CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Algorithms for identifying defects and inconsistencies during the acceptance of finishing works based on machine learning and computer vision in the tasks of forensic construction and technical expertise

Authors

  • Vladislav Yu. Kolyaskin National Research Moscow State University of Civil Engineering, 129337, Moscow, Yaroslavskoe Shosse, 26

How to cite

GOST Kolyaskin V. Y. Algorithms for identifying defects and inconsistencies during the acceptance of finishing works based on machine learning and computer vision in the tasks of forensic construction and technical expertise // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 8. P. 32-40.
APA Kolyaskin, V. Y. (2025). Algorithms for identifying defects and inconsistencies during the acceptance of finishing works based on machine learning and computer vision in the tasks of forensic construction and technical expertise. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(8), 32-40.

Abstract

The article develops and validates machine learning and computer vision algorithms for objective identification of defects and nonconformities at the acceptance stage of finishing works in the context of forensic construction-technical examination; the aim is to create a software–algorithmic suite capable of increasing the reliability of conclusions, reducing expert labor intensity, and converting qualitative judgments into reproducible quantitative metrics. Materials and methods include assembling a dataset of 68,450 high-resolution images collected at 275 sites, with multi-stage expert annotation across 18 defect classes(classification, bounding-box detection, semantic segmentation with masks) and augmentation; YOLOv7 was used for detection, U-Net with an EfficientNet-B5 encoder for segmentation; training was performed on a GPU cluster with Bayesian hyperparameter optimization; evaluation on a 20% held-out set employed Accuracy, Precision, Recall, F1-score, and IoU, and practical effectiveness was compared with the results of 10 certified experts on 15 control sites. The results show a weighted-average identification accuracy of 97,84% versus 95,05% for experts, with the greatest advantage for microcracks and texture defects; segmentation achieved high IoU for linear and sharply delineated defects(over 94%), with the expected decline for amorphous stains and efflorescence, reflecting the limits of intersubjective labeling. Time costs per typical site are reduced from 19,5 person-hours to 3,45 machine-hours(-82,3%), primarily due to automated identification and measurements/quantity takeoffs, while ROC-based threshold tuning enables balancing Precision/Recall given the legal salience of defect classes. The discussion underscores the robust advantage of the integrated approach: reduced subjectivity, improved reproducibility, and scalability of documentation workflows; methodologically, integration with BIM is substantiated to reconcile as-built conditions with design, with prospects for extension to mobile/UAV data collection. The conclusion records the system’s practical applicability as a tool for standardizing and accelerating examinations, recommended for incorporation into acceptance procedures and dispute resolution.

Keywords

machine learning computer vision forensic construction-technical examination finishing works automated defect identification

References

Басов О.О., Соболев Ю.И., Тетерников И.А. Использование комбинированных моделей искусственного интеллекта для контроля техники безопасности в строительстве// Экономика. Информатика. 2024. Т. 51. № 4. С. 887-895.

Гаряев А.Н., Гаряева В.В. Оптимизация безопасности на стройплощадках с использованием искусственного интеллекта для распознавания строительной техники// Строительство и архитектура. 2023. Т. 11. № 4. С. 36.

Дзюбко А.Ю., Захарочкина О.А., Кузнецова М.С. Экспертные ошибки на современном этапе развития судебной строительно технической экспертизы// Оригинальные исследования. 2023. Т. 13. № 5. С. 245 250.

Емельянова М. Algorithm for automatic detection of defects in welded joints in a video sequence based on comparison of brightness histograms// Serikbayev EKTU bulletin. 2023. Т. 3. С. 186-194.

Звягин Д.С. Апробация алгоритмов и методов моделирования процесса производства судебных почерковедческих экспертиз// Вестник Воронежского института МВД России. 2023. № 2. С. 122-131.

Кашеварова Г.Г. Искусственный интеллект, или Логические рассуждения и разумные решения в технической диагностике объектов строительства// Academia. Архитектура и строительство. 2023. № 4. С. 166-180.

Князева Н.В., Назойкин Е.А., Орехов А.А. Применение искусственного интеллекта для обнаружения дефектов в строительных конструкциях// Строительство и архитектура. 2023. Т. 11. № 3. С. 18.

Князева Н.В., Назойкин Е.А., Орехов А.А. Современные подходы к оценке технического состояния строительных конструкций зданий на этапе эксплуатации// Строительство: наука и образование. 2024. Т. 14. № 3. С. 131-142.

Козлов Ю.Н. Компьютерный анализатор томограф дефектов для ультразвуковой дефектоскопии опасных производственных объектов// Перспективы науки. 2023. № 6(165). С. 30-34.

Красюк А.Б. Прогнозирование объема дефектационных работ корпуса речного судна// Вестник государственного университета морского и речного флота им. адмирала С.О. Макарова. 2024. Т. 16. № 2. С. 271-281.

Мещерякова М.А., Логвинова Я.С. Теоретические и методологические основы комплексной судебной строительно-технической экспертизы// Строительство и недвижимость. 2022. № 2(11). С. 117-123.

Морозова К.М., Кадышева В.В. Экономические, организационные и правовые аспекты проведения инструментальных исследований дефектов строительных конструкций в рамках судебной экспертизы// Экономика и предпринимательство. 2025. № 6(179). С. 1470-1475.

Соловьев В.В., Федорова С.В. Мониторинг на строительных объектах: алгоритмы распознавания и предупреждение рисков// Наука и техника транспорта. 2025. № 1. С. 109-113.

Хариков С.В. Судебная экспертиза: методика мониторинга и контроля состояния инженерных систем зданий и сооружений// Человек. Социум. Общество. 2025. № 5. С. 170-182.

Харченко В.Б., Хохрин Р.В. Применение методов технической диагностики в судебной инженерно-технической экспертизе// Юридическая наука. 2023. № 11. С. 247-252.

Issue

Section

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

Metrics

314 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 5 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.

Most read articles by the same author(s)