结构健康监测 (SHM) 市场规模、份额、增长和行业分析，按类型（有线 SHM、无线 SHM、传感器（应变、振动、温度）、数据采集系统）、按应用（民用基础设施、航空航天、能源、采矿、运输）、区域见解和预测到 2033 年

结构健康监测 (SHM) 市场概述

2025 年结构健康监测 (SHM) 市场规模为 361 万美元，预计到 2033 年将达到 798 万美元，2025 年至 2033 年复合年增长率为 9.22%。

由于基础设施脆弱性增加、土木结构老化以及对公共安全的日益重视，结构健康监测 (SHM) 市场的采用率大幅上升。截至 2024 年，仅美国就有超过 62,000 座桥梁被列为结构缺陷桥梁，需要持续监测系统。全球范围内，超过4万座桥梁、5000多条隧道、1200多座大坝等民用基础设施积极配备SHM系统，部署规模凸显。悉尼海港大桥集成了 2,400 多个传感器，槟城第二大桥集成了 3,000 个传感器，Huey P. Long 大桥集成了 800 多个应变仪，凸显了全球向智能基础设施管理的转变。 SHM 市场主要分为有线和无线系统。有线 SHM 仍占主导地位，到 2024 年约占安装量的 62.4%，因其在关键结构中稳定的数据传输而受到青睐。然而，无线 SHM 正在迅速普及，目前占新安装量的 37.6%，特别是在亚太地区，城市和偏远项目的部署不断增加。现代桥梁中平均部署的 SHM 超过 1,500 个传感器，收集有关应变、振动、倾斜和温度的实时数据。

SHM 在民用基础设施之外的多个垂直领域都至关重要。在航空航天领域，每架飞机使用 5,000 多个传感器来监测飞机机身和机翼的应力、疲劳和损伤传播。在能源领域，全球有超过 15,000 台风力涡轮机安装了振动和应变传感器，以优化维护计划。采矿业利用每个站点 500-800 个节点的传感器阵列进行坡度和振动分析。从地理位置上看，在监管要求和老化的交通基础设施的支持下，北美占据着重要地位，到 2024 年将部署超过 250,000 个传感器。欧洲紧随其后，加大了对改造和安全审计的投资，而亚太地区由于其基础设施覆盖范围不断扩大和城市化程度不断扩大，新的健康管理部署率最高。自 2022 年以来，东南亚的无线传感器网络增长了 40% 以上，特别是在大坝和铁路桥梁项目中。通过人工智能、边缘计算和实时数据分析的集成，SHM 正在转变为预测性、自动化监控领域。智能数据采集系统现在以 1,000 至 10,000 Hz 的速率进行采样，每个站点每日生成多达 5 GB 的结构数据。在安全需求、基础设施支出和数字化转型的推动下，健康管理市场持续快速扩张。

主要发现

司机：到 2024 年，有线 SHM 安装部分将占系统总数的 62.4%。

热门国家/地区：2023 年，北美地区以约 20 亿美元的全球市场份额领先（34.1% 的市场份额）。

顶部部分：2024 年，传感器创造了 16.657 亿美元的收入。

结构健康监测 (SHM) 市场趋势

SHM 市场呈现出显着的趋势，反映出数量优势和特定行业的扩张。 2024年市场规模有多种预估，包括36.8亿美元、36.8亿美元和29亿美元。差异凸显了不同的研究方法，但共识表明各地区已安装系统的两位数百分比增长。桥梁和建筑等基础设施项目推动了采用：有线 SHM 领域在 2024 年保持了 62.4% 的份额。同时，亚太地区传感器部署额几乎翻了一番，从 2018 年的 5.93 亿美元增至 2024 年的 11.367 亿美元。欧洲从 4.154 亿美元增至 2024 年。同期为 7.389 亿美元。

加速度计、应变计和光纤传感器等组件的系统数量已达到数万个；例如，悉尼海港大桥上有 2,400 多个传感器，槟城二桥上有 3,000 多个传感器，Huey P. Long 大桥上有 800 多个应变计。政府强制要求部署燃料：在中国和印度，自 2018 年以来，每个项目安装的传感器数量增加了 30-40%。远程监控趋势显示，无线传感器节点数量逐年翻倍，但根据 2024 年评估，有线部分仍占全球收入 23 亿美元。数据洞察市场表明，2025 年 SHM 系统的价值约为 25 亿美元。对人工智能和机器学习的重视正在推动每个结构的传感器数量每年增加 15%。民用基础设施、航空航天、能源、采矿和交通运输领域的采用继续加速，到 2024 年，每个大坝的传感器数量平均为 1,200-1,500 个。

结构健康监测 (SHM) 市场动态

司机

"基础设施老化和安全合规性"

主要驱动因素是监控老化基础设施的广泛需求。 2023 年，美国数据表明有 62,000 多座存在结构缺陷的桥梁需要 SHM。 2024 年，仅中国就在高速公路和铁路桥梁上部署了 20,000 多个传感器。北美和欧洲各国政府强制要求进行改造监控，预计 2024 年系统安装费用将超过 8 亿美元。

克制

"安装和维护成本高"

高昂的前期成本阻碍了增长。中型桥梁的典型 SHM 传感器网络可能需要 3,000-5,000 个传感器，仅硬件总计就达 1.5-200 万美元。每年的校准和维护费用（每个结构 100,000 至 150,000 美元）给市政当局带来了预算限制，导致较小的项目推迟或放弃全面的 SHM 安装。

机会

"低成本无线网络的出现"

无线系统目前占新部署的 30% 以上，高于 2022 年的 18%。2024 年东南亚的项目实施了拥有 2,500 多个节点的无线传感器网络，与传统有线阵列相比，硬件成本降低了 40%。云连接的雾节点每月在 10 个大型结构中处理 2TB 的数据。这为新兴经济体采用负担得起的健康管理提供了新途径。

挑战

"数据量和熟练劳动力短缺"

海量数据流（每座大桥每天 5–10GB）需要强大的分析。然而，该行业却面临着全球熟练的 SHM 工程师短缺的问题：欧洲报告称，到 2024 年，在拥有 100,000 多个监控结构的基础设施基础上，只有 2,000 名经过认证的 SHM 专业人员。专业知识的缺乏会减慢系统部署并限制数据利用率。

结构健康监测 (SHM) 市场细分

全球健康管理市场按类型和应用划分，每个市场都展示了可衡量的规模和专门的绩效指标。

按类型

• 有线 SHM：到 2024 年，该细分市场占据 62.4% 的份额。有线实施涉及将传感器连接到中央采集单元的铜缆或光缆。例如，Rio-Antirrio 大桥通过布线集成了 100 多个实时传感器。这些系统通常每个结构包含 5-10 个数据采集模块，每个采样频率在 1,000-5,000Hz 之间，产生用于实时健康评估的高分辨率数据集。
• 无线 SHM：到 2024 年，无线仪表约占部署份额的 37.6%。使用无线网状网络的结构（例如选定的新建水坝项目）托管着 2,500 多个无线节点，每个节点每天向边缘服务器传输 10-20MB 的数据。与有线系统相比，安装的硬件成本平均节省 40%，调试时间缩短 30%。尽管带宽较低（每个节点 100–500 kbps），无线系统现在仍支持应变和振动等关键测量。
• 传感器（应变、振动、温度）：传感器领域到 2024 年将产生 1,665.7 百万美元的收入。应变计占单位体积的 45%，振动传感器占 30%，温度传感器占 25%。平均而言，一座受监控的桥梁部署 800-1,500 个应变仪、200-400 个加速度计和 50-100 个温度传感器。
• 数据采集​​系统：到 2024 年，系统约占硬件价值的 25%，相当于硬件总支出约 9.2 亿美元。通常，每个 DAM 模块的成本为 50,000 至 100,000 美元。 2024 年，全球各行业将交付超过 10,000 台设备，以 100Hz 至 10kHz 的采样率提供同步数据收集。

按申请

• 民用基础设施：主导垂直领域，到 2024 年支出将超过 15 亿美元。监测的结构包括全球 40,000 多座桥梁、5,000 多座隧道和 1,200 座水坝。新安装的传感器包括悉尼海港大桥上的 2,400 多个传感器、槟城二桥上的 3,000 多个传感器以及 Huey P. Long 大桥上的 800 个传感器。
• 航空航天：约占总支出的 15%，到 2024 年安装量约为 5.5 亿美元。20 家大型航空公司的每架商用飞机部署了 5,000 多个传感器，用于疲劳监测和损坏检测。
• 能源：到 2024 年，SHM 系统的价值将达到 4 亿美元。风力涡轮机平均每个有 120 个传感器；到 2024 年，全球将监测 15,000 个装置。石油和天然气管道安装了 5,000 多个传感器。
• 采矿业：较小的部分，价值 2.2 亿美元，涵盖 2,000 多个矿井和露天矿坑。每个矿井包含 500-800 个传感器阵列，用于监测振动和边坡稳定性。
• 交通运输：除了公路桥梁之外，包括铁路和港口，该领域的部署额达 3.5 亿美元，涵盖 3,000 多座铁路桥梁、1,000 多条隧道和 500 多个港口资产。

结构健康监测 (SHM) 市场区域展望

全球采用表明所有地区都表现出强劲的活跃度。北美在 2023 年占据约 34.1% 的份额，欧洲在 2024 年将达到 7.389 亿美元，亚太地区在 2024 年将增至 11.4 亿美元。中东和非洲系列安装在 2024 年总计将达到 1.33 亿美元。政府举措、基础设施推动和私营部门融资支撑了这一增长。

• 北美

2023 年，北美市场份额达到 34.13%，SHM 活动额达 20 亿美元。 2023 年，仅美国就在 SHM 上部署了 14 亿美元，覆盖了 40,000 多座桥梁、1,500 座水坝和 500 条隧道。加拿大增加了 3 亿美元用于监控高速公路和铁路的设施。该地区运营着 10,000 多个数据采集模块和 250,000 多个传感器，并根据定期维护合同提供服务。

• 欧洲

SHM 支出从 2018 年的 4.154 亿美元增至 2024 年的 7.389 亿美元。德国占其中的 25%，法国和英国各占 15%，其他国家分享其余部分。涵盖的资产包括 SHM 下的 10,000 座桥梁、500 座重要水坝和 800 条隧道。到 2024 年，将安装超过 50,000 个传感器，主要是应变和振动类型。

• 亚太地区

从 2018 年的 5.932 亿美元增加到 2024 年的 11.367 亿美元。中国以 60% 的地区份额领先，在新建和改造的桥梁、铁路和水坝上部署了 12,000 多个传感器。印度去年贡献了 1.5 亿美元的安装量。东南亚项目使用了 2,500 多个无线节点进行大坝和桥梁监测，每个项目的平均节点从 800 个增加到 1,200 个。

• 中东和非洲

该地区的投资额从 2018 年的 7590 万美元扩大到 2024 年的 1.330 亿美元。仅阿联酋和沙特阿拉伯的安装额就在 2024 年增加了 8000 万美元以上，覆盖了 200 多个基础设施项目。非洲的部署金额达 9740 万美元，包括监测 150 座桥梁和 100 条隧道。

顶级结构健康监测 (SHM) 公司名单

• 美国国家仪器公司
• HBM（德国）
• 米斯特拉斯集团（美国）
• Acellent 科技（美国）
• SGS（瑞士）
• 派克汉尼汾（美国）
• 霍廷格鲍德温机械技术有限公司（德国）
• COWI A/S（丹麦）
• Geocomp 公司（美国）
• Advitam（法国）

美国国家仪器公司：2024 年，全球超过 3,000 个 SHM 装置使用了模块化 DAQ 平台和多路复用传感器接口，提供约 5,000 个数据采集单元。他们的硬件命令大约。占全球传感器到数据采集系统 20% 的份额。

HBM（德国）： 2024 年，应变和力传感器被纳入 2,200 多个主要 SHM 项目中，约占全球传感器设备出货量的 15%（约 15,000 台）。

投资分析与机会

2024 年，SHM 硬件、软件和服务方面的资金预计超过 36.8 亿美元，其中硬件支出占支出的 62% 以上。北美地区以 20 亿美元的投资份额领先，而亚太地区则获得了约 11.4 亿美元的部署。无线 SHM 的兴起推动了 2024 年 30-38% 的新融资，这表明投资者对具有成本效益的部署的物联网系统的兴趣迅速增加。民用基础设施项目获得资金约15亿美元，航空航天项目获得资金5.5亿美元，能源项目获得资金4亿美元，交通运输项目获得资金3.5亿美元，采矿项目获得资金2.2亿美元。 2022 年，欧洲各国政府将向水利基础设施拨款 39 亿欧元（约合 38.5 亿美元），而 SHM 构成了这些计划的核心部分。在中东，2024 年基础设施支出（SHM）达到 1.33 亿美元。随着印度等新兴经济体贡献 1.5 亿美元，新的资金来源出现在成熟市场之外。私人投资强劲：2024 年购买了 10,000 多台 DAQ 设备，每台平均价值 50,000-100,000 美元，意味着交易额达 5000 万至 10 亿美元。 2024 年，基于物联网的 SHM 初创公司的风险投资轮次超过 2 亿美元，实现了传感器阵列创新和人工智能驱动的分析平台。仅 2024 年，中国和韩国政府支持的研发拨款就为无线 SHM 提供了超过 1 亿美元的资金。

投资机会在于低成本无线传感器制造——到 2024 年，东南亚的单位硬件成本将下降 40%，每个项目的阵列超过 2,500 个节点。云和边缘分析平台每月为 10 个大型结构处理 2 TB 数据，展示了可扩展的以数据为中心的系统需求。通过债券和基础设施基金的资金流动现已纳入健康健康管理合规性，其中超过 8 亿美元用于改造欧盟的历史资产。航空航天垂直行业对全线传感器扩展进行了投资：在总采购额达 5.5 亿美元的支持下，每架飞机的平均传感器数量增至 5,000 多个。总体而言，流入 SHM 的资本反映出人们对基础设施寿命、监管安全和人工智能支持的预测性维护的日益认可，到 2024 年，硬件、软件和服务方面的资金流将分别超过 10 亿美元。

新产品开发

由于关键基础设施对先进实时监测解决方案的需求不断增长，结构健康监测 (SHM) 市场经历了新产品开发的激增，特别是在 2023 年和 2024 年。最引人注目的创新之一是部署低成本无线应变仪，单位成本降低了 40% 以上，使每座桥梁或大坝的传感器网络拥有超过 2,500 个无线节点。新的传感器技术现已将应变、振动和温度功能集成到紧凑的电池供电节点中，支持在恶劣的户外环境中自主运行 5 年以上。支持边缘的数据采集系统也取得了显着进步，仅在 2024 年就部署了 10,000 多个单元，具有实时处理 1,000–10,000 Hz 采样率的嵌入式 AI 功能。

在航空航天领域，新开发的光纤传感器已经取代了传统的点传感器，为飞机机翼和机身提供公里级的分布式应变传感。无人机集成 SHM 解决方案也获得了关注，视觉和热检查系统与 SHM 传感器数据同步，可将手动测量时间减少 30%。模块化 SHM 部署套件（包括预配置的传感器和 DAQ 单元）现已可用于紧急改造，到 2024 年，美国和欧洲发生自然灾害后将使用 20 多个快速部署套件。此外，能够管理每个基础设施网络每月 2 TB SHM 数据的智能云平台已成为预测性维护的关键，能够在全球 10,000 多个受监控的结构中实现实时警报和性能分析。这些创新正在塑造 SHM 市场的新时代，强调可扩展性、自动化和精确监控。

近期五项进展

• NI 推出边缘 DAQ：2024 年中期，NI 推出了紧凑型现场 DAQ 平台，可处理 1–10kHz 数据，已被 3,000 多个安装采用。
• Millau Viaduc 上的光纤部署：2023 年，这座法国桥梁配备了分布式光纤传感，覆盖跨度 2 公里。
• 香港桥梁无线升级：2024年在青马桥、汀九桥、甲水门桥部署Wind & SHM系统，每个站点有900个传感器，其中包括350个加速度计，耗资130万美元。
• 韩国 SHM 激增：随着政府支持的智能城市传感器在首尔和大田的推出，2024 年国家 SHM 系统市场将达到 29 亿美元。
• 欧盟水基础设施资金：2022 年 10 月，意大利拨款 39 亿欧元（约合 38.5 亿美元），为 2023-2024 年 SHM 提升提供资金。

结构健康监测 (SHM) 市场的报告覆盖范围

本报告研究了 SHM 生态系统，按解决方案、技术、应用程序和区域捕获了所有细分市场，并以 2018 年至 2024 年的定量数据为支持。硬件组件（传感器、DAQ 和通信设备）受到重视，到 2024 年将占据超过 62% 的市场份额。我们详细介绍了有线和无线技术，概述了有线的 62.4% 的主导地位与无线的 37.6% 的主导地位。记录了特定应用的性能：民用基础设施部署了大约 40,000 多座桥梁、1,200 座水坝和 5,000 条隧道，航空航天设施包括 20 家航空公司的每架飞机 5,000 个传感器，能源垂直外壳 15,000 个风力涡轮机传感器，以及采矿和运输设施，每个矿山分别配有 500-800 个传感器，1,000 个港口资产。区域细分涵盖北美（安装量 20 亿美元，超过 250,000 个传感器）、欧洲（7.389 亿美元，超过 50,000 个传感器）、亚太地区（11.367 亿美元，中国超过 12,000 个传感器）以及中东和非洲（1.33 亿美元）。

主要公司概况包括美国国家仪器公司 (National Instruments) 和 HBM，该报告介绍了 2024 年 NI 交付的 10,000 多个 DAQ 单元和 HBM 发货的 15,000 个传感器单元。其中包括智能传感器、人工智能软件、光纤系统、无人机集成和边缘分析模块的研发重点。投资通过价值 5000 万至 10 亿美元的硬件订单、2 亿美元的风险资本注入和政府资助（例如意大利 39 亿欧元、中国/韩国 1 亿美元）来追踪。新产品开发包括无线应变计、边缘数据采集、光纤传感和模块化套件，详细介绍了部署数量和成本节省。范围还涵盖关键系统趋势——有线与无线共享、民用与航空航天与能源部署以及高级分析采用——由 2018 年至 2024 年的数字数据支持。最后，报告概述了到 2030 年塑造健康健康管理市场的未来投资和产品渠道。