论文结合国家科技重大专项“海洋深水油气田开发工程”项目之课题“隔水管监测系统研究”任务开展工作。根据海洋管线涡激振动（VIV，Vortex-Induced Vibration）监测技术的研究现状、存在的科学问题以及工程实际应用的基本要求，深入研究了VIV监测的关键技术，完成了相关的VIV监测性能试验，取得的研究成果具有重要的理论意义和实际应用价值，部分成果已经完成转化。论文的主要研究成果和创新点如下：　　(1)构建了基于运动参数的海洋管线VIV监测数学模型　　考虑深水隔水管的VIV特点、平台运动、洋流拖曳和监测设备布放等因素的影响，建立了基于运动参数的深水隔水管VIV监测模型。定量分析了基于变长悬跨VIV监测模型的铰支-铰支约束和固定-铰支约束的悬跨位移响应特征和转角分布规律，建立了基于运动参数的悬跨管线 VIV监测模型。仿真分析了所建模型的特点，角度旋转不改变VIV的频率特征，为VIV识别提供判断依据。　　(2)提出了一种基于等弧分布的隔水管VIV应变监测模型　　研究了“十”字正交阵结构的隔水管VIV应变监测模型特点，提出了一种基于等弧分布的VIV应变监测模型，并推导了其最大应变方向的判别方法。实验结果证明了监测模型的正确性和有效性。　　(3)构建了基于加速度和流速特征的VIV识别方法，提出了基于加速度、流速和应变特征的VIV识别方法。　　针对基于数据级融合的VIV识别方法的各种缺点和不足，研究了基于异类特征级融合的VIV识别方法。压缩了加速度数据预处理的角度旋转范围，降低了数据运算量。建立了基于最小频率数目的VIV数据搜索方法，分析了基于矩阵分解的频率和幅值特征提取方法，构建了基于加速度和流速特征的VIV识别方法，用于深水隔水管和悬跨 VIV监测。考虑到深水隔水管附属构件对VIV的干扰，进而提出了基于加速度、流速和应变特征的VIV识别方法，具有更高的准确度，更小的误差，且VIV识别算法精度高、运算量更小、效率更高。　　(4)提出了基于最优中继的特征参数低功耗传输方法　　针对单测点VIV特征参数传输问题，提出了基于最优中继的特征参数低功耗传输方法。仿真结果表明，该方法通过实现每跳中继距离上最优功率传输，来达到系统整体能耗全局最小化。　　(5)提出了基于并行协作空时复用的参数传输方法　　针对多测点VIV特征参数传输问题，在分析了TDMA适用性的基础上，提出了基于并行协作空时复用的参数传输方法。仿真结果表明，所提方法的总体性能优于基于TDMA的传输方法。　　(6)构建了涡激振动监测试验系统，验证了海洋管线VIV监测方法的性能　　水声通信试验结果验证了测点协作通信能力和VIV特征参数的远距离传输性能。海上钻井平台试验结果验证了深水钻井隔水管VIV多参数（流速、加速度、转角）监测模型的有效性和正确性，以及VIV识别方法的行之有效。