海洋平台是海洋油气资源勘探开发的主要设施,在海洋平台上布置长期的结构健康监测系统,可以辅助管理人员实时掌握平台整体结构参数及损伤演化规律,是保障平台健康服役的有效手段。本文的目的是基于环境激励下的海洋平台,构建振动监测智能预警系统,对海洋平台监测数据进行实时预处理、实时模态参数识别、实时损伤预警,为今后海洋平台结构完整性管理的研究工作提供借鉴。以实验室海洋平台模型为研究对象,搭建数据采集系统,实时采集环境激励下的海洋平台模型振动响应数据,并对实时监测数据进行初步分析,基于实验室监测数据,对信号预处理方法进行研究,最后使用室内海洋平台模型数据对信号预处理方法的处理效果进行验证。结果表明趋势项去除、数据平滑及变分模态分解等预处理方法能够有效去除原始数据中趋势项、高频噪声及模态峰值间噪声。为实现海洋平台结构的模态参数自动识别,提出基于改进经验小波变换的模态参数识别方法。采用滑动数据窗法对实时数据流进行分段,通过奇异值分解计算信号的奇异值谱,引入尺度空间算法确定模态峰值及分割边界,结合随机减量技术及希尔伯特变换实现模态参数的自动识别。构造仿真信号及ASCE Benchmark模型信号,与经验小波变换及自回归经验小波变换的分析结果进行对比验证,最后将该方法应用到实验室海洋平台模型和现场海洋平台的模态参数识别中。结果表明该方法能够自适应确定频谱分割边界,计算速度快且对结构的频率及阻尼比具有较高的识别精度。进一步提出基于协整及卡尔曼滤波的海洋平台结构损伤预警方法。采用结构正常工况下的模态参数序列构造协整方程并计算协整残差,基于协整残差分布确定预警阈值,计算实时监测工况下的协整残差,采用卡尔曼滤波算法对监测工况下的协整残差进行实时最优估计,结合预警阈值实现实时预警。基于实验室海洋平台模型,构造不同工况数据进行结构损伤预警验证;基于实际海洋平台数据,对比卡尔曼滤波优化前后的预警效果。结果表明,该方法能够实现实时损伤预警,对协整残差进行卡尔曼滤波优化后,能够减少预警误报的发生。为实现振动监测及智能预警算法的工程应用,基于Lab VIEW平台完成软件子系统的开发。采用“自顶向下”的设计思路,实现软件各功能模块的规划和子程序的分层,规划软件界面的功能区域,采用MATLAB和Lab VIEW混合编程的方式,实现信号预处理、模态参数识别、智能损伤预警等主要模块的功能实现,最后完成其他模块的编制。结合硬件子系统,搭建完整的海洋平台振动监测智能预警系统,应用至实验室海洋平台上。结果表明,整个监测系统稳定性强、界面友好、操作方便,能够实现实验室海洋平台模型的实时监测、自动模态参数识别、实时预警,具有一定的工程实际应用价值。