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.