مهندسی عمران فردوسی

مهندسی عمران فردوسی

شناسایی آسیب در ساختمان ها با استفاده از ترک‌های ایجاد شده در دال و دیوار به کمک بینایی ماشین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، دانشکده مهندسی عمران، تهران، ایران
2 دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی عمران، تهران، ایران
چکیده
شناسایی و ارزیابی اولیه آسیب در ساختمان‌ها برای برنامه‌ریزی تعمیر و نگهداری اهمیت زیادی دارد و الگوهای ترک می‌توانند اطلاعات مفیدی درباره منشأ احتمالی آسیب فراهم کنند. در این پژوهش، یک چارچوب مبتنی بر بینایی ماشین و یادگیری عمیق برای طبقه‌بندی خودکار ترک‌های دال و دیوار و پشتیبانی از ارزیابی اولیه آسیب ارائه شده است. مجموعه‌داده شامل ۱۲۹۲ تصویر است که ده نوع ترک هدف، شامل پنج نوع ترک در دال و پنج نوع ترک در دیوار، را به همراه یک کلاس «بدون ترک» برای هر یک از دو گروه پوشش می‌دهد. توزیع تصاویر در کلاس‌ها کاملاً متوازن نیست و تعداد نمونه‌ها در کلاس‌های دال بین ۷۱ تا ۱۴۵ تصویر و در کلاس‌های دیوار بین ۷۲ تا ۱۷۸ تصویر متغیر است. در مرحله پیش‌پردازش از فیلتر گوسی، لبه‌یابی Canny، ترکیب وزنی تصاویر و تغییر اندازه ورودی‌ها استفاده شد و مدل EfficientNetB0 با یادگیری انتقالی آموزش داده شد. ارزیابی مدل در این پژوهش بر اساس معیار Accuracy و روند Loss در داده‌های آموزش و اعتبارسنجی انجام شد. دقت اعتبارسنجی نهایی برای مدل دال ۹۸٫۱۸٪ و برای مدل دیوار ۹۶٫۶۲٪ به‌دست آمد. وجه تمایز پژوهش، طبقه‌بندی چند الگوی ترک در دو عضو دال و دیوار و پیوند دادن خروجی مدل با اطلاعات مهندسی شامل منشأ احتمالی ترک، سازه‌ای یا غیرسازه‌ای بودن آن و، برای برخی ترک‌های سازه‌ای، ارائه راهنمای اولیه سطح خطر در یک رابط کاربری است. سامانه پیشنهادی به‌عنوان ابزار کمکی برای غربالگری و ارزیابی اولیه طراحی شده است و جایگزین بازرسی تخصصی سازه نیست.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Automated Damage Diagnosis in Building Slabs and Walls Using Deep Learning-Based Crack Classification

نویسندگان English

Mahsa Amirali 1
M mahmoudi 2
Farid Mahmoudi 3
1 Shahid Rajaee Teacher Training University, Faculty of Civil Engineering, Tehran, Iran
2 University
3 Amirkabir University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Tehran, Iran
چکیده English

Structural health monitoring and timely maintenance are important for building safety, and crack patterns can provide useful information about the probable origin of damage. This study presents a computer-vision and deep-learning framework for automated classification of slab and wall cracks to support preliminary building-damage assessment. The dataset contains 1,292 images representing ten target crack types, including five slab-crack types and five wall-crack types, together with one no-crack reference class for each group. The class distribution is not fully balanced, ranging from 71 to 145 images per slab class and from 72 to 178 images per wall class. Preprocessing includes Gaussian filtering, Canny edge detection, weighted image fusion, and image resizing, and an EfficientNetB0 backbone is trained using transfer learning. Model evaluation in this study is based on Accuracy and Loss trends for the training and validation data. The final validation accuracies are 98.18% for the slab model and 96.62% for the wall model. The main contribution is the multiclass classification of crack patterns in two building components and the linkage of model outputs to engineering information, including probable crack origin, structural/non-structural classification, and preliminary risk guidance for selected structural cracks through a graphical user interface. The proposed system is intended as a support tool for preliminary screening rather than a replacement for professional structural inspection.

کلیدواژه‌ها English

Structural Health Monitoring
Image Processing
Deep Learning
Crack Detection
Convolutional Neural Networks
ارسال نظر در مورد این مقاله
نام را وارد کنید.
نشانی پست الکترونیکی را به درستی وارد کنید.
وابستگی سازمانی را به درستی وارد کنید.
توضیحات را وارد کنید (حداقل 50 حرف)
CAPTCHA Image
شناسه امنیتی را به درستی وارد کنید.