Διαχείριση της συντήρησης οδικών γεφυρών στον κύκλο ζωής τους υπό σεισμικό κίνδυνο
Loading...
Date
Authors
Τσίκας, Παναγιώτης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι οδικές γέφυρες είναι έργα μεγάλης κλίμακας, αυξημένων απαιτήσεων και υψηλού κόστους, οι οποίες κατασκευάζονται για να εξυπηρετήσουν ανάγκες μετακινήσεων προσώπων και μεταφοράς αγαθών στη διάρκεια ζωής τους. Η ύπαρξη γεφυρών μεγάλης ηλικίας στο οδικό δίκτυο και οι εικόνες βλαβών που παρατηρούνται σε αυτές μετά από σεισμούς αναδεικνύουν την ανάγκη έγκαιρης και αποτελεσματικής συντήρησης και αποκατάστασης των. Για να επιτευχθούν τα αναμενόμενα αποτελέσματα χωρίς υπέρμετρες οικονομικές επιβαρύνσεις, η συντήρηση θα πρέπει να συνδέεται και με την οικονομικότητα η οποία επιτυγχάνεται μέσω της κατάλληλης διαχείρισης, της βελτιστοποίησης δηλαδή των αποφάσεων επιλογής, σχεδιασμού και υλοποίησης των παρεμβάσεων συντήρησης.
Η παρούσα έρευνα έχει ως στόχο την εκτίμηση του σεισμικού κίνδυνου και τη βέλτιστη διαχείριση της συντήρησης οδικών γεφυρών με την αξιοποίηση σύγχρονων μεθόδων υπολογιστικής νοημοσύνης για την εκτίμηση της κατάστασης των γεφυρών ενός δικτύου στο χρόνο και την επιλογή των κατάλληλων διορθωτικών παρεμβάσεων που οδηγούν στα υψηλότερα δυνατά επίπεδα ασφάλειας και λειτουργικότητας υπό τους υφιστάμενους περιορισμούς διαθεσιμότητας πόρων. Στο πλαίσιο αυτό αναπτύσσονται μεθοδολογίες (οι οποίες στη συνέχεια υλοποιούνται σε υπολογιστικό σύστημα) που περιλαμβάνουν (α) την εκτίμηση της σεισμικής διακινδύνευσης γεφυρών με βάση μια σειρά παραμέτρων που αφορούν στη γέφυρα καθεαυτή και στο χώρο όπου αυτή εντάσσεται, (β) την εκτίμηση της εξέλιξης της κατάστασης στο χρόνο (με τη δημιουργία καμπυλών κατάστασης), η οποία αποτελεί σημαντικό παράγοντα στη διαδικασία αποφάσεων συντήρησης και αποκατάστασης και (γ) τη βελτιστοποίηση της στρατηγικής συντήρησης με την δόμηση και συγκριτική αξιολόγηση (μεγάλου αριθμού) εναλλακτικών σεναρίων που περιλαμβάνουν το είδος της συντήρησης, τη γέφυρα εφαρμογής (ειδικότερα το στοιχείο της γέφυρας) και το χρόνο εφαρμογής. Στην πορεία υλοποίησης χρησιμοποιούνται διάφορες ομάδες εργαλείων υπολογιστικής νοημοσύνης όπως μετα-ευρετικοί αλγόριθμοι βελτιστοποίησης, νευρωνικά δίκτυα, ασαφή συστήματα, κλπ. Λόγω του μεγέθους και της πολυπλοκότητας του προβλήματος, η εφαρμογή τέτοιων μεθόδων αναγκαία προκειμένου να επιτευχθούν ικανοποιητικά αποτελέσματα αναφορικά με την ακρίβεια των λύσεων και το υπολογιστικό φορτίο.
Στο πλαίσιο της διερεύνησης υλοποιήθηκαν πιλοτικές εφαρμογές με πραγματικά στοιχεία γεφυρών και εξετάστηκαν διαφορετικά σενάρια ως προς τις παραμέτρους των επιμέρους προβλημάτων με στόχο να αναδειχθούν οι δυνατότητες των προτεινόμενων μεθοδολογιών αλλά και να υπάρξει μια ολοκληρωμένη εικόνα της αξιοπιστίας αυτών μέσω αναλύσεων ευαισθησίας. Τα αποτελέσματα των εφαρμογών δείχνουν ότι το σύστημα μπορεί να παρέχει αξιόπιστες λύσεις στα επιμέρους θέματα που αντιμετωπίζει, με αποτελέσματα που είναι σταθερά, κοντά στην πραγματικότητα και σε αυτά άλλων εφαρμογών (όπου ήταν δυνατή η σύγκριση) και σε μορφή πλήρως αξιοποιήσιμη για τη στήριξη αποφάσεων διαχείρισης δικτύου γεφυρών στον κύκλο ζωής τους.
Description
Keywords
Πολυκριτηριακή βελτιστοποίηση, Εύκαμπτος προγραμματισμός, Τεχνητή νοημοσύνη, Υπολογιστική νοημοσύνη, Γενετικοί αλγόριθμοι, Αλγόριθμος αποικίας μυρμηγκιών, Αλγόριθμος σμήνους σωματιδίων, Αλγόριθμος προσομοιωμένης ανόπτησης, Αλγόριθμος αναζήτησης αρμονίας, Αλγόριθμος διαφορικής εξέλιξης, Σεισμική διακινδύνευση, Συντήρηση γεφυρών, Συστήματα διαχείρισης γεφυρών, Τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, Ασαφή συστήματα