海洋平台作为海上石油开采和相关工作人员生产生活的场所,对开采作业顺利进行,确保工作人员的人身安全起着关键作用。海洋平台是大型的海洋工程结构,所处的环境极其复杂,对海洋平台的研究多通过理论分析、实验室模型试验和数值计算来展开,在这些研究中,结构的外部荷载都是可控的,实施起来较为容易,但是也会与现实的情况有所偏差,得到的结果并以一定能与现实情况很好地吻合。通过对海洋平台原型测量,实现实时的现场监测,获得第一手的原型监测数据对海洋平台的相关研究和设计评价有着重要意义。为了适应不同的海洋环境已经有多种型号的海洋平台被设计出来,本文针对其中的两种类型平台的不同结构,研究了适用于它们的不同的原型监测技术,并设计出了不同的现场监测方案,开发了配套的实时监测系统,获得了有关海洋平台结构、姿态和所处环境的长期的现场监测数据,验证了这些原型测量技术的可实施性和有效性。本文以渤海某型FPSO平台的长期现场监测数据为基础,分段提取了FPSO的运动姿态和环境荷载等时间序列的多个统计量,给出了不同监测量在时域或频域上的统计特征和分布。通过对统计结果的进一步分析,发现了FPSO运动的周期性规律和环境荷载的一些分布特征,以及FPSO软刚臂系泊系统运动的周期性和对称性,并初步揭示了相对风向和FPSO艏向变化之间的关系。系泊系统作为海洋平台的定位装置对限制海洋平台的运动范围,确保海洋平台的安全生产有着重要意义,本文针对海洋平台结构监测中数据的非平稳性,提出一种基于非平稳响应数据构造结构自由响应信号的方法。该方法以单边滑动平均为基础将多自由度结构动力方程中的荷载和响应数据平稳化,分析了各阶滑动平均的频谱特征,研究了其阶数g=1(即差分)和g>1的滤波效果,并应用随机减量技术构造出结构的自由振动方程。通过对二阶线性系统仿真模型的识别,给出了各种情况下所识别的模态参数与理论值的比较,说明这种方法用于非平稳响应数据的分析具有很好的效果。最后,将该方法应用在海洋平台FPSO单点系泊结构监测数据的模态识别中,分析了在不同时间段的单点系泊系统模态的分布情况,并对比分析了不同g识别出来的模态参数。