31.10.2007 | Ing. Petr Rudolf
Zásady hybridní metody hodnocení stavu mostních objektů s použitím metod umělé výpočetní inteligence pro systémy pro správu železničních mostů, část III.
7 Hybridní metoda hodnocení stavu stávajícího mostního objektu Velká různost typů informací vzatých v úvahu při hodnocení stávajících mostních objektů vyžaduje účinné nástroje pro získávání, zpracovávání a využívání údajů a znalostí [3]. Jednou ze slibných metod se zdá být technologie víceúrovňových hybridních sítí. Lze rozlišit následující hlavní prvky navržené metodologie: a) model geometrie konstrukce, b) model poškození mostu, c) výpočetní expertní nástroje. Proces návrhu hybridní sítě a tvorby složky sítě lze podporovat např. výpočetními systémy NEURITIS [1] nebo MATLAB včetně jeho tzv. toolboxů. Podle řešeného problému a podle typu dostupných informací lze postavit hybridní síť z následujících typů složek: • fuzzy složky, založené na fuzzy logice s možností fuzzy úsudku (inference); • neuronové složky, založené na nelineárních vícevrstvých neuronových sítích, trénovaných pomocí metody zpětného šíření (chyby); • fuzzy-neuronové složky, spojující fuzzy logiku a techniky neuronových sítí; • funkční složky, které umožňují provedení analytických funkcí. 8 Závěr o výhodách a nevýhodách hybridní metodologie Technologie víceúrovňových hybridních sítí je výkonný a účinný expertní nástroj znalostní reprezentace v systémech pro správu mostů, podporující hodnocení (a sledování) stavu stávajících mostních objektů [4]. Hlavní výhody hybridní metodologie zpracování a využití informací lze uvést následovně: • sjednocení různorodých typů informací na různých úrovních neurčitosti do jednoho expertního nástroje [3]; • účinné spojování jak údajů, tak i znalostí při hodnocení mostní konstrukce pomocí počítače; • jednotnost rozhodnutí v systému pro správu mostů zásluhou použití specializovaných expertních nástrojů [4]; • možnost (snadné) úpravy vylepšením nebo nahrazením složek hybridní sítě bez rozkládání celé sítě [3]; • možnost vývoje nových typů složek a přidání do hybridní sítě a také provedení mechanizmů samoúpravy (strojového učení) ve složkách. Na druhou stranu by mělo být zdůrazněno, že příprava složek hybridní sítě a tvorba prakticky účinných sítí je velmi časově náročný proces, zaměstnávající dosti velkou skupinu odborníků [4]. Příprava expertních nástrojů pro systémy pro správu mostů vyžaduje spolupráci mostních odborníků, znalostních inženýrů, počítačových vědců, atd. Praktická použití této metodologie hodnocení stavu mostů potvrzují použitelnost hybridní metody, avšak technologie potřebuje pokračování výzkumu k vytvoření pokročilejších a účinnějších expertních nástrojů [3]. Literatura 1. BIEŃ, Jan. Modelowanie obiektów mostowych w procesie ich eksploatacji (polsky). 1. vyd. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskej, 2002. 348 s. ISBN 83-7085-652-7. 2. BIEŃ, Jan. Hybrid Networks in Bridge Condition Evaluation and Prediction. In. Proceedings of the 1st International Conference IABMAS on Bridge Maintenance, Safety and Management. Barcelona: International Association for Bridge Maintenance and Safety, 2002, pp. 451 – 452 + CD. 3. BIEŃ, Jan. Information Technology for Concrete Bridges Condition Evaluation and Monitoring. In. Proceedings of the International Symposium CEB-FIP on Concrete Structures: the Challenge of Creativity. Avignon: CEB-FIP, 2004, pp. 4. BIEŃ, Jan, RAWA, Paweł. Hybrid Knowledge Representation in the Bridge Management Systems. In. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2004, Vol. IV. No. 1, pp. 41 – 55. 5. ČD S 5 Správa mostních objektů. Služební předpis Českých drah. Praha: Ministerstvo dopravy ČR, 1996. 6. ČSN ISO 13822 Zásady navrhování konstrukcí – Hodnocení existujících konstrukcí. Praha: Český normalizační institut, 2005. 7. MENČÍK, Jaroslav, RUDOLF, Petr. Moderní přístupy k hodnocení spolehlivosti a životnosti mostů. In. Sborník z kolokvia „Spolehlivost a diagnostika dopravních prostředků a infrastruktury“. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2004, s. 75-82. ISBN 80-7194-706-7. 8. POKORNÝ, Jiří, RUDOLF, Petr. Reliability and durability of concrete and prestressed concrete bridges (decision-making processes and risks). In. Proceedings of the 2nd International Scientific Conference „Reliability, Safety and Diagnostics of Transport Structures and Means“. Pardubice: University of Pardubice, 2005, pp. 288-292. ISBN 80-7194-769-5. 9. POKORNÝ, Miroslav. Umělá inteligence v modelování a řízení. 1. vyd. Praha: Nakladatelství BEN, 1996. 190 s. ISBN 80-901984-4-9. 10. RUDOLF, Petr. Systémy pro správu mostů některých evropských železnic, jejich vývoj a možný vliv na Mostní informační systém ČD. In. Sborník příspěvků z 11. ročníku konference Železniční mosty a tunely 2006. Praha: SÚDOP, 2006, s. 99 – 101. ISBN 11. RUDOLF, Petr. Principles of Hybrid Method for Condition Evaluation of Bridge Objects Using Soft Computing Methods for Railway Bridge Management Systems. In. Proceedings of the 4th International Scientific Conference on Challenges in Transport and Communications. Pardubice: University of Pardubice, 2006, pp. 1129-1134. ISBN 80-7194-880-2. 12. Sustainable Bridges – Assessment for Future Traffic Demands and Longer Lives. Guideline of the 1st Workshop of this FP Project on Inspection and Condition Assessment. Berlin: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, 2006. Oznámení Článek byl zpracován v rámci výzkumu podporovaného grantovým projektem GAČR č. 103/05/2066 Stanovení provozní zatížitelnosti a životnosti mostních konstrukcí a také grantovým projektem UPa č. PRIORITY-2006-5-3/1 Vytvoření hybridní metody hodnocení stavu mostu s využitím metody výpočetní inteligence pro použití v systémech pro správu mostů.
|