ارزیابی آزمایشگاهی سلامت پل معلق براساس فتوگرامتری برد کوتاه هوشمند

در دهه های اخیر علم پایش سلامت سازه نقش اساسی در پیش­گیری از خرابی و افزایش طول عمر سازه ها ایفا کرده است. استفاده از ابزار هایی برای انجام رفتارسنجی مطلوبست که دقت کافی را همراه با هزینه ی کم تحقق بخشند. برای پردازش داده­های بدست آمده از رفتارسنجی به روش هایی نیاز است که قادر باشند سطوح مختلف آسیب را از اطلاعات موجود شناسایی و به درستی عیب یابی کنند. رفتارسنجی اپتیکی و عملیات فتوگرامتری بردکوتاه بدلیل هزینه کم و دقت مناسب، اخیرا مورد توجه قرار گرفته اند در این مقاله تلاش شده است تا کاربرد روش مذکور در ترکیب با روش تحلیل استقرایی (با ابزارهای مقایسه و یادگیری ماشین) برای رفتارسنجی و عیب­یابی ماکت آزمایشگاهی سازه­ی یک پل معلق که دارای رفتار نسبتا پیچیده­ای است مورد ارزیابی قرار گیرد. به این منظور، سازه­ی پل مورد نظر تحت سه تراز بارگذاری استاتیکی در سه حالت سالم و آسیب دیده در عرشه و کابل­ها مورد رفتارسنجی قرار گرفت. آسیب­ها کاملا آگاهانه در مدل آزمایشگاهی ایجاد شدند و از اطلاعات حاصل، پایگاه داده ای از رفتار پل در حالات گوناگون ایجاد شد. به منظور امکان سنجی استفاده از روش­های مختلف در پردازش داده­ها و عیب­یابی، ابتدا داده های موجود در پایگاه، در روش­ خطی ساده (مقایسه مستقیم) و آموزش در الگوریتم­های روش­های یادگیری ماشین، مورد استفاده قرار گرفتند. پس از آن، مجددا آسیب­های آگاهانه­ای در سازه­ی آزمایشگاهی  ایجاد شد تا امکان آزمون کارآیی و دقت روش­های مختلف فراهم شود. در انتها، دقت، صحت و پایداری روش­های پردازش داده ماشین بردار پشتیبان و شبکه عصبی مصنوعی با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان داد که با توجیه به باندل اجسمنت رفتارسنجی دو بعدی اپتیکی فتوگرامتری بردکوتاه، می­توان به دقت تضمین شده ی  mm۰۰۲۱/۰ دست یافت. در سطح نخست پردازش داده­ها یعنی تشخیص وجود آسیب یا عدم وجود آن موفقیت شبکه های عصبی بطور کامل و با دقت ۱۰۰% همراه بود و در سطح دوم یعنی تشخیص منطقه ی آسیب دیده، شبکه عصبی با تابع انتقال تانژانت هایپربولیک ۹۳% موفقیت داشت و ماشین بردارپشتیبان با موفقیت ۶۸% همراه بود.

Keywords:

Structural Health Monitoring , Suspension Bridge , Intelligent Close Range Photogrammetry , Machine Learning , Support Vector Machine , Artificial Neural Network. , پایش سلامت سازه ای , پل معلق , فتوگرامتری برد کوتاه هوشمند , تشخیص خرابی , یادگیری ماشین , ماشین بردار پشتیبان , شبکه ی عصبی مصنوعی.