深水浮式平台与其附属的系泊系统、立管系统一起组成深海油气开发的浮式生产系统,是深海油气开发的主要基础设施,其安全性至关重要。国外对深海石油的开采己有近三十年的历史,相应的设计理论也得到快速发展,但是深海环境条件十分恶劣,其安全性仍然受到严重威胁。为了保障平台安全运营,建立一套深水浮式平台结构的健康监测系统,全天候、全自动地实时监测海洋环境要素、平台关键构件与整体结构响应,不仅可以实时掌握结构的安全状况,同时还为相关研究提供足尺的现场试验数据,为完善相关理论提供宝贵的基础。Spar平台以其优良的运动性能、优异的动力稳定性和高效的经济效益被广泛应用于深海开发中。本文以Spar平台研究对象,对Spar平台结构健康监测系统设计进行了较深入的研究,主要研究内容如下：首先,对国内外浮式平台事故进行了归纳分析,对浮式平台主要失效模式进行了总结。基于失效模式的分析,给出了Spar平台健康监测系统的关键监测参数；在此基础上结合传感器选型原则,进行了相应的传感器选型,为Spar平台健康监测系统设计提供重要基础。其次,针对目前局部监测测点选择依靠经验选择的不足,提出了基于易损性参数的测点优化方法；根据易损性特征规定了易损性参数的确定原则,结合结构局部健康监测目的与结构易损性本质特征定义了易损性参数；在此基础上建立了基于易损性参数的测点优化模型,结合规范常规计算方法给出了该优化模型的求解方法。以某Spar平台主体结构为例,对其进行了局部性能监测测点优化计算,确定了相应的优化测点。第三,基于安全预警指标原则,结合Spar平台结构监测参数,确定了浮式平台结构健康监测安全预警指标,采用阈值预警法,依据结构设计规范,对结构各监测参数的预警进行等级划分及相应预警临界值确定。以某Spar平台为例,在百年一遇的海况下分析了平台各安全预警指标预警情况。最后,根据Spar平台健康监测系统的目标和健康监测系统组成部分之间的逻辑关系,结合结构健康监测系统设计原则,进行Spar平台健康监测系统的设计,并给出了Spar平台的整体监测方案。基于系统集成原则,根据各子系统的逻辑关系和功能,对其进行了集成设计,为Spar平台健康监测系统建立提供技术支持。