摘要：新的研究详细介绍了红外热成像，高清成像和神经网络分析如何结合起来，使混凝土桥梁检查更有效。研究人员希望，通过这些方法的结合，可以利用工程师来利用他们的发现，从而战略性地确定桥梁条件并更好地分配维修成本。...
Necati Catbas没有医学学位，但是UCF工程教授有资格使用新兴技术的组合来诊断桥梁的健康。
Catbas与他的前土木工程学生Marwan Debees的23phd合作，他现在担任NASA桥梁计划经理，介绍了新发表的研究，详细介绍了红外热力学，高清成像和神经网络分析如何结合使用以使混凝土桥梁的检查更加有效。
Catbas和Debees希望他们的发现最近发表在运输研究记录，，，，工程师可以通过这些方法的结合来利用工程师来策略性地确定桥梁条件并更好地分配维修成本。
卡塔巴斯说：“如果我们更好地了解哪些桥梁需要更多的维修以及可能推迟哪些桥梁，那么[资金机构]可以更明智地使用有限的资金，然后我们可以将我们的精力引导到真正关键的桥梁上。” “我们在美国有大约650,000个桥梁，我们一直在研究如何使用新颖的技术来了解现有的结构状况。”
Debees在NASA桥负载测试中指出了一个实例，Catbas和他的团队协助评估了维修。他们确定进行的维修足够，最终消除了计划工作的下一个短语。
Debees说：“我们只花钱在需要的地方，而不是在不全面了解该领域的桥梁的实际条件的情况下进行。” “目的是更好地了解桥梁的条件，并有更好的优先级清单，即真正需要的桥梁。”
诊断混凝土桥
Catbas说，他和其他土木工程师为评估结构的整体完整性所做的一切可能比作医生的诊断。
他说：“结构性健康监测几乎就像人类健康监测一样，我们使用不同类型的设备来更好地了解结构的安全性和可维修性。”
为了帮助拍摄高清图像以与红外数据进行比较，研究人员与Nexco-West USA紧密合作。 Inc是一家位于弗吉尼亚州泰森市的成像和非破坏性评估公司，该公司拥有配备成像工具的专业车辆。在公司的支持下，研究小组利用红外数据来评估桥梁组件的条件，包括甲板，上层建筑和子结构。
Debees说：“就红外线本身而言，有一些局限性。” “本文中有助于克服其中一些局限性的一件事是高清图像以补充红外图像。”
Catbas和Debees在研究中使用的这些技术提供了更全面的混凝土桥健康记录。
“人类可视化有局限性，”卡特巴斯说。 “几乎就像是医生只是看着你，说你真的很好，否则你可能会很好。
弥合技术与解释之间的差距
红外热成像通过收集结构的热反应来起作用，这可能表明其中的缺陷，例如热量损失，水分侵入或其他结构问题。
为了分析桥梁的不同部分，例如甲板，上层建筑和子结构，研究小组使用了在桥下的船只和跨过船的车辆上部署的热量成像和图像捕获技术，以免阻碍交通，并且驾车者可以继续使用道路。
视觉检查和成像的结合是普遍的实践，但Debees说，利用神经网络和机器学习来破译数据的要素是检查的新兴组成部分。从经验丰富的工程师那里进行类似检查的集体知识被用来比较研究中的结果。
Debees说：“它与其他利用率的不同之处在于，我们不仅使用红外摄像机并收集原始数据，但随后我们有了一定程度的后处理，我们正在消除红外图像中的噪声或不必要的信息。” “然后，我们使用这些数据来了解这些缺陷的位置，然后将它们集成到当前所需的桥梁检查过程中。我们通过使用一些决策和算法与易于使用的Perceptron神经网络使用一些决策和算法来指导检查员或工程师，而无需花费太多时间或数据分析。”
他说，本文的两个部分是如何实施这项新技术，以及如何使用它来加速决策，同时确保其准确和安全。
Debees说：“当我们进行桥梁检查时，我们的目标是找到加速或提高其更有效的方法，同时在将来或直接决策中依靠更多数据。” “我们可以立即确定需要评估哪些桥梁，哪些需要进行更多的测试，我们可以更快地看到发现的意义。”
越过未来
Debees说，研究结果中最令人兴奋的部分之一是意识到，可以将多个检查技术的框架与集体知识集成在一起，并应用于监视各种结构。
他说：“我们不仅限于混凝土桥梁。” “我们可以基于这项研究并使用不同的检查方法应用它，并将其用于不同的基础设施类型。我们可以在混凝土建筑物或钢桥，建筑物或其他结构上尝试此方法。”
Debees认为，使用机器学习和集体知识来解释数据，即使超出他们的研究权限，也将继续在检查中发挥作用。
他说：“我认为让我大开眼界的是，即使在常规检查之外，还有更多的空间来利用更多的决策神经网络来标准化决策[过程]。” “您可以使该领域的人们更容易地知道在哪里做决定，或者在哪里寻求更多经验丰富的帮助。”
有足够的机会发现评估结构健康的更具创新性的方法，Catbas表示，他很高兴期待与Debees这样的前学生和合作者面临下一个挑战。
“像我的其他博士学位学生一样，一旦他们毕业，然后成为我的同事，我们仍然保持联系，”卡特巴斯转向德贝斯时说道。 “那么，我的问题是：'我们接下来要做什么？'”
