الكشف المبكر عن الشقوق في البنية التحتية المدنية باستخدام التقييم متعدد العتبات لنماذج ResNet المضبوطة بدقة على مجموعة بيانات SDNET2018

الملخص

يُعدّ الاكتشاف المبكر للتشققات عنصرًا أساسيًا في الصيانة الوقائية وضمان السلامة في البنى التحتية المدنية. يقدّم هذا البحث مقارنة معيارية لمهمة التصنيف الثنائي للتشققات على مجموعة بيانات SDNET2018 باستخدام خمسة نماذج متبقية مدرّبة مسبقًا على ImageNet، وهي: ResNet-18 وResNet-34 وResNet-50 وResNet-101 وResNetRS-101. وقد جرى تقييم نظامين للتدريب، هما: تدريب رأس التصنيف مع تجميد العمود الفقري (NOFT)، والضبط الدقيق الشامل من طرف إلى طرف (FT). ولدعم اتخاذ القرار العملي في سياق الفحص الهندسي، تم اعتماد بروتوكول تقييم متعدد العتبات لتحليل المفاضلة بين الإنذارات الكاذبة (FP) والتشققات الفائتة (FN) عند نقاط تشغيل مشتركة. أظهرت النتائج أن الضبط الدقيق حسّن بصورة متسقة القدرة التمييزية العملية لجميع النماذج المقيمة. ومن بين جميع النماذج، حقق النموذج ResNet-34 بعد الضبط الدقيق أفضل توازن إجمالي في الأداء. فعند عتبة القرار المختارة 0.60 على مجموعة الاختبار الثابتة من SDNET2018 والتي تضم 8414 صورة، حقق Accuracy بنسبة 96.39% وPrecision بنسبة 87.58% وRecall بنسبة 88.68% وF1-score بنسبة 88.13%، مع ROC-AUC = 0.9805 وPR-AUC = 0.9411. وعند هذه العتبة، سجل النموذج 160 حالة FP و144 حالة FN، مما يعكس توازنًا عمليًا مناسبًا بين حساسية الفحص وتقليل العبء على المراحل اللاحقة. وبناءً على هذه النتائج، تم اعتماد النموذج ResNet-34 بعد الضبط الدقيق كبوابة تصنيف فعالة للفحص المبكر للتشققات قبل مرحلة التقسيم اللاحقة.