مطالعه مقایسه‌ای و ارائه رویکردی دقیق جهت تشخیص آسیب سازه‌های قابی مبتنی بر مدل‌های شبکه عصبی عمیق

نویسندگان

1 استادیار، گروه مطالعات علم و فناوری، دانشگاه فرماندهی و ستاد آجا، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 استادیار، گروه مطالعات علم و فناوری، دانشگاه فرماندهی و ستاد آجا، تهران، ایران

doi
10.22034/jmeut.2025.63709.3467
چکیده

در چند دهه اخیر، روش‌های مبتنی بر داده، اثربخشی بالایی در زمینه پایش سلامت سازه‌ها با رویکرد تشخیص آسیب نشان داده‌اند. در گذشته، استفاده از سیگنال‌های خام حسگرهای سری زمانی برای عیب‌یابی سازه‌ها به دلیل ابعاد بالای ذاتی داده‌های اندازه‌گیری شده، تقریباً غیرممکن بود. با این حال، پیشرفت‌های اخیر درشبکه‌های عصبی و مدل‌های یادگیری ماشین، نیاز به پیش‌پردازش پیچیده داده‌های سری زمانی را برطرف کرده است. پایش بر اساس دسترسی به اطلاعات سالم و آسیب‌دیده سازه در شکل دسته‌بندی با رویکرد تشخیص الگو رویکرد غالب پژوهش‌های اخیر بوده است. در این مطالعه، در رویکردی بر مبنای پایش نظارت‌شده، مطالعه‌ای مقایسه‌ای بین چهار الگوریتم یادگیری عمیق نوین، در تشخیص آسیب سازه‌ای با استفاده از داده‌های خام بررسی شده است. این چهار الگوریتم شامل شبکه LSTM، GRU، CNN و شبکه ترکیبی CNNLSTM هستند. و رویکردی دقیق (مدل ترکیبی CNNLSTM با دقت %9/99) بر روی داده‌های سازه مبنا آزمایشگاه لس آلاموس ارائه شده‌است. مدل CNNLSTM بدون پیش‌پردازش به‌خصوص نظیر الگوریتم‌های پردازش سیگنال یا کاهش ابعاد، از نظر دقت، تعداد پارامترها و زمان آموزش، در مقایسه با سه مدل دیگر و پژوهش‌های مشابه پیشین عملکردی ممتاز دارد.