طراحی مدل هوشمند ارزیابی ایمنی و سازه ای بناهای عمومی شهری با حسگرهای اینترنت اشیا (IoT)

با گسترش شهرنشینی و افزایش تراکم جمعیت در مناطق شهری، اهمیت تامین ایمنی و سلامت سازه ای بناهای عمومی همچون مدارس، بیمارستان ها، ادارات و مراکز فرهنگی به شدت افزایش یافته است. پیشگیری از مخاطرات ناشی از ضعف های سازه ای و تشخیص به موقع ایرادات، نقش حیاتی در کاهش ریسک حوادث جانی و مالی دارد. فناوری اینترنت اشیا (IoT) به عنوان یکی از فناوری های نوین در حوزه هوشمندسازی شهرها و زیرساخت های شهری، قابلیت بالایی در ارائه راهکارهای نوین نظارتی و ارزیابی دقیق سلامت سازه ها ارائه می دهد. هدف این تحقیق، طراحی یک مدل هوشمند برای ارزیابی ایمنی و وضعیت سازه ای بناهای عمومی شهری با بهره گیری از حسگرهای IoT و سامانه های تحلیل داده های بلادرنگ است.در این مدل، انواع حسگرهای دقیق و متنوع شامل حسگرهای ارتعاش، فشار، شتاب سنج، دما و رطوبت به صورت توزیع شده در نقاط کلیدی سازه نصب می شوند تا پارامترهای حیاتی سلامت سازه را به صورت مستمر جمع آوری کنند. داده های گردآوری شده از طریق شبکه های بی سیم به سامانه مرکزی پردازش ارسال می شوند. در این سامانه، با استفاده از الگوریتم های یادگیری ماشین و مدل های تحلیلی پیچیده، وضعیت استاتیکی و دینامیکی ساختمان ها ارزیابی شده و هشدارهای فوری در صورت شناسایی نقص ها یا تغییرات خطرناک صادر می گردد.یکی از ویژگی های برجسته مدل طراحی شده، تلفیق داده های زنده حسگرها با معیارهای مهندسی سازه و ضوابط ایمنی موجود در استانداردهای ملی و بین المللی است که امکان ارزیابی دقیق و بومی را فراهم می آورد. همچنین استفاده از پایگاه داده به روز برای وضعیت تاریخی سازه ها، کمک می کند روند تحلیل ها و پیش بینی های نگهداری و تعمیرات به شکل هوشمندانه بهینه سازی شود.موردکاوی انجام شده بر روی چندین بنای عمومی شهر تهران نشان داد که مدل پیشنهادی قابلیت شناسایی زودهنگام آسیب های سازه ای ناشی از فشارهای محیطی، بارهای ناگهانی و تغییرات اقلیمی را دارد. این مدل ابزار مناسبی برای مدیران شهری و مهندسان ناظر فراهم می کند که بتوانند در زمان واقعی وضعیت ایمنی بناها را پایش کنند، برنامه های نگهداری پیشگیرانه تدوین نمایند و تصمیمات مقتضی را در راستای افزایش ایمنی عمومی اتخاذ کنند.از سوی دیگر، مدل ارائه شده به دلیل قابلیت نصب ساده و هزینه بهینه حسگرها و فناوری های مرتبط، امکان پیاده سازی گسترده در اقصی نقاط شهر را فراهم می آورد. این امر، گامی مهم در جهت هوشمندسازی و ایجاد شهرهای ایمن تر و پایدارتر محسوب می گردد. البته محدودیت هایی مانند نیاز به سرمایه اولیه برای نصب زیرساخت، آموزش نیروی انسانی متخصص در حوزه IoT و تحلیل داده ها و چالش های مرتبط با حفظ امنیت و حریم داده ها نیز شناسایی شدند که در بخش های بعدی تحقیق به راهکارهای کاهش آن ها پرداخته شده است.در خاتمه، این تحقیق نشان می دهد که تلفیق فناوری های نوین اینترنت اشیا با دانش مهندسی سازه و مدیریت شهری، محیطی نوآورانه برای ارتقای ایمنی بناهای عمومی فراهم می آورد که می تواند به عنوان یکی از محورهای اصلی توسعه شهرهای هوشمند و پایدار در کشور مورد توجه قرار گیرد و مسیر تحقق شهرهای مقاوم در برابر مخاطرات طبیعی و انسانی را هموارتر

کلیدواژه ها:

معماری - اینترنت اشیا ، ایمنی ، سازه ، ارزیابی ، حسگر ، مدیریت ، یادگیری ، شهر هوشمند