کاربرد روش کاهش تصادفی و معیار باتاچاریا در تشخیص خرابی سازه ها تحت شرایط محیطی و کاربری متغیر

کاربرد روش های تشخیص آماری الگو [1]در پایش سلامت سازه به منظور یافتن تغییرات در سازه توجه زیادی را به خود جلب کرده است. در این زمینه، رویکردهای متفاوتی توسط محققان به کار گرفته می شود و موفقیت یک روش بستگی به سازه یا تغییرات بوجود آمده در سازه دارد. یکی از مسایلی که در اعمال روش های تشخیص آماری الگو کمتر مورد توجه قرار گرفته است، متغیر بودن شرایط محیطی و کاربری در هنگام ثبت داده ها در کاربردهای عملی است. هدف از این مقاله معرفی کاربرد جدیدی از روش کاهش تصادفی [2] (RD) در تشخیص خرابی به منظور ارتقای نتایج حاصل از تحلیل سری زمانی است. روش  RD از طریق میانگین گیری داده های سری زمانی در بازه های زمانی مشخص، سری زمانی پاسخ سازه را به پاسخ ارتعاش آزاد کاهشی سازه [3] که تنها شامل اطلاعاتی درباره ویژگی های دینامیکی سازه است، تبدیل می کند. از مدل اتورگرسیو- اتورگرسیو با ورودی خارجی [4] (AR-ARX) برای برازش یک مدل ریاضی به داده های سری زمانی پاسخ ارتعاش آزاد کاهشی سازه استفاده شده است. پس از محاسبه خطای باقی مانده مدل، معیار جدیدی به نام معیار باتاچاریا [5] برای تعیین وجود خرابی و مکان آن به کار گرفته شده است. . با استفاده از داده های حاصل از دو نمونه شاخص در حوزه پایش سلامت سازه به اعتبارسنجی روش ارایه شده پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که استفاده از روش RD به علت میانگین گیری و نرمال سازی داده ها می تواند تاثیر تغییرات شرایط محیطی و کاربری را کاهش دهد و وضعیت سازه را به درستی تعیین کند. همچنین استفاده از معیار باتاچاریا می تواند نتایج پایش سلامت سازه را در تشخیص وجود خرابی و تعیین مکان آن بهبود بخشد.