Ochrona istniejących obiektów budowlanych zlokalizowanych w obrębie środowiska przemysłowego kopalń, jest aktualnie bardzo istotna ze społeczno-ekonomicznego punktu widzenia. Dotyczy bowiem bardzo dużej liczby ludzi zamieszkujących w istniejących budynkach zlokalizowanych na terenach górniczych. Biorąc pod uwagę skalę problemu można uznać, że ochrona istniejących obiektów budowlanych na terenach górniczych jest głównym problemem natury ekonomicznej dla zakładów górniczych i władz lokalnych. Złą sytuację potęguje również aktualna zmiana sytuacji geopolitycznej. W wyniku zakłóceń w dostawach energii doszło do gwałtownego powrotu do paliw kopalnych. W konsekwencji dokonuje się ponownego uruchamiania zatrzymanych pokładów oraz przyspiesza się prace wydobywcze, niekiedy również w strefie tzw. filarów ochronnych.
Niezbywalny jest również fakt tragicznych wydarzeń w Turcji (2023). Jak widać jakość wykonania tamtejszych konstrukcji, pomimo świadomości zagrożenia oddziaływaniami sejsmicznymi, była do tej pory niedostatecznie przestrzegana. Można się zatem spodziewać, bardziej niż dotąd, zintensyfikowanego zakresu analiz wstecznych i badań mających na celu poprawę odporności dynamicznej obiektów projektowanych i istniejących. Tutaj w przypadku licznej zabudowy mieszkalnej na terenach sejsmicznych istotne jest wypracowanie rozwiązań systemowych do oceny zagrożenia istniejących budynków.
Problem ten jest również istotny ze względu na konieczność zapewnienia bezpieczeństwa obiektów budowlanych narażonych na dynamiczne oddziaływanie drgań indukowanych ruchem drogowym lub kolejowym. Szczególnie w kwestii dotyczącej zmęczenia konstrukcji, które zazwyczaj nie było uwzględniane na etapie projektowania istniejących obiektów, a którego konieczność weryfikacji jest aktualnie determinowana wymogami stawianymi w europejskich normach do projektowania konstrukcji budowlanych. Tutaj szczególnie istotne wydają się być obiekty infrastrukturalne (mosty, wiadukty) oraz istniejące i rozległe sieci uzbrojenia terenu (gazociągi, wodociągi i kanalizacja).
Dodatkowo, W ostatnim okresie w Europie zostały podjęte wielkoskalowe, zintegrowane działania mające na celu modernizację dużej liczby istniejących budynków z uwagi na ich charakterystykę energetyczną (wysoką energochłonność) oraz odporność dynamiczną (negatywne skutki wstrząsów sejsmicznych o charakterze naturalnym). Uzasadnieniem takiej integracji jest podniesienie efektywności w zakresie zarządzania utrzymaniem budynków (Maintenance Management - MM) w całym cyklu ich życia. Jednym z wiodących zadań jest minimalizacja kosztów ponoszonych na każde z tych działań osobno. W istocie, takie działania stanowią ważny element zrównoważonego rozwoju, który na arenie międzynarodowej słusznie jest traktowany m.in. jako warunek zatrzymania negatywnych zmian klimatycznych obserwowanych na naszej planecie.
Jak widać, podejmowane zagadnienie znajduje uzasadnienie na wielu płaszczyznach związanych zarówno z zapewnieniem bezpieczeństwa budynków mieszkalnych, jak i obiektów infrastrukturalnych. Szczególnie oddziaływania parasejsmiczne stanowią największe zagrożenie dla konstrukcji istniejących. Dlatego w ramach badań to one będą stanowiły priorytet dla analiz numerycznych i badań in-situ.
Przygotowując niniejszy wniosek przeprowadzono analizę danych w bazie Scopus, którą objęto dwa obszary: „Bezpieczeństwo, ryzyko, niezawodność i jakość - Safety, Risk, Reliability and Quality” oraz „Inżynieria lądowa i budowlana - Civil and Structural Engineering”. Szczegółowe wyniki przedstawione zostały w formie tabeli z bazy Scopus na stronie internetowej Grupy Badawczej.
W efekcie stwierdzono, że z uwagi na ilościowy wskaźnik światowej publikacyjności (SciVal) w/w dziedziny odnotowują permanentny procentowy wzrost na przestrzeni ostatnich 5-ciu lat. Szczególnie wyraźnie na tym tle odznaczają się metody zaliczane do AI (Artificial Inteligence), a zwłaszcza metody uczenia maszynowego (ML), które stanowią podstawę merytoryczną planowanych badań. W ogólnym wymiarze, analizując rozwój metod analizy niezawodności, widać że tematyka ta jest podejmowana nadal ze stałym trendem rosnącym (analiza danych z lat 2021 i 2022 roku). Ponadto dodatkowym uzasadnieniem dla podjęcia badań zmierzających do integracji metod MES i ML jest widoczny silny wzrost liczby publikacji, w których łączy się je z modelowaniem parametrycznym informacji o obiektach budowlanych (BIM). W ramach takiego podejścia wykorzystywane są aktualnie zaawansowane metody analizy danych tj. Machine Learning, Deep Learning, Data Mining. Widoczna jest również wyraźna tendencja wzrostowa publikacyjności w ramach zagadnień związanych z trzęsieniami ziemi (sejsmiką indukowaną naturalnie). Z kolei w zakresie przedmiotu badań, którym są obiekty budowlane, widać że zarówno budynki, jak i obiekty inżynierskie (np. mosty) stanowią temat przewodni wielu publikacji. Ich liczba w okresie między 2021 i 2022 rokiem znacząco wzrosła, szczególnie w odniesieniu do konstrukcji żelbetowych. Podobnie jest w przypadku obiektów infrastrukturalnych (np. linii kolejowych), które w ramach planowanych badań stanowią źródło drgań przekazywanych na zabuddowę powierzchni. Tutaj analizując pełne dane z lat 2020 do 2022, stwierdzono że temat ten jest wyjątkowo często podejmowany w pracach naukowych.