مقاله ریسک دوگانه: تجسم و کنترل ریسک در زمان واقعی برای سیستم‌های ساختاری

چکیده

Digital twinning in structural engineering is a rapidly evolving technology that aims to eliminate the gap between physical systems and their digital models through real-time sensing, visualization, and control techniques. Although digital twins can offer dynamic insights into physical systems, their accuracy is inevitably compromised by uncertainties in sensing, modeling, simulation, and controlling. This paper proposes a specialized digital twin formulation, named Risk Twin, designed for real-time risk visualization and risk-informed control of structural systems. Integrating structural reliability and Bayesian inference methods with digital twining techniques, Risk Twin can analyze and visualize the reliability indices for structural components in real-time. To facilitate real-time inference and reliability updating, a “simulation-free” scheme is proposed, leveraging precomputed quantities prepared during an offline phase for rapid inference in the online phase. Proof-of-concept numerical and real-world Risk Twins are constructed to showcase the proposed concepts.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

دوقلوی دیجیتال در مهندسی سازه یک فناوری به سرعت در حال تحول است که هدف آن از بین بردن شکاف بین سیستم های فیزیکی و مدل های دیجیتالی آنها از طریق تکنیک های سنجش ، تجسم و کنترل در زمان واقعی است.اگرچه دوقلوهای دیجیتال می توانند بینش پویا در مورد سیستم های فیزیکی ارائه دهند ، اما دقت آنها به ناچار با عدم قطعیت در سنجش ، مدل سازی ، شبیه سازی و کنترل به خطر می افتد.در این مقاله یک فرمولاسیون تخصصی دوقلوی دیجیتال ، به نام ریسک دوقلوی ، برای تجسم ریسک در زمان واقعی و کنترل آگاهانه از سیستم های ساختاری طراحی شده است.ادغام قابلیت اطمینان ساختاری و روشهای استنباط بیزی با تکنیک های دوقلوی دیجیتال ، ریسک دوقلو می تواند شاخص های قابلیت اطمینان را برای اجزای ساختاری در زمان واقعی تجزیه و تحلیل و تجسم کند.برای تسهیل استنباط در زمان واقعی و به روزرسانی قابلیت اطمینان ، یک طرح “بدون شبیه سازی” پیشنهاد شده است ، و مقادیر پیش فرض را که در مرحله آفلاین برای استنباط سریع در مرحله آنلاین تهیه شده است ، اعمال می شود.دوقلوهای ریسک عددی و در دنیای واقعی اثبات مفهوم برای نمایش مفاهیم پیشنهادی ساخته شده اند.