تشخیص ترک در سازه‌های بتنی با کاربرد شبکه عصبی کانولوشن

Abstract

یکی از زمینه‌های فعال تحقیقاتی در بحث پایش‌ سلامت ‌سازه‌های بتنی تشخیص رخداد ترک در المان‌های سازه‌ای است. طبقه­بندی و تشخیص فنی براساس تصویر، روشی است که امروزه مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. انجام روش مبتنی بر تصویر به دلیل پیشرفت فناوری تصویربرداری و پردازش سریع آن‌ها به سهولت صورت می‌گیرد، که این تشخیص توسط شبکه عصبی کانولوشن(CNN) انجام می‌شود. در این تحقیق تشخیص ترک در سازه­های بتنی با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنی مطالعه شده است. مطالعه حاضر قابل تعمیم به تمام سازه­های بتنی برای نمونه سد، کانال، پل­ها، پوسته­ها، زیرسازی­های راه­ها و اسکلت­های بتنی می­باشد. بانک اطلاعاتی این پژوهش شامل 40.000 تصویر که، 20.000 تصویر بتن ترک­خورده و 20.000 بتن ترک­‌نخورده با ابعاد 3×227×227 پیکسل می‌باشد، 80 درصد تصاویر برای آموزش و 20 درصد باقیمانده برای صحت‌سنجی روش شبکه عصبی کانولوشن استفاده می‌شوند. دقت تشخیص بتن ترک‌ خورده از ترک‌ نخورده در حدود 16/98 درصد می‌باشد، که برای عملیاتی ‌شدن قابل قبول است و کاربردی محسوب می‌شود. همچنین طبق تحلیل ماتریس درهم‌ریختگی تعداد 147 تصویر از 8.000 تصویر داده­های صحت­سنجی به صورت اشتباه دسته‌بندی شده‌اند.