การตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง ( SHM ) เกี่ยวข้องกับการสังเกตและวิเคราะห์ระบบในช่วงเวลาหนึ่ง โดยใช้การวัดการตอบสนองที่สุ่มตัวอย่างเป็นระยะ เพื่อติดตามการเปลี่ยนแปลงของคุณสมบัติทางวัสดุและรูปทรงเรขาคณิตของโครงสร้างทางวิศวกรรมเช่นสะพานและอาคาร

ในสภาพแวดล้อมการใช้งาน โครงสร้างจะเสื่อมสภาพไปตามอายุและการใช้งาน ผลลัพธ์ SHM ระยะยาวจะให้ข้อมูลที่ได้รับการอัปเดตเป็นระยะเกี่ยวกับความสามารถของโครงสร้างในการทำหน้าที่ตามที่ตั้งใจไว้ต่อไป หลังจากเหตุการณ์รุนแรง เช่น แผ่นดินไหวหรือการระเบิด SHM จะถูกใช้เพื่อคัดกรองสภาพอย่างรวดเร็ว SHM มีจุดประสงค์เพื่อให้ข้อมูลที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับความสมบูรณ์ของโครงสร้างในเวลาใกล้เคียงกับเวลาจริง^{[ 1 ]}

กระบวนการ SHM เกี่ยวข้องกับการเลือกวิธีการกระตุ้น ประเภทเซ็นเซอร์ จำนวนและตำแหน่ง^{[ 2 ]}และฮาร์ดแวร์การรับ/จัดเก็บ/ส่งข้อมูล ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่าระบบตรวจสอบสุขภาพและการใช้งานการวัดอาจดำเนินการเพื่อตรวจจับการเสื่อมสภาพหรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นกับระบบโดยตรง หรือโดยอ้อมโดยการวัดขนาดและความถี่ของโหลดที่เกิดขึ้น เพื่อให้สามารถคาดการณ์สถานะของระบบได้

เพื่อตรวจสอบสถานะของระบบโดยตรง จำเป็นต้องระบุคุณลักษณะในข้อมูลที่ได้มาซึ่งช่วยให้สามารถแยกแยะระหว่างโครงสร้างที่สมบูรณ์และโครงสร้างที่เสียหายได้ หนึ่งในวิธีการสกัดคุณลักษณะที่พบได้บ่อยที่สุดคือการหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการตอบสนองของระบบที่วัดได้เช่น แอมพลิจูดหรือความถี่ของการสั่นสะเทือน กับการสังเกตระบบที่เสื่อมสภาพ การทดสอบการสะสมความเสียหาย ซึ่งส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญของระบบที่กำลังศึกษาจะเสื่อมสภาพลงโดยการให้รับแรงในสภาวะที่สมจริง ก็สามารถใช้เพื่อระบุคุณลักษณะที่เหมาะสมได้เช่นกัน กระบวนการนี้อาจเกี่ยวข้องกับการทดสอบความเสียหายที่เหนี่ยวนำการทดสอบความล้าการเติบโตของการกัดกร่อนหรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อสะสมความเสียหายบางประเภทในลักษณะที่เร่งขึ้น

วิธีการเชิงคุณภาพและไม่ต่อเนื่องถูกนำมาใช้ในการประเมินโครงสร้างเพื่อความสามารถในการใช้งานตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งไว้มานานแล้ว ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 19 ช่างเคาะล้อ รถไฟ ได้ใช้เสียงค้อนกระทบล้อรถไฟเพื่อประเมินว่ามีความเสียหายหรือไม่ ในเครื่องจักรหมุน การตรวจสอบการสั่นสะเทือนถูกนำมาใช้เป็นเทคนิคการประเมินประสิทธิภาพมานานหลายทศวรรษ^{[ 1 ]}เทคนิคสองอย่างในสาขา SHM คือ เทคนิคที่ใช้การแพร่กระจายคลื่น^{[ 3 ]}และเทคนิคที่ใช้การสั่นสะเทือน^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}โดยทั่วไปแล้ว วรรณกรรมเกี่ยวกับ SHM ที่ใช้การสั่นสะเทือนสามารถแบ่งออกได้เป็นสองด้าน ด้านแรกคือการเสนอแบบจำลองสำหรับความเสียหายเพื่อกำหนดลักษณะไดนามิก หรือที่เรียกว่าปัญหาโดยตรง และด้านที่สองคือการใช้ลักษณะไดนามิกเพื่อกำหนดลักษณะความเสียหาย หรือที่เรียกว่าปัญหา ผกผัน

หลักการพื้นฐานหรือหลักการทั่วไปหลายประการได้เกิดขึ้นแล้ว: ^{[ 7 ]}

• หลักการข้อที่ 1: วัสดุทุกชนิดมีข้อบกพร่องหรือจุดด้อยโดยธรรมชาติ
• หลักการข้อที่ 2: การประเมินความเสียหายต้องอาศัยการเปรียบเทียบระหว่างสถานะของระบบสองสถานะ
• หลักการข้อที่ 3: การระบุการมีอยู่และตำแหน่งของความเสียหายสามารถทำได้ใน โหมด การเรียนรู้แบบไม่กำกับดูแลแต่การระบุประเภทของความเสียหายที่มีอยู่และความรุนแรงของความเสียหายโดยทั่วไปแล้วสามารถทำได้ในโหมดการเรียนรู้แบบกำกับดูแลเท่านั้น
• หลักการข้อที่ IVa: เซ็นเซอร์ไม่สามารถวัดความเสียหายได้ จำเป็นต้องมีการสกัดคุณลักษณะผ่านการประมวลผลสัญญาณและการจำแนกประเภททางสถิติ เพื่อแปลงข้อมูลจากเซ็นเซอร์ให้เป็นข้อมูลความเสียหาย
• หลักการข้อที่ IVb: หากปราศจากการสกัดคุณลักษณะอย่างชาญฉลาด การวัดจะยิ่งไวต่อความเสียหายมากเท่าใด ก็ยิ่งไวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะการทำงานและสภาพแวดล้อมมากขึ้นเท่านั้น
• หลักการข้อที่ 5: ขนาดความยาวและช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องกับการเริ่มและการพัฒนาของความเสียหายเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติที่จำเป็นของระบบตรวจจับ SHM
• หลักการข้อที่ VI: มีความสมดุลระหว่างความไวต่อความเสียหายของอัลกอริทึมและความสามารถในการกำจัดสัญญาณรบกวนของอัลกอริทึมนั้น
• หลักการข้อที่ VII: ขนาดของความเสียหายที่สามารถตรวจพบได้จากการเปลี่ยนแปลงในพลวัตของระบบนั้นแปรผกผันกับช่วงความถี่ของการกระตุ้น

สัจพจน์เหล่านี้ถูกท้าทายในเอกสารอื่น: ^{[ 8 ]} เพื่อให้ได้ชุดสัจพจน์สามข้อที่กระชับ:

• หลักการพื้นฐานข้อที่ 1: วัสดุที่สมบูรณ์แบบเป็นเพียงแนวคิดเชิงทฤษฎี วัสดุจริงต้องการพลังงานน้อยกว่ามากในการก่อให้เกิดความเสียหายเมื่อเทียบกับวัสดุในอุดมคติ
• หลักการข้อที่ 2: การประเมินความเสียหายขึ้นอยู่กับการกำหนดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของระบบ ความชัดเจนของการประเมินนี้ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการกำหนดพารามิเตอร์
• หลักการ AD3: ยิ่งการวัดมีความไวต่อความเสียหายมากเท่าใด ก็ยิ่งมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาวะการทำงานและสภาพแวดล้อมที่ส่งผลต่อพารามิเตอร์การตรวจวัดมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งมีความเสี่ยงต่อการถูกรบกวนจากสัญญาณรบกวนมากขึ้นเท่านั้น

องค์ประกอบของระบบ SHM โดยทั่วไปประกอบด้วย:

• โครงสร้าง
• เซ็นเซอร์
• ระบบเก็บรวบรวมข้อมูล
• กลไกการถ่ายโอนและจัดเก็บข้อมูล
• การจัดการข้อมูล
• การตีความและวิเคราะห์ข้อมูล:

1. การระบุระบบ
2. การปรับปรุงแบบจำลองโครงสร้าง
3. การประเมินสภาพโครงสร้าง
4. การคาดการณ์อายุการใช้งาน ที่เหลืออยู่

ตัวอย่างหนึ่งของเทคโนโลยีนี้คือการฝังเซ็นเซอร์ ไว้ ในโครงสร้างต่างๆ เช่นสะพานและเครื่องบินเซ็นเซอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างต่างๆ ได้แบบเรียลไทม์ เช่นความเครียดและความเค้นในกรณีของ โครงสร้าง ทางวิศวกรรมโยธา ข้อมูลที่ได้จากเซ็นเซอร์มักจะถูกส่งไปยังศูนย์รับข้อมูลระยะไกล ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยีสมัยใหม่ การควบคุมโครงสร้างแบบเรียลไทม์ (การควบคุมโครงสร้างเชิงรุก) โดยอาศัยข้อมูลจากเซ็นเซอร์จึงเป็นไปได้

แนวคิดนี้ซึ่งโดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อ การประเมินสุขภาพโครงสร้าง (Structural Health Assessment หรือ SHA) หรือ SHM นั้น ถูกนำไปประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางกับโครงสร้างพื้นฐานหลากหลายรูปแบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในขณะที่ประเทศต่างๆ ทั่วโลกกำลังเข้าสู่ช่วงเวลาของการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานต่างๆ มากขึ้น ตั้งแต่สะพานไปจนถึงตึกระฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเกี่ยวข้องกับความเสียหายของโครงสร้าง สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่ามีระดับความยากที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งต้องอาศัยความรู้เกี่ยวกับระดับก่อนหน้า ได้แก่:

1. การตรวจจับความเสียหายที่เกิดขึ้นกับโครงสร้าง
2. การระบุตำแหน่งความเสียหาย
3. การระบุประเภทของความเสียหาย
4. การประเมินความรุนแรงของความเสียหาย

จำเป็นต้องใช้การประมวลผลสัญญาณและการจำแนกทางสถิติเพื่อแปลงข้อมูลเซ็นเซอร์เกี่ยวกับสถานะความสมบูรณ์ของโครงสร้างพื้นฐานให้เป็นข้อมูลความเสียหายสำหรับการประเมิน

การประเมินผลการปฏิบัติงานพยายามตอบคำถามสี่ข้อเกี่ยวกับการนำความสามารถในการระบุความเสียหายไปใช้:

i) มีเหตุผลด้านความปลอดภัยในชีวิตและ/หรือด้านเศรษฐกิจใดบ้างที่สนับสนุนการดำเนินการตรวจสอบสุขภาพเชิงโครงสร้าง (SHM)?

ii) ความเสียหายของระบบที่กำลังตรวจสอบนั้นถูกนิยามอย่างไร และในกรณีที่มีความเสียหายหลายรูปแบบ กรณีใดบ้างที่น่าเป็นห่วงที่สุด?

iii) ระบบที่จะได้รับการตรวจสอบทำงานภายใต้เงื่อนไขใดบ้าง ทั้งในด้านการปฏิบัติงานและด้านสิ่งแวดล้อม?

iv) ข้อจำกัดในการรวบรวมข้อมูลในสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงานมีอะไรบ้าง?

การประเมินการดำเนินงานเริ่มต้นด้วยการกำหนดข้อจำกัดว่าอะไรจะถูกตรวจสอบและจะดำเนินการตรวจสอบอย่างไร การประเมินนี้เริ่มต้นด้วยการปรับกระบวนการระบุความเสียหายให้เข้ากับคุณลักษณะเฉพาะของระบบที่กำลังตรวจสอบ และพยายามใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะเฉพาะของความเสียหายที่จะตรวจพบ

ส่วนการเก็บรวบรวมข้อมูลในกระบวนการ SHM นั้นเกี่ยวข้องกับการเลือกวิธีการกระตุ้น ประเภทของเซ็นเซอร์ จำนวนและตำแหน่งของเซ็นเซอร์ รวมถึงฮาร์ดแวร์สำหรับการเก็บ/จัดเก็บ/ส่งข้อมูล กระบวนการนี้จะขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งาน ปัจจัยทางเศรษฐกิจจะมีบทบาทสำคัญในการตัดสินใจเหล่านี้ ช่วงเวลาที่ควรเก็บรวบรวมข้อมูลก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ต้องพิจารณา

เนื่องจากข้อมูลสามารถวัดได้ภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน ความสามารถในการปรับค่าข้อมูลให้เป็นมาตรฐานจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการระบุความเสียหาย ในส่วนของการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (SHM) การปรับค่าข้อมูลให้เป็นมาตรฐานคือกระบวนการแยกความเปลี่ยนแปลงในการอ่านค่าเซ็นเซอร์ที่เกิดจากความเสียหายออกจากความเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากสภาวะการทำงานและสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป หนึ่งในขั้นตอนที่พบได้บ่อยที่สุดคือการปรับค่าการตอบสนองที่วัดได้ให้เป็นมาตรฐานโดยใช้ค่าอินพุตที่วัดได้ เมื่อความแปรปรวนของสภาพแวดล้อมหรือการทำงานเป็นปัญหา อาจมีความจำเป็นต้องปรับค่าข้อมูลให้เป็นมาตรฐานในลักษณะเชิงเวลาเพื่ออำนวยความสะดวกในการเปรียบเทียบข้อมูลที่วัดได้ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันของวงจรสภาพแวดล้อมหรือการทำงาน แหล่งที่มาของความแปรปรวนในกระบวนการได้มาซึ่งข้อมูลและในระบบที่กำลังตรวจสอบจำเป็นต้องได้รับการระบุและลดให้เหลือน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยทั่วไปแล้ว ไม่สามารถกำจัดแหล่งที่มาของความแปรปรวนทั้งหมดได้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการวัดที่เหมาะสมเพื่อให้สามารถหาปริมาณแหล่งที่มาเหล่านี้ทางสถิติได้ ความแปรปรวนอาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมและเงื่อนไขการทดสอบ การเปลี่ยนแปลงในกระบวนการลดข้อมูล และความไม่สอดคล้องกันระหว่างหน่วยต่างๆ

การทำความสะอาดข้อมูลคือกระบวนการเลือกข้อมูลอย่างมีแบบแผนเพื่อส่งต่อหรือปฏิเสธจาก กระบวนการ เลือกคุณลักษณะกระบวนการทำความสะอาดข้อมูลมักอาศัยความรู้ที่ได้จากบุคคลที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการเก็บรวบรวมข้อมูล ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบการตั้งค่าการทดสอบอาจพบว่าเซ็นเซอร์ติดตั้งหลวม ดังนั้นตามดุลยพินิจของบุคคลที่ทำการวัด ข้อมูลชุดนี้หรือข้อมูลจากเซ็นเซอร์ตัวนั้นอาจถูกลบออกจากการเลือกคุณลักษณะอย่างเลือกสรร เทคนิคการประมวลผลสัญญาณ เช่น การกรองและการสุ่มตัวอย่างใหม่ ก็สามารถมองได้ว่าเป็นกระบวนการทำความสะอาดข้อมูลเช่นกัน

สุดท้ายนี้ ขั้นตอนการเก็บรวบรวม การปรับมาตรฐาน และการทำความสะอาดข้อมูลในกระบวนการ SHM ไม่ควรหยุดนิ่ง ข้อมูลเชิงลึกที่ได้จากกระบวนการคัดเลือกคุณลักษณะและกระบวนการพัฒนาแบบจำลองทางสถิติจะให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่สามารถปรับปรุงกระบวนการเก็บรวบรวมข้อมูลได้

ส่วนของกระบวนการ SHM ที่ได้รับความสนใจมากที่สุดในเอกสารทางเทคนิคคือการระบุคุณลักษณะของข้อมูลที่ช่วยให้สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างโครงสร้างที่ไม่มีความเสียหายและโครงสร้างที่เสียหายได้ กระบวนการเลือกคุณลักษณะนี้เกี่ยวข้องกับการย่อข้อมูล คุณลักษณะที่ดีที่สุดสำหรับการระบุความเสียหายนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะการใช้งานเฉพาะอีกประการหนึ่ง

หนึ่งในวิธีการสกัดคุณลักษณะที่พบได้บ่อยที่สุดคือการหาความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณการตอบสนองของระบบที่วัดได้ เช่น แอมพลิจูดหรือความถี่ของการสั่นสะเทือน กับการสังเกตโดยตรงของระบบที่เสื่อมสภาพ อีกวิธีหนึ่งในการพัฒนาคุณลักษณะสำหรับการระบุความเสียหายคือการสร้างแบบจำลองความบกพร่องที่คล้ายกับที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในสภาวะการทำงานจริง และพัฒนาความเข้าใจเบื้องต้นเกี่ยวกับพารามิเตอร์ที่ไวต่อความเสียหายที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ระบบที่มีความบกพร่องยังสามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าการวัดเพื่อวินิจฉัยมีความละเอียดอ่อนเพียงพอที่จะแยกแยะความแตกต่างระหว่างคุณลักษณะที่ระบุจากระบบที่ไม่มีความเสียหายและระบบที่เสียหายได้ การใช้เครื่องมือวิเคราะห์ เช่น แบบจำลององค์ประกอบจำกัดที่ได้รับการตรวจสอบโดยการทดลอง สามารถเป็นประโยชน์อย่างมากในกระบวนการนี้ ในหลายกรณี เครื่องมือวิเคราะห์ถูกใช้เพื่อทำการทดลองเชิงตัวเลขโดยที่ความบกพร่องถูกสร้างขึ้นผ่านการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ การทดสอบการสะสมความเสียหาย ซึ่งส่วนประกอบโครงสร้างที่สำคัญของระบบที่กำลังศึกษาจะเสื่อมสภาพลงโดยการทำให้ระบบอยู่ภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักที่สมจริง ก็สามารถใช้เพื่อระบุคุณลักษณะที่เหมาะสมได้เช่นกัน กระบวนการนี้อาจเกี่ยวข้องกับการทดสอบความเสียหายที่เกิดขึ้น การทดสอบความล้า การเติบโตของการกัดกร่อน หรือการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเพื่อสะสมความเสียหายบางประเภทในลักษณะเร่งด่วน ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับคุณลักษณะที่เหมาะสมสามารถได้มาจากการศึกษาเชิงวิเคราะห์และเชิงทดลองหลายประเภทดังที่ได้อธิบายไว้ข้างต้น และโดยปกติแล้วจะเป็นผลลัพธ์จากข้อมูลที่ได้จากการศึกษาเหล่านี้หลายๆ ด้านรวมกัน

เทคโนโลยีการนำไปใช้งานและการวัดวินิจฉัยที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (SHM) สร้างข้อมูลมากกว่าการใช้ข้อมูลพลศาสตร์โครงสร้างแบบดั้งเดิม การลดขนาดข้อมูลจึงเป็นสิ่งที่มีประโยชน์และจำเป็นเมื่อต้องการเปรียบเทียบชุดคุณลักษณะหลายชุดที่ได้มาตลอดอายุการใช้งานของโครงสร้าง นอกจากนี้ เนื่องจากข้อมูลจะถูกเก็บรวบรวมจากโครงสร้างเป็นระยะเวลานานและในสภาพแวดล้อมการทำงาน จึงจำเป็นต้องพัฒนาเทคนิคการลดข้อมูลที่มีประสิทธิภาพเพื่อรักษาความไวของคุณลักษณะต่อการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่สนใจในสภาวะที่มีความแปรปรวนของสภาพแวดล้อมและการทำงาน เพื่อช่วยในการสกัดและบันทึกข้อมูลคุณภาพที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (SHM) ควรมีการกำหนดลักษณะความสำคัญทางสถิติของคุณลักษณะและนำมาใช้ในกระบวนการลดขนาดข้อมูล

ส่วนหนึ่งของกระบวนการ SHM ที่ได้รับความสนใจน้อยที่สุดในเอกสารทางเทคนิคคือ การพัฒนาแบบจำลองทางสถิติเพื่อจำแนกความแตกต่างระหว่างลักษณะต่างๆ จากโครงสร้างที่ยังไม่เสียหายและโครงสร้างที่เสียหาย การพัฒนาแบบจำลองทางสถิติเกี่ยวข้องกับการนำอัลกอริทึมไปใช้กับลักษณะที่สกัดออกมาเพื่อหาปริมาณความเสียหายของโครงสร้าง อัลกอริทึมที่ใช้ในการพัฒนาแบบจำลองทางสถิติมักแบ่งออกเป็นสามประเภท เมื่อมีข้อมูลจากทั้งโครงสร้างที่ยังไม่เสียหายและโครงสร้างที่เสียหาย อัลกอริทึมการจดจำรูปแบบทางสถิติจะอยู่ในหมวดหมู่การจำแนกประเภททั่วไป ซึ่งมักเรียกว่าการเรียนรู้แบบมีผู้กำกับดูแล การจำแนกกลุ่มและการวิเคราะห์การถดถอยเป็นประเภทของอัลกอริทึมการเรียนรู้แบบมีผู้กำกับดูแล การเรียนรู้แบบไม่มีผู้กำกับดูแลหมายถึงอัลกอริทึมที่ใช้กับข้อมูลที่ไม่มีตัวอย่างจากโครงสร้างที่เสียหาย การตรวจจับค่าผิดปกติหรือความแปลกใหม่เป็นกลุ่มหลักของอัลกอริทึมที่ใช้ในแอปพลิเคชันการเรียนรู้แบบไม่มีผู้กำกับดูแล อัลกอริทึมทั้งหมดจะวิเคราะห์การกระจายทางสถิติของลักษณะที่วัดได้หรือได้มาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการระบุความเสียหาย

การตรวจสอบสภาพสะพานขนาดใหญ่สามารถทำได้โดยการวัดน้ำหนักบรรทุกบนสะพานและผลกระทบจากน้ำหนักบรรทุกเหล่านั้นพร้อมกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะรวมถึงการตรวจสอบดังต่อไปนี้:

• ลมและสภาพอากาศ
• การจราจร
• สายเคเบิลรับแรงดึงและสายเคเบิลยึด
• ดาดฟ้า
• เสาไฟฟ้า
• พื้น

เมื่อวิศวกรมีความรู้ดังกล่าวแล้ว จะสามารถ:

• ประเมินภาระและผลกระทบที่เกิดขึ้น
• ประเมินสภาพความล้าหรือสภาวะขีดจำกัดอื่นๆ
• คาดการณ์แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงสภาพของสะพาน

กรมวิศวกรรมสะพานของกรมการขนส่งรัฐโอเรกอนในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาและนำโปรแกรมการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (SHM) มาใช้ตามที่อ้างอิงในเอกสารทางเทคนิคนี้โดย Steven Lovejoy วิศวกรอาวุโส^{[ 9 ]}

มีเอกสารอ้างอิงที่ให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงในการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างบนสะพาน^{[ 10 ]}

โครงการต่อไปนี้เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโครงการตรวจสอบสะพานที่ใหญ่ที่สุดที่กำลังดำเนินการอยู่ในปัจจุบัน

• กรมการขนส่งของรัฐแคลิฟอร์เนียสนับสนุนการพัฒนาศูนย์ประเมินสะพานอย่างรวดเร็วสำหรับเหตุการณ์รุนแรง (BRACE ² ) ^{[ 11 ]}เพื่ออำนวยความสะดวกในการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างแบบเรียลไทม์ทั่วเครือข่ายทางหลวงของรัฐแคลิฟอร์เนีย
• สะพานในฮ่องกงระบบตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างและลมเป็นระบบตรวจสอบสะพานที่ซับซ้อน มูลค่า 1.3 ล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งกรมทางหลวงฮ่องกงใช้เพื่อให้มั่นใจในความสะดวกสบายและความปลอดภัยของผู้ใช้ถนนบนสะพานTsing Ma , Ting Kau , Kap Shui MunและStonecutters ^{[ 12 ]} ระบบเซ็นเซอร์ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ประมาณ 900 ตัวและหน่วยเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง โดยมี เซ็นเซอร์มากกว่า 350 ตัวบนสะพาน Tsing Ma, 350 ตัวบน Ting Kau และ 200 ตัวบน Kap Shui Mun ทำให้สามารถวัดพฤติกรรมโครงสร้างของสะพานได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ เซ็นเซอร์ประกอบด้วยมาตรวัดความเร่งเกจวัดความเครียดตัวแปลงสัญญาณการเคลื่อนที่ สถานีตรวจวัดระดับ เครื่องวัดความเร็วลม เซ็นเซอร์วัด อุณหภูมิ เซ็นเซอร์วัดน้ำหนักขณะเคลื่อนที่แบบไดนามิก และตัวรับสัญญาณ GPS ^{[ 13 ]}พวกเขาวัดทุกอย่างตั้งแต่ อุณหภูมิ พื้นผิวถนนและความเครียดในส่วนประกอบโครงสร้างไปจนถึงความเร็วลมและการโก่งตัวและการหมุนของสายเคเบิล หลายกิโลเมตร และการเคลื่อนไหวใดๆ ของพื้นสะพานและหอคอย
• สะพานริโอ-อันติริโอประเทศกรีซ มีเซ็นเซอร์มากกว่า 100 ตัวที่คอยตรวจสอบโครงสร้างและปริมาณการจราจรแบบเรียลไทม์
• เมืองมิลโล วิอาดุกประเทศฝรั่งเศส: มีระบบใยแก้วนำแสงที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของโลก ซึ่งถือว่าเป็นระบบที่ทันสมัยที่สุด
• สะพานฮิวอี้ พี. ลองในสหรัฐอเมริกา มีเกจวัดความเครียดแบบคงที่และแบบไดนามิกมากกว่า 800 ตัว ซึ่งออกแบบมาเพื่อวัดผลกระทบของแรงตามแนวแกนและแรงดัดงอ
• สะพานฟาติห์ สุลต่าน เมห์เมต ประเทศตุรกี: หรือที่รู้จักกันในชื่อสะพานบอสฟอรัสแห่งที่สอง ได้รับการตรวจสอบโดยใช้เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ภายใต้สภาวะการจราจรปกติ
• มัสยิดอัลฮะรอม #ส่วนขยายที่สามของซาอุดีอาระเบียเมกกะประเทศซาอุดีอาระเบีย:  ติดตั้งเซ็นเซอร์มากกว่า 600 ตัว (เซลล์วัดแรงดันคอนกรีต, เกจวัดความเครียดแบบฝัง, เกจวัดความเครียดแบบแท่งคู่ ฯลฯ) ที่ฐานรากและเสาคอนกรีต โครงการนี้อยู่ระหว่างการก่อสร้าง
• ปัจจุบัน สะพานซิดนีย์ฮาร์เบอร์ในออสเตรเลียกำลังดำเนินการติดตั้งระบบตรวจสอบที่มีเซ็นเซอร์มากกว่า 2,400 ตัว ผู้จัดการสินทรัพย์และผู้ตรวจสอบสะพานมีเครื่องมือสนับสนุนการตัดสินใจผ่านมือถือและเว็บเบราว์เซอร์ โดยอาศัยการวิเคราะห์ข้อมูลจากเซ็นเซอร์
• สะพานควีนส์เฟอร์รีครอสซิ่งซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการก่อสร้างข้ามอ่าวเฟิร์ธออฟฟอร์ธ จะมีระบบตรวจสอบประกอบด้วยเซ็นเซอร์มากกว่า 2,000 ตัว เมื่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ ผู้จัดการสินทรัพย์จะสามารถเข้าถึงข้อมูลจากเซ็นเซอร์ทั้งหมดผ่านทางอินเทอร์เฟซการจัดการข้อมูลบนเว็บ รวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูลอัตโนมัติ
• สะพานปีนังที่สองในปีนัง ประเทศมาเลเซีย ได้ดำเนินการติดตั้งระบบตรวจสอบโครงสร้างสะพานเสร็จสมบูรณ์แล้ว โดยใช้เซ็นเซอร์ 3,000 ตัว เพื่อความปลอดภัยของผู้ใช้สะพานและเพื่อเป็นการปกป้องการลงทุนดังกล่าว บริษัทที่รับผิดชอบสะพานจึงต้องการระบบตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง ระบบนี้ใช้สำหรับการควบคุมภัยพิบัติ การจัดการสุขภาพโครงสร้าง และการวิเคราะห์ข้อมูล ก่อนการติดตั้งระบบ มีข้อพิจารณาหลายประการ ได้แก่ แรง (ลม แผ่นดินไหว อุณหภูมิ ยานพาหนะ) สภาพอากาศ (อุณหภูมิอากาศ ลม ความชื้น และปริมาณน้ำฝน) และการตอบสนอง (ความเครียด ความเร่ง แรงดึงของสายเคเบิล การเคลื่อนที่ และการเอียง) ^{[ 14 ]}
• ศูนย์Lakhtaประเทศรัสเซีย: มีเซ็นเซอร์มากกว่า 3,000 ตัวและพารามิเตอร์มากกว่า 8,000 ตัวที่ตรวจสอบโครงสร้างแบบเรียลไทม์^{[ 15 ]}

• การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงรูปทรง
• วารสาร Structural Health Monitoringซึ่งเป็นวารสารวิชาการที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ และอุทิศให้กับการศึกษาในหัวข้อนี้
• คุณค่าของข้อมูลสุขภาพโครงสร้าง

• ฐานข้อมูลแบบเปิด NDT.net ประกอบด้วยรายงานการประชุม EWSHM และบทความด้าน SHM อื่นๆ อีกมากมาย
• สมาคมระหว่างประเทศเพื่อการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างของโครงสร้างพื้นฐานอัจฉริยะ (ISHMII)
• ระบบตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (SHM) ราคาประหยัดสำหรับพื้นที่เสี่ยงแผ่นดินไหว

• รายงานการประชุม SHM (NDT.net)
• วารสารการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง (sagepub)
• วารสารระบบและโครงสร้างวัสดุอัจฉริยะ (sagepub)
• การตรวจสอบความทนทานและสุขภาพโครงสร้าง (เทคโนโลยีวิทยาศาสตร์)
• การควบคุมโครงสร้างและการตรวจสอบสุขภาพ (สำนักพิมพ์ John Wiley & Sons, Ltd.)
• วารสารการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้างทางวิศวกรรมโยธา (Springer)
• วัสดุและโครงสร้างอัจฉริยะ (IOP)
• วารสารวัสดุอัจฉริยะ (Science Direct)