超大型船舶结构安全性问题受到越来越多的关注,结构安全性是超大型船舶正常营运的基础,然而超大型船舶由于砰击颤振、波激振动等水弹性效应以及扭转等因素引起了一系列强度问题,这些强度问题如若不重视,会对船舶的航行安全造成严重的影响。通过在超大型船舶的结构上安装传感系统,建立一套船体结构安全监测与评估系统,为超大型船舶结构安全提供预警及辅助决策建议,避免船体结构出现危险状态,对增强其抗风险能力具有重要的实际意义。针对以上背景,本文针对超大型集装箱船及超大型矿砂船,对以下几方面内容进行了研究:1.对超大型船舶结构安全监测及评估指标体系进行了研究。基于超大型船舶设计技术指标、实船营运特性,结合各类规范及标准,建立了针对扭转、砰击颤振等效应对船体结构安全性影响的评估体系,并根据该体系对系统进行了设计;2.对船舶结构状态监测数据处理分析方法进行了研究。研究了监测数据统计值的处理分析方法、幅值短期概率分布处理分析方法。对高低频响应数据处理分析方法即高低频信号滤波及信号采集存储自适应进行了研究;3.研究了基于监测数据的结构状态分量的算法。根据安全指标体系,研究状态监测分量对应的基于船体结构状态数据(监测得到的物理量)的算法,主要是扭矩和砰击压力的反演计算;4.对基于决策数据库的船舶航行安全辅助决策方法进行了研究。研究了采用数值分析方法建立船舶在不同装载、不同航速、不同浪向、不同海况下的结构响应状态专家系统,基于该系统和结构状态监测及预报结果,自动给出合理的航行辅助决策意见的方法。