В Перми разработали экспертную систему для оценки состояния зданий
Исследователи Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали экспертную систему, которая определяет техническое состояние зданий и сооружений на основе нечетких баз данных. Она позволяет снизить человеческий фактор и расширить диапазон данных о состоянии строений.
Техническое состояние здания, которое определяется при инженерном обследовании конструкций и сооружений, является главным критерием в принятии решения о степени аварийности здания или необходимости ремонта для дальнейшей эксплуатации. Традиционная оценка состояния зданий зависит от уровня профессионализма и опыта эксперта, а также применяемой приборной базы. Поэтому такие оценки всегда обладают некоторой степенью погрешности, противоречивости и неопределенности. 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.
Ученые Пермского Политеха автоматизировали процесс анализа, описав множество 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, — поясняет 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, — рассказал 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, дает понимание причин и рисков возможного изменения технического состояния конструкций, зданий или сооружений.
Исследование, которое соответствует направлению «Экология и безопасность территорий» Пермского НОЦ, опубликовано в научном журнале «Academia. Архитектура и строительство». При этом разработка исследователей Политеха уже успешно внедрена на ОАО «Пашийский металлургическо-цементный завод» (Пермский край) и активно используется на других объектах Пермского края для проведения инженерного обследования конструкций зданий.
