Edistysaskelia vaurioiden langattomaan ilmaisemiseen rakenteiden kunnonvalvonnassa

Janne Toivola

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Eräs rakenteiden kunnonvalvonnan keskeisistä tehtävistä on tuottaa merkityksellistä informaatiota rakenteesta, kuten sillasta tai nostokurjesta, ja tehdä tilastollisia päätelmiä mahdollisten vaurioiden olemassaolosta. Langattomien anturiverkkojen tekniikan kehitys on tarjonnut uusia mahdollisuuksia rakenteiden kunnonvalvontaan liittyvän tiedon automaattiseen mittaamiseen ja käsittelemiseen. Tämän väitöskirjan tarkoituksena on tarkastella erilaisia tiedonkäsittelymenetelmiä aiemmin havaitsemattomien poikkeamien ilmaisemiseen kiihtyvyysanturimittauksissa, rakenteiden luonnolliseen värähtelyyn perustuen. Osa käsittelystä on suunniteltu suoritettavaksi resurssirajoitetuissa langattomissa antureissa, tavoitteena vähentää mittausten kustannuksia. Ehdotettujen ilmaisujärjestelmien tiedonkäsittely on jaettu seuraaviin yleisen tason vaiheisiin: piirreirrotus, ulotteisuuden vähentäminen, poikkeavuuden ilmaisu ja suorituskyvyn arviointi. Useita kullekin vaiheelle ehdotettuja menetelmiä vertaillaan keskitettyinä eräajoina suoritetuissa kokeissa usealla kiihtyvyysanturiaineistolla. Menetelminä ovat mm. Goertzelin algoritmi, satunnaisprojektiot, tensorihajotelma, yhteisöllinen suodatus, lähimmän naapurin luokittelu ja ilmaisutarkkuuden arviointi toimintaominaiskäyrien avulla. Antureilta lähetetyn ja tilastollisille luokittimille syötetyn datan määrässä saavutetaan merkittäviä säästöjä, säilyttäen samalla osa luokittelutarkkuudesta. Vertailussa täysin keskitettyihin, anturiverkossa käsittelemättömään tietoon perustuviin menetelmiin nähden, ilmaisun herkkyys ja spesifisyys kuitenkin heikkenee. Työssä on ehdotettu ja arvioitu useita langattoman vaurionilmaisun tiedonkäsittelyvaiheiden yhdistelmiä. Satunnaista ilmaisua parempi tarkkuus on saavutettavissa hyvinkin pienellä määrällä mittauksia kiihtyvyysanturia kohden, mutta käytännön sovelluksien vaatiman spesifisyyden saavuttaminen jää haasteeksi.
    Julkaisun otsikon käännösEdistysaskelia vaurioiden langattomaan ilmaisemiseen rakenteiden kunnonvalvonnassa
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Rousu, Juho, Vastuuprofessori
    • Hollmen, Jaakko, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-5712-5
    Sähköinen ISBN978-952-60-5713-2
    TilaJulkaistu - 2014
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • kiihtyvyysmittaus
    • langaton anturiverkko
    • ulotteisuuden vähentäminen
    • yhteisöllinen suodatus
    • poikkeavuuden ilmaisu
    • rakenteiden kunnonvalvonta

    Sormenjälki

    Sukella tutkimusaiheisiin 'Edistysaskelia vaurioiden langattomaan ilmaisemiseen rakenteiden kunnonvalvonnassa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä