据的形式采集、存储到数据库中，另一方面将无形资源转化、存储到模型库、方法库、标准库、知识库中。资源管理架构中主要包括各类结构化、半结构化和非结构化的数据信息，以及实现信息采集、存储、传输、存取和管理的各种资源管理系统，主要有数据库管理系统、目录服务系统、内容管理系统等。

2.3 业务逻辑架构

设备健康管理涉及状态监控、健康评估、维修决策支持、规划及控制等许多业务，这些业务之间又存在一定的逻辑关系。业务逻辑架构是描述驱动设备健康管理活动的主要业务架构，由设备健康管理各种业务的功能、流程、规则、策略等组成。业务逻辑架构也包含描述业务对象以及它们之间的关系，包含这些业务对象在业务流程和业务功能中的使用。

2.4 应用表现架构

通过人机交互等方式，应用表现架构将业务逻辑架构和资源管理架构紧密结合在一起，并以图形、多媒体等丰富的形式向用户展现信息处理的结果。应用表现架构是各项数据、信息流、信息对象以及数据交换界面的综合描述，清楚地表述了在各种应用中的数据以及数据在各应用间的交互。应用表现架构能够展现：确定的信息需求、信息的采集与处理、为管理人员提供信息及结果、各种图形的显现。

3 基于OSA-CBM的设备健康管理业务体系

在OSA-CBM的支撑下，一个完整的设备健康管理业务体系包括[1，6]：以全员全程为主线的健康管理基础体系、以闭环管理为保证的日常维护保养体系、以寿命预测为核心的设备运行预警体系和以状态维修为主导的多元维修管理体系，如图1所示。

3.1 健康管理基础体系

设备健康管理基础体系以全员全程为主线，需要从仅仅依靠专家或维修人员转变为全员关注设备健康、促进设备健康；从偏重某个环节管理转变为注重全过程管理。全员即强调全体人员（特别是设备管理人员、维修人员和使用人员）共同参与，互相协作，各负其责。全员健康管理，不是将设备管理责任平均化，而是以设备健康为中心，全体人员协调配合确保设备健康状态良好。当然，全员健康管理以专门从事该项业务的人员为主，设备使用人员或操作人员为辅。全程即要求设备健康管理贯穿从接装到退役报废为止的整个过程。如果将外延进一步扩大，还应该考虑设备的“优生优育”，即在设备的设计研制阶段就将影响设备健康的因素考虑在内。全程健康管理应根据企业和设备的特点，进行个性化、科学化和制度化管理。

3.2 日常维护保养体系

设备日常维护保养体系以闭环管理为保证，是基于各项标准信息库的闭环管理，将点检的主体行为向前与设备清扫相连接，向后与设备自主与维护相连接，形成彻底的一体化自主维护闭环；自主维护闭环从“记录分析”节点导出，传递到专业的“诊断”和“修理”，形成专业维护闭环；专业维护闭环从“诊断”节点导出，引申出“他机类比点检”和“主动维护”，又形成“预防维修”闭环。以闭环管理为保证的日常维护保养体系均有相应的基准作为行为依据，同时有管理流程作为执行的逻辑顺序保证。

3.3 设备运行预警体系

设备运行预警体系以寿命预测为核心，设备剩余寿命预测与维修决策建立在状态监测数据、历史工况数据和试验验证数据综合分析的基础上。通过剩余寿命预测，可保证设备在某一任务期间不出现故障，避免重大事故发生；通过建立设备的维修决策优化模型，可使维修人员在多个约束条件下确定最佳维修策略，既可控制定期维修中的“早修”，又可防止“失修”，同时减少维修任务，降低维修成本，延长设备的使用寿命。企业引入状态监测技术的最终目的是根据获得的状态信息建立数学模型，以预测设备的剩余寿命，并在此基础上进行维修决策，以支持维修人员对设备维修问题作出快速决策，节省大量人工分析与计算时间，摆脱对维修经验的完全依赖性。

3.4 多元维修管理体系

设备多元维修管理体系以状态维修为主导，以定期维修、事后维修等维修保障模式为补充。随着状态监测技术的发展与应用，企业逐步引入基于状态的维修方式，利用状态监测和诊断技术获取设备的状态和故障信息，以判断设备异常，预测故障发展趋势，并在故障发生前，根据设备状态决定是否对其进行维修。将企业的主要维修类型与维修管理方式，有机结合在一起就形成了一个多元的维修管理体系，在这个体系中我们需要大力推行先进科学的状态维修方式，为实现设备健康管理向着规范化、科学化和智能化方向发展奠定基础。

4 结束语

OSA-CBM为实现设备健康管理系统提供了强大的支撑。企业借助设备健康管理系统能够加强设备管控，实时掌握设备健康状态，全面跟踪记录设备维护维修过程；能够为设备管理提供准确及时的信息分析；能够实现备件库存预警机制，降低备件库存及其备件成本；能够优化设备维修活动、加强辅助维修决策。

参考文献：

[1]韩水华，傅元略.企业设备资产综合管控理论[M].北京：经济科学出版社，2012.

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[3]满强.装备健康管理理论与应用研究[D].石家庄：军械工程学院，2010.

[4]李文娟，马存宝，贺尔铭.综合飞行器健康管理系统组成框架及关键技术研究[J].航空工程进展.2011，2（3）：330-334.

生命健康监测篇(4)

【关键词】空间大跨，钢管桁架，健康监测

中图分类号：C93文献标识码： A

1课题研究背景和意义

建筑结构在服役期间，难免要遭受材料老化、地震、火灾、强风和洪水等自然因素以及如建筑材料、设计、施工或使用过程中人为因素的影响而出现损坏，甚至将会导致倒塌等事故。随着我国国民经济的不断发展和对外交流的需要，近年来各地纷纷建造各种大型展览中心、体育场馆等大型大跨建筑，比如在北京2008年奥运会和上海2010年世博会上的一些大型建筑[1]，这些体育场馆大多是大跨度空间钢结构，造型独特且体型庞大。由于这种大型公共建筑物具有很高的社会效益和经济效益，使之安全顺利的建造成型并投入正常使用就具有极其重要的意义[2]。这些标志性建筑往往都需要投入大量的人力物力，而这些结构一旦发生破坏则其危害性极大，因此，如何对这些结构在长期使用中或是在遭受意外后的结构状况做出及时而又准确的评估，就具有极其重要的现实意义，也成为世界范围的热点课题[3]。本文针对西宁体育场施工阶段进行了结构健康监测研究。

2结构健康监测系统的构成

作为一种在线监测系统的健康监测，应该包括以下几个部分：

(1) 传感器单元。

(2) 信号传输和处理设备

(3) 数据中心和预警设备及软件。

本工程的健康监测系统分为两套系统：

系统一：光纤光栅测试协调测试系统：主要进行关键杆件和关键节点应力应变、温度、振动的长期健康监测。

系统二：钢弦仪应力测试及静力水准仪系统：钢弦测试系统主要进行关键杆件和关键节点应力应变、温度的长期健康监测；静力水准仪系统主要是关键节点的长期挠度监测。

在本工程中测量系统、数据采集系统和数据分析系统构成了结构的健康监测系统。

3工程概况

本项目是一个4万座规模的体育场，总建筑面积为67955.96m2，场地长轴为南北朝向，看台平面呈椭圆形；看台外边沿为圆形，平面直径239.5m；护幕墙圆直径为257.5m。体育场钢屋盖直径约为257.5m，采用40榀正放三角形管桁结构。立面围护幕墙采用由40个形状大小一样的四面体构成的空间折面网格结构，其每个结构单元与钢结构主体骨架相连。

4西宁体育场监测方案

在整个体育场的施工运营阶段，所监测的项目有：结构关键部位的应力应变监测、结构变形监测、结构振动监测、风速监测。

1、结构关键部位应力应变监测。

结构应力监测的目的在于通过监测结构的控制部位和重点部位内力，然后对结构的内力分布、局部结构及连结处在各种载荷作用下的响应进行研究，从而为结构的损伤识别、疲劳损伤寿命的评估以及结构状态的评估提供依据，同时通过对其控制点上的应力和应变状态的变化来检查结构是否出现损坏或有潜在损坏的状态[4]。

应力应变的监测大多采用电阻式应变传感器，但由于电阻式应变仪的零漂，其接触电阻的变化以及温漂等将给系统带来一定的误差，再加上电阻式应变传感器寿命较短，所以从长期监测和信号传输等多方面考虑，宜采用(或部分采用)适合长期监测用的光纤光栅传感器和钢弦传感器。

本项目采用光纤光栅应力应变传感器，及混凝土应变计以及钢弦传感器，数据采集采用光纤光栅信号采集分析仪及钢弦采集分析仪。

2、结构变形监测。

光电测距的方法主要是由安置在结构上的菱镜，配合与测量用的全站仪，从而形成光载波通信系统，全站仪是具有红外激光探测功能的，利用此功能对菱镜进行连续监测，通过测量其每个菱镜与全站仪的相对角度和距离后，最后再经过系统计算确定结构的外型及移动情况。

本项目在卸载阶段采用高精度全站仪的测量方法。

结构施工过程对选定测点的变形观测可得到选定点三个方向的位移数据，重点是竖向位移，进行静态观测。

本项目在使用阶段拟采用静力水准仪。该仪器应用了连通管原理，把地球重力面看做基准面，其连通管内的液体介质在重力作用下始终保持液面水平，通过采取对称设计，它的测量方法是各测点与相对不动点间取差值，其浮子单元的导轨采用了中心对称的双层螺线函数片璜，通过浮子跟踪液位变化，被测参考点的微小高差变化通过接杆转化为标志杆的垂直位移，由传感器检测垂直位移信号。该仪器特别适合于要求高精度监测垂直位移的场合，可监测到0.05mm的高程变化，可以进行连续实时监测。静力水准仪监测系统。

3、结构振动监测。

由于结构主要构件和结构的疲劳损伤的累积从而造成结构的受损和安全性降低，而由于动荷载作用下的交变应力作用才造成了结构的疲劳损伤。

当结构的整体性能发生改变时，其模态参数(如振型、频率等)也就会发生相应的变化。对结构的振动特性的连续监测，我们可以考察结构的疲劳响应，进而结构的安全可靠性也得到了考察。当提及结构的动态响应时往往会联系到引起结构整体振动的强振源，因此，当监测到结构的振动信息时，我们不仅可以用其来识别结构的动态特性参数，其对结构承受波动载荷历程的记录也可以得到实现。

本项目在运营阶段采用光纤光栅加速度传感器。

4、结构风速监测。

风速监测测点的布置安置在体育馆屋顶上，测点数量为1个，及体育场和体育馆共用一个测点。风速监测在结构使用过程中实施。

本项目采用机械螺旋桨式风速仪进行监测。

2.4 监测流程及计划

整个监测流程及计划如下：当数据被布置在结构重要位置的传感器采集到后，通过电缆(或光缆)传送到数据采集系统(安置于监控室)上，数据分析系统的计算机接收到采集系统采集到的数据后开始进行动态分析，然后通过动态分析找出危险构件所在的位置，最后相关人员及时赶赴现场进行排除隐患。本工程的健康监测系统为结构健康监测自动化系统，它是能够进行实时在线连续监测、检查结构是否损伤或退化的最小人工干预的监测系统。在结构的施工及其使用阶段，它可以有效地对其进行连续的实时在线动态监测。可以有效的监测结构的内力重分布，且可以监测结构在火灾、地震、超载等异常情况下内力和位移所发生的变化，并且可根据历史数据的分析对现有结构的剩余寿命进行预测。

参考文献

石永久, 王岚, 侯建群. 国家体育馆结构优化设计[J]. 建筑结构, 2003, 33(10): 11-14

刘涛. 大跨度空间结构施工的数值模拟与健康监测[D]. 天津: 天津大学, 2005

生命健康监测篇(5)

物联网与物联网医院

根据国际电信联盟的定义，所谓“物联网”，指的是通过信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网具有3个方面的特征：一是互联网特征，即对需要联网的“物”一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

物联网医院的提出是基于物联网技术在医院的广泛使用的前景。所谓“物联网医院”，指的就是将信息传感设备，如无线射频识别装置、生命体征监测设备、红外感应器、温湿度传感器等装置安装到医院的各种物体、设备、设施和环境中，包括人体，并与医院局域网、WLAN、广域网等结合起来，融入医院大规模开放式一体化的医院信息系统，应用于医院患者管理、员工管理、设备管理、环境监测与管理等领域，转变医院运行和服务模式，提高整体运行水平和效率。

物联网技术在医院的应用已经超过10年，但应用水平还相对较低，应用范围尚相对狭窄。

物联网技术在医院应用的主要领域

医院物联网的应用，从广义而言，包含了现有医院信息化的所有领域，涉及广域网、局域网、无线网、传感网、3G等网络应用领域。狭义的医院物联网指传感网。从发展趋势来看，传统的医院信息化与物联网两者是密不可分的，物联网技术将越来越多地融入医院信息系统，用于数据采集、医院安全管理、过程控制、任务管理、全过程跟踪追溯等。一般而言，除涵盖传统的医疗信息系统外，物联网技术在医院的应用领域主要包括：

基于医疗传感技术的物联网应用

目前最为热门的是远程智能健康监测、健康管理领域的应用。在医院内部的应用包括患者生命体征医疗监测，体温侦测，心电遥测，医院内各种健康信息的自助采集，人体经络像、热成像等基于中医药传感技术的智能采集诊断与远程诊疗，SARS等急性传染病患者基于传感技术的医疗监测、跟踪定位、防脱逃系统，以及人体芯片与传感技术应用等等。

在“感知健康领域”，依托健康物联网，建立基于物联网的智能健康管理服务系统，利用生理信息智能感知/采集设备，对目标人群的生理信息进行连续性的采集和汇聚，通过健康管理平台对所采集的历次信息进行综合智能分析，在此基础为目标人群提供包括个性化健康检查、专属健康档案、慢性病健康促进、健康维护方案、家庭健康远程监护、健康咨询和全程绿色就医等一系列主动式医疗保健服务。通过健康管理平台可以实现高血压患者、糖尿病患者、心脏病患者、孕妇、老人等多种对象的远程健康监护。该系统的核心技术包括智能健康监测技术与智能健康信息采集终端、智慧健康风险评估技术、智能分析专家应用技术、个性化知识推送技术、海量医疗数据分析与处理技术等。该领域的应用，将使医疗机构传统以疾病救治为主的医疗模式转变为健康管理，关注的是疾病未发生前的保健和预防，使医疗服务从被动救治、事后治疗，向主动管理、保健预防顺利过渡打造一个无边界的医院。

另外，各种医疗设备临床数据的自动化采集、联网，融入医院信息系统也是重要的应用领域，具有很大的发展前景。如智能重症监护系统、手术麻醉系统、血液净化信息管理系统、眼科专科PACS等。其中重症监护系统能够将呼吸机、监护仪等采集的信息自动记录到患者电子病历中，同时进行智能化的判断、安全警示与提醒、综合各种相关信息进行自动化评分等。

基于物联网识别技术的患者管理应用

主要是各类卡的应用和电子标签、腕带等应用。包括患者就诊一卡通（院内、区域）、银医通，患者诊疗身份确认（挂号、收费、住院、护理等），重点患者定位管理（精神疾病患者、老年病患者、儿童病患者、失智老人、传染患者），母婴管理与新生儿防盗，急诊患者管理，患者电子钱包与院内自助消费等。还包括门诊就诊管理，各类自助服务管理，住院门禁管理，各种病床诊疗与数据采集，RFID电子标签触发相关的网络信息服务等。例如，住院患者可以佩戴RFID腕带，用于护理治疗时的身份识别，重点患者可以佩戴具有定位、体温感知、报警等功能的腕带，从而进行体温监测等。

基于物联网识别技术的员工管理的应用

主要也是各类卡的应用，一人多卡，多卡合一。包括员工一卡通，员工定位（保安、护理等），重点部位门禁管理，医院停车场管理系统，医院图书馆管理，医院实验室管理，医院会议签到，员工自助消费，浴室计量，考勤管理，信息系统登录身份确认管理，食堂就餐管理，巡更管理，中距RFID在医院治疗室和感染性疾病科门禁管理的应用等。

物联网识别技术和传感技术对设备、物品的管理

主要包括贵重医疗移动设备的追踪管理，手术包或消毒物品流程跟踪溯源管理，资产盘点与库存管理系统，药品盘点与库存管理系统，气动物流传输系统的应用等。还包括贵重物品管理，法定药物控制，医疗废弃物管理，血液管理，被服管理等，全自动检验监测流水线，全自动药房，品管理机、分散式药柜等也在此列。例如资产管理，可以在医院资产张贴RFID标识，利用EDA和移动资产管理系统，实现资产管理和现场资产清核，使用有源RFID可以实现定位与防盗。

基于传感技术对于环境监测管理的物联网应用

包括各类传感技术在医院洁净手术部等领域的综合应用，基于传感技术的环境监测（含水、电、气、空调、灯光、内外遮阳、消防等领域，涉及空调风量监测、环境温度监测、光通量监测、电能耗监测、环境湿度监测等等）在医院楼宇智能控制中的应用，基于物联网技术的数字监控，医疗物联网信息系统等。例如，医院公共空间和室外的灯光系统，可以基于光通量传感器和Zigbee技术，根据室内外光照强度，实现自动分区域启闭控制和调节；物联网冷链管理系统，通过无线传感技术，可实现对温度、湿度有特殊要求的空间（如冰箱、阴凉库等）和物品的全程实时、一元化、智能化、自动化管理。

基于无线移动技术的系列应用

包括基于WIFI的无线移动查房、无线移动护理工作站、无线移动心电采集、无线移动输液室管理、无线移动麻醉工作站、无线移动资产管理、无线移动点餐等等。随着3G、4G技术的发展，基于智能手机的远程办公、远程视频监控、远程会诊、VIP健康服务等将会有很大的发展。

基于3G通讯，可建立真正意义上的无缝隙急救绿色通道。将物联网、无线通信、GIS（地理信息系统）、LBS（移动定位系统）等高新技术与急救中心业务有机整合，利用“无边界”感知医院的医疗技术和人才资源优势，建立“院前急救——医院急诊——重症监护”三位一体的EMSS急诊服务体系，实现突发危重病例的诊治和监控，提高急危重患者的救治质量。患者被送上急救车后，急救车上的医务人员可以通过车载终端调阅患者健康档案，对患者以往病史进行了解的同时，利用车载心电监测设备对患者进行生命体征监测，通过3G网络将采集到的心电信息、患者生命体征或呼吸器参数等车内实时传送到急救调度中心和目标医院急诊科，目标医院急诊科可以及时调阅该患者健康档案，根据生命体征监测情况给予救护车医护人员以远程指导，同时做好患者到院急救的准备工作，为患者抢救赢得时间。

综合集成数据平台

物联网管理融于医院现有的大规模一体化开放式的医院信息系统，与HIS、LIS、PACS、电子病历、EPR、BAS等系统融合集成，实现对医院内员工、患者、物品、设备、环境、医疗信息等的综合智能化管理。例如，实现医疗过程的安全监控、任务管理、过程控制，医疗护理及后勤管理中的各类预警、联动和智能导航机制，行政与后勤的精细化管理，管理层的综合查询和决策支持等。

物联网技术在医院的应用是一个循序渐进的过程，第一阶段一般为传感器局部布置，简单、独立应用，如医院供应室管理、医疗垃圾管理、固定资产管理、婴儿防盗管理、医护巡房管理、手术流程管控等；第二阶段为无边界的、融合的医院内物联网，包括医院高度集成的物联网平台、医院物联网地理信息系统（HGIS）等，可以实现物联网技术的任意定制和接入的应用；第三阶段为无缝隙的医疗机构间物联网，借助于物联网的普及，提供无缝隙的医疗机构间互联服务。

物联网技术在医院应用的价值

物联网在医院的应用可以让患者、员工和医院管理者共享物联感知成果，提升医院数字化整体发展和管理水平。其主要价值体现在以下几个方面：

创新医疗卫生服务模式

借助基于物联网的医疗卫生健康管理云平台，医院的医疗卫生和健康服务更贴近城乡居民，居民可以方便地通过网络查询自己的健康档案，了解个人健康状况、历次就诊和医学检查记录、预防保健服务安排以及各项医疗卫生服务政策、办事程序，做到“心中有数”。同时，通过部署基于物联网的生命健康信息采集终端，可以使城乡居民家庭中得到持续、快捷、优质的医疗服务。

此外，物联网在医院的应用，也进一步改变了传统的医疗服务模式，确立了患者在医疗服务中的核心地位，使患者看病更便捷。患者从入院开始就具有一个唯一的电子标签，其在医院的一切行为，包括取用的药品、所做的检验检查等都在物联网中进行，有利于患者获得最佳的医疗效果、最低的医疗费用、最短的医疗时间、最少的中间环节、最满意的健康服务。

拓宽医疗卫生服务半径

基于物联网的医疗卫生健康云平台等的应用，基于远程的健康监测与管理，能够扩大卫生机构医疗服务的半径，实现向新型无边界医院的转型。开展数字医疗创新服务模式，实施远程健康监护、远程咨询会诊、慢性病跟踪监控等服务，使有限的医疗资源发挥更佳的运行效能。

实现真正的床旁医疗服务

采用移动医疗技术，可以使医护人员通过随身携带的具有无线上网功能的电脑或PDA，随时查询患者的相关信息。免除了医护人员携带厚厚的临床资料查房诊断的麻烦，改变了传统工作模式，帮助他们更加准确、及时、全面地了解患者的详细信息，使医生的查房工作变得简单轻松，而患者也能够得到及时、准确的诊治。移动医疗还可以对医疗流程的关键环节进行有效控制，保证信息采集的实时性和准确性，实现医嘱的现场核对，加快医疗流程的运转速度，提高医疗护理质量，确保医疗安全，提高工作效率，提高患者满意度。基于3G的一系列应用，使“千里眼、顺风耳”成为现实。

实现实时远程监护

系统通过各种功能模块，对重症监护室、抢救室和VIP病房患者可实时检测重症患者的心电信号、心率、血氧饱和度、血压、呼吸频率和体温等重要参数，为医学临床诊断和监护提供即时的患者变化信息。可实现对各参数的监督报警，并且可以发送短信给值班医生，医生可随时动态地、系统地观察患者各类参数变化，一旦病情恶化，亦可随时进行远距离专家会诊，缩短了诊断和治疗时间。

实现院前院内急救一体化

将院前急救、急诊室急救和ICU急救一体化，使院前、院内的急救功能密切配合，形成连接与互补，实现院前患者的生命体征信息不间断地向院内急诊室实时传送，医生可以在第一时间了解患者的病情，提前做好准备，使危重患者平稳度过危险期，为各相关专业进一步救治创造时机提供有力保障。

实现医院整体运行智能化

生命健康监测篇(6)

智能腕表

智能腕表的推出让可穿戴手表的未来看上去更美。不少产品的监测功能也涵盖了心率、血压、睡眠情况等。但值得注意的是，因担心监测功能不靠谱，首次推出的iwatch去掉了据传原本具有的健康监测功能，根据报道，一致性问题以及技术上可能存在的疏漏最终使苹果放弃了iwatch的健康监测功能。这一举动也引起业界重视。除此之外，可穿戴手表的价位和防水性也是不少消费者关注的焦点。

戒指

一直跟时尚关系颇为密切的戒指现在也有了健康监测功能，珠宝行业也盛行健康风。根据相关介绍，戒指成为可穿戴设备形式也颇有讲究，有厂家称人手指根处有主动脉经过，运动时可避免传统设备不稳定的弊端，会比传统健康设备监测更准确。

起搏器

植入性可穿戴设备目前已是诸多国外厂商在可穿戴设备方面的新发力点。有国外专家指出，一旦有了控制可植入设备的能力，肿瘤生长的实时跟踪或药物的传递等服务都将得以实现。起搏器算得上是最早应用的植入设备。如果技术成熟，这类设备的疾病治疗功效不容小觑。

袜子

就在今年，一家科技公司推出了一款针对健身爱好者的智能袜子，每双袜子配备了传感器，可以在用户跑步、竞走时收集相关数据。袜子底部配备的传感器也可以测量压力、脚步的着力点等。

手环

手环几乎是诸多可穿戴设备的共同载体，包括小米、jawbone、华为在内的诸多商家都有相应的健康手环。相对亲民的价格也让手环有了更广阔的市场。计步、心率及睡眠质量监测是诸多手环的共同功能。另一方面，相比其他可穿戴设备相对单一的外形设计，多种色彩可供选择也让健康手环受到不少时尚人士的青睐。

文胸

看似与可穿戴设备无关的物件，其实已经实现了某种程度上的治疗作用。比如，用于治疗乳腺癌的某款药物在口服之后副作用明显，伦敦中央圣马丁艺术设计学院一位硕士研究生发明的文胸，特殊的材质可以向佩戴者缓慢释放药物，患者通过皮肤来吸收药物，在除去口服副作用的同时，还能获得更好的治疗效果。

手机自带

诸多可穿戴设备对手机app的依赖性比较强，一些监测功能也需要两者的互联来实现，于是，包括苹果等在内的厂商在手机中加入健康监测功能，手机本身成为一个可穿戴设备，朋友圈“晒”步数也变得更加简单。

通过数据交互实现健康监测

所谓可穿戴设备，其实是一些具特定功能的监测设备。解放军总医院内分泌科博士王安平就在某可穿戴产品的会上表示，可穿戴设备，是指可以直接穿戴或与衣服、配饰等相结合的电子设备。可穿戴设备一方面是硬件设备，更重要的在于通过软件的支持实现数据交互，以起到健康监测的功能。美国一家名为“可穿戴设备”的网站2014年发表的文章中，对可穿戴设备进行了详细的解释。该文章称，所谓可穿戴设备(又称可穿戴科技)是指一些植入衣物或饰品等，且人们能够舒适穿戴的电子设备。这些设备能够完成诸如手机、笔记本电脑具备的一些功能；然而，在某些情况下，可穿戴设备能够完全通过手持设备具备类似功能。

可穿戴设备不是医疗设备

王安平表示，总的来说，目前还不能把可穿戴设备定义为医疗设备，但必须承认的是，这些设备在慢性疾病的管理中确实起着一定的功效。与移动医疗相结合，也开启了健康管理的一种新模式。

从诞生之初，可穿戴设备就具备某些时尚元素。最初的手环形式也得到了不少时尚运动人士的青睐，在手环之后，可穿戴设备也成为不少企业的发力点。袜子、内衣、手表都成为可穿戴设备的“载体”。

香港艾力彼医院管理研究中心主任庄一强表示，最初的可穿戴设备功能集中在计步功能，而目前血压、心率等健康指标的监测几乎已经成为可穿戴设备的“标配”。

瑞士调研公司Soreon Research预计，到2020年智能可穿戴设备可帮助挽救130万人的生命。该公司在一份报告中称，智能可穿戴设备之所以能挽救更多人的生命，主要得益于住院监控，仅这点即可挽救约70万人的生命。报告称：“当患者离开重症监护室(ICU)后可能就身处危险中了，因为对他们的监控骤然放松。”

-未来

数值准确性是可穿戴设备面临问题

可穿戴设备的监测功能要充分发挥作用，数据的准确性不言而喻。根据普华永道的调查，30%的可穿戴设备用户都在一年后将这些设备抛诸脑后。有业内人士指出，可穿戴设备的核心价值在于后台云端的大数据，最值得期待的价值在于预测，对于健康管理的意义同样如此。一些设备在佩戴后所监测的数据是否准确无误是问题的关键，因为数据的准确性直接关系到其对人体健康的预测及建议功能。

可穿戴设备也是移动医疗突破关键

生命健康监测篇(7)

关键词：老年人，淮安市，体质，监测

 

1 前言

联合国规定,一个国家和地区65岁以上人口占总人口的比重达到了7%或60岁以上人口比重达到10%,即为“老年型社会”。进入20世纪90年代后,中国人口老龄化的问题正在迅速形成。据统计资料，1982年,我国60 岁以上人口为7663.8万,占总人口8.2%,到1990年60岁以上人口已接近1亿,截止1995年底,60岁以上人口达到1.2亿,占总人口的9.8%,到2000年,已达到1.32亿,占总人口的10.5%,中国已经进入世界老年型国家的行列。据专家预测,我国65岁以上人口比重,2020年将达到10.9%,2050年将上升到20.43%。

中国正在进入老年社会。中国的老龄化过程规模大、速度快,而且老年的平均预期带病期较平均预期健康期要长,在高龄老人中多伴随着各种慢性疾病,老年人的生命质量欠佳。因此，关注老年人的体质、健康状况,提高老年人的生命质量，是摆在我们面前的一个新课题, 也是急待解决的一个社会难题。

为贯彻落实《中华人民共和国体育法》和《全民健身计划纲要》,积极配合全民健身计划的推进,以及全国老年人体质监测工作的开展, 全面了解淮安市老年人体质健康状况,2005年淮安市体育局在全市范围内对老年人的体质进行了监测。通过抽样监测,一方面获取了淮安市老年人男、女不同年龄段体质指标的第一手数据资料;另一方面,为了解和掌握淮安市老年人群体质的现状特征、存在的问题以及男、女体质变化规律，为国民体质监测系统的研究工作提供了基础数据。

2 研究对象与方法

2.1 研究对象

本研究严格按照江苏省国民体质监测中心编制的《2005年江苏省国民体质监测工作手册 》的要求，分别从淮安市清河区、清浦区、楚州区和金湖县四个监测站，整群随机抽取了60-69岁老年人312名，他们按照性别和城乡共分成四个群组，进行分析比较研究。

2.2 研究方法

2.2.1 体质测定法

体质测定过程，是培训合格的测试人员在统一规定的器材上进行的。本研究的体质测定指标分别为：身高、体重、胸围、腰围、臀围、上臂皮皱厚度、肩胛皮皱厚度、腹部皮皱厚度、肺活量、安静脉搏、收缩压、舒张压、坐位体前屈、握力、闭眼单足立、选择反应时。

2.2.2 数理统计法

本研究的监测数据全部是由2005年淮安市国民体质监测课题组提供的。本文对所获得的数据进行了常规的数理统计和比较分析。

2.2.3 文献资料法

查阅国内有关资料，为课题研究提供了详实的理论依据。

3 结果与分析

3.1 淮安市老年人身体形态现状及特点

监测结果如表一所示：淮安市老年人男子的平均身高为167.43cm,女子的平均身高为156.20cm。城镇老年人男子和女子的平均身高都比农村老年人男子和女子的平均身高要高。

淮安市老年人男子的平均体重为70.03kg,女子的平均体重为60.43kg。城镇老年人男子和女子的平均体重都比农村老年人男子和女子的平均体重要大。

表一 淮安市老年人形态指标一览表