ماشین لرنینگ یا ماشین یادگیری بخشی از سیستم هوش مصنوعی است که با استفاده از داده ها و الگوریتم ها بر تقلید از نحوه یادگیری انسان ها و بالا بردن دقت در زمان کم تمرکز دارد. ماشین یادگیری بخش مهمی از زمینه رو به رشد علم داده ها است که با استفاده از تکنیک های آماری و الگوریتم ها برای طبقه بندی، پیش بینی و کشف نکات کلیدی در پروژه های داده کاوی مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله به بررسی کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران می پردازیم و اهمیت انجام پروژه ماشین لرنینگ به ویژه در حوزه های مختلف رشته عمران را بررسی می کنیم.
با توجه به گسترش و رشد داده های بزرگ، تقاضا برای کنترل دادهها افزایش پیدا کرده است. این مسئله بر تمامی رشته ها به خصوص در رشته مهندسی عمران مطرح می باشد. مهندسی عمران رشته ای است که ریشه در فیزیک و ریاضیات و تجزیه تحلیل تجربی محیط طبیعی و ساخت و ساز دارد. با توجه به پیچیدگی های این رشته نیاز است از ابزارهای محاسباتی جدید و رویکردهای مبتنی بر داده جهت طراحی، ساخت و نگهداری پروژه های زیرساختی استفاده شود. یکی از فناوری های پرکاربرد و موفق ماشین لرنینگ است.
فهرست مطالب
منظور از ماشین لرنینگ در مهندسی عمران چیست؟
به صورت کلی ماشین لرنینگ شامل کلیه مدل های داده ای است که می تواند از داده ها نهایت استفاده را ببرد و بدون برنامه ریزی برای هر پروژه تصمیماتی را بگیرد. الگوریتم های ماشین لرنینگ در ابتدا بر روی داده ها آموزش داده می شوند. در نتیجه الگوهای پیچیدهای را شناسایی می کنند که به آنها اجازه میدهند پیش بینی های لازم را بر روی ورودی داده های جدید نیز انجام دهند. ماشین لرنینگ موجب می شود مهندسین بتوانند بی ربط ترین سوالات در حوزه عمران را با پاسخ های داده ای مربوطه شناسایی کنند. الگوریتم های ماشین لرنینگ معمولاً با استفاده از چهارچوب هایی ساخته می شوند که کشف راه حل ها را تسریع می کنند.
ماشین لرنینگ در بسیاری از فناوری های مدرن کنونی که ما روزانه با آنها سروکار داریم کاربرد دارد. از جمله آن ها می توان به موتورهای پیشنهاد دهنده، فیلترهای هرزنامه، دستیارهای صوتی و … اشاره کرد. با این حال کاربرد آن در رشته مهندسی عمران بسیار زیاد است و به نوعی یک تحول عظیمی را در این رشته پدید آورده است. مهندسی عمران با توجه به پیچیدگی ساختاری که در آن وجود دارد نیازمند پیش بینی ساختار محیط طبیعی جهت بنای سازه می باشد. این هدف تنها با استفاده از ماشین لرنینگ و الگوریتم های مربوط به این فناوری محقق می گردد. به همین جهت کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران بسیار زیاد است.
برای انجام پروژه ماشین لرنینگ به کمک نیاز دارید؟
8 کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران
ماشین لرنینگ به صورت گسترده در چندین برنامه مهندسی عمران به کار گرفته شده است و به ابزاری کارآمد جهت حل مسائل پیچیده مهندسی تبدیل گردیده است. با توجه به افزایش سریع در دسترس بودن داده ها، بالا رفتن ظرفیت های محاسباتی و همچنین روش های برنامه نویسی، ابزار ماشین لرنینگ به مرور در رشته مهندسی عمران جا افتاده است. الگوریتم های ماشین لرنینگ در واقع ابزارهایی سریع و قدرتمند جهت تجزیه پدیده های پیچیده به عملیات ساده ریاضی هستند. همین مسئله فضایی را جهت کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران در قالب توسعه مدل های پیشبینی، مسائل بهینه سازی، تحلیل داده ها و بررسی رفتار سیستم های مختلف فراهم آورده است.
کاربرد یادگیری ماشین در مهندسی عمران بسیار گسترده است و شامل زمینههای مختلفی از جمله مهندسی سازه، مهندسی محیط زیست، مدیریت پروژه های مهندسی، مدیریت ساخت و ساز هیدرولوژی، مهندسی هیدرولیک، مهندسی ژئوتکنیک و … است. دیگر موارد کاربرد یادگیری ماشین در مهندسی عمران عبارت است از:
- کنترل و نظارت بر ترافیک
- مدیریت حمل و نقل عمومی
- پشتیبانی سیستم های حمل و نقل هوشمند
- پیش بینی پاسخ عناصر و سیستم های ساختاری
- قابلیت اطمینان سازه و نظارت بر سلامت سازه و تشخیص آسیب
- پیش بینی خواص مکانیکی و مصالح ساختمانی در مهندسی عمران
- امکان مدلسازی ماشین لرنینگ جهت تجزیه و تحلیل ترافیک و بهینه سازی لجستیک هوشمند
- استفاده از مدل های تصادفی و ماشین لرنینگ جهت مدل سازی و پیش بینی فرایندهای هیدرولوژی و اقلیمی
مزایای بکارگیری ماشین لرنینگ در مهندسی عمران
ماشین لرنینگ با توجه به ویژگی های خارق العاده ای که دارد در رشته های مختلف از جمله مهندسی عمران کاربرد فراوانی دارد. لذا مهندسین عمران سعی کرده اند بیشترین استفاده را از این ماشین هوشمند ببرند. برخی از مهمترین مزایای به کارگیری ماشین لرنینگ در مهندسی عمران را در ادامه معرفی میکنیم.
کاهش خطا
سیستم ماشین لرنینگ این قابلیت را دارد که از دید نه تنها یک ربات بلکه به صورت همزمان با خود کاربر، تصمیمات کیفی و هوشمندانه ای را اخذ کند. در ساختار ماشین لرنینگ یک سری عملیات انجام می شود که از جمله آنها منظم سازی است. منظور از عمل منظم سازی در واقع الگوریتم ها را با ایجاد بهترین تناسب برای تابعی از داده های معین کمتر مستعد خطا می کند. در دنیای امروز اینگونه میتوان گفت که ماشین لرنینگ به عنوان ابزاری به کار گرفته میشود که به کاهش خطا در محاسبات سازه و سایر محاسبات مربوط به رشته مهندسی عمران کمک بسیار زیادی می کند. لذا کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران بسیار زیاد است.
استفاده از روش های متنوع
ماشین لرنینگ ابزاری است که از تکنیک های مختلفی برای تمایز گروهی و پیش بینی داده ها استفاده میکند. از جمله این تکنیک ها درختان تصمیم گیری و شبکه های عصبی مصنوعی هستند. تمامی دانشجویان مهندسی عمران می توانند مفاهیم ماشین لرنینگ را در ابتدای پروژه های کوچک به کار ببرند و از یک سری ابزارهای مرتبط با این ماشین هوشمند مانند MATLAB, Weka, Google Co Labs, Anaconda نهایت استفاده را ببرند.
دامنه گسترده
آن دسته از مهندسین عمرانی که تفاوت این رشته را نسبت به رشته های دیگر بهتر درک کرده اند، در حرفه خود موفق عمل می کنند و سعی دارند به توسعه صنعت ساخت و ساز بپردازند. هنگامی که مهندسین آگاهی لازم را نسبت به کاربرد یادگیری ماشین در مهندسی عمران به دست میآورند به ساخت پروژهها از نظر فنی و همچنین حفظ دقت پروژهها توجه بسیاری میکنند. همچنین از تکنیک های بین رشتهای مانند ماشین لرنینگ در رشته های مختلف استفاده فراوانی می شود. همین مسئله منجر به ایجاد دامنه گسترده تر برای دانشجویان میشود تا بتوانند رشته خود را عمیقاً درک کنند. همچنین دیدگاه های جدیدی را نسبت به رشته خود به دست آورند.
افزایش کارایی
ماشین لرنینگ به افزایش کارایی پروژه های مدیریت ساخت و ساز کمک بسیار زیادی میکند. با به کارگیری ماشین لرنینگ در مهندسی عمران هزینه های غیر ضروری کاهش پیدا می کند. همچنین کارایی در پروژه های ساخت و ساز بالا میرود.
برخورداری از سیستم کنترل فازی
سیستم کنترل فازی در واقع رویکردی است که به تقلید از دیدگاه انسان میپردازد. این سیستم به ماشین آلات در مدیریت ورودی و خروجیهای پروژه های ساختمانی کمک بسیار زیادی میکند. همچنین این سیستم هوشمند به سازمانهای این اجازه را میدهد تا هزینه پروژه و ریسکهای مرتبط را بررسی کند. بدین شکل علاوه بر ارزیابی کیفی پروژههای ساختمانی در زمان برآورد هزینه های ساخت و ساز، از پیاده سازی سیستمهای کنترل فازی استفاده میشود.
برخورداری از سیستم خبره
سیستم خبره یکی از پرکاربردترین استراتژیهای ماشین لرنینگ برای پروژههای مهندسی عمران است. از سیستم خبره به شکل گسترده در برنامهریزی توسعه برنامه نویسی زیرزمینی و ژئوتکنیکی همچنین نقشه برداری توپوگرافی استفاده میشود. در نتیجه این محاسبات به شما امکان را میدهد مصرف انرژی یک ساختمان یا مجموعه ساختمانی را مورد بررسی قرار دهید و میزان مصرف منابع انرژی را کاهش دهید.
جمع بندی
همواره روش های مختلفی وجود دارد که میتوان جهت کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران، برنامهریزی، طراحی و اجرا، نظارت و نگهداری ساخت و ساز استفاده کرد. در عین حال با توجه به دسترسی محدود درک کامل اهمیت نوآوری در صنعت ساخت و ساز دشوار است. اما باید بدانید که استفاده از فناوریهای هوش مصنوعی مانند ماشین لرنینگ در هر رشته ای موجب کاهش خطا و بالا رفتن دقت و سرعت میگردد. رشته مهندسی عمران نیز با توجه به پیچیدگی های خاصی که دارد نیازمند به بکارگیری ابزارهای محاسباتی و پیش بینی بسیار قوی میباشد. یکی از آنها ماشین لرنینگ است.
چنانچه برای انجام پروژه ماشین لرنینگ به ویژه در حوزه مهندسی عمران به مشاوره نیاز دارید، می توانید همین حالا با کارشناسان ما تماس بگیرید. همچنین اگر قصد سفارش پروژه ماشین لرنینگ را دارید، میتوانید از طریق تکمیل فرم سفارش مندج در سایت و یا تماس با ما، سفارش خود را ثبت کنید. موسسه پایتون یار با دارا بودن یک تیم تخصصی در زمینه انجام پروژه های پایتون و ماشین لرنینگ در حوزه مهندسی عمران، آماده ارائه خدمت به شما عزیران می باشد. ما تا کسب رضایت 100 درصدی در کنار شما هستیم.
انجام پروژه ماشین لرنینگ را به ما بسپارید
سوالات متداول پیرامون کاربرد ماشین لرنینگ در مهندسی عمران
با توجه به افزایش سریع در دسترس بودن داده ها، بالا رفتن ظرفیت های محاسباتی و همچنین روش های برنامه نویسی، ماشین لرنینگ روز به روز اهمیت بیشتری بخصوص در رشته مهندسی عمران پیدا کرده است.
کنترل و نظارت بر ترافیک، مدیریت حمل و نقل عمومی و پشتیبانی سیستم های حمل و نقل هوشمند از جمله مهم ترین کاربرد های یادگیری ماشین در مهندسی عمران هستند.
سایر مقالات پیشنهادی پایتون یار
تیم تحریریه پایتون یار از برترین متخصصان پایتون تشکیل شده است و بیش از 6 سال است که در زمینه آموزش، مشاوره و انجام انواع پروژه های پایتون فعالیت دارد.