جانمایی بهینه حسگرها جهت پایش سلامت سازه ی پل ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک

یکی از چالش هایی که در بحث پایش سلامت سازه ی پل ها وجود دارد، استخراج «داده» از سازه می باشد. این کار توسط حسگرهای موجود در سازه انجام می شود. نحوه ی چیدمان و استفاده از حداقل تعداد ممکن حسگرها، به نحوی که بیشترین داده های مورد نیاز از وضعیت سازه را در اختیار قرار دهد، همواره مورد توجه بوده است. در روش های موجود برای تعیین محل قرارگیری حسگرها در پل ها کاستی هایی وجود دارد که می توان به استفاده از یک شاخص بهینه ساز، تعیین تعداد حسگرها به صورت تجربی، نویز محیطی بالا و مدت زمان طولانی محاسبات اشاره کرد. برای غلبه بر این کاستی ها، در این مطالعه روش جدید MSE-MGA (انرژی کرنشی مودال-الگوریتم ژنتیک بهبود یافته) ارائه گردید. در این روش جهت کاهش اثر نویز حاصل از عبور وسایل نقلیه، از دو شاخص انرژی کرنشی مودال و ضریب مشارکت مودی استفاده شده است. کلیه نقاط مناسب محل قرارگیری حسگرها توسط این شاخص ها انتخاب شده و سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک، تعداد بهینه ی حسگرها و محل قرارگیری آن ها مشخص گردید. نتایج نشان داد افزایش تعداد حسگرها از یک مقدار بهینه ی مشخص، تاثیری در افزایش داده های مورد نیاز ندارد. همچنین استفاده ی هم زمان از دو شاخص بهینه ساز منجر به حذف تعداد زیادی از نقاط نامناسب برای قرارگیری حسگرها شده است و به همین دلیل زمان محاسبات بطور قابل توجهی کاهش یافته است. برای بررسی نحوه ی عملکرد و کاربرد عملی این روش، یک نمونه پل فلزی مدل شد و تعداد بهینه ی حسگرها و نحوه ی چیدمان آن ها مشخص گردید.

کلیدواژه ها:

جانمایی بهینه حسگر ، سلامت سازه ، پل ، الگوریتم ژنتیک ، MSE-MGA