مهندس یوسف هدایتی دانشجوی دوره دکتری این دانشکده، رشته مهندسی عمران گرایش سازه، ۲۱ شهریورماه سال ۱۴۰۱ از رساله خود تحت عنوان «کاربرد روش حسگری فشرده در پردازش سیگنال‌های ارتعاشاتی: پایش سلامت سازه‌ای و کنترل سازه‌ها» با راهنمایی دکتر فریدون امینی دفاع نمود.

چکیده این رساله به شرح زیر می‌باشد: ابزاربندی زیرساخت‌های عمرانی به منظور ارزیابی شرایط آن‌ها توجه زیادی در دهه‌های اخیر به خود جلب نموده است. حسگری فشرده یک روش نمونه‌برداری نوظهور است که می‌تواند در پایش بلندمدت سازه‌ها مفید واقع شود. این کار می‌تواند با کاهش فضای مورد نیاز برای ذخیره داده‌ها و همچنین کاهش پهنای باند مورد نیاز برای ارسال داده انجام شود. در این پایان‌نامه، یک رویکرد تعینی به منظور بهبود روش‌های مبتنی بر روش حسگری فشرده قبلی ارائه شده است. همچنین یک شاخص تعریف شده است تا تعداد نمونه‌ها از قبل و بدون نیاز به سعی و خطا در مرحله بازسازی معلوم باشد. این شاخص که شاخص توان نرمالیزه‌شده نام‌گذاری شده است با استفاده از تجزیه مقادیر تکین دیکشنری آموزش‌یافته محاسبه می‌شود. روش حسگری فشرده تعینی همچنین با روش فشرده‌سازی به روش تبدیل موجک، کدگذاری هافمن، و روش KSVD بر حسب دقت بازسازی و زمان محاسباتی مقایسه گردید. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که دقت بازسازی و کدگذاری سریع روش حسگری فشرده تعینی باعث می‌شود تا این روش به عنوان یک گزینه مناسب برای پیاده‌سازی در سیستم‌های شبکه حسگر بی‌سیم با محدودیت محاسباتی مطرح شود. روش حسگری فشرده می‎تواند به منظور افزایش تاب‌آوری فرایند ارسال داده در سیستم‌های پایش سلامت سازه‌ای نیز مورد استفاده قرار گیرد. این کار با نگاشت کردن سیگنال خام به یک فضای دیگر و ارسال سیگنال نگاشت‌شده به جای سیگنال اصلی می‌تواند انجام شود. همچنین همبستگی بین سیگنال‌های سازه‌ای به منظور بازیابی داده‌های از دست‌رفته مورد استفاده قرار گرفته است. یک ماتریس نگاشت جدید به نام دمدولاتور تصادفی جایگشتی معرفی شده است تا همدوسی ماتریس حسگری کاهش یابد و دقت بازسازی بهبود یابد. استفاده از این ماتریس باعث می‌شود تا روش پیشنهادی قابلیت بازیابی داده‌های از دست‌رفته با الگوی پیوسته را نیز داشته باشد. قابلیت روش پیشنهادی با استفاده از سیگنال‌های ارتعاشاتی پل تیانجین یونگ مورد بررسی قرار گرفته است. طبق نتایج شبیه‌سازی، رویکرد چندکاناله پیشنهادی مبتنی بر روش حسگری فشرده توزیعی برای الگوهای اتلاف داده مختلف بهتر از حسگری فشرده تک کاناله عمل می‌نماید. این بهبود برای نرخ‌های اتلاف داده شدید قابل توجه است. همچنین روش حسگری فشرده به منظور بازیابی بسته‌های از دست‌رفته به صورت بلادرنگ در کانال‌های مخابراتی از حسگرها به کنترلر مورد استفاده قرار گرفته است. ایده اصلی اِعمال روش حسگری فشرده به بردار حالت در کانال بازخورد سیستم مداربسته کنترل سازه‌ها است. در سمت کنترلر، به جای منتظر ماندن برای دریافت مجدد بسته‌های اتلاف‌شده، بردار حالت کامل با استفاده از بسته‌های دریافتی بازسازی می‌شود. از روش یادگیری دیکشنری به منظور تُنُک‌سازی دیکشنری با استفاده از داده‌های مختص هر کاربرد استفاده شده است. یک سازه مرجع ۷۶ طبقه که به میراگر جرمی تنظیم‌شونده فعال مجهز است به منظور بررسی عملکرد روش پیشنهادی استفاده شده است. دقت بازسازی سیگنال با حالت ایده‌آل و همچنین روش KNN مقایسه گردید. نتایج نشان داد که روش حسگری فشرده دقت بالا و زمان محاسباتی قابل قبولی دارد. واژه‌های کلیدی: حسگری فشرده؛ یادگیری دیکشنری؛ فشرده‌سازی داده؛ بازیابی داده از دست‌رفته؛ کنترل سازه رایانامه جهت ارتباط با دانشجوی فوق: yousef_hedayaticivileng.iust.ac.ir