本书基于智能感知的运营隧道健康监测及监测功能模块的开发，进行了监测传感器的布设、数据传输和数据分析，基于三维激光扫描技术进行了隧道三维全景监测及分析，研发了远端自动化监测功能模块和三维激光扫描监测数据分析功能模块；构建面向大数据的基于传感器网络的压缩感知方法；建立了基于小波包能量谱加速度响应隧道健康预警方法，进行小波包能量谱加速度响应隧道健康监测预警分析；建立基于Pair-Copula贝叶斯网络（PCBN）模型的运营地铁监测指标相关性分析与安全评价方法，基于PCBN相依性网络模型的盾构地铁结构安全可靠度评估；开发地铁隧道结构健康状态综合评估及评估功能模块，建立评价指标体系及评价标准；进行了基于Jess的人工智能管养智能决策专家系统开发功能集成，实现地铁盾构隧道管养功能/软件平台的框架搭建与功能集成，实现运营隧道实时安全预警监控与管理决策。
本书可作为高等学校土木工程专业的本科和研究生教材，也可作为其他相关专业的教材，还可供隧道及相关专业工程技术人员参考。

吴贤国，女，1964年生，汉族，湖北人，工学博士。现为华中科技大学教授，博士生导师，主持国家自然科学基金项目3项、省部级等重点科技攻关项目和课题20余项。主编著作10余部，发表SCI期刊论文60多篇，获省部级科技进步一等奖等多项，获10余项专利，受邀担任多本国际知名期刊审稿专家。

绪论
第1章 运营隧道安全监测及监测功能模块的开发
1.1 引言
1.2 监测项目工程概况
1.3 远端自动化安全监测
1.3.1 监测传感器的布设与数据传输方案
1.3.2 沉降监测数据分析
1.3.3 倾角传感器监测数据分析
1.4 基于三维激光扫描技术的地铁三维全景监测
1.4.1 地铁三维全景监测优势
1.4.2 地铁三维全景监测方案
1.4.3 点云数据的处理与分析
1.5 远端自动化监测功能模块的开发
1.5.1 关键技术的实现
1.5.2 功能模块演示
1.6 三维激光扫描监测数据分析功能模块的开发
1.6.1 关键技术的实现
1.6.2 功能模块演示
第2章 面向运营隧道结构健康监测系统大数据压缩感知研究
2.1 引言
2.2 压缩感知算法理论
2.2.1 信号的稀疏变换
2.2.2 测量矩阵的构建
2.2.3 信号的重构算法
2.3 面向大数据的基于传感器网络的压缩感知算法
2.3.1 结构健康监测大数据传感器网络
2.3.2 基于大数据传感器网络的压缩重构算法流程
2.4 基于大数据传感器网络的压缩感知算法实例分析
2.4.1 工程概况
2.4.2 信号压缩采样及重构
2.4.3 信号重构误差分析与健康监测应用验证
第3章 基于小波包能量谱加速度响应隧道健康预警研究
3.1 引言
3.2 基于小波包能量谱的健康预警方法
3.2.1 小波包变换理论
3.2.2 小波基函数与损伤识别敏感性
3.2.3 基于小波包能量谱健康预警流程
3.3 基于小波包频谱信号多阈值降噪
3.3.1 小波包频谱的分类
3.3.2 阈值准则选取
3.3.3 多阈值降噪效果
3.4 实例分析
3.4.1 工程概况
3.4.2 地铁隧道健康监测预警分析
第4章 基于Pair-Copula贝叶斯网络模型的运营地铁监测指标相关性分析与安全评价
4.1 引言
4.2 基于Pair-Copula贝叶斯网络模型理论
4.2.1 Pair-Copula理论
4.2.2 贝叶斯网络
4.2.3 Pair-Copula贝叶斯网络模型(PCBN)构建过程
4.3 基于PCBN的动态安全评价决策方法
4.3.1 PCBN模型设计
4.3.2 PCBN模型的验证
4.3.3 PCBN模型的节点相关性分析
4.3.4 PCBN模型的运用
4.4 基于PCBN的盾构地铁运营安全评估模型设计
4.4.1 地铁运营安全PCBN模型结构设计
4.4.2 地铁运营安全PCBN模型参数设计
4.4.3 地铁运营安全PCBN模型准确性验证
4.5 基于PCBN模型的节点相关性分析
4.5.1 参数联合分布散点图分析
4.5.2 节点参数的百分位蛛网图分析
4.5.3 节点之间的尾部相依性分析
4.6 基于PCBN相依性网络模型的盾构地铁结构安全可靠度评估
4.6.1 运营盾构地铁结构失效模式的确定
4.6.2 基于PCBN模型的某地铁空推段检测参数联合分布函数分析
4.6.3 基于全局敏感性分析的运营安全状态事中控制
4.6.4 某地铁空推段安全可靠度评估
第5章 地铁隧道结构健康状态综合评估及评估功能模块的开发
5.1 引言
5.2 评价指标体系的建立
5.3 评价指标判定标准的选取
5.4 指标权重的确定
5.4.1 指标层权重的确定
5.4.2 准则层权重的确定
5.5 模糊综合评价模型的建立
5.5.1 隶属函数的建立
5.5.2 模糊合成算子的选择
5.5.3 模糊向量单值化
5.6 地铁隧道结构健康状态综合评估实例
5.6.1 工程病害情况
5.6.2 模糊关系矩阵计算
5.6.3 综合评价的计算
5.7 功能模块演示
第6章 基于Jess的人工智能管养智能决策专家系统开发功能集成
6.1 引言
6.2 基于Rete算法的Jess专家系统外壳原理
6.3 地铁盾构隧道管养功能的实现
6.3.1 基于Jess管养专家系统规则库的建立
6.3.2 基于Jess管养专家系统事实库的建立
6.3.3 基于Jess管养专家系统经验知识扩充模块的实现
6.3.4 Jess与Java语言间交互调用接口的实现
6.4 管养功能演示
6.5 软件平台的框架搭建与功能集成
6.5.1 引言
6.5.2 软件平台的框架搭建
6.5.3 软件平台的功能集成
参考文献