ارائه روشی مبتنی بر یادگیری ماشین برای تشخیص آسیبهای خطی و غیرخطی سازه با ترکیب ویژگیهای عمیق زمانی و زمان – فرکانس
نویسندگان
1 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی (ع)، تهران، ایران
2 استادیار، گروه مطالعات علم و فناوری، دانشگاه فرماندهی و ستاد آجا، تهران، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی برق، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران
doi
10.22034/jmeut.2024.60099.3368چکیده
پایش سلامت سازهای (SHM) برای تضمین عملکرد ایمن زیرساختها و تصمیمگیری در مورد نگهداری، تعمیر و مقاومسازی سازه استفاده میشوند. در این مقاله روش جدیدی مبتنی بر پردازش سیگنال و یادگیری ماشین برای پایش سلامت سازهای ارائه شدهاست. روش پیشنهادشده، بر مبنای ویژگیهای عمیق زمانی و زمان – فرکانس است. برای استخراج ویژگیهای عمیق زمان – فرکانس، ابتدا نمایش زمان – فرکانس با استفاده از تبدیل فوریه زمان پیوسته (CWT) به دست میآید و در ادامه، به شبکه عصبی تلفیقی (CNN) اعمال میشود. برای استخراج ویژگیهای عمیق زمانی، توابع حالت ضمنی (IMF) با استفاده از تجزیه حالت تجربی (EMD) به دستآمده و شبکه حافظه طولانی کوتاهمدت (LSTM)، IMFها را مدل میکند. با توجه به تعداد زیاد ویژگیهای عمیق به دست آمده، با استفاده از الگوریتم کاهش ویژگی، ویژگیها با همبستگی بالا حذف شدند. در نهایت با استفاده از بردار پشتیبان ماشین (SVM) بهینهشده، سلامت سازه یا محل آسیب شناسایی میشود. نتایج به دستآمده نشان میدهند روش پیشنهادی نسبت به روشهای مشابه دقت بالایی در سناریوهای خطی و غیرخطی داشته و میتواند به عنوان روشی مطمئن در کابردهای SHM استفاده شود.