Gerçek Zamanlı Otomatik Dayanım Tespiti
Betona gömülü IoT sensörlerinden 24 saatlik veri toplayarak, makine öğrenimi ile 28 günlük basınç dayanımını tahmin eden uçtan uca bir sistem.
Standart test, yapısal onaydan önce beton silindirlerinin 28 gün kürlemesini zorunlu kılıyor. Bu gecikme inşaatı yavaşlatıyor, maliyeti artırıyor ve riskleri gizliyor.
ASTM C39 standardı, yıkıcı basınç testinden önce 28 gün kür süresi zorunlu tutar. Döküm ile yapısal onay arasında 27 günlük bir boşluk oluşur.
Test edilen numune tüketilir, süregelen veri sağlamaz. Yalnızca alınan silindirler test edilir — döküntünün geri kalanının temsil edici olduğu varsayılır.
Laboratuvar kürleme koşulları gerçek saha koşullarından farklıdır. Test, gerçek yerinde kürleme davranışını — sıcaklık, nem ve derinliği — yakalamaz.
Nurse (1949) tarafından geliştirilen Olgunluk Yöntemi temel gözleme dayanır: beton dayanımı, kürleme sırasındaki birikimli termal maruziyetin bir fonksiyonudur. RASD bu ilişkiyi veriden doğrudan öğrenerek genelleştirir.
RASD'ın temel yeniliği: her numunenin yaşam döngüsü tam olarak 24 saattir. Sonrasında, 28 günlük basınç dayanımı saniyeler içinde tahmin edilir.
Beton silindir kalıba dökülür. Su geçirmez DS18B20 + DHT22 sensör ortasına yerleştirilir. ESP32 veri kaydedici aktive edilir.
Sensör her 15 dakikada bir sıcaklık ve nem ölçer → 96 okuma. Veriler MQTT üzerinden Apache Kafka'ya akar ve PostgreSQL'de depolanır.
96 ham okuma → 16 fizik tabanlı özelliğe dönüştürülür → XGBoost modeli < 1 ms'de 28 günlük basınç dayanımını (MPa) tahmin eder.
Mühendisler sonucu panelden görür. Dayanım yetersizse 28 gün değil, 24 saat içinde müdahale edilir. 27 gün tasarruf.
Fiziksel sensörden web panosuna kadar her katman entegre çalışır.
Ham zaman serisi, beton kimyasına dayalı kompakt, yorumlanabilir özellik vektörlerine dönüştürülür.
Aynı koşullar altında 1.953 numune üzerinde eğitilen ve değerlendirilen modeller.
| Model | MAE (MPa) | RMSE (MPa) | R² | Çıkarım |
|---|---|---|---|---|
XGBoost Best | 1.87 | 2.94 | 0.9461 | <1 ms |
LightGBM | 1.95 | 3.02 | 0.9418 | <1 ms |
Random Forest | 2.14 | 3.21 | 0.9312 | ~2 ms |
DNN (PyTorch) | 2.31 | 3.47 | 0.9198 | <1 ms |
LSTM (PyTorch) | 2.58 | 3.83 | 0.9044 | ~3 ms |
Tüm farklar istatistiksel olarak anlamlı (Diebold-Mariano, p < 0.05)
TreeSHAP analizi, XGBoost'un 100 yıllık beton bilimini veriden bağımsız olarak yeniden keşfettiğini kanıtlar.
waterRatio−Yüksek s/ç → düşük dayanım (Abrams Yasası, 1919 ✓)
chemicalAdditives+Plastifiyan efektif s/ç'yi azaltır
thermal_energy_index+Daha fazla olgunluk → daha yüksek dayanım (ASTM C1074 ✓)
hydration_index+Tam hidrasyon dayanımı artırır
avg_ambient_temperature±Optimal 15–30°C; aşırılarda ceza (ACI 305/306 ✓)
temp_avg_first_12h+Kritik erken C₃S hidrasyon penceresi
Model, Abrams Yasası'nı (1919), Olgunluk Yöntemi'ni (ASTM C1074) ve ACI sıcak/soğuk hava sınırlarını — herhangi bir açık kodlama olmadan — bağımsız olarak yeniden keşfeder.
Ubuntu 22.04 VPS üzerinde canlı, tam rol tabanlı erişim kontrolü ile.
:443:3005:8085:8086:5432:9092:1883| Rol | Görüntüle | Çalıştır | Yeniden Eğit |
|---|---|---|---|
ENGINEER | ✓ | — | — |
MANAGER | ✓ | ✓ | — |
SYSTEM_MANAGER | ✓ | ✓ | ✓ |
RASD, gerçek inşaat projelerine gerçek zamanlı beton dayanım tahminleri sunar.
Panele Giriş Yap