• شماره ركورد
    33100
  • پديد آورنده

    ميلاد شكربيگي

  • عنوان
    تحليل و بررسي وضعيت روسازي راه با استفاده از داده‌هاي تلفن همراه هوشمند
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي عمران _ راه و ترابري
  • سال تحصيل
    1401
  • تاريخ دفاع
    1403/11/29
  • استاد راهنما
    دكتر برات مجردي – دكتر محمود عامري‌‌
  • استاد مشاور
    ندارم
  • دانشكده
    عمران
  • چكيده
    روسازي راه‌ها به‌عنوان زيرساخت اساسي حمل‌ونقل، نقش كليدي در توسعه اقتصادي و اجتماعي ايفا مي‌كند. شناسايي به‌موقع خرابي‌هاي روسازي نه‌تنها باعث افزايش ايمني كاربران مي‌شود، بلكه هزينه‌هاي تعمير و نگهداري را نيز كاهش مي‌دهد. روش‌هاي سنتي ارزيابي روسازي نيازمند صرف زمان و هزينه بالا بوده و وابسته به بازرسي‌هاي ميداني هستند. ازاين‌رو، استفاده از ابزارهاي هوشمند و روش‌هاي نوين پردازش داده به‌منظور تسريع و بهبود دقت ارزيابي روسازي ضرورت دارد. هدف اين پژوهش، ارائه بهترين مدل يادگيري ماشين براي تحليل و ارزيابي وضعيت روسازي راه با بهره‌گيري از داده‌هاي حسگرهاي تلفن همراه هوشمند است. در اين پژوهش، داده‌هاي حاصل از حسگرهاي شتاب‌نگار، ژيروسكوپ و GPS از طريق اپليكيشن Sensor Record جمع‌آوري شد. اين داده‌ها اطلاعات دقيقي درباره شرايط ديناميكي و موقعيت جغرافيايي وسيله نقليه فراهم كردند. پس از پيش‌پردازش كه شامل حذف نويز، نرمال‌سازي و استخراج ويژگي‌هاي كليدي از داده‌هاي حسگرها بود، داده‌ها براي شناسايي و تحليل خرابي‌هاي روسازي مورد استفاده قرار گرفتند. تحليل داده‌ها نشان داد كه 39.02% از مسير مورد مطالعه داراي انواع خرابي‌ها شامل وصله، ترك پوست‌سوسماري، موج‌زدگي و ترك عرضي است. در بررسي عملكرد مدل‌هاي يادگيري ماشين، شبكه عصبي مصنوعي (Multilayer Perceptron) با دقت 93.98% بهترين عملكرد را در شناسايي خرابي‌هاي كل مسير داشت. برخي الگوريتم‌ها در شناسايي انواع خاصي از خرابي‌ها عملكرد بهتري داشتند؛ براي مثال، الگوريتم Naive Bayes در شناسايي وصله و ترك پوست‌سوسماري و الگوريتم k-Nearest Neighbors در شناسايي موج‌زدگي عملكرد بهتري نسبت به ساير مدل‌ها داشتند. در مقابل، تشخيص خرابي ترك عرضي به دليل محدوديت در سطح تماس با لاستيك خودرو و توليد ارتعاشات اندك با چالش مواجه بود. اين تفاوت‌ها نشان‌دهنده تأثير ويژگي‌هاي هر خرابي بر حساسيت مدل‌ها بوده و مي‌تواند راهنمايي براي انتخاب الگوريتم‌هاي مناسب در تحقيقات آتي باشد. به‌طوركلي، همپوشاني خرابي‌ها، تحليل و شناسايي را براي مدل‌هاي يادگيري ماشين چالش‌برانگيز كرده است كه اين امر بر لزوم جمع‌آوري داده‌هاي باكيفيت‌تر براي تحليل‌هاي جامع‌تر تأكيد دارد. به‌منظور ارزيابي دقت مدل توسعه‌يافته، داده‌هاي جمع‌آوري‌شده با مجموعه‌اي از داده‌هاي خارجي شامل نتايج گزارش‌هاي ميداني مقايسه شد كه اين اعتبارسنجي، عملكرد مطلوب مدل را در شناسايي و پيش‌بيني خرابي‌هاي روسازي تأييد كرد. پيشنهاد مي‌شود تحقيقات آتي با بهره‌گيري از داده‌هاي گسترده‌تر و روش‌هاي پردازش تصوير، دقت و كارايي را بهبود بخشند.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1403/12/15
  • عنوان به انگليسي
    Analysis and eva‎luation of Pavement Condition Using Smartphone Data
  • تاريخ بهره برداري
    2/17/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ميلاد شكربيگي

  • چكيده به لاتين
    Road pavement, as a fundamental transportation infrastructure, plays a crucial role in economic and social development. Timely assessment of pavement distress not only enhances user safety but also reduces maintenance and repair costs. Traditional pavement assessment methods are time-consuming, costly, and reliant on field inspections. Therefore, the use of smart tools and advanced data processing techniques is essential to improve the speed and accuracy of pavement eva‎luation. This study aims to develop the most effective machine learning model for analyzing and assessing pavement conditions using data collected from smartphone sensors. In this research, data from accelerometers, gyroscopes, and GPS sensors were collected through the Sensor Record application. These data provided precise information about the vehicle’s dynamic conditions and geographic location. After preprocessing, including noise removal, normalization, and extraction of key features from the sensor data, the processed data were used to identify and analyze pavement distress. The data analysis revealed that 39.02% of the studied route exhibited various types of distress, including patching, alligator cracking, corrugation, and transverse cracking. In eva‎luating the performance of different machine learning models, the Multilayer Perceptron (MLP) artificial neural network achieved the highest accuracy of 93.98% in detecting pavement distress along the entire route. However, some algorithms performed better in identifying specific types of distress. For instance, the Naive Bayes algorithm demonstrated superior accuracy in detecting patching and alligator cracking, while the k-Nearest Neighbors (k-NN) algorithm performed better in identifying corrugation. In contrast, detecting transverse cracking posed a challenge due to its limited contact with vehicle tires and the low-intensity vibrations it generates. These differences highlight the impact of distress characteristics on model sensitivity and provide insights for selecting appropriate algorithms in future studies. Overall, the overlap of distress types posed challenges for machine learning models in accurate classification, emphasizing the necessity of collecting higher-quality data for more comprehensive analyses. To validate the accuracy of the developed model, the collected data were compared with an external dataset, including results from field reports. This validation confirmed the model’s effectiveness in identifying and predicting pavement distress. Future research is recommended to enhance accuracy and efficiency by integrating larger datasets and employing image processing techniques.
  • كليدواژه هاي فارسي
    تلفن همراه هوشمند , شتاب‌سنج , ژيروسكوپ , GPS , خرابي روسازي , يادگيري ماشين
  • كليدواژه هاي لاتين
    Smartphone , Accelerometer , Gyroscope , GPS , Pavement Damage , Machine Learning
  • Author
    Milad Shekarbeigi
  • SuperVisor
    Dr. Mahmoud Ameri _ Dr. Barat Mojaradi