В Пермском Политехе создали экспертную систему, определяющую аварийность зданий

Категория технического состояния, определяемая при инженерном обследовании конструкций зданий и сооружений, является главным критерием в принятии решения о степени аварийности или необходимости проведения мероприятий по ремонту для дальнейшей эксплуатации.

Учеными Пермского Политеха разработана экспертная система, которая определяет категорию технического состояния сооружений на основе нечетких баз знаний. 

Исследование опубликовано в научном журнале «Academia. Архитектура и строительство». 

Оценка аварийности, выдаваемая экспертом, зависит от человеческого фактора, обладает некоторой степенью погрешности, противоречивости и неопределенности. Например, почти всегда присутствует неточность, зависящая от применяемой приборной базы и квалификации специалиста. Кроме того, неопределенность вносят и недостаточность сформулированных критериев оценки в нормативных документах и короткая шкала ГОСТ, включающая всего четыре категории: нормативное, работоспособное, ограниченно работоспособное или аварийное. Для автоматизированного определения непригодности строительного объекта учеными использовался анализ в виде описания множества объектов, понятий и связей между ними. 

— Ключевой особенностью теории нечеткой логики, отличающей ее от вероятностных методов, фреймов и нейронных сетей, является то, что это именно логика с хорошо определенной семантикой, поскольку для оценки параметров используются лингвистические переменные, — сообщает член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук, профессор, доктор технических наук, заведующая кафедрой строительных конструкций и вычислительной механики ПНИПУ Галина Кашеварова. 

Теория нечетких множеств позволяет формализовать и обрабатывать самую разнородную информацию, содержащуюся в описании признаков технического состояния построек, моделировать рассуждения, такие как «много», «мало», «часто», «редко», «около…», «приблизительно…», «не менее…», «не более…», «в диапазоне от… до…». Всего в программу включено более 90 возможных контролируемых параметров. А база знаний исследовательского модуля системы содержит более 5000 правил. 

— Оценка адекватности и достоверности решений, выдаваемых экспертной системой, проводилась на основе моделирования сценариев различных повреждений железобетонных изгибаемых конструкций, данных ряда технических отчетов по результатам инженерного обследования реальных конструкций и собственного опыта, — поделился кандидат технических наук, доцент кафедры, строительных конструкций и вычислительной механики Юрий Тонков. 

Результат оценки здания — как на промежуточных этапах, так и итоговый — выдается пользователю в виде гистограмм с группировкой признаков по категориям. Визуализация результатов существенно повышает прозрачность принимаемых решений о степени аварийности, формирует понимание причин и рисков возможного изменения технического состояния конструкций, зданий или сооружений.

Разработка исследователей Политеха успешно внедрена на ОАО «Пашийский металлургическо-цементный завод» (Пермский край) и активно используется на других объектах Пермского края для проведения инженерного обследования конструкций зданий.