RU2649075C1 - Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing - Google Patents

Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing Download PDF

Info

Publication number
RU2649075C1
RU2649075C1 RU2016152728A RU2016152728A RU2649075C1 RU 2649075 C1 RU2649075 C1 RU 2649075C1 RU 2016152728 A RU2016152728 A RU 2016152728A RU 2016152728 A RU2016152728 A RU 2016152728A RU 2649075 C1 RU2649075 C1 RU 2649075C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parameters
structures
monitoring
state
measurement
Prior art date
Application number
RU2016152728A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Михайлович Шахраманьян
Юрий Александрович Колотовичев
Дмитрий Александрович Мозжухин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "СОДИС ЛАБ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "СОДИС ЛАБ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "СОДИС ЛАБ"
Priority to RU2016152728A priority Critical patent/RU2649075C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2649075C1 publication Critical patent/RU2649075C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures

Abstract

FIELD: monitoring systems.
SUBSTANCE: invention relates to the field of automated monitoring systems for the technical condition of buildings and structures and can be used in the design and operation of buildings and structures. Proposed method involves the selection of controlled elements (constructions) of a building object, the status of which is used to determine the condition of the building object, recording of the values of the measured parameters, characterizing the state of the selected monitored elements, calculating the current values of the monitored parameters from the measurement results and their processing using the soft computing method. Then, the states of the monitored parameters are determined using the results of comparing the calculated values with the threshold values of the monitored parameters, which is followed by the identification of the state of the monitored elements and / or the building object as a whole based on the choice of the worst state of the relevant monitored parameters, and displaying the monitoring information and evaluation results of individual controlled elements and / or the building object as a whole in a visual form.
EFFECT: technical result consists in increased reliability of detecting structures that are in an emergency or pre-emergency condition, increased accuracy of determining the state of controlled structures and the object as a whole by eliminating the systematic error of measuring instruments and the possibility of interrelated analysis of measurements from various instruments, increased performance due to the reduction of the array of processed information.
1 cl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.The invention relates to the field of automated systems for monitoring the technical condition of buildings and structures and can be used in the design and operation of buildings and structures.

Уровень техникиState of the art

Из уровня техники известны устройства того же назначения, что и заявленное изобретение.The prior art devices of the same purpose as the claimed invention.

Известна система определения устойчивости зданий и сооружений, используемая для определения устойчивости объектов (зданий и сооружений), при этом система для определения устойчивости зданий и сооружений содержит блок ударного устройства, блок формирования электрического синхроимпульса, блок преобразования колебаний в электрический сигнал, блок аналого-цифрового преобразования электрического сигнала, блок цифрового запоминающего устройства и блок управления цифровым запоминающим устройством, блок ввода экспериментальных и/или расчетных значений поверхностной прочности, и/или объемной прочности, и/или параметров армирования элементов конструкции объекта, и/или осадков, и/или сдвигов, и/или кренов объекта, и/или глубины залегания фундамента, и/или его поверхностной прочности, и/или его объемной прочности, и/или периода собственных колебаний грунта под объектом, и/или вокруг него, измеренного, по меньшей мере, по первому тону колебаний и/или уровня грунтовых вод, блок сравнения экспериментальных данных с нормированными данными, рассчитанными для данных конструкций и материалов испытуемого объекта и состава грунта под ним и/или вокруг него и блок воспроизведения полученных данных, связанные по шинам управления и данных между собой и с остальными функциональными блоками системы (патент РФ на изобретение №2245531, МПК G01M 7/00, публ. от 27.01.2005 г.).A known system for determining the stability of buildings and structures used to determine the stability of objects (buildings and structures), while the system for determining the stability of buildings and structures contains a shock device block, a block for generating an electric clock, a block for converting oscillations into an electric signal, an analog-to-digital conversion block an electric signal, a digital storage unit and a digital storage control unit, an experimental and / or input input unit even values of surface strength and / or bulk strength, and / or reinforcement parameters of structural elements of the object, and / or precipitation, and / or shear, and / or roll of the object, and / or the depth of the foundation, and / or its surface strength, and / or its bulk strength, and / or period of natural vibrations of the soil under the object, and / or around it, measured at least by the first tone of vibrations and / or the level of groundwater, a unit for comparing experimental data with normalized data calculated for data structures and m the material of the test object and the composition of the soil beneath and / or around it and the unit for reproducing the obtained data connected to the control and data buses with each other and with the other functional units of the system (RF patent for the invention No. 2245531, IPC G01M 7/00, publ. dated January 27, 2005).

Известна также система мониторинга технического состояния зданий и сооружений, содержащая блок ударного устройства, блок вибродатчиков, блок обработки и выходной информации, блок измерения ускорений колебаний объекта и/или блок измерения скоростей колебаний объекта и/или блок измерения амплитуд колебаний объекта и/или блок измерения наклонов и/или блок измерения прогибов и/или блок измерения напряжений и/или блок измерения нагрузок и/или блок измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или блок контроля трещин, стыков и швов и/или блок измерения геодезических параметров, блок градации выходной информации, причем выход блока вибродатчиков и/или выход блока измерения ускорений колебаний объекта и/или выход блок измерения скоростей колебаний объекта и/или выход блока измерения амплитуд колебаний объекта и/или выход блока измерения наклонов и/или выход блока измерения прогибов и/или выход блока измерения напряжений и/или выход блока измерения нагрузок и/или выход блока измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или выход блока контроля трещин, стыков и швов и/или выход блока измерения геодезических параметров соединены с входом блока обработки и выходной информации, выход которого соединен с входом блока градации выходной информации (патент РФ на полезную модель №66525, МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2007).Also known is a system for monitoring the technical condition of buildings and structures, comprising a shock device unit, a vibration sensor unit, a processing and output information unit, an object vibration acceleration measurement unit and / or an object vibration velocity measurement unit and / or an object vibration amplitude measurement unit and / or a measurement unit slopes and / or a unit for measuring deflections and / or a unit for measuring stresses and / or a unit for measuring loads and / or a unit for measuring absolute and uneven settlement and / or a unit for monitoring cracks, joints and seams and / or bl ok measuring the geodetic parameters, the gradation block of the output information, the output of the vibration sensor block and / or the output of the object vibration acceleration measuring unit and / or the output of the object vibration velocity measuring unit and / or the output of the object vibration amplitude measuring unit and / or the output of the slope measuring unit and / or the output of the unit for measuring deflections and / or the output of the unit for measuring stresses and / or the output of the unit for measuring loads and / or the output of the unit for measuring absolute and uneven settlement and / or the output of the unit for monitoring cracks, joints and seams and / or stroke parameters geodetic measuring unit connected to the input of the processing and output information, the output of which is connected to the input of the output gradation information (RF patent for utility model №66525, IPC G01M 7/00, publ. 09/10/2007).

Известны способ и предназначенная для его осуществления система мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений (Патент РФ на изобретение №2381470, МПК G01M 7/00, публ. 10.02.2009). Способ по патенту №2381470 включает возбуждение колебаний объекта на собственных частотах, регистрацию вибраций, и/или ускорений колебаний, и/или скоростей колебаний, и/или амплитуд колебаний, и/или наклонов, и/или прогибов, и/или напряжений, и/или нагрузок, и/или измерения абсолютной и неравномерной осадки, и/или геодезических параметров, и/или контроль трещин, стыков, швов, фильтрацию параметров технического состояния зданий и сооружений, разделенных на две группы: группу параметров технического состояния нижней части объекта и группу параметров технического состояния верхней части объекта, определяют с использованием параметров технического состояния нижней части объекта путем математического (компьютерного) моделирования объекта расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, сравнивают расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта с аналогичными параметрами строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений от датчиков для мониторинга технического состояния верхней части объекта, корректируют параметры математической модели объекта при условии, что расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, определенные по результатам математического моделирования, отличаются от аналогичных параметров строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений на величину больше заданного порога, определяют по измеренным параметрам технического состояния нижней части объекта тренды параметров технического состояния нижней части объекта, экстраполируют трендовые значения параметров технического состояния нижней части объекта на заданный временной интервал, определяют на основе данных экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта прогнозные расчетные параметры технического состояния строительных конструкций верхней части объекта, фиксируют для потребителя прогнозную оценку будущего технического состояния объекта на основе сравнительного анализа прогнозных расчетных параметров технического состояния строительных конструкций верхней части объекта с предельно допустимыми значениями.The known method and the system for monitoring and predicting the technical condition of buildings and structures intended for its implementation (RF Patent for the invention No. 2381470, IPC G01M 7/00, publ. 10.02.2009). The method according to patent No. 2381470 includes the excitation of object vibrations at natural frequencies, registration of vibrations, and / or accelerations of vibrations, and / or vibration frequencies, and / or vibration amplitudes, and / or inclinations, and / or deflections, and / or stresses, and / or loads, and / or measurements of absolute and uneven settlement, and / or geodetic parameters, and / or control of cracks, joints, seams, filtering of the technical condition of buildings and structures, divided into two groups: a group of parameters of the technical condition of the lower part of the object and group couples technical parameters of the upper part of the object, determined using the parameters of the technical condition of the lower part of the object by mathematical (computer) modeling of the object, the calculated parameters of the building structures of the upper part of the object, compare the calculated parameters of the building structures of the upper part of the object with the same parameters of the building structures of the upper part of the object, determined by the results of field measurements from sensors to monitor the technical condition of the upper part of project, adjust the parameters of the mathematical model of the object, provided that the calculated parameters of building structures of the upper part of the object, determined by the results of mathematical modeling, differ from similar parameters of building structures of the upper part of the object, determined by the results of field measurements by an amount greater than a given threshold, determined by the measured parameters technical condition of the lower part of the object trends in the parameters of the technical state of the lower part of the object, extrapolate t The end values of the parameters of the technical condition of the lower part of the object for a given time interval are determined on the basis of the extrapolation of the parameters of the technical condition of the lower part of the object; the estimated design parameters of the technical condition of the building structures of the upper part of the object; parameters of the technical condition of building structures of the upper part of the object with Only valid values.

Устройство для осуществления изложенного выше способаDevice for implementing the above method

Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений содержит устройство ударного воздействия, блок обработки и выходной информации, блок градации выходной информации, и/или датчики измерения вибраций объекта, и/или датчики измерения ускорений колебаний объекта, и/или датчики измерения скоростей колебаний объекта, и/или датчики измерения амплитуд колебаний объекта, и/или датчики измерения наклонов, и/или датчики измерения прогибов, и/или датчики измерения напряжений, и/или датчики измерения нагрузок, и/или датчики измерения абсолютной и неравномерной осадки, и/или датчики контроля трещин, стыков и швов, и/или датчики измерения геодезических параметров, датчики давления (в том числе для контроля давления объекта на грунт и/или давления грунта на объект), и/или датчики измерения деформаций, и/или датчики измерения температуры, и/или датчики измерения влажности (при этом все перечисленные выше датчики объединены в одном блоке блок датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга), блок расчета параметров технического состояния объекта, блок фильтрации параметров технического состояния объекта, блок определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, блок сравнения, пороговое устройство, блок математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, блок корректировки параметров математической модели объекта, электронный ключ, блок отображения прогнозной и мониторинговой информации, причем выход блока датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга соединен с входом блока расчета параметров технического состояния объекта, первый выход которого соединен с входом блока фильтрации параметров технического состояния объекта, а второй выход соединен с входом блока обработки и выходной информации, выход которого соединен с входом блока градации выходной информации, первый выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с первым входом блока математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, второй выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом порогового устройства, первый выход которого соединен с входом блока корректировки параметров математической модели объекта и первым управляющим входом электронного ключа, а второй выход соединен со вторым управляющим входом электронного ключа, выход блока корректировки параметров математической модели объекта соединен со вторым входом блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, первый выход которого соединен с входом блока сравнения, а второй выход соединен с первым входом блока отображения прогнозной и мониторинговой информации, третий вход блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта соединен с выходом блока определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, вход которого соединен с выходом электронного ключа.The system for monitoring the technical condition of buildings and structures includes a shock device, a processing unit and output information, a gradation block for output information, and / or object vibration measurement sensors, and / or object vibration acceleration sensors, and / or object vibration velocity sensors, and / or sensors for measuring the amplitudes of oscillations of the object, and / or sensors for measuring slopes, and / or sensors for measuring deflections, and / or sensors for measuring stresses, and / or sensors for measuring loads, and / or sensors for measuring a absolute and uneven settlement, and / or sensors for monitoring cracks, joints and seams, and / or sensors for measuring geodetic parameters, pressure sensors (including for monitoring the pressure of the object on the ground and / or the pressure of the soil on the object), and / or measurement sensors deformations, and / or temperature measurement sensors, and / or humidity measurement sensors (in this case, all of the above sensors are combined in one block, a block of sensors and equipment of an automated monitoring system), a block for calculating the parameters of the technical condition of the object, a filter block parameters of the technical state of the object, a unit for determining trends and extrapolation of the parameters of the technical state of the lower part of the object, a comparison unit, a threshold device, a block of mathematical modeling and calculation of parameters of the technical condition of the upper part of the object, a block for adjusting the parameters of the mathematical model of the object, an electronic key, a display unit for forecasting and monitoring information, and the output of the sensor unit and the equipment of the automated monitoring system is connected to the input of the calculation unit parameters of the technical state of the object, the first output of which is connected to the input of the filtering unit of the parameters of the technical state of the object, and the second output is connected to the input of the processing unit and output information, the output of which is connected to the input of the gradation block of output information, the first output of the filtering block of the parameters of the technical state of the object is connected to the first input of the block of mathematical modeling and calculation of the parameters of the technical condition of the upper part of the object, the second output of the block of filtering the parameters of technical the state of the object is connected to the input of the comparison unit, the output of the comparison unit is connected to the input of the threshold device, the first output of which is connected to the input of the parameter adjustment block of the mathematical model of the object and the first control input of the electronic key, and the second output is connected to the second control input of the electronic key, the output of the block adjusting the parameters of the mathematical model of the object is connected to the second input of the block of mathematical modeling of the object and calculating the parameters of the technical condition of the upper hour the object, the first output of which is connected to the input of the comparison unit, and the second output is connected to the first input of the predictive and monitoring information display unit, the third input of the object mathematical modeling unit and the calculation of the technical parameters of the upper part of the object is connected to the output of the trend determination and extrapolation unit of the technical state of the lower part of the object, the input of which is connected to the output of the electronic key.

Известен также способ мониторинга технического состояния строительных объектов (Патент РФ на изобретение №2460980 МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012), который включает определение контролируемых элементов строительного объекта на основании анализа угроз, и/или конструктивных особенностей, и/или местоположения, и/или внешних воздействий, и/или анализа напряженно-деформированного состояния строительного объекта, формирование симметричных пар контролируемых элементов строительного объекта и/или их частей, определение контролируемых параметров, отображающих состояния сформированного множества контролируемых элементов и/или их частей, определение набора измеряемых параметров, на основании которых возможно определение контролируемых параметров, определение допустимых значений или интервалов допустимых значений контролируемых параметров, в соответствии с которыми определяют техническое состояние объекта, измерение для симметричных контролируемых элементов строительного объекта и/или их частей параметров, на основании которых определяют абсолютные и относительные значения контролируемых параметров, сравнение абсолютных значений контролируемых параметров с их допустимыми значениями или интервалами допустимых значений, а относительных контролируемых параметров с допустимой погрешностью измерений, суждение по результатам сравнения, полученным на начальном интервале времени, об адекватности математической модели объекта, при вынесении суждения по результатам сравнения о неадекватности коррекция математической модели объекта, формирование выводов о текущем техническом состоянии объекта на основе сравнения абсолютных и/или относительных значений контролируемых параметров с их допустимыми значениями или интервалами допустимых значений, заданными в виде конкретных величин или интервалов. Изложенный способ увеличивает быстродействие способа и системы мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений, охраняемых патентом №2381470.There is also a method of monitoring the technical condition of construction objects (RF Patent for the invention No. 2460980 IPC G01M 7/00, publ. 09/10/2012), which includes the determination of the controlled elements of a construction object based on an analysis of threats and / or design features and / or location , and / or external influences, and / or analysis of the stress-strain state of the building object, the formation of symmetrical pairs of controlled elements of the building object and / or their parts, the definition of controlled parameters, the state of the formed set of controlled elements and / or their parts, determining a set of measured parameters, on the basis of which it is possible to determine controlled parameters, determining acceptable values or intervals of acceptable values of controlled parameters, according to which the technical condition of the object is determined, measurement for symmetrical controlled elements of the building of the object and / or their parts of the parameters, on the basis of which the absolute and relative values of parameters being monitored, comparing the absolute values of the monitored parameters with their permissible values or ranges of permissible values, and the relative monitored parameters with the permissible measurement error, judging by the comparison results obtained at the initial time interval, the adequacy of the mathematical model of the object, when judging by the results of the comparison of inadequacy correction of the mathematical model of the object, the formation of conclusions about the current technical condition of the object on the basis of Ia absolute and / or relative values of monitored parameters with their permissible values or ranges of permissible values specified in the form of specific values or ranges. The described method increases the speed of the method and system for monitoring and forecasting the technical condition of buildings and structures protected by patent No. 2381470.

Общим недостатком перечисленных технических решений является недостаточная точность диагностирования текущего технического состояния строительного объекта.A common drawback of the listed technical solutions is the insufficient accuracy of diagnosing the current technical condition of the construction site.

В указанных технических решениях определяют техническое состояние здания и сооружения лишь на момент снятия датчиками различных характеристик (периоды собственных колебаний, наклоны и др.) или осуществляют прогнозную оценку будущего технического состояния здания и сооружения на длительный временной интервал. Опыт использования автоматизированных систем мониторинга показал, что результаты измерений представляют собой большой массив данных и для его корректной обработки и получения достоверных результатов по оценке технического состояния объекта необходимо выполнять аналитическую обработку измеренных данных.These technical solutions determine the technical condition of the building and structure only at the time the sensors take various characteristics (periods of natural vibrations, inclines, etc.) or carry out a predictive assessment of the future technical condition of the building and structure for a long time interval. The experience of using automated monitoring systems has shown that the measurement results are a large array of data and for its correct processing and obtaining reliable results for assessing the technical condition of the object, it is necessary to perform analytical processing of the measured data.

Помимо вышеуказанных недостатков известных из уровня техники аналогов [1]-[23] в показаниях датчиков также не выделяются и не оцениваются составляющие, характеризующие состояние контролируемых элементов (конструкций). Так, показания датчика измерения угла наклонов свидетельствуют об изменении угла в конкретной точке, которое может быть вызвано изменением состояния нескольких конструктивных элементов. Например, датчик, показания которого используются для мониторинга состояния фундаментной плиты, может быть установлен (из соображений удобства монтажа) на колонне, установленной на этой плите. Если показания датчика свидетельствуют об аварийной ситуации, то необходимо, сверяясь с показаниями других датчиков, по показаниям которых определяют состояние фундаментной плиты и тех элементов конструкций, на которых установлен каждый из датчиков, определять причину изменения показаний датчиков (например, угол изменился из-за того что изменила свое положение в пространстве фундаментная плита или колонна на фундаментной плите на которой установлен датчик). При взаимосвязанном анализе показаний различных датчиков, установленных на различных контролируемых элементах, можно производить идентификацию причин изменения результатов мониторинга и повышать точность работы системы мониторинга.In addition to the aforementioned disadvantages of the analogues known from the prior art [1] - [23], the components characterizing the state of the controlled elements (structures) are not allocated or evaluated in the sensor readings either. So, the readings of the sensor measuring the angle of inclination indicate a change in the angle at a particular point, which can be caused by a change in the state of several structural elements. For example, a sensor whose readings are used to monitor the condition of a foundation slab can be installed (for reasons of ease of installation) on a column mounted on this slab. If the sensor readings indicate an emergency, then it is necessary, referring to the readings of other sensors, the readings of which determine the state of the foundation slab and those structural elements on which each of the sensors is installed, determine the reason for the change in the readings of the sensors (for example, the angle has changed due to that the foundation plate or column on the foundation plate on which the sensor is mounted) has changed its position in space). With an interconnected analysis of the readings of various sensors installed on various controlled elements, it is possible to identify the causes of changes in the monitoring results and increase the accuracy of the monitoring system.

Другим недостатком известных аналогов является то, что оценка технического состояния объекта по результатам мгновенных измерений может содержать большой процент ложных оценок. Например, мгновенное измерение и оценка по результатам измерений датчиков наклона может привести к ложной оценке состояния конструкций, если рядом с датчиком проехала машина (например, на парковке в подземной части здания) или топнул человек вблизи измерительного пункта или рядом с измерительным пунктом функционирует оборудование, создающее вибрации. При кратковременных воздействиях на объект вблизи измерительных устройств возможен выход контролируемых параметров за пределы контролируемых значений, что в действительности не свидетельствует об ухудшении технического состояния строительных конструкций.Another disadvantage of the known analogues is that the assessment of the technical condition of the object based on the results of instantaneous measurements can contain a large percentage of false estimates. For example, instantaneous measurement and evaluation by the results of measurements of tilt sensors can lead to a false assessment of the state of structures if a machine drives near the sensor (for example, in a parking lot in the underground part of the building) or a person stomps near the measuring station or equipment that creates equipment near the measuring station vibrations. With short-term impacts on the object near the measuring devices, the controlled parameters can go beyond the controlled values, which in reality does not indicate a deterioration in the technical condition of building structures.

Кроме перечисленных недостатков указанные способы и системы мониторинга предполагают обработку значительных массивов информации из-за того, что не предполагается производить отбор контролируемых элементов в зависимости от степени их влияния на состояние объекта, их значимости в возникновении аварийных ситуаций для объекта в целом или его частей, в значительной степени влияющих на состояние объекта, мониторинг которого проводится.In addition to these shortcomings, these monitoring methods and systems involve processing significant amounts of information due to the fact that it is not intended to select controlled elements depending on the degree of their influence on the state of the object, their significance in emergency situations for the whole or its parts, in significantly affecting the condition of the facility being monitored.

В известных [1]-[23] решениях не ставится вопрос об учете систематических погрешностей измерительных приборов, что также негативно сказывается на оценке текущего или прогнозируемого состояния объекта мониторинга.The well-known [1] - [23] solutions do not raise the question of taking into account the systematic errors of measuring instruments, which also negatively affects the assessment of the current or forecasted state of the monitoring object.

Наиболее близким техническим решением, поддерживающим разработку способа проектирования МИС на основе концепции мягких вычислений, является интеллектуальная Грид-система [24], обеспечивающая системную интеграцию вычислительных и информационных компонент, формализованная логика управления которыми связана с решением ресурсоемких задач при изучении сложных явлений и закономерностей динамических систем с использованием блока интеллектуальной поддержки функционирования Грид-системы, взаимосвязанного посредством блока программного управления с блоками человеко-компьютерного взаимодействия и блоком прикладных Грид-сервисов, причем блок интеллектуальной поддержки содержит экспертную систему, обеспечивающую функционирование Грид-системы в заданной вычислительной среде и принятие решений по управлению вычислительными процессами, блок адаптации, реализующий процедуры адаптивного обучения за счет возможности управления вычислительным процессом с динамически меняющейся информацией, выбор предпочтительной вычислительной технологии обработки данных, настройку логических моделей на восприятие новой информации и извлечение «скрытых» знаний, генератор композитного приложения, реализующий функции выработки альтернативных решений, блок человеко-компьютерного взаимодействия, содержащий интеллектуальный интерфейс, поддерживающий взаимодействие пользователей с вычислительной средой в условиях неоднородности вычислительных ресурсов, неопределенности характеристик задачи и неполноты исходной информации.The closest technical solution supporting the development of a design method for MIS based on the concept of soft computing is the intelligent Grid system [24], which provides system integration of computing and information components, the formalized control logic of which is associated with solving resource-intensive problems in the study of complex phenomena and laws of dynamic systems using the block of intellectual support for the functioning of the Grid system, interconnected by a block of software controls with human-computer interaction blocks and a block of applied grid services, the intellectual support block containing an expert system that ensures the functioning of the grid system in a given computing environment and decision-making on managing computing processes, an adaptation block that implements adaptive learning procedures due to the possibility of control a computational process with dynamically changing information, the choice of the preferred computational data processing technology, tuning logical models for perceiving new information and extracting “hidden” knowledge, a composite application generator that implements the functions of developing alternative solutions, a human-computer interaction unit containing an intelligent interface that supports user interaction with the computing environment under conditions of heterogeneity of computing resources, uncertainty in the characteristics of the task and incompleteness source information.

Основным недостатком технологии обработки информации в Грид-системе применительно к объекту мониторинга является неучет фактора неопределенности, определяющего процесс проектирования систем мониторинга на основе концепции мягких вычислений [25]-[26] с использованием интеллектуальных технологий и высокопроизводительных средств обработки информации.The main disadvantage of information processing technology in the Grid system as applied to the monitoring object is the neglect of the uncertainty factor that determines the design process of monitoring systems based on the concept of soft computing [25] - [26] using intelligent technologies and high-performance information processing tools.

Свойства объекта мониторинга характеризуются значительной априорной неопределенностью, также как и факторы среды его функционирования, при этом большую часть самих свойств и определяющих их факторов невозможно непосредственно наблюдать, а экспериментальная информация о них отличается неполнотой и неточностью. Из множества существующих методов мягких вычислений, как показали результаты проведенных полунатурных экспериментов с использованием математической модели объекта мониторинга и ряда датчиков параметров, характеризующих состояние объекта мониторинга, наилучшие результаты показали байесовские интеллектуальные измерения, основанные на байесовском регулиризирующем подходе.The properties of the monitoring object are characterized by significant a priori uncertainty, as well as environmental factors of its functioning, while most of the properties themselves and the factors that determine them cannot be directly observed, and the experimental information about them is incomplete and inaccurate. Of the many existing methods of soft computing, as shown by the results of semi-natural experiments using a mathematical model of the monitoring object and a number of parameter sensors characterizing the state of the monitoring object, the Bayesian intelligent measurements based on the Bayesian regulatory approach showed the best results.

Применение в такой информационной ситуации традиционной методологии измерений,Application of a traditional measurement methodology in such an information situation,

Техническим результатом, на достижение которого направлен способ заявленного изобретения, являются повышение достоверности определения конструкций, находящихся в аварийном или предаварийном состоянии, повышение точности определения состояния контролируемых конструкций и объекта в целом за счет исключения систематической ошибки измерительных приборов и возможности взаимоувазанного анализа измерений с различных приборов, повышение быстродействия за счет уменьшения массива обрабатываемой информации.The technical result, to which the method of the claimed invention is directed, is to increase the reliability of determining structures that are in emergency or pre-emergency state, increase the accuracy of determining the state of controlled structures and the object as a whole by eliminating the systematic error of measuring devices and the possibility of an interrelated analysis of measurements from various devices, increased performance by reducing the array of processed information.

Сущность заявленного изобретения.The essence of the claimed invention.

Заявленный способ мониторинга технического состояния строительных объектов позволяет устранить перечисленные недостатки путем аналитической обработки результатов измерений с использованием методов мягких вычислений.The claimed method for monitoring the technical condition of construction objects allows us to eliminate the above disadvantages by analytically processing the measurement results using soft calculation methods.

Свойства объекта мониторинга характеризуются значительной априорной неопределенностью, также как и факторы среды его функционирования; при этом большую часть самих свойств и определяющих их факторов невозможно непосредственно наблюдать, а экспериментальная информация о них отличается неполнотой и неточностью. Применение в такой информационной ситуации традиционной методологии измерений, на основе которой результат измерений может быть представлен только в виде числового значения и получен только на основании экспериментальной числовой информации с соблюдением принципов единства измерений, дает результаты низкого качества с неконтролируемым уровнем остаточной неопределенности.The properties of the monitoring object are characterized by significant a priori uncertainty, as well as environmental factors of its functioning; however, most of the properties themselves and the factors determining them cannot be directly observed, and the experimental information about them is incomplete and inaccurate. The application of the traditional measurement methodology in such an information situation, on the basis of which the measurement result can only be presented in the form of a numerical value and obtained only on the basis of experimental numerical information in compliance with the principles of measurement uniformity, gives poor quality results with an uncontrolled level of residual uncertainty.

Для обеспечения возможности аналитической обработки результатов измерений необходима формализация предметной области.To enable analytical processing of measurement results, a formalization of the subject area is necessary.

Объект мониторинга в этом случае представляется в виде множества отдельных строительных элементов (несущих конструкций), образующих множество K.The monitoring object in this case is represented as a set of separate building elements (load-bearing structures) forming a set K.

Ввиду того, что как правило, любая несущая конструкция Ai, является ответственной, в любой конструкции может быть допущен или заводской брак при ее изготовлении или дефекты при выполнении строительных работ, а осуществлять контроль абсолютно всех конструкций объекта экономически нецелесообразно, то определение оптимального состава конструктивных элементов и параметров контроля является основной задачей при проектировании системы мониторинга, которая решается индивидуально для каждого объекта на основании учета таких различных факторов как местонахождение объекта, его ответственность, надежность проектных решений, финансовые ограничения.Due to the fact that, as a rule, any load-bearing structure A i is responsible, either a manufacturing defect during its manufacture or defects during construction work can be allowed in any design, and it is not economically feasible to control absolutely all structures of the object, then the determination of the optimal composition of structural elements and control parameters is the main task in designing a monitoring system, which is solved individually for each object based on the consideration of such various fact Orov as the location of the object, its responsibility, reliability of design decisions, financial constraints.

При этом такие факторы как местонахождение (климатические и инженерно-геологические условия нахождения объекта) и надежность проектных решений (использование сложных нетиповых конструктивных узлов, большепролетных пролетов и консолей, неаппробированных проектных решений и материалов и т.д.) определяют потенциальные угрозы, реализация которых может повлечь ухудшение состояния конструктивных элементов или их разрушение.At the same time, factors such as location (climatic and engineering-geological conditions for finding the object) and the reliability of design decisions (the use of complex atypical design units, long-spans and consoles, unapproved design decisions and materials, etc.) determine potential threats, the implementation of which can entail the deterioration of the state of structural elements or their destruction.

Из множества строительных конструкций выделяется подмножество, элементы которого подлежат контролю системой мониторинга (множество контролируемых элементов). Для каждого из таких элементов определяют один или несколько параметров, изменения значений которых позволят судить об изменении деформационного состояния строительного элемента. Данный массив параметров образует множество, каждый из элементов которого может быть получен на основе измерений, проведенных датчиками различной физической природы. Полученный массив параметров обрабатывается с использованием следующего метода.Of the many building structures, a subset stands out, the elements of which are subject to control by a monitoring system (many controlled elements). For each of these elements, one or several parameters are determined, the changes in the values of which will make it possible to judge the change in the deformation state of the building element. This array of parameters forms a set, each of whose elements can be obtained on the basis of measurements taken by sensors of various physical nature. The resulting array of parameters is processed using the following method.

Непрерывное развитие методической информационно-технологической и технической баз измерительных систем привели к столь значительному расширению сферы их применения, что на основе этих средств стали успешно решаться задачи оценивания и контроля свойств сложных объектов (СО), а также управления ими. К числу СО могут быть отнесены техногенные объекты (технологические процессы, производственные системы и комплексы, сети передачи информации, энергии, материальных ресурсов), а также все природные явления, процессы, экосистемы. Информационные процессы в таких системах реализуются на основе измерительного подхода, предполагающего соблюдение принципа единства измерений на каждом этапе измерений и непрерывное метрологическое сопровождение промежуточных и окончательных результатов. Измерительный подход используется для параметрической и структурной идентификации, управления производственными процессами, классификации и обработки изображений, оценки качества продукции, а также в задачах мониторинга экосистем, их компонентов (включая и социально-экономические составляющие) и рационального природопользования.The continuous development of the methodological information-technological and technical bases of measuring systems has led to such a significant expansion of the scope of their application that, based on these tools, the tasks of assessing and controlling the properties of complex objects (SO), as well as managing them, have been successfully solved. Technological objects (technological processes, production systems and complexes, transmission networks of information, energy, material resources), as well as all natural phenomena, processes, and ecosystems can be classified as SOs. Information processes in such systems are implemented on the basis of a measuring approach, which assumes compliance with the principle of measurement uniformity at each measurement stage and continuous metrological support of intermediate and final results. The measuring approach is used for parametric and structural identification, production process management, image classification and processing, product quality assessment, as well as in monitoring ecosystems, their components (including socio-economic components) and environmental management.

Как правило, на практике такие задачи сопровождаются сложной информационной ситуацией, характеризуемой значительной априорной неопределенностью знаний о свойствах контролируемого объекта и влияющих факторах среды его функционирования, невозможностью непосредственного наблюдения многих из них, неточностью и неполнотой экспериментальной информации о них, что выделяет познавательную функцию методологии их решения как основополагающую.As a rule, in practice, such tasks are accompanied by a complex information situation characterized by significant a priori uncertainty of knowledge about the properties of the controlled object and the influencing factors of its functioning environment, the impossibility of directly observing many of them, and the inaccuracy and incompleteness of experimental information about them, which distinguishes the cognitive function of the methodology for solving them as fundamental.

Применение в подобной информационной ситуации классической методологии измерений, на основе которой результат измерений может быть представлен только в форме числового значения и получен только на основании экспериментальной числовой информации, равно как и применение методов обработки измерительной информации без соблюдения принципов единства измерений делают решение указанных задач не только неэффективными, но часто и вообще практически непригодными из-за их низкого качества и неконтролируемого уровня остаточной неопределенности.The application of the classical measurement methodology in such an information situation, on the basis of which the measurement result can only be presented in the form of a numerical value and obtained only on the basis of experimental numerical information, as well as the application of measurement information processing methods without observing the principles of measurement uniformity do not only solve these problems ineffective, but often and generally practically unsuitable due to their poor quality and uncontrolled level of residual indefinitely ty.

Поэтому совершенно справедливым и актуальным представляется вывод, сделанный в работах, о необходимости совершенствования методической базы измерительных систем в направлении усиления роли познавательной функции измерений, что обусловливает требование получения результатов таких "обобщенных" измерений в форме знаний (аналитических выражений для моделей, а также выводов и рекомендаций с их полным метрологическим обоснованием в виде комплексов показателей качества этих решений) на основании учета всего объема априорной и поступающей в процессе измерительного эксперимента информации, в том числе и нечисловой.Therefore, the conclusion made in the works on the need to improve the methodological base of measuring systems in the direction of enhancing the role of the cognitive measurement function seems quite fair and relevant, which makes it necessary to obtain the results of such "generalized" measurements in the form of knowledge (analytical expressions for models, as well as conclusions and recommendations with their full metrological substantiation in the form of sets of quality indicators of these decisions) based on the entire volume of a priori and incoming in the process of measuring experiment data, including non-numeric.

Выполнение этого требования способствовало привлечению аппаратов теорий оптимальных решений, искусственного интеллекта, нечетких систем в измерительную среду. Стремление к измерению неколичественных свойств объектов привело к созданию общей (репрезентационной) теории измерений. В настоящее время проводятся работы по изучению и использованию семантики различных типов измерительных шкал для повышения эффективности измерительных процессов. С другой стороны теория меры и теория шкалирования широко используются в современной теории нечетких множеств. Понятие "измерение" используется при определении функции принадлежности, степени нечеткости. Также определяются типы измерительных шкал, наиболее эффективных для реализации логического вывода в системах принятия решений. Список подобных примеров взаимопроникновения указанных методологий может быть, безусловно, продолжен.The fulfillment of this requirement contributed to the involvement of apparatuses of theories of optimal solutions, artificial intelligence, fuzzy systems in the measuring medium. The desire to measure the non-quantitative properties of objects has led to the creation of a general (representative) measurement theory. Currently, work is underway to study and use the semantics of various types of measuring scales to increase the efficiency of measuring processes. On the other hand, measure theory and scaling theory are widely used in the modern theory of fuzzy sets. The concept of "measurement" is used in determining the membership function, the degree of fuzziness. The types of measuring scales that are most effective for implementing logical inference in decision systems are also determined. The list of such examples of the interpenetration of these methodologies can, of course, be continued.

В результате такой интеграции в восьмидесятых годах нашего столетия была сформулирована концепция интеллектуальных измерений.As a result of such integration in the eighties of our century, the concept of intelligent measurements was formulated.

Термины вычислительный интеллект и мягкие вычисления введены Л. 3аде в 1994 г. Тогда же им был сформулирован главный принцип мягких вычислений - терпимость к неточности и частичной истинности для достижения интерпретируемости, гибкости и низкой стоимости решения.The terms computational intelligence and soft computing were introduced by L. 3ade in 1994. Then he formulated the main principle of soft computing - tolerance for inaccuracy and partial truth to achieve interpretability, flexibility and low cost of the solution.

"Жесткие" вычисления основаны на точных моделях, которые включают в себя рассуждения, основанные на символической логике и классические методы вычислений и поиска информации. Мягкие вычисления основаны на приближенных моделях, включающих в себя методы приближенных рассуждений и вычислительные методы, основанные на функциональной аппроксимации, случайном поиске и оптимизации.Hard computing is based on accurate models, which include reasoning based on symbolic logic and classical methods of computing and searching for information. Soft calculations are based on approximate models, including approximate reasoning methods and computational methods based on functional approximation, random search and optimization.

Методы приближенных рассуждений, входящие в мягкие вычисления, основаны на двух основных механизмах вывода - на условном выводе и на правиле вывода модус поненс.Approximate reasoning methods that are part of soft computing are based on two main inference mechanisms - conditional inference and inference rule modus ponens.

К первому механизму (условному выводу) относятся:The first mechanism (conditional conclusion) includes:

1. Вероятностные модели - вероятностная логика Нильсона; нечеткая вероятностная логика Нгуена, вероятностные рассуждения Перл на байесовских сетях, субъективные байесовские методы.1. Probabilistic models - Nielson's probabilistic logic; Nguyen's fuzzy probabilistic logic, Pearl's probabilistic reasoning on Bayesian networks, subjective Bayesian methods.

2. Методы, основанные на функциях доверия - теория Демстера-Шейфера, функции доверия Сметца, верхние и нижние вероятности Фагина-Гальперна.2. Methods based on confidence functions — Demster-Scheifer theory, Smetz confidence functions, Fagin-Halpern upper and lower probabilities.

Ко второму механизму (модус поненс) относятся многозначные логики (алгебры), нечеткая логика и теория возможностей.The second mechanism (modus ponens) includes multi-valued logics (algebras), fuzzy logic and theory of possibilities.

Вычислительные методы, основанные на функциональной аппроксимации, случайном поиске и оптимизации, входящие в мягкие вычисления, в основном, делятся на механизмы локального поиска (нейронные сети) и глобального поиска (эволюционные вычисления).Computational methods based on functional approximation, random search and optimization, included in soft computing, are mainly divided into mechanisms of local search (neural networks) and global search (evolutionary computing).

Многие подходы, входящие в направление мягких вычислений, являются универсальными, однако, они хорошо дополняют друг друга и используются в различных комбинациях для создания гибридных интеллектуальных систем. Поэтому при создании систем, работающих с неопределенностью, надо понимать, какая из составляющих частей мягких вычислений или какая их комбинация наилучшим образом подходят для решения задачи.Many approaches that are part of soft computing are universal, however, they complement each other well and are used in various combinations to create hybrid intelligent systems. Therefore, when creating systems that work with uncertainty, it is necessary to understand which of the constituent parts of soft computing or which combination of them are best suited to solve the problem.

Гибридные интеллектуальные системы условно можно разделить на следующие классы:Hybrid intelligent systems can conditionally be divided into the following classes:

1. Гибридные системы с функциональным замещением. В них используется одна модель, один из элементов которой замещается другой моделью, например:1. Hybrid systems with functional substitution. They use one model, one of the elements of which is replaced by another model, for example:

а) перерасчет весов в процедуре обратного распространения с помощью генетического алгоритма. Уменьшается число итераций для получения решений;a) recalculation of weights in the backpropagation procedure using the genetic algorithm. The number of iterations to obtain solutions is reduced;

б) подбор функций принадлежности в нечетком контроллере с помощью генетического алгоритма. Функции получаются гораздо лучше, чем при ручном подборе.b) selection of membership functions in a fuzzy controller using a genetic algorithm. Functions are much better than with manual selection.

2. Гибридные системы с взаимодействием. Используются независимые модули, которые обмениваются информацией и выполняют различные функции с целью получения общего решения. Если задача разбивается на распознавание образов, вывод и оптимизацию, то эти функции берут на себя нейронные сети, экспертные системы и генетические алгоритмы.2. Hybrid systems with interaction. Independent modules are used that exchange information and perform various functions in order to obtain a common solution. If the task is divided into pattern recognition, output and optimization, then these functions are taken over by neural networks, expert systems and genetic algorithms.

3. Полиморфные гибридные системы. Одна модель используется для имитации функционирования других моделей. Так рассуждения с помощи цепочки правил можно моделировать с помощью нейронной сети (также и генетический поиск).3. Polymorphic hybrid systems. One model is used to simulate the functioning of other models. So reasoning using a chain of rules can be modeled using a neural network (also genetic search).

В направлении развития концепции интеллектуальных измерений в начале 90-х годов была разработана методология байесовских интеллектуальных измерений (БИИ), основанная на регуляризирующем байесовском подходе (РБП). РБП представляет собой модификацию байесовского подхода к получению оптимальных решений указанных задач в условиях значительной априорной неопределенности с соблюдением принципов единства измерений в процессе формирования решения.In the direction of the development of the concept of smart measurements in the early 90s, a Bayesian smart metering methodology (BII) was developed based on the regularizing Bayesian approach (RBP). The BPO is a modification of the Bayesian approach to obtaining optimal solutions to these problems under conditions of significant a priori uncertainty, observing the principles of the uniformity of measurements in the process of forming a solution.

Концепция БИИ, основанная на РБП, представляет собой методологию синтеза нового типа шкал для реализации "обобщенных" измерений с целью достижения качественного решения прикладной задачи на основе всестороннего познания свойств СО и среды его функционирования. Такие шкалы реализуются в метрических пространствах динамических компактов их носителей и носят название шкал с динамическими ограничениями (ШДО), что обусловлено их способностью к адаптивному изменению своей структуры в процессе накопления информации о развитии свойств СО или среды его функционирования. Процесс решения прикладной задачи на основе методологии БИИ реализуется как процесс целенаправленного преобразования иерархической структуры ШДО, способной адекватно отражать свойства эволюционирующего СО. Иерархическая ШДО может отражать свойства СО и среды, геометрически представляя собой некий гиперкуб условно связанных одномерных ШДО.The concept of BII, based on the RBP, is a methodology for the synthesis of a new type of scales for the implementation of "generalized" measurements in order to achieve a high-quality solution to the applied problem on the basis of a comprehensive knowledge of the properties of CO and its functioning environment. Such scales are realized in the metric spaces of the dynamic compacts of their carriers and are called scales with dynamic constraints (SDO), which is due to their ability to adaptively change their structure in the process of accumulating information about the development of the properties of CO or its functioning environment. The process of solving the applied problem on the basis of the BII methodology is implemented as a process of purposeful transformation of the hierarchical structure of SDO, capable of adequately reflecting the properties of an evolving SD. The hierarchical SDO can reflect the properties of CO and the environment, geometrically representing a kind of hypercube of conditionally connected one-dimensional SDOs.

Результатами ШДО могут быть:SDO results can be:

- числовое значение параметра;- numerical value of the parameter;

- аналитический вид функциональной зависимости;- analytical form of functional dependence;

- системы аналитических зависимостей, определяющих состояние СО;- systems of analytical dependencies that determine the state of CO;

- лингвистические значения и выражения, определяющие выводы и решения относительно свойств и их состояний для ОМ;- linguistic meanings and expressions defining conclusions and decisions regarding the properties and their states for OM;

- по обеспечению устойчивого функционирования ОМ.- to ensure the sustainable functioning of OM.

ШДО БИИ для определения состояния СО или степени интенсивности проявления его контролируемого свойства может быть представлена в виде трехзвенной структуры ШДО БИИ, представляющем собой экранную форму системы поддержки принятия управленческих решений (СППУЭР), реализующей методологию БИИ. Данная ШДО состоит из априорной, текущей и апостериорной ШДО и используется для свертки информационных потоков, разнообразных по форме представления информации, ее содержанию и степени неопределенности.SDO BII for determining the state of CO or the degree of intensity of manifestation of its controlled property can be represented in the form of a three-link structure of SDO BII, which is a screen form of a management decision support system (SPPUER) that implements the methodology of BII. This SDO consists of a priori, current, and posterior SDOs and is used to convolve information flows that are diverse in the form of presentation of information, its content and degree of uncertainty.

ШДО БИИ имеет в своей структуре сопряженную лингвистическую шкалу, пространство трехзвенного носителя которой представляет собой иерархическое развитие известной структуры пространства нечеткого терммножества лингвистической переменной, для которой базовым множеством X является носитель текущей шкалы БИИ контролируемого свойства СО. При этом впервые возникает возможность учета лингвистической информации на основе формализмов РБП в процессе получения результата измерений, что позволяет использовать дополнительную лингвистическую информацию для снижения степени неопределенности и повышения качества результата измерения. Кроме того, подобная трехзвенная структура лингвистической ШДО позволяет интегрировать на основе методологии БИИ априорную и текущую лингвистическую информацию, получая апостериорное лингвистическое решение с метрологическим обоснованием его качества, а также идентифицировать, или адаптировать форму функций принадлежности, объективизируя ее путем привлечения дополнительной информации (и числовой) в процессе измерений или обработки.SDO BII has in its structure a conjugated linguistic scale, the three-link carrier space of which is a hierarchical development of the known structure of the space of a fuzzy thermal set of a linguistic variable, for which the base set X is the carrier of the current BII scale of a controlled property of CO. At the same time, for the first time, it becomes possible to take into account linguistic information based on the formalistic principles of BPM in the process of obtaining a measurement result, which allows using additional linguistic information to reduce the degree of uncertainty and improve the quality of the measurement result. In addition, such a three-link structure of linguistic SDO allows you to integrate a priori and current linguistic information on the basis of the BII methodology, obtaining an a posteriori linguistic solution with a metrological justification of its quality, as well as identifying or adapting the form of membership functions, objectifying it by attracting additional information (and numerical) during measurement or processing.

Нечеткая динамическая модель этого же параметра получена на динамической ШДО БИИ. С ее помощью получен ряд аналитических зависимостей для возможных альтернативных моделей динамики численности, каждая из которых сопровождается собственным комплексом метрологических показателей, в число которых входят точность модели, ее надежность и достоверность (апостериорная байесовская вероятность). Контролируются также риск решения и количество получаемой в процессе измерений. Комплекс метрологических характеристик, кроме нормированных показателей качества измерений (таких как точность результата), включает в себя наиболее важные характеристики качества решений, рекомендованные в ряде работ известных отечественных и зарубежных ученых.A fuzzy dynamic model of the same parameter is obtained on a dynamic SDI BII. With its help, a number of analytical dependencies were obtained for possible alternative models of population dynamics, each of which is accompanied by its own set of metrological indicators, which include the accuracy of the model, its reliability and reliability (a posteriori Bayesian probability). The risk of the decision and the amount obtained during the measurement are also monitored. The complex of metrological characteristics, in addition to standardized indicators of the quality of measurements (such as accuracy of the result), includes the most important characteristics of the quality of solutions recommended in a number of works by well-known domestic and foreign scientists.

Таким образом, основными принципами БИИ являются:Thus, the basic principles of BII are:

- интеграция разнообразной по форме представления информации с целью повышения или достижения требуемого качества результата;- Integration of information of a variety of presentation forms in order to improve or achieve the required quality of the result;

- метрологическое обоснование полученных решений в виде количественных показателей меры апостериорной (остаточной) неопределенности, например, показателей точности, надежности, достоверности;- metrological substantiation of the obtained solutions in the form of quantitative indicators of the measure of posterior (residual) uncertainty, for example, indicators of accuracy, reliability, reliability;

- реализация принципа саморазвития моделей объектов измерения и среды их функционирования на основе адаптации структур ШДО к свойствам СО, познаваемым в процессе БИИ.- implementation of the principle of self-development of models of measurement objects and the environment of their functioning on the basis of adaptation of SDO structures to the properties of CO, known in the process of BII.

Формальная запись уравнения БИИ в оптимизационной форме имеет следующий вид:The formal record of the BII equation in the optimization form has the following form:

{hk,t⎟MXk,t}={argminC(B)j,t(xi,t⎟{yi,t})]}{h k, t ⎟MX k, t } = {argminC (B)j, t (x i, t ⎟ {y i, t })]}

hk∈HK,T; k=1, К,h k ∈H K, T ; k = 1, K,

xi,t∈XI,T; t=1, Tx i, t ∈X I, T ; t = 1, T

φ∈ФJ,T φ∈F J, T

где {hk} - список результатов БИИ, достоверность каждого из которых определяется как апостериорная байесовская вероятность; НК, Т - множество результатов БИИ, с переменными границами и объемом, которое в работе назовем динамическое множество. С(В) - байесовское решающее правило (БРИ) принятия решения по алгоритму из динамического множества алгоритмов ФJ,T при наборе экспериментальных данных и условиях измерений yi,t∈Yi,T гдеwhere {h k } is the list of BII results, the reliability of each of which is defined as the posterior Bayesian probability; NK, T is the set of BII results, with variable boundaries and volume, which in the work will be called a dynamic set. C (B) is the Bayesian decision rule (BRI) for deciding on an algorithm from a dynamic set of algorithms Ф J, T under a set of experimental data and measurement conditions y i, t ∈ Y i, T where

Yi,T={Ai,t}*{Mi,t}*{Oi,t}Y i, T = {Ai, t} * {Mi, t} * {Oi, t}

Ai,t, Mi,t, Oi,t - динамические множества потоков априорной информации, метрологических требований и ограничений соответственно * - знак свертки.Ai, t, Mi, t, Oi, t are dynamic sets of flows of a priori information, metrological requirements and restrictions, respectively * * is a convolution sign.

Выбор идеологии байесовского подхода в качестве концептуальной основы БИИ определяется необходимостью привлечения дополнительных знаний о неконтролируемых свойствах СО для обеспечения требуемого качества решений при неточной, неполной и нечеткой априорной информации, что характерно для задач, ориентированных на СО.The choice of the Bayesian approach ideology as the conceptual basis of the BII is determined by the need to attract additional knowledge about the uncontrolled properties of CO to ensure the required quality of solutions with inaccurate, incomplete, and fuzzy a priori information, which is typical for CO-oriented tasks.

Результаты таких измерений должны сопровождаться на каждом этапе их определения комплексами метрологических характеристик, имеющем следующую структуру:The results of such measurements should be accompanied at each stage of their determination by complexes of metrological characteristics, having the following structure:

MXk,tk,t; Vk,t; {Pk,t}}MX k, tk, t ; V k, t ; {P k, t }}

где ζk,t - точность полученного решения на ШДО, Vk,t - надежность полученного решения на ШДО, определяемая уровнем ошибок 1-го и 2-го рода {Pk,t} - список показателей неопределенности, к числу которых относятся байесовская мера достоверности, мера возможности, мера доверия и т.д.where ζ k, t is the accuracy of the obtained solution on the SDE, V k, t is the reliability of the obtained solution on the SDE, determined by the level of errors of the 1st and 2nd kind {P k, t } is a list of the uncertainty indicators, which include measure of reliability, measure of opportunity, measure of trust, etc.

Комплексы метрологических характеристик вычисляются на основании текущих показателей качества решения и априорных характеристик качества решении.Complexes of metrological characteristics are calculated on the basis of current indicators of the quality of the solution and a priori characteristics of the quality of the solution.

MXk,j=MX(T) k,j*MXk,t-1⎟yi,t MX k, j = MX (T) k, j * MX k, t-1 ⎟y i, t

где MX(T) k,j - комплекс метрологических характеристик решения, полученного на текущей шкале ШДО; МХk,t-1 - комплекс метрологических характеристик априорного решения.where MX (T) k, j is the complex of metrological characteristics of the solution obtained on the current SDS scale; MX k, t-1 - a complex of metrological characteristics of the a priori solution.

В настоящее время на основе методологии РБП разработан широкий спектр методов и средств мониторинга СО и поддержки принятия управляющих решений.Currently, on the basis of the RBM methodology, a wide range of methods and tools have been developed for monitoring JI and supporting decision-making.

Аналитически доказано, что БИИ являются обобщением известных типов измерений, таких как прямые, косвенные, совокупные, совместные, адаптивные, алгоритмические, статистические и другие и добавляют новые преимущества к достоинствам перечисленных типов измерений.It has been analytically proven that BII are a generalization of known types of measurements, such as direct, indirect, aggregate, joint, adaptive, algorithmic, statistical and others, and add new advantages to the advantages of these types of measurements.

Однако, эти достоинства БИИ являются неполными без такого гибкого механизма управления качеством решений, как настраиваемые логики, которые широко используются в разнообразных системах нечеткого вывода.However, these advantages of BII are incomplete without such a flexible mechanism for managing the quality of solutions as customizable logics, which are widely used in various fuzzy inference systems.

Возможность быстро менять метод обработки нечеткости знаний (вплоть до смены метода в процессе вывода) дает применение нечетких логик. В нечеткой логике достоверность представляется как нечеткое истинностное значение (некое произвольное субъективное значение, не имеющее никакого статистического смысла, в отличие от вероятности). Наиболее распространена в ИС нечеткая логика на основе триангулярной нормы Заде (минимаксная), так же можно использовать и другие Т - нормы: вероятностную, Лукашевича и т.п. Разнообразие Т - норм дает разнообразие нечетких логик. Если для оценки использовать нечеткую лингвистическую шкалу, то в диалоге с ИС можно оперировать лингвистическими понятиями, а не числами. Эта лингвистическая нечеткая шкала представляет набор (из 5-9 объектов), упорядоченный по какому - либо выбранному критерию. При выводе на нечетких шкалах осуществляется аппроксимация результата. Получается дискретная логика, определенная на данном наборе. Использование при выводе таблицы перехода полностью задает нечеткую логику и имеет следующие преимущества:The ability to quickly change the method of processing fuzzy knowledge (up to changing the method in the process of inference) gives the use of fuzzy logics. In fuzzy logic, reliability is represented as a fuzzy truth value (some arbitrary subjective value that does not have any statistical meaning, in contrast to probability). Fuzzy logic based on the triangular Zadeh norm (minimax) is most common in IP, and other T norms can also be used: probabilistic, Lukashevich, etc. A variety of T - norms gives a variety of fuzzy logics. If for evaluation we use a fuzzy linguistic scale, then in a dialogue with IP we can operate with linguistic concepts, not numbers. This linguistic fuzzy scale represents a set (of 5-9 objects), ordered by some selected criterion. When outputting on fuzzy scales, the result is approximated. It turns out the discrete logic defined on this set. The use of the transition table when outputting fully defines fuzzy logic and has the following advantages:

1) процесс нечеткого вывода идет быстрее;1) the process of fuzzy inference is faster;

2) смысл таблиц перехода понятен человеку без математического образования;2) the meaning of the transition tables is understandable to a person without a mathematical education;

3) смена метода пересчета неопределенности заключается в смене одной таблицы перехода на другую, следовательно, такая смена может произойти в любой момент, в том числе и в процессе вывода;3) the change in the method of recalculating uncertainty consists in changing one table of transition to another, therefore, such a change can occur at any time, including during the derivation process;

4) новые таблицы перехода могут создаваться человеком методами когнитивной графики, компьютер обеспечит проверку выполнения свойств - норм.4) new transition tables can be created by a person using methods of cognitive graphics, the computer will provide verification of the fulfillment of properties - norms.

В дальнейших рассуждениях под нечеткой логикой мы будем понимать логику, в качестве обобщенных операторов конъюнкции и дизъюнкции использующую - норму и - конорму, удовлетворяющие системе аксиом. В модуле вывода экспертной системы в качестве механизма управления неопределенностью используется именно такая логика (либо семейство таких логик).In further discussions, by fuzzy logic we mean logic, which uses the norm and the conorm satisfying a system of axioms as generalized conjunction and disjunction operators. In the output module of the expert system, such a logic (or a family of such logics) is used as a mechanism for managing uncertainty.

- норма представляет собой оператор конъюнкции, заданный на степенях неопределенности двух или более условий в одной и той же продукции, который удовлетворяет следующим свойствам:- the norm is a conjunction operator specified on the degrees of uncertainty of two or more conditions in the same product, which satisfies the following properties:

T(0,0)=0T (0,0) = 0

Т(р,I=Т(I,р)=рT (p, I = T (I, p) = p

T(p,q)=T(q,p)T (p, q) = T (q, p)

T(p,q)<T(r,s), ecли p<r, q<sT (p, q) <T (r, s), if p <r, q <s

T(p, (T(q,r)=T(T(p,q),r)T (p, (T (q, r) = T (T (p, q), r)

- конорма S(p,q) вычисляет степень неопределенности заключения, выведенного из двух или более правил. Это - оператор дизъюнкции, удовлетворяющий следующим свойствам:- the conorm S (p, q) calculates the degree of uncertainty of the conclusion drawn from two or more rules. This is a disjunction operator satisfying the following properties:

S(I,I)=IS (I, I) = I

S(p,0)=T(0,p)=pS (p, 0) = T (0, p) = p

S(p,q)=S(q,p)S (p, q) = S (q, p)

S(p,q)<S(r,s) если p<r, q<sS(p, (S(q,r))=S(S(p,q),r)S (p, q) <S (r, s) if p <r, q <sS (p, (S (q, r)) = S (S (p, q), r)

- норма и - конорма связаны между собой следующим образом:- norm and - conorm are interconnected as follows:

(P,q)=1-S(1-p,1-q)( P , q) = 1-S (1-p, 1-q)

С помощью - норм и - конорм при подборе соответствующего отрицания можно определить импликацию и построить правило вывода модус поненс, чего вполне достаточно для расчета степени неопределенности вывода в зависимости от степеней неопределенности посылок и самого правила.With the help of - norms and - conorms, when choosing the appropriate negation, one can determine the implication and construct the derivation rule modus ponens, which is quite enough to calculate the degree of uncertainty of the conclusion depending on the degree of uncertainty of the premises and the rule itself.

Степень неопределенности может являться как числом из интервала [0,1], так и лингвистической переменной - функцией ƒ(x): [0,1] → [0,1]. В этом случае число значений нечеткой логики ограничивается числом термов лингвистической шкалы. В качестве функции ƒ(x) широко используются стандартные функции - нечеткие метки, трапецеидальные функции, S-функции. Обычно число термов колеблется от 5 до 9. Согласно экспериментальным исследованиям, существенно различные результаты при выводе на терм-множестве не более чем из 9 элементов дают пары (Ti,Si) - логика Лукашевича,- вероятностная логика, (ТЗ, SЗ) - логика Заде.The degree of uncertainty can be either a number from the interval [0,1], or a linguistic variable - a function ƒ (x): [0,1] → [0,1]. In this case, the number of values of fuzzy logic is limited by the number of terms of the linguistic scale. As the function ƒ (x), standard functions are widely used - fuzzy marks, trapezoidal functions, S-functions. Typically, the number of terms ranges from 5 to 9. According to experimental studies, significantly different results when deriving from a term-set of no more than 9 elements give pairs (T i , S i ) - Lukashevich’s logic, - probabilistic logic, (T З , S H ) - Zadeh's logic.

После выполнения любой операции осуществляется лингвистическая аппроксимация результата элементами шкалы. Так как число входов любой бинарной операции конечно, то результат (после лингвистической операции) можно представить матрицей 9×9. Таким образом, каждой их трех логик будет соответствовать набор матриц и роль эксперта будет заключаться в выборе номера этого набора.After performing any operation, linguistic approximation of the result by the elements of the scale is carried out. Since the number of inputs of any binary operation is finite, the result (after a linguistic operation) can be represented by a 9 × 9 matrix. Thus, each of the three logics will correspond to a set of matrices and the role of an expert will be to choose the number of this set.

С помощью - норм и - конорм при подборе соответствующего отрицания можно определить импликацию и построить правило вывода модус поненс, чего вполне достаточно для расчета степени неопределенности вывода в зависимости от степеней неопределенности посылок и самого правила.With the help of - norms and - conorms, when choosing the appropriate negation, one can determine the implication and construct the derivation rule modus ponens, which is quite enough to calculate the degree of uncertainty of the conclusion depending on the degree of uncertainty of the premises and the rule itself.

Нечеткие лингвистические значения представлены в системе в виде функций принадлежности, определенных на интервале [0,1], где 0 трактуется как ложь, а 1 как истина. В целях уменьшения числа вычислений, в качестве функций принадлежности используются так называемые трапецеидальные функции.Fuzzy linguistic meanings are represented in the system in the form of membership functions defined on the interval [0,1], where 0 is treated as a lie and 1 is treated as true. In order to reduce the number of calculations, the so-called trapezoidal functions are used as membership functions.

Операторы конъюнкции и дизъюнкции, примененные к этим функциям, выдадут в качестве результата новую функцию принадлежности, для которой должна быть найдена ближайшая к ней функция принадлежности из существующего набора. Эта операция называется аппроксимацией и необходима для обеспечения замкнутости терм-множества по всем логическим операциям. Ближайшая функция принадлежности ищется по евклидовой метрике в пространстве математических ожиданий (1-ое измерение) и площадей (2-ое измерение).The conjunction and disjunction operators applied to these functions will produce as a result a new membership function for which the closest membership function from the existing set must be found. This operation is called approximation and is necessary to ensure that the term set is closed over all logical operations. The closest membership function is sought by the Euclidean metric in the space of mathematical expectations (1st dimension) and areas (2nd dimension).

После получения результата логической операции - применения - нормы или - конормы или импликации ко всем попарно значениям из терм-множества по приведенным выше правилам и после аппроксимации получаются матрицы, в которых хранятся результаты операций и которые можно в дальнейшем использовать вместо перерасчета по формулам.After obtaining the result of a logical operation - applying - a norm or - a conorm or an implication to all pairwise values from a term-set according to the above rules and after approximation, we obtain matrices that store the results of operations and which can later be used instead of recalculating according to formulas.

Второй способ управления неопределенностью состоит в использовании нечетких меток, изменяющих степень уверенности в факте.The second way to manage uncertainty is to use fuzzy labels that change the degree of confidence in a fact.

Метки бывают двух типов:There are two types of tags:

I. "Размывающие" высказывание (увеличивающие степень неопределенности) - (0,а), а∈[0,1].I. The “blurring” statement (increasing the degree of uncertainty) is (0, a), and ∈ [0,1].

II. "Конкретизирующие" высказывание (уменьшающие степень неопределенности) - (а,1), а∈[0,1].II. The “concretizing” statement (reducing the degree of uncertainty) is (a, 1), and ∈ [0,1].

Все операции можно свести к арифметике над параметрами а и b нечеткой метки.All operations can be reduced to arithmetic over the parameters a and b of a fuzzy label.

В системе в качестве терм-множества используется набор нечетких меток. Для уже известного терммножества можно заранее вычислить и запомнить в матрицах результаты этих операций. Посредством комбинирования этих операций происходит вычисление уверенности в факте, стоящем в правой части продукции.The system uses a set of fuzzy labels as a term set. For an already known thermal set, you can pre-calculate and store the results of these operations in matrices. By combining these operations, the confidence in the fact on the right side of the product is calculated.

Число полученных системой логик может зависеть от следующих факторов:The number of logics received by the system may depend on the following factors:

- размера матрицы, а следовательно и числа возможных значений ее элементов;- the size of the matrix, and therefore the number of possible values of its elements;

- дополнительных аксиом, которые существенно сужают множество порождаемых матриц.- additional axioms that significantly narrow the set of generated matrices.

Введем определение треугольной нормы для случая дискретного множества значений.We introduce the definition of a triangular norm for the case of a discrete set of values.

Пусть А - упорядоченное множество таких лингвистических значений = {A1, А2, …, AN}, где A1≤Aj, если i<j, что означает, что достоверность, выраженная Ai меньше, чем достоверность, выраженная Aj, что вполне согласуется с введенным выше отношением порядка на нечетких числах.Let A be an ordered set of such linguistic values = {A 1 , A 2 , ..., A N }, where A 1 ≤A j if i <j, which means that the confidence expressed by A i is less than the confidence expressed by A j , which is in full agreement with the order relation on fuzzy numbers introduced above.

На можно определить следующие операции отрицания, дизъюнкции и конъюнкции, необходимые для построения нечеткой логики.The following operations of negation, disjunction, and conjunction necessary for constructing fuzzy logic can be determined.

Оператор N является отрицанием, если он монотонно убывает, то есть N(Ai)≥N(Aj), если I≤j для i,j=1, …, n н N [N(Ai)]=Ai для i=1,n. Единственная функция, которая обладает этим свойством, это N(Ai)=An+1-i для i=1, …, n.The operator N is a negation if it decreases monotonically, that is, N (A i ) ≥N (A j ), if I≤j for i, j = 1, ..., n н N [N (A i )] = A i for i = 1, n. The only function that has this property is N (Ai) = A n + 1-i for i = 1, ..., n.

Конъюнкция и дизъюнкция связаны выражениемConjunction and disjunction are related by the expression

T(Ai,Aj)=N[S(NAi), N(Aj)}] (*)T (A i , A j ) = N [S (NA i ), N (A j )}] (*)

- норма представляет собой оператор конъюнкции, заданный на степенях неопределенности двух или более условий в одной и той же продукции, который удовлетворяет следующим свойствам:- the norm is a conjunction operator specified on the degrees of uncertainty of two or more conditions in the same product, which satisfies the following properties:

ПОГЛОЩЕНИЕ Т(Аi, Aj)=A1 для i=1, …, nABSORPTION T (A i , A j ) = A 1 for i = 1, ..., n

ДОМИНИРОВАНИЕ Т(Аn, Аi)=Ai, для i=1, …, nDOMINATION T (A n , A i ) = A i , for i = 1, ..., n

СИММЕТРИЧНОСТЬ T(Ai,Aj)=T(Aj,Ai) для i=1, …, n, j=1 …, n (**),SYMMETRICITY T (A i , A j ) = T (A j , A i ) for i = 1, ..., n, j = 1 ..., n (**),

МОНОТОННОСТЬ T(Ai,Aj)≥(Ai-1, Aj) для i=2, …, n, j=1, …, nMONOTONITY T (A i , A j ) ≥ (A i-1 , A j ) for i = 2, ..., n, j = 1, ..., n

АССОЦИАТИВНОСТЬ T[T(Ai, Aj), Аk]=Т[Аi, T(Aj, Ak)] для I, j, k=1 …, n - конорма S(Ai, Aj) вычисляет степень неопределенности заключения, выведенного из двух или более правил. Его свойства вытекают из (*) и (**).ASSOCIATIVITY T [T (A i , A j ), A k ] = T [A i , T (A j , A k )] for I, j, k = 1 ..., n is the conorm S (A i , A j ) calculates the degree of uncertainty of the conclusion drawn from two or more rules. Its properties follow from (*) and (**).

Но при больших n это число - норм достаточно велико. Чтобы еще больше уменьшить их число, вводятся две добавочные аксиомыBut for large n this number is - norms are quite large. To further reduce their number, two additional axioms are introduced

СТРОГОСТЬ T(Aj,Ai)≠А1 для i, j≠1STRICT T (A j , A i ) ≠ A 1 for i, j ≠ 1

α-ОДНОРОДНОСТЬ Если Т(Нг, А-)=Ак, Т(Аг_ъ Аф=Ар (***) и T(Ai, Aj_i)=Aq, тогда к - а<р, q<к при а Е [1, гг].α-Uniformity If T (N r, A -) = Ak, m (_ b A d Af = Ap (***) and T (Ai, Aj_i) = Aq , then k - a <p, q <k for and E [1, years].

Это означает, что не может быть скачка более чем на а делений шкалы между соседними позициями.This means that there cannot be a jump of more than a on the scale divisions between adjacent positions.

Кроме того, так как большинство таблиц отличается только в нескольких клетках, и такое различие несущественно, можно ввести разбиение на классы эквивалентности, например, используя метрику Хемминга. Тогда, при выполнении

Figure 00000001
и n=9 при α=1 будет 34 матрицы и 3 класса, при α=2 будет 62 матрицы и 7 классов при, α=3 будет 65 матриц и 6 классов.In addition, since most tables differ only in a few cells, and this difference is not significant, one can introduce a partition into equivalence classes, for example, using the Hamming metric. Then, when doing
Figure 00000001
and n = 9 for α = 1 there will be 34 matrices and 3 classes, for α = 2 there will be 62 matrices and 7 classes for, α = 3 there will be 65 matrices and 6 classes.

Подобный подход позволяет представить эксперту весь возможный набор нечетких логик, а он лишь выберет подходящий. Вторым возможным способом является заполнение экспертом лишь нескольких фиксированных позиций с заполнением оставшихся с учетом аксиом

Figure 00000002
с последующей классификацией.Such an approach allows the expert to present the entire possible set of fuzzy logics, and he will only choose the appropriate one. The second possible way is to fill an expert with only a few fixed positions with filling the remaining, taking into account axioms
Figure 00000002
with subsequent classification.

В случаях, когда порождаемых логик слишком много, можно задавать число кластеров, на которые будет разбиваться множество всех полученных логик.In cases where there are too many generated logics, you can specify the number of clusters into which the set of all received logics will be divided.

Настраиваемая логика может выбираться в соответствии с качеством получаемого решения.Custom logic can be selected in accordance with the quality of the resulting solution.

{lt,| MXl,t)=argextrC(B) t,l(l) j,t(MXl,t-1)(hk,t-1; xi,t-1; yi,t-1; lt-1){l t , | MX l, t ) = argextrC (B) t, l(l) j, t (MX l, t-1 ) (h k, t-1 ; x i, t-1 ; y i, t-1 ; l t-1 )

где C(B) t,l - критерий выбора логики, φ(l) j,t∈Ф(L) J,T - алгоритм обработки метрологических характеристик, с целью выбора оптимальной логики, lt-1 - логика, при которой было получено решение hk,t-1.where C (B) t, l is the criterion for the choice of logic, φ (l) j, t ∈ Ф (L) J, T is the algorithm for processing metrological characteristics in order to select the optimal logic, l t-1 is the logic for which the solution h k, t-1 is obtained.

Для использования этого механизма нужно перейти к реализации БИИ на спектре настраиваемых логик.To use this mechanism, you need to move on to the implementation of BII on the spectrum of customizable logics.

Поскольку настраиваемые логики являются основным элементом теории нечетких систем входящих в направление, получившее название мягкие вычисления, очевидно правомочно назвать данный новый тип измерений мягкими измерениями МИ (soft measurements SM), причем если критерий принятия решений сети, эволюционные вычисления, включающие эволюционные стратегии, эволюционные программы, генетические алгоритмы и генетическое программирование являются частными случаями уравнения МИ. При условии их реализации на принципах единства измерений с полным метрологическим обоснованием получаемых решений очевидно могут быть получены новые виды мягких измерений, таких как нечеткие, нейро-, эволюционные (генетические) измерения, при условии их реализации на принципах единства измерений с полным метрологическим обоснованием получаемых решений.Since customizable logics are the main element of the theory of fuzzy systems in the direction called soft computing, it is obviously right to call this new type of measurement soft measurements SM (soft measurements SM), moreover, if the criterion for decision making is a network, evolutionary calculations, including evolutionary strategies, evolutionary programs , genetic algorithms and genetic programming are special cases of the MI equation. Provided that they are implemented on the principles of measurement uniformity with a complete metrological justification of the obtained solutions, obviously, new types of soft measurements, such as fuzzy, neuro, evolutionary (genetic) measurements, can be obtained, provided that they are implemented on the principles of the uniformity of measurements with a complete metrological justification of the obtained solutions .

Направление мягких измерений является ветвью направления мягких вычислений, в которых информационные технологии компонентов мягких вычислений реализованы на принципах единства измерений с полным охватом их цепью метрологической поддержки решений. Тогда очевидно, что возможно создание отдельных ветвей мягких измерений в виде: нечетких измерительных системThe direction of soft measurements is a branch of the direction of soft calculations, in which the information technologies of the components of soft calculations are implemented on the principles of the uniformity of measurements with full coverage of the metrological support of solutions by their chain. Then it is obvious that it is possible to create separate branches of soft measurements in the form of: fuzzy measuring systems

Figure 00000003
Figure 00000003

нейронных измерительных сетей (нейроизмерения)neural measuring networks (neuromeasurements)

Figure 00000004
Figure 00000004

эволюционных измеренийevolutionary dimensions

Figure 00000005
Figure 00000005

где hk,t∈НK,T - решение из динамического множества решений на ШДО, φjt∈ФJ,T - алгоритм обработки из множества алгоритмов обработки, хi,t∈ХI,T - информационный поток из динамического множества информационных потоков, yi,t∈YI,T - набор условий измерений из динамического множества наборов условий измерений.where h k, t ∈ H K, T is a solution from a dynamic set of solutions to SDO, φ jt ∈ Ф J, T is a processing algorithm from a set of processing algorithms, x i, t ∈X I, T is an information stream from a dynamic set of information flows, y i, t ∈ Y I, T - a set of measurement conditions from a dynamic set of sets of measurement conditions.

Классификация структур, реализующих мягкие вычисления, иллюстрирует различные сочетания компонентов этого направления. При этом получающиеся в результате комбинации компонентов системы называются гибридными. Очевидным недостатком таких систем являются невозможность интеграции числовой информации в процессе вычислений, отсутствие метрологического обоснования и возможности планирования стратегии реализации процессов получения решений с целью обеспечения их требуемого качества, и в ряде вариантов (нечеткие системы) отсутствие возможности саморазвития на основе самообучения. Структуры, реализующие уравнения нечетких измерительных систем, нейронных измерительных сетей и эволюционных измерений, очевидно будут свободны от указанных недостатков.The classification of structures that implement soft computing illustrates various combinations of components of this direction. Moreover, the resulting combinations of system components are called hybrid. The obvious drawback of such systems is the impossibility of integrating numerical information in the calculation process, the lack of metrological justification and the possibility of planning a strategy for implementing decision-making processes in order to ensure their required quality, and in a number of options (fuzzy systems) the lack of self-development based on self-learning. Structures implementing the equations of fuzzy measuring systems, neural measuring networks, and evolutionary measurements will obviously be free from these drawbacks.

Композиция нескольких видов таких измерений будет давать гибридные типы мягких измерений. Построенные на такой методологической основе информационные системы можно назвать нечеткими измерительными системами, нейронными измерительными сетями, эволюционными измерительными системами и гибридными системами мягких измерений (при их композиции).The composition of several types of such measurements will produce hybrid types of soft measurements. Information systems built on such a methodological basis can be called fuzzy measuring systems, neural measuring networks, evolutionary measuring systems, and hybrid soft measurement systems (when they are composed).

На наш взгляд объединение систем мягких вычислений с системами мягких измерений может производиться на нескольких уровнях интеграции, которые будут обеспечивать различную глубину взаимного проникновения методологий.In our opinion, the integration of soft computing systems with soft measurement systems can be carried out at several levels of integration, which will provide different depths of mutual penetration of methodologies.

На макроуровне могут быть предложены гибридные структуры реализующие композицию средств мягких измерений и известных компонентов мягких вычислений. Так, например, известная структура нечеткого контроллера может быть модифицирована с применением методологии мягких измерений в различных вариантах: применение технологии мягких измерений при формировании входной матрицы, замене матрицы весов нейросети на гиперкуб, при извлечении множества управляющих решений. При этом возникают дополнительные возможности привлечения числовой информации, контроля качества процесса управления и оптимального его планирования.At the macro level, hybrid structures realizing the composition of soft measurement tools and known soft computing components can be proposed. So, for example, the well-known structure of a fuzzy controller can be modified using the soft measurement methodology in various ways: applying the soft measurement technology to form the input matrix, replacing the neural network weight matrix with a hypercube, and extracting many control decisions. This creates additional opportunities for attracting numerical information, quality control of the management process and its optimal planning.

На среднем уровне при интеграции методологий одна из них является управляющей по отношению к другой.At an average level, when integrating methodologies, one of them is governing in relation to the other.

Но наиболее эффективным является интеграция методологий на микроуровне, когда объединение методологий происходит на уровне реализации элементарных действий этапов процесса получения решений. Примером такой интеграции является использование настраиваемых логик на уровне ШДО БИИ.But the most effective is the integration of methodologies at the micro level, when the methodologies are combined at the level of implementation of elementary actions of the stages of the decision-making process. An example of such integration is the use of customizable logics at the level of SDO BII.

Очевидно, что такие ШДО можно назвать ШДО БМИ.Obviously, such SDO can be called SDI BMI.

По мнению одного из ведущих специалистов в области искусственного интеллекта Д.А. Поспелова, основные направления развития интеллектуальных систем определяются следующими пятью глобальными идеями, к которым очевидно целесообразно добавить еще две: шестую - интеллектуальные измерений и седьмую - мягкие измерения.According to one of the leading experts in the field of artificial intelligence, D.A. Pospelova, the main directions of development of intelligent systems are determined by the following five global ideas, to which it is obviously advisable to add two more: the sixth - intellectual measurements and the seventh - soft measurements.

1. Отказ от жестких схем рассуждении, опирающихся на дедуктивную процедуру. Вместо замкнутых формальных систем, моделирующих предметные области, о закономерностях которых априорно известно все, внимание исследователя будет направлено на изучение квазиаксиоматических систем, в которых часть аксиом является сменными, что обеспечивает возможность проведения немонотонных рассуждении и позволяет использовать правдоподобный вывод и правдоподобную аргументацию.1. The rejection of rigid reasoning schemes based on a deductive procedure. Instead of closed formal systems that model subject areas, the laws of which are a priori known, the attention of the researcher will be directed to the study of quasi-axiomatic systems in which some of the axioms are replaceable, which makes it possible to carry out nonmonotonic reasoning and allows the use of plausible inference and plausible argumentation.

2. Широкое использование идеи прикладной семиотики для построения семантических баз знаний (СБЗ). Информационные единицы в СБЗ, в отличие от обычных баз знаний, являются знаками, то есть структурами, позволяющими три стороны любой сущности (имя, концепт, представление) отображать единым образом. Это дает возможность ликвидировать разрыв между левосторонними представлениями и механизмами рассуждении на основе символов и паттернов - гештальтов. Таким образом, механизмы прикладной семиотики позволяют сделать принципиальный шаг по пути приближения когнитивных структур в БЗ, к тем структурам, которым пользуется мышление человека.2. The widespread use of the idea of applied semiotics to build semantic knowledge bases (SBZ). Information units in SBZ, unlike ordinary knowledge bases, are signs, that is, structures that allow the three sides of any entity (name, concept, representation) to be displayed in a single way. This makes it possible to bridge the gap between left-sided representations and reasoning mechanisms based on symbols and gestalt patterns. Thus, the mechanisms of applied semiotics make it possible to take a fundamental step along the path of approximating cognitive structures in the knowledge base to those structures used by human thinking.

3. Развитие средств когнитивной графики нового подхода не только к решению задач, но и к поиску постановки этих задач. Учитывая отсутствие каких-либо моделей в этой области, можно предположить, что теория когнитивных вычислении станет центральным моментом развития работ в области креативных процессов.3. The development of means of cognitive graphics of a new approach not only to solving problems, but also to the search for the formulation of these tasks. Given the absence of any models in this area, it can be assumed that the theory of cognitive computing will become the central point in the development of work in the field of creative processes.

4. Продолжающееся развитие роботов ставит перед исследователями ряд проблем, связанных с логикой действий. Опыт, накопленный в этой области показывает, что логика действий выходит за рамки формальных систем в область семиотического моделирования и многоагентных систем. Развитие логики действий должно в конце концов привести к развитию математической теории динамических открытых систем.4. The ongoing development of robots poses a number of problems for researchers regarding the logic of action. The experience gained in this area shows that the logic of actions goes beyond formal systems to the field of semiotic modeling and multi-agent systems. The development of the logic of action should ultimately lead to the development of the mathematical theory of dynamic open systems.

5. Развитие мягких вычислений, то есть комплексное развитие и использование методов вычислений, основанных на нечеткой логике, нейровычислений, генетических вычислений и вероятностных вычислений, реализуемых в различных комбинациях в гибридных интеллектуальных системах.5. The development of soft computing, that is, the complex development and use of computational methods based on fuzzy logic, neural computing, genetic computing and probabilistic computing, implemented in various combinations in hybrid intelligent systems.

6. Создание и развитие направления интеллектуальных измерений, как измерений, основанных на получении и использовании метрологически обоснованных знаний в процессе получения результата. При регуляризирующем байесовском подходе такие измерения представляют собой ветвь интеллектуальных измерений, называемых байесовскими (БИИ). Результаты БИИ представляют собой тип нечетких результатов измерений, полученных на сопряженных числовых и лингвистических шкалах специальной структуры, получившие название шкал с динамическими ограничениями (ШДО). Такие типы измерений ориентированы на сложные информационные ситуации со значительной априорной неопределенностью знаний об объекте измерений, среде его функционирования и средстве измерений, использование разнотипной информации, полное и непрерывное метрологическое обоснование результатов, соблюдение принципов единства измерений, саморазвитие измерительных шкал и технологий.6. Creation and development of the direction of intelligent measurements, as measurements based on the receipt and use of metrologically sound knowledge in the process of obtaining the result. In a regularizing Bayesian approach, such measurements are a branch of intelligent measurements called Bayesian measurements (BII). BII results are a type of fuzzy measurement results obtained on conjugate numerical and linguistic scales of a special structure, called scales with dynamic constraints (SDO). These types of measurements are focused on complex informational situations with significant a priori uncertainty of knowledge about the measurement object, its functioning environment and measurement tool, the use of different types of information, complete and continuous metrological substantiation of the results, compliance with the principles of measurement uniformity, self-development of measuring scales and technologies.

7. Создание и развитие направления мягких измерений - то есть нечетких измерений, нейроизмерений, эволюционных (генетических) измерений и вероятностных измерений, реализуемых в различных комбинациях в интеллектуальных измерительных системах на основе мягких измерений, или, короче, в системах мягких измерений направление мягкие измерения, в целом совпадает со структурой проблемной области для мягких вычислений.7. Creation and development of the direction of soft measurements - that is, fuzzy measurements, neuromeasurements, evolutionary (genetic) measurements and probabilistic measurements, implemented in various combinations in intelligent measuring systems based on soft measurements, or, in short, in soft measurement systems, the direction of soft measurements, generally coincides with the structure of the problem area for soft computing.

Выбор наиболее подходящего метода приближенных рассуждений для рассматриваемой задачи, не говоря уже об оптимальной структуре интеллектуальной системы, остается достаточно трудной проблемой. Можно сравнивать методы рассуждений, используя какие либо прагматические соображения, например, эффективность, или просто экспериментальным путем, однако до сих пор практически не существовало единого формализма для представления информации, в рамках которого эти методы можно был бы объективно сравнить. Отсутствие подобного формализма для представления методов приближенных рассуждении и систем, на нем основанных, в рамках направления мягких вычислений делает особенного актуальным создание единого интегрированного подхода к обработке информации для представления нечетких, вероятностных методов и методов, основанных на функции доверия. Подобный подход естественным образом укладывается в концепцию "мягких" измерений. Примером такого единого интегрированного подхода является методология БИИ и, в частности, методология мягких измерений. Создание систем поддержки принятия решении на основе данного формализма позволит пользователю наиболее адекватно представить свои знания о проблеме, предварительно разбив ее на сравнительно небольшие фрагменты, и выбрать для каждого из них свои формализм, исходя из ограничении на использование в рамках данного фрагмента знаний тех или иных методов мягких вычислении. Одной из основных проблем в создании технологии мягких измерении является развитие теории, унифицирующей вероятностный, возможностный и нечеткий подходы к решению задач классификации сложных статистических объектов. Разработанные методы анализа инвариантных нечетких мер дают возможность эффективно восстанавливать нечеткие меры событий в сигма-алгебрах при малом числе статистических наблюдений. Предложенный вариационный подход к построению оптимальных мер близости метризованных отношений позволяет находить меры близости с априорно заданными свойствами, в частности, сглаживающие ошибки экспертных данных, что важно при создании интеллектуальных систем. В системах мягких измерений может быть также использована нечетко-значная вероятностная логика.The choice of the most suitable method of approximate reasoning for the problem under consideration, not to mention the optimal structure of the intellectual system, remains a rather difficult problem. You can compare the methods of reasoning, using any pragmatic considerations, for example, efficiency, or simply experimentally, but until now there was practically no single formalism for presenting information within which these methods could be objectively compared. The absence of such a formalism for representing approximate reasoning methods and systems based on it, within the framework of soft computing, makes it especially relevant to create a single integrated approach to information processing to represent fuzzy, probabilistic methods and methods based on a confidence function. Such an approach naturally fits into the concept of “soft” measurements. An example of such a single integrated approach is the BII methodology and, in particular, the soft measurement methodology. The creation of decision support systems based on this formalism will allow the user to most adequately present their knowledge of the problem, first breaking it into relatively small fragments, and choose their own formalism for each of them, based on the restriction on the use of certain methods within the given fragment soft computing. One of the main problems in creating soft measurement technology is the development of a theory that unifies probabilistic, probabilistic, and fuzzy approaches to solving the problems of classifying complex statistical objects. The developed methods for the analysis of invariant fuzzy measures make it possible to effectively restore fuzzy measures of events in sigma-algebras with a small number of statistical observations. The proposed variational approach to constructing optimal measures of proximity of metrized relations allows us to find proximity measures with a priori given properties, in particular, smoothing errors of expert data, which is important when creating intelligent systems. In soft measurement systems, fuzzy-valued probabilistic logic can also be used.

Недосекин Д.Д., Прокопчина С.В., Чернявский Е.А. Информационные технологии интеллектуализации измерительных процессов. СПб.: Энергоатомиздат, 1995, 185 с.Nedosekin D.D., Prokopchina S.V., Chernyavsky E.A. Information technology intellectualization of measuring processes. St. Petersburg: Energoatomizdat, 1995, 185 p.

Прокопчина С.В., Койнаш Б.В. Регуляризирующий байесовский подход в задачах классификации объектов по изображениям. - Препринт АН СССР, ИЛА, Л., 1991, 61 с.Prokopchina S.V., Koinash B.V. Regularizing Bayesian approach to the classification of objects by image. - Preprint of the Academy of Sciences of the USSR, ILA, L., 1991, 61 p.

Прокопчина С.В. Разработка методов и средств байесовской интеллектуализации измерений в задачах мониторинга сложных объектов. - Автореферат, СПб.: ТЭТУ, 1995,33 с. Prokopchina S.V. Development of methods and tools for Bayesian intellectualization of measurements in monitoring tasks of complex objects. - Abstract, St. Petersburg: TETU, 1995.33 s.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

На основании вышеприведенного анализа из множества строительных конструкций K выделяется подмножество Е, элементы которого подлежат контролю системой мониторинга (множество контролируемых элементов).Based on the above analysis, a subset of E is allocated from the set of building structures K, the elements of which are subject to control by a monitoring system (many controlled elements).

Для каждого элемента ei из множества Е определяют один или несколько параметров pi изменения значений которых позволят судить об изменении деформационного состояния строительного элемента. Данный массив параметров образует множество Р (множество контролируемых параметров).For each element e i from the set E, one or several parameters p i are determined; changes in the values of which will allow us to judge the change in the deformation state of the building element. This array of parameters forms a set of P (a set of controlled parameters).

Множество контролируемых параметров Р может быть получено путем проведения различных измерений, при этом один и тот же параметр pi может быть определен различными способами на основе данных различного измерительного оборудования. Например, контролируемый параметр, характеризующий крен фундаментной плиты, может быть получен как с использованием наклономеров, установленных на фундаментной плите и измеряющих углы наклона в точке установки, так и на основании показаний геодезического оборудования (тахеометры, нивелиры), измеряющего перемещения заданных точек, по которым можно вычислить крен фундаментной плиты.A plurality of monitored parameters P can be obtained by performing various measurements, while the same parameter p i can be determined in various ways based on data from various measuring equipment. For example, a controlled parameter characterizing the slope of the foundation slab can be obtained using tilometers installed on the foundation slab and measuring the tilt angles at the installation point, and based on the readings of the geodetic equipment (total stations, levels) that measures the movements of the given points along which You can calculate the roll of the foundation plate.

Состав измерительного оборудования для получения множества Р определяют индивидуально для каждого объекта в зависимости от таких факторов как необходимая точность измерения параметра рi, возможность и удобство расположения на объекте соответствующего оборудования, стоимость оборудования и т.п.The composition of the measuring equipment to obtain a set of P is determined individually for each object, depending on such factors as the required accuracy of measuring the parameter p i , the possibility and convenience of the location of the corresponding equipment on the object, the cost of equipment, etc.

В качестве измерительного оборудования, может использоваться любое сочетание различных типов датчиков, образующих множество S, таких как вибродатчики, датчики измерений ускорений колебаний объекта, датчики измерений скоростей колебаний объекта, датчики измерений амплитуд колебаний объекта, датчики измерений наклонов, датчики измерений прогибов, датчики измерений напряжений, датчики измерений нагрузок, датчики измерений давлений, датчики измерений деформаций, датчики измерения абсолютной и/или неравномерной осадки, датчики контроля трещин, стыков и швов, датчики измерения геодезических параметров, датчики измерения климатических параметров. Конкретный состав используемых датчиков выбирается исходя из соображений как экономического характера, так и из соображений удобства монтажа датчика и его обслуживания при эксплуатации.As a measuring equipment, any combination of various types of sensors that make up the set S can be used, such as vibration sensors, object vibration acceleration measurement sensors, object vibration velocity measurement sensors, object vibration amplitude measurement sensors, inclination measurement sensors, deflection measurement sensors, voltage measurement sensors , load measurement sensors, pressure measurement sensors, strain measurement sensors, absolute and / or uneven draft measurement sensors, control sensors cracks, joints and seams, sensors for measuring geodetic parameters, sensors for measuring climatic parameters. The specific composition of the sensors used is selected based on considerations of an economic nature as well as on considerations of ease of installation of the sensor and its maintenance during operation.

На основе показаний измерительного оборудования, составляющего множество S, формируется множество V из физических параметров, характеризующих состояние контролируемых объектов.Based on the readings of the measuring equipment that makes up the set S, a set of V is formed from the physical parameters characterizing the state of the controlled objects.

Имея множество контролируемых элементов Е, состояние которых характеризуется множеством параметров Р, которые в свою очередь определяются на основании измеряемых величин, образующих множество V, необходимо получить оценку технического состояния строительных конструкций и/или объекта в целом. Оценка параметров Р производится с использованием метода буайесовых мягких измерений, что позволяет разрешить проблемы связанные с неопределенностью как объекта мониторинга, так и внешней среды, во многом эти параметры определяющей.Having many controlled elements E, the state of which is characterized by many parameters P, which in turn are determined on the basis of the measured values forming the set V, it is necessary to obtain an assessment of the technical condition of building structures and / or the whole object. Parameters P are estimated using the Bayesian soft measurement method, which allows one to solve problems associated with the uncertainty of both the monitoring object and the external environment, which are largely determining these parameters.

Отображение информации может осуществяться на мониторе компьютера. При этом контролируемые элементы (элементы конструкции) могут отображаться в любом удобном для восприятия оператора виде, в частности, в виде элементов трехмерной модели здания, сооружения.Information may be displayed on a computer monitor. In this case, the controlled elements (structural elements) can be displayed in any form convenient for the operator’s perception, in particular, in the form of elements of a three-dimensional model of a building or structure.

Из приведенного списка источников, использованных при составлении описания заявленного изобретения, следует известность средств, на основе которых строится заявленное устройство и осуществляется заявленный, что свидетельствует о соответствии заявленного изобретения условию патентоспособности «промышленная применимость».From the above list of sources used in compiling the description of the claimed invention, the popularity of the means on the basis of which the claimed device is built and the declared is carried out follows, which indicates the compliance of the claimed invention with the patentability condition “industrial applicability”.

Список использованных источниковList of sources used

1. Патент РФ №66525 на полезную модель «Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2007.1. RF patent №66525 for utility model "System for monitoring the technical condition of buildings and structures", IPC G01M 7/00, publ. 09/10/2007.

2. Патент РФ №82048 на полезную модель «Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений - СМИС», МПК G05 В 17/02, публ. 10.04.2009.2. RF patent No. 82048 for utility model “Structured monitoring and control system for engineering systems of buildings and structures - SMIS”, IPC G05 17/02, publ. 04/10/2009.

3. Патент РФ №77429 на полезную модель «Устройство для динамических исследований сейсмостойкости здани и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 20.10.2008.3. RF patent No. 77429 for utility model “Device for dynamic studies of earthquake resistance of buildings and structures”, IPC G01M 7/00, publ. 10/20/2008.

4. Патент РФ №108602 на полезную модель «Система контроля технического состояния строительных сооружений», МПК G01В 21/22, публ. 20.09.2011.4. RF patent No. 108602 for utility model “System for monitoring the technical condition of building structures”, IPC G01B 21/22, publ. 09/20/2011.

5. Патент РФ №123949 на полезную модель «Система мониторинга изменения состояния несущих конструкций зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.01.2013.5. RF patent No. 123949 for utility model "System for monitoring changes in the state of load-bearing structures of buildings and structures", IPC G01M 7/00, publ. 01/10/2013.

6. Патент РФ №148119 на полезную модель «Прибор мониторинга трещин и стыков здания», МПК Е04G 23/00, публ. 15.07.2014.6. RF patent №148119 for utility model “Device for monitoring cracks and joints of a building”, IPC E04G 23/00, publ. 07/15/2014.

7. Патент РФ №149873 на полезную модель «Устройство для определения статических и динамических параметров несущих конструкций зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 20.01.2015.7. RF patent No. 149873 for utility model “Device for determining the static and dynamic parameters of load-bearing structures of buildings and structures”, IPC G01M 7/00, publ. 01/20/2015.

8. Патент РФ №2245531 на изобретение «Способ определения устойчивости зданий и сооружений и система для определения устойчивости зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. от 27.01.2005 г.8. RF patent №2245531 for the invention "A method for determining the stability of buildings and structures and a system for determining the stability of buildings and structures", IPC G01M 7/00, publ. January 27, 2005

9. Патент РФ №2284518 на изобретение «Способ диагностирования начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта», МПК G01N 29/04, публ.25.09.2006.9. RF patent No. 2284518 for the invention "A method for diagnosing the beginning of the destruction process in the structural elements of an object", IPC G01N 29/04, published on September 25, 2006.

10. Патент РФ №2327105 на изобретение «Способ контроля состояния конструкции здания или инженерно-стротельного сооружения и устройство для его осуществления», МПК G01B 7/16, G01M 7/00, публ. от 20.06.2008 г.10. RF patent №2327105 for the invention "Method for monitoring the state of a building or engineering construction and device for its implementation", IPC G01B 7/16, G01M 7/00, publ. June 20, 2008

11. Патент РФ №2357205, на изобретение «Система для определения деформаций строительных конструкций», МПК G01B 11/16, публ. от 27.05.2009 г.11. RF patent No. 2357205, for the invention "System for determining the deformations of building structures", IPC G01B 11/16, publ. May 27, 2009

12. Патент РФ №2378457 на изобретение «Способ мониторинга здания, находящегося под действием возмущений от смещения его фундамента", МПК Е02D 33/00, публ. от 10.01.2010 г.12. RF patent No. 2378457 for the invention "Method for monitoring a building under the influence of disturbances from the displacement of its foundation", IPC E02D 33/00, published on January 10, 2010

13. Патент РФ №2381470 на изобретение «Способ мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений и система мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.02.2009.13. RF patent No. 2381470 for the invention "Method for monitoring and forecasting the technical condition of buildings and structures and a system for monitoring and forecasting the technical condition of buildings and structures", IPC G01M 7/00, publ. 02/10/2009.

14. Патент РФ №2395786 на изобретение «Способ диагностирования конструкции», МПК G01B 7/16, публ. 27.07.2010.14. RF patent No. 2395786 for the invention "Method for the diagnosis of design", IPC G01B 7/16, publ. 07/27/2010.

15. Патент РФ №2413193 на изобретение «Способ мониторинга безопасности несущих конструкций, конструктивных элементов зданий и сооружений и система для его осуществления», МПК G01М 7/00, публ. 27.02.2011.15. RF patent No. 2413193 for the invention “Method for monitoring the safety of load-bearing structures, structural elements of buildings and structures and a system for its implementation”, IPC G01M 7/00, publ. 02/27/2011.

16. Патент РФ №2448225 на изобретение «Система мониторинга состояния трещин и стыков зданий и сооружений", МПК Е04G 23/00, публ. 20.04.2012.16. RF patent No. 2448225 for the invention "System for monitoring the state of cracks and joints of buildings and structures", IPC E04G 23/00, publ. 04/20/2012.

17. Патент РФ №2460980 на изобретение «Способ мониторинга технического состояния объектов», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012.17. RF patent No. 2460980 for the invention "Method for monitoring the technical condition of objects", IPC G01M 7/00, publ. 09/10/2012.

18. Патент РФ №2460981 на изобретение «Способ мониторинга и прогнозирования технического состояния объектов», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012.18. RF patent No. 2460981 for the invention "Method for monitoring and predicting the technical condition of objects", IPC G01M 7/00, publ. 09/10/2012.

19. Патент РФ №2461847 на изобретение «Способ непрерывного мониторинга физического состояния зданий или сооружений и устройство для его осуществления», МПК G01V 1/28, G01V 7/02, публ. 20.09.2012.19. RF patent No. 2461847 for the invention "Method for continuous monitoring of the physical condition of buildings or structures and a device for its implementation", IPC G01V 1/28, G01V 7/02, publ. 09/20/2012.

20. Патент РФ №2472129 на изобретение «Система мониторинга безопасной эксплуатации зданий и инженерно- строительных сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.01.2013.20. RF patent No. 2472129 for the invention "Monitoring system for the safe operation of buildings and civil engineering structures", IPC G01M 7/00, publ. 01/10/2013.

21. Патент РФ №2482445 на изобретение «Устройство контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения», МПК G01B 7/16, G01M 5/00, публ. 20.05.2013.21. RF patent No. 2482445 for the invention "Device for monitoring the state of a building structure or civil engineering construction", IPC G01B 7/16, G01M 5/00, publ. 05/20/2013.

22. Патент РФ №2557343 на изобретение, МПК G01М 7/00, публ. от 20.07.2015 г.22. RF patent No. 2557343 for the invention, IPC G01M 7/00, publ. July 20, 2015

23. Патент РФ №2557343 на изобретение «Способ определения признаков и локализации места изменения напряженно-деформированного состояния зданий, сооружений», МПК G01M 7/00, публ. от 20.07.2015 г.23. Patent of the Russian Federation No. 2557343 for the invention "Method for determining signs and localization of the place of change of the stress-strain state of buildings, structures", IPC G01M 7/00, publ. July 20, 2015

24. Патент РФ №2411574 на изобретение «Интеллектуальная система для высокопроизводительной обработки данных», МПК G06F 15/16 публ. от 10.02.2011.24. RF patent No. 2411574 for the invention "Intelligent system for high-performance data processing", IPC G06F 15/16 publ. from 02/10/2011.

25. Прокопчина С.В. Разработка методов и средств байесовской интеллектуализации измерений в задачах мониторинга сложных объектов. Автореферат СПб: ТЭТУ. 1995.25. Prokopchina S.V. Development of methods and tools for Bayesian intellectualization of measurements in monitoring tasks of complex objects. Abstract of St. Petersburg: TETU. 1995.

26. Недосекин Д.Д., Прокопчина С.В., Чернявский Е.А. Информационные технологии интеллектуализации измерительных процессов. СПб.. Энергоатомиздат, 1995.26. Nedosekin D.D., Prokopchina S.V., Chernyavsky E.A. Information technology intellectualization of measuring processes. SPb. Energoatomizdat, 1995.

27. Прокопчина С.В., Койнаш Б.В. Регуляризирующий байесовский подход в задачах классификации объектов по изображениям. - Препринт АН СССР, ИЛА, Л., 1991.27. Prokopchina S.V., Koinash B.V. Regularizing Bayesian approach to the classification of objects by image. - Preprint of the Academy of Sciences of the USSR, ILA, L., 1991.

Claims (1)

Способ мониторинга технического состояния строительных объектов, включающий выбор контролируемых элементов (конструкций) строительного объекта, по состоянию которых судят о состоянии строительного объекта, регистрацию значений измеренных параметров, характеризующих состояние выбранных контролируемых элементов, вычисление текущих значений контролируемых параметров по результатам измерений и их обработки методом мягких вычислений, определение состояний контролируемых параметров по результатам сравнения вычисленных значений с пороговыми значениями контролируемых параметров, идентификацию состояния контролируемых элементов и/или строительного объекта в целом на основании выбора худшего состояния соответствующих контролируемых параметров, отображение в наглядной форме мониторинговой информации и результатов оценки отдельных контролируемых элементов и/или строительного объекта в целом.A method for monitoring the technical condition of building objects, including the selection of controlled elements (structures) of a building object, according to which they judge the state of the building object, recording the values of the measured parameters characterizing the state of the selected controlled elements, calculating the current values of the controlled parameters according to the measurement results and processing them using the soft method calculations, determining the states of controlled parameters by comparing the calculated values with horny values of the monitored parameters, identification of the state of the monitored elements and / or the construction site as a whole based on the selection of the worst state of the corresponding monitored parameters, visualization of monitoring information and evaluation results of the individual monitored elements and / or the building as a whole.
RU2016152728A 2016-12-30 2016-12-30 Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing RU2649075C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152728A RU2649075C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016152728A RU2649075C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2649075C1 true RU2649075C1 (en) 2018-03-29

Family

ID=61867202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016152728A RU2649075C1 (en) 2016-12-30 2016-12-30 Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2649075C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747160C2 (en) * 2019-07-19 2021-04-28 Ооо "Содис Лаб" System for detecting and monitoring zones of change in the stress-strain state of building structures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2327105C2 (en) * 2006-05-23 2008-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Батиз" Method of monitoring condition of building or engineering-construction utility structure and device for its implementation
RU2381470C2 (en) * 2008-02-26 2010-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Современные диагностические системы" (НПО СОДИС) Method of monitoring and predicting technical state of buildings and structures and system for monitoring and predicing technical state of buildings and structures (versions)
RU2413193C2 (en) * 2009-03-26 2011-02-27 Олег Сергеевич Волков Method to monitor safety of bearing structures, structural elements of buildings and structures and system for its realisation
RU2460980C2 (en) * 2010-05-21 2012-09-10 Андрей Михайлович Шахраманьян Method of monitoring technical state of construction facilities
RU2576548C2 (en) * 2014-07-31 2016-03-10 Вячеслав Адамович Заренков Method to monitor state of building or engineering facility structure and device for its realisation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2327105C2 (en) * 2006-05-23 2008-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Батиз" Method of monitoring condition of building or engineering-construction utility structure and device for its implementation
RU2381470C2 (en) * 2008-02-26 2010-02-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Современные диагностические системы" (НПО СОДИС) Method of monitoring and predicting technical state of buildings and structures and system for monitoring and predicing technical state of buildings and structures (versions)
RU2413193C2 (en) * 2009-03-26 2011-02-27 Олег Сергеевич Волков Method to monitor safety of bearing structures, structural elements of buildings and structures and system for its realisation
RU2460980C2 (en) * 2010-05-21 2012-09-10 Андрей Михайлович Шахраманьян Method of monitoring technical state of construction facilities
RU2576548C2 (en) * 2014-07-31 2016-03-10 Вячеслав Адамович Заренков Method to monitor state of building or engineering facility structure and device for its realisation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2747160C2 (en) * 2019-07-19 2021-04-28 Ооо "Содис Лаб" System for detecting and monitoring zones of change in the stress-strain state of building structures

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Probabilistic framework with bayesian optimization for predicting typhoon-induced dynamic responses of a long-span bridge
Awada et al. Data-driven machine learning approach to integrate field submittals in project scheduling
Ahiaga-Dagbui et al. Neural networks for modelling the final target cost of water projects
Cheng et al. Risk score inference for bridge maintenance project using evolutionary fuzzy least squares support vector machine
Rogulj et al. Knowledge-based fuzzy expert system to the condition assessment of historic road bridges
Van et al. Research trends on machine learning in construction management: a scientometric analysis
Badawy A hybrid approach for a cost estimate of residential buildings in Egypt at the early stage
Koduru et al. Using fuzzy logic and expert system approaches in evaluating flexible pavement distress: Case study
Ferreira et al. The use of Artificial Neural Networks to estimate seismic damage and derive vulnerability functions for traditional masonry
Barros et al. Construction cost estimation of Brazilian highways using artificial neural networks
Proverbio et al. Adaptive sampling methodology for structural identification using radial basis functions
Liu et al. Condition evaluation for existing reinforced concrete bridge superstructure using fuzzy clustering improved by particle swarm optimisation
RU2747160C2 (en) System for detecting and monitoring zones of change in the stress-strain state of building structures
Jaafaru et al. Bridge maintenance planning framework using machine learning, multi-attribute utility theory and evolutionary optimization models
Nguyen et al. Empirical inference system for highway project delivery selection using fuzzy pattern recognition
Gulghane et al. Quantification analysis and prediction model for residential building construction waste using machine learning technique
Jaafaru et al. Bridge maintenance planning framework using machine learning, multi-criteria decision analysis and evolutionary optimization models
RU2649075C1 (en) Method for monitoring technical condition of building objects with processing of results determining state of monitoring object with use of soft computing
Gulghane et al. Performance analysis of machine learning-based prediction models for residential building construction waste
RU2650050C1 (en) Method of monitoring the technical condition of building objects with processing of the results specified with the state of the monitoring object, using soft measurements
Al Khazaleh et al. Ann-based prediction of cone tip resistance with tabu-search optimization for geotechnical engineering applications
Aloisio et al. Damage classification after the 2009 L’Aquila earthquake using multinomial logistic regression and neural networks
Trach et al. Modeling the quantitative assessment of the condition of bridge components made of reinforced concrete using ANN
Sharma et al. A review of modeling and data mining techniques applied for analyzing steel bridges
Morcous Comparing the use of artificial neural networks and case-based reasoning in modeling bridge deterioration