Development of Mathematical Models for Identification of the Category of the Technical Condition of Building Constructions on the Basis of Fuzzy Logic

Статья содержит обоснование актуальности и необходимости разработки экспертных систем оценки технического состояния строительных объектов. Представлено описание структуры, методов построения и принципов работы нечеткой экспертной системы определения категории технического состояния строительных конструкций. Особенность описания состояния строительной конструкции заключается в неопределенности, источниками которой могут быть: невозможность точного измерения контролируемых величин; неточность исполнительских действий; невозможность четкого описания ситуации и т. п. Принятие решения о состоянии связано с решением задачи при весьма нечетких исходных данных, связанных с приблизительными «лингвистическими» характеристиками входных параметров (дефектов и повреждений конструкции, прочности материалов и пр.). Процесс определения категории технического состояния представляется как совокупность взаимосвязанных этапов (подзадач) решения поставленной задачи. Для оперативного выполнения этих этапов с помощью системного онтологического анализа произведена интеграция соответствующих подзадач в виде многоуровневой иерархической структуры (онтографа). Иерархический принцип позволяет упорядочить декларативные знания по этапам и скоординировать результаты решений соответствующих подзадач, используя разнородные информационные потоки. Построение формальных схем и моделей решения задач, характеризующихся недостаточностью информации, противоречивостью и малой достоверностью при обследовании строительных объектов, позволяет выполнять теория нечетких множеств и ее приложения. Определение четкого значения категории технического состояния предусматривает использование модели нечеткого логического вывода Мамдани. Формирование соответствующих баз знаний по Мамдани, в которой все значения входных и выходной переменных заданы нечеткими множествами, не вызывает трудностей у эксперта. Результаты исследований использованы при разработке исследовательского варианта экспертной системы для оценки технического состояния железобетонных изгибаемых элементов. Апробации и верификация программы проводилась на реально существующих конструкциях эксплуатируемых зданий и сооружений.