civil infrastructure
Recently Published Documents


TOTAL DOCUMENTS

652
(FIVE YEARS 183)

H-INDEX

36
(FIVE YEARS 10)

Sensors ◽  
2022 ◽  
Vol 22 (2) ◽  
pp. 532
Author(s):  
Vedhus Hoskere ◽  
Yasutaka Narazaki ◽  
Billie F. Spencer

Manual visual inspection of civil infrastructure is high-risk, subjective, and time-consuming. The success of deep learning and the proliferation of low-cost consumer robots has spurred rapid growth in research and application of autonomous inspections. The major components of autonomous inspection include data acquisition, data processing, and decision making, which are usually studied independently. However, for robust real-world applicability, these three aspects of the overall process need to be addressed concurrently with end-to-end testing, incorporating scenarios such as variations in structure type, color, damage level, camera distance, view angle, lighting, etc. Developing real-world datasets that span all these scenarios is nearly impossible. In this paper, we propose a framework to create a virtual visual inspection testbed using 3D synthetic environments that can enable end-to-end testing of autonomous inspection strategies. To populate the 3D synthetic environment with virtual damaged buildings, we propose the use of a non-linear finite element model to inform the realistic and automated visual rendering of different damage types, the damage state, and the material textures of what are termed herein physics-based graphics models (PBGMs). To demonstrate the benefits of the autonomous inspection testbed, three experiments are conducted with models of earthquake damaged reinforced concrete buildings. First, we implement the proposed framework to generate a new large-scale annotated benchmark dataset for post-earthquake inspections of buildings termed QuakeCity. Second, we demonstrate the improved performance of deep learning models trained using the QuakeCity dataset for inference on real data. Finally, a comparison of deep learning-based damage state estimation for different data acquisition strategies is carried out. The results demonstrate the use of PBGMs as an effective testbed for the development and validation of strategies for autonomous vision-based inspections of civil infrastructure.


Author(s):  
Surya Teja Swarna ◽  
Kamal Hossain

For the past few decades, researchers all over the world have agreed that the service life of civil infrastructure is significantly affected by climate change. Pavement is one of these significant infrastructures that can be easily affected by climate change. However, it is well known that predicting climate change is highly complex and dynamic. Hence, a review has been done on available climate change models and the uncertainties involved in climate change prediction. This review addresses various important questions such as (1) What is climate change? (2) How to use climate change models? (3) Uncertainties involved in using climate change models. (4) How does climate change impacts the pavement infrastructure? (5) What are the adaptation and mitigation strategies available? and (6) How do economic costs and emissions change due to climate change? This review is useful to understand climate change and its implications on pavement infrastructure.


Author(s):  
Sudip Basack ◽  
Gautam Das ◽  
SK Asif Iqbal ◽  
Jyotirmoy Deb

Civil Infrastructure built on soft and compressible soil is likely to collapse due to undrained shear failure or unacceptable settlement of supporting foundations. Incorporation of adequate ground improvement technique with the aim of upgrading the strength and stiffness of the weak soil is essential in such cases. Amongst various established methods adopted worldwide for improving soft ground, using perforated piles is a relatively emerging technique. Such piles not only transmit the structural load into the subsoil beneath in a manner similar to the conventional piles, but also assist in radial consolidation of soft soil due to perforated side walls. This paper presents a brief overview on the investigations carried out on this new technique. Also, a typical case study has been presented. As observed, the axial pile capacity progressively increased while settlement reduction took place, with accelerated radial consolidation.


2022 ◽  
Vol 19 (3) ◽  
pp. 2641-2670
Author(s):  
Murtaza Ahmed Siddiqi ◽  
◽  
Celestine Iwendi ◽  
Kniezova Jaroslava ◽  
Noble Anumbe ◽  
...  

<abstract> <p>Over time, the use of UAVs (unmanned aerial vehicles)/drones has increased across several civil and military application domains. Such domains include real-time monitoring, remote sensing, wireless coverage in disaster areas, search and rescue, product delivery, surveillance, security, agriculture, civil infrastructure inspection, and the like. This rapid growth is opening doors to numerous opportunities and conveniences in everyday life. On the other hand, security and privacy concerns for unmanned aerial vehicles/drones are progressively increasing. With limited standardization and regulation of unmanned aerial vehicles/drones, security and privacy concerns are growing. This paper presents a brief analysis of unmanned aerial vehicle's/drones security and privacy-related concerns. The paper also presents countermeasures and recommendations to address such concerns. While laying out a brief survey of unmanned aerial vehicles/drones, the paper also provides readers with up-to-date information on existing regulations, classification, architecture, and communication methods. It also discusses application areas, vulnerabilities, existing countermeasures against different attacks, and related limitations. In the end, the paper concludes with a discussion on open research areas and recommendations on how the security and privacy of unmanned aerial vehicles can be improved.</p> </abstract>


2021 ◽  
Author(s):  
Αλέξανδρος Λυρατζάκης

Η κυκλοφοριακή συμφόρηση αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά προβλήματα για τα συμβατικά μέσα μεταφοράς, όπως τα αυτοκίνητα και τα λεωφορεία. Το μειονέκτημα αυτό, οδηγεί όλο ένα και περισσότερο, στην αναζήτηση εναλλακτικών, άνετων, γρήγορων και φιλικών προς το περιβάλλον μέσων μεταφοράς. Τα τρένα υψηλής ταχύτητας (high-speed trains - HST) αποτελούν μια εξαιρετική εναλλακτική λύση σε αυτό το πρόβλημα, όμως θα πρέπει να διευθετηθούν κάποια ζητήματα ώστε να εξασφαλιστεί η σωστή λειτουργία τους. Το πιο σημαντικό πρόβλημα, το οποίο επηρεάζει την ασφάλεια των σιδηρόδρομων υποδομών υψηλής ταχύτητας, είναι τα ενισχυμένα επίπεδα κραδασμών που προκαλούνται λόγω της υψηλής ταχύτητας διέλευσης. Τις τελευταίες δεκαετίες, ο αναπτυσσόμενοι κραδασμοί κατά τη διέλευση HST θεωρούνται ως ένα ιδιαίτερα σημαντικό περιβαλλοντικό ζητήματα.Για τον λόγο αυτό, έχουν πραγματοποιηθεί αρκετές μελέτες προκειμένου να προταθούν μέτρα περιορισμού των κραδασμών. Τα μέτρα αυτά μπορούν να ομαδοποιηθούν σε τέσσερις κατηγορίες: (α) την τροποποίηση της σιδηροτροχιάς, (β) την καλή και τακτική συντήρηση του σιδηροδρομικού δικτύου, (γ) την εφαρμογή μέτρων προστασίας σε θεμελίωση/σκελετό των κτιρίων, και (δ) την τοποθέτηση τάφρων με στόχο την απομείωση των επιφανειακών κυμάτων. Το πιο δημοφιλές μέτρο μετριασμού για τη μείωση του επιπέδου των κραδασμών είναι η κατασκευή τάφρων κατά μήκος του σιδηροδρομικού δικτύου. Τα τελευταία χρόνια, έχουν προταθεί διάφοροι τύποι τάφρων και υλικών πλήρωσης, ωστόσο, οι πιο αποτελεσματικές τάφροι έχουν υψηλό κόστος κατασκευής και συντήρησης. Ως εκ τούτου, η πρόταση ενός αποτελεσματικού και οικονομικού μέτρου περιορισμού των κραδασμών εξακολουθεί να αποτελεί πρόκληση για την επιστημονική κοινότητα.Μία ακόμη πρόκληση για τους ερευνητές είναι η εύρεση αριθμητικών, πειραματικών ή αναλυτικών μεθόδων, ικανών να προβλέψουν με ακρίβεια τα χαρακτηριστικά των κραδασμών. Για τον σκοπό αυτό, έχουν αναπτυχθεί διάφορα προσομοιώματα δύο (2D), δυόμιση (2.5D) και τριών διαστάσεων (3D) με τη χρήση των μεθόδων πεπερασμένων διαφορών, πεπερασμένων στοιχείων ή συνοριακών στοιχείων. Τα τελευταία χρόνια, οι προαναφερθείσες μεθοδολογίες χρησιμοποιήθηκαν για την εξέταση διαφόρων προβλημάτων, όπως η διερεύνηση της κρίσιμης ταχύτητας διέλευσης των HST, η επιρροή των γεωμετρικών και μηχανικών χαρακτηριστικών της σιδηροδρομικής γραμμής και του υπεδάφους, η εφαρμογή αποτελεσματικών μέτρων περιορισμού των κραδασμών, κ.λπ.Βασικός στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη μίας αποτελεσματικής αριθμητικής μεθοδολογίας προσομοίωσης του σύνθετου δυναμικού φαινομένου, με σχετικά χαμηλό υπολογιστικό κόστος, ικανής να προβλέψει με ακρίβεια τους κραδασμούς του υπεδάφους κατά τη διέλευση HST. Για τον σκοπό αυτό, έχει επιλεγεί η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων. Προκειμένου να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της αριθμητικής μεθοδολογίας, τα αποτελέσματα του κάθε προσομοιώματος αναφοράς συγκρίθηκαν με διαθέσιμες επιτόπιες μετρήσεις. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις πεδίου κατά τη διέλευση του τρένου υψηλής ταχύτητας Thalys σε τρεις θέσεις της σιδηροδρομικής γραμμής Παρισιού-Βρυξελλών για την επαλήθευση της ορθότητας των αντίστοιχων αριθμητικών προσομοιωμάτων. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε εκτεταμένη διερεύνηση με στόχο την πρόταση αποτελεσματικών διατάξεων περιορισμού των κραδασμών με τη χρήση γεωαφρού διογκωμένης πολυστερίνης (expanded polystyrene – EPS) σε θέσεις επιχωμάτων και ορυγμάτων. Για τη διασφάλιση της αξιοπιστίας των προτεινόμενων διατάξεων, πραγματοποιήθηκε μια εκτενής διερεύνηση διαφόρων παραγόντων, όπως οι συνθήκες του υπεδάφους, η διάταξη της σιδηροτροχιάς, καθώς και η ταχύτητα διέλευσης του HST. Επιπροσθέτως, διερευνάται η προστασία γειτονικών κτιρίων και υπόγειων αγωγών με τη χρήση γεωαφρού EPS, όπου και πάλι αναδεικνύεται η συμβολή των προτεινόμενων μέτρων στην αντιμετώπιση των δυσμενών συνεπειών στις κατασκευές και στους ανθρώπους εξαιτίας των κραδασμών από τη διέλευση HST.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document