Оценивание уровня коррозионного повреждения арматуры и ширины раскрытия трещин по результатам натурных наблюдений с использованием теории размытых множеств
Последствия коррозионного повреждения арматуры: снижение сцепления железобетонных конструкций с бетоном, образование трещин, снижение несущей способности конструкций. Создание системы нечеткого логического вывода при помощи программы Fuzzy Logic Toolbox.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.06.2018 |
| Размер файла | 1,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 667.715
Оценивание уровня коррозионного повреждения арматуры и ширины раскрытия трещин по результатам натурных наблюдений с использованием теории размытых множеств
Ю.С. ЯЛОВАЯ, Н.П. ЯЛОВАЯ
Брест, БрГТУ
Коррозия арматуры является одним из наиболее значимых факторов, определяющих фактическое техническое состояние железобетонных конструкций, их долговечность и надежность.
Последствия коррозионного повреждения арматуры могут быть самыми разными: снижение сцепления арматуры с бетоном, образование трещин и разрушение защитного слоя бетона, скалывающегося за счет расклинивающего действия продуктов коррозии, снижения несущей способности конструкций в результате уменьшения сечения арматуры и бетона и т.д.
Задача определения категорий технического состояния конструкций по результатам визуального обследования является достаточно непростой: необходимо правильно и достоверно определить факторы, влияющие на техническое состояние конструкции и позволяющие определить ее категорию. Таким образом, можно говорить о наличии задачи оценки и отнесение к категории технического состояния конструкцию в условиях неопределенности.
Один из современных подходов, используемых в различных задачах принятия решений в условиях неопределенности, основан на применении инструментария теории нечетких множеств, основоположником которой является Л.А. Заде (1965 г.).
В качестве программной среды для создания системы нечеткого логического вывода и нечеткой классификации был использован пакет Fuzzy Logic Toolbox в рамках среды MatLab. Данная программа осуществляет обмен информацией между пользователем и экспертной системой через достаточно простой графический интерфейс, что обеспечивает возможность ее использования инженерами без специальной подготовки в области нечетких множеств и компьютерных наук.
В качестве входных параметров системы нечеткого вывода нами были предложены 2 нечеткие лингвистические переменные: "трещины" и "коррозия", а в качестве выходных параметров - нечеткая лингвистическая переменная "категория" (рисунок 1).
Рисунок 1 - Вид редактора FIS с принятыми входными и выходными параметрами
В качестве терм-множества лингвистической переменной "трещины" было использовано множество T1 = {"незначительные", "допустимые", "недопустимые"}. При этом каждому из термов первой входной переменной соответствуют определенные границы: для "незначительные" соответствует [0,05; 0,1], для "допустимые" соответствует [0,1; 0,3], для "недопустимые" соответствует [0,3; 1] (рисунок 2). Данные границы измеряются в мм и приняты в соответствии с рекомендациями [1].
Рисунок 2 - Вид редактора функций принадлежности с принятыми названиями термов и типами их функций принадлежности для входной переменной "трещины"
В качестве терм-множества лингвистической переменной "коррозия" использовано множество T2 = {"слабая", "средняя", "сильная"}. При этом каждому из термов второй входной переменной соответствуют определенные границы: для "слабая" соответствует [0; 10], для "допустимые" соответствует [10; 20], для "недопустимые" соответствует [20; 40] (рисунок 3). Данные границы выражены в %, приняты по результатам обзора нормативно-технических документов различных стран по оцениванию технического состояния конструкции.
Рисунок 3 - Вид редактора функций принадлежности с принятыми названиями термов и типами их функций принадлежности для входной переменной "коррозия"
В качестве терм-множества выходной лингвистической переменной "категория" использовано множество T3 = {"1", "2", "3"}. При этом каждому из термов выходной переменной соответствуют определенные границы: для "1" соответствует [0; 1,8], для "2" соответствует [1,2; 2,8], для "3" соответствует [2,2; 3] (рисунок 4). Данные границы приняты по результатам обзора рейтинговых систем оценки дефектов строительных конструкций зданий и сооружений различных стран.
коррозионный арматура нечеткий логический
Рисунок 4 - Вид редактора функций принадлежности с принятыми названиями термов и типами их функций принадлежности для выходной переменной "категория"
Для каждого терма нами были определены типы функций принадлежности, таким образом, чтобы при пересечении двух функций они пересекались в точке 0,5 по оси ординат, но и соответствовали границам по оси абсцисс.
После задания 9-ти правил нечеткого вывода (рисунок 5) выдается результат нечеткого вывода (значение выходной переменной) для конкретных значений входных переменных. По умолчанию для входных переменных предложены средние значения из интервала их допустимых значений. Это означает, что при ширине раскрытия трещин 0,5 мм и при коррозии арматуры 20 % значениям входных переменных соответствует категория 2,68 (рисунок 6), используя правила округления, получаем 3-ью категорию состояния конструкции.
Рисунок 5 - Вид редактора правил нечеткого вывода после их определения
Рисунок 6 - Вид программы просмотра правил нечеткого вывода
Таким образом, в зависимости от имеющихся повреждений, техническое состояние конструкции может быть классифицировано по 3-м категориям:
Категория 1 - исправное состояние - дефекты устраняются в процессе технического обслуживания и текущего ремонта.
Категория 2 - ограниченное работоспособное состояние - опасность обрушения отсутствует. Необходимо соблюдение всех эксплуатационных требований. Возможны ограничения некоторых параметров эксплуатации. Требуется ремонт.
Категория 3 - неработоспособное состояние - необходимо срочное ограничение нагрузок. Требуется капитальный ремонт, усиление или замена элементов.
Разработанная экспертная система нечеткого вывода позволяет определить категорию технического состояния строительной конструкции на основе 2-х имеющихся факторов - ширины раскрытия трещин и уровня коррозионного повреждения арматуры, выраженного потерей площади сечения стержня, на базе пакета Fuzzy Logic Toolbox в рамках среды MatLab.
список ЛИТЕРАТуры
1. Рекомендации по оценке надежности железобетонных конструкций эксплуатируемых и реконструируемых зданий и сооружений: Р 1.03.0.42.07. - Брест : БрГТУ, 2007. - 60 с.
2. Леоненков, А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и fuzzyTECH / А.В. Леоненков. - СПб. : БХВ-Петербург, 2005. - 736 с.
3. Ming-Te, Liang. Applying fuzzy mathematics to evaluating the membership of existing reinforced concrete bridges in Taipei / Ming-Te Liang, Jai-He Wu, Chih-Hsin Liang // Journal of Marine Science and Technology. - 2000. - Vol. 8, № 1. - P. 16-29.
4. Puklicky, L. Examples of application of fuzzy logic to building industry research / L. Puklicky, Z. Kala // Recent Researches in Mechanics. - 2011. - P. 56-59.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проектирование экспертной системы выбора нейронной сети. Сущность семантических сетей и фреймов. MatLab и системы Фаззи-регулирования. Реализация программы с использованием пакета fuzzy logic toolbox системы MatLab 7. Составление продукционных правил.
курсовая работа [904,4 K], добавлен 17.03.2016Понятие и свойства лингвистической переменной, ее разновидности. Основы теории приближенных рассуждений. Нечеткие системы логического вывода с одной и несколькими входными переменными. Принципы нечеткого моделирования, вычисление уровней истинности.
презентация [152,7 K], добавлен 29.10.2013Определение образования трещин при изгибе в среде программирования Paskal. Деформационная модель с учетом неупругих деформаций растянутого бетона. Момент инерции сечения бетона соответственно растянутой и сжатой арматуры. Алгоритм в виде блок-схемы.
контрольная работа [334,2 K], добавлен 26.01.2012Основные этапы систем нечеткого вывода. Правила нечетких продукций, используемые в них. Нечеткие лингвистические высказывания. Определение алгоритмов Цукамото, Ларсена, Сугено. Реализации нечеткого вывода Мамдани на примере работы уличного светофора.
курсовая работа [479,6 K], добавлен 14.07.2012Начальное представление систем нечеткого вывода: логический вывод, база знаний. Алгоритм Мамдани в системах нечеткого вывода: принцип работы, формирование базы правил и входных переменных, агрегирование подусловий, активизация подзаключений и заключений.
курсовая работа [757,3 K], добавлен 24.06.2011Методы, системы, типы и способы проводимых измерений в автоматизированных системах медицинского обеспечения безопасности на транспорте. Проектирования нечеткого алгоритма предрейсовых медицинских осмотров на основе адаптивной сети нейро-нечеткого вывода.
дипломная работа [6,5 M], добавлен 06.05.2011Написание программы вывода графика функции с помощью точек и линий, модификация программы. Программа вывода каркаса вращающегося тора относительно своей оси с одновременным движением по заданной траектории. Создание эффекта сползания текстуры с цилиндра.
контрольная работа [433,2 K], добавлен 01.12.2009Анализ процессов диагностики повреждений трубопровода. Разработка модели продукционной базы знаний: обзор методов представления знаний, описание создания базы знаний и разработки механизма логического вывода. Экономическое обоснование концепции проекта.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 16.04.2017Назначение программного комплекса (ПК) "Лира": расчет, исследование и проектирование конструкций. Создание расчетной схемы фермы в среде AutoCAD 2000, ее импортирование в ПК "Лира". Определение продольных усилий в элементах фермы, результаты проверок.
реферат [811,2 K], добавлен 04.01.2014Создание программы в среде Delphi 7 для упрощения и автоматизации расчетов стоимости пластиковых оконных конструкций и дверей. Разработка программы с учётом расчёта стоимости заказываемых изделий, сохранением заказов в файлы, вывод отчетов на печать.
курсовая работа [463,9 K], добавлен 29.05.2008Интеллектуальная система как техническая или программная система, решающая задачи, которые считаются творческими и принадлежат конкретной предметной области. Анализ системы нечеткого логического вывода. Знакомство со средой программирования FuzzyTECH.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.09.2016Обзор методов и подходов решения поставленной задачи аппроксимации логического вывода экспертной системы. Разработка и описание метода сетевого оператора для решения данной задачи. Разработка алгоритма решения. Проведение вычислительного эксперимента.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 23.02.2015Понятие и суть нечеткой логики и генетических алгоритмов. Характеристика программных пакетов для работы с системами искусственного интеллекта в среде Matlab R2009b. Реализация аппроксимации функции с применением аппарата нечеткого логического вывода.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 23.06.2012Решение задач прогнозирования цен на акции "Мазут" на 5 дней, построение прогноза для переменной "LOW". Работа в модуле "Neural networks", назначение вкладок и их характеристика. Построение системы "Набор программистов" нечеткого логического вывода.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 26.12.2016Решение задачи аппроксимации поверхности при помощи системы нечёткого вывода. Определение входных и выходных переменных, их термы; алгоритм Сугено. Подбор функций принадлежности, построение базы правил, необходимых для связи входных и выходных переменных.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 31.05.2014Сущность интеллектуальных систем. Запись математического выражения в виде ориентированного графа. Особенности разработки генетического алгоритма для решения задачи аппроксимации логического вывода экспертной системы на основе метода сетевого оператора.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 17.09.2013Реализация экспертных систем любой сложности, решение любых головоломок и шарад с помощью языка логического программирования Prolog. Основные понятия в языке Prolog. Правила логического вывода и запросы. Процедуры логического вывода и принятия решений.
курсовая работа [19,0 K], добавлен 24.05.2012Разработка программы, которая позволяет вычислить данные для сечений стрежневых конструкций, нагруженных по определённой схеме, с вводом и выводом данных при помощи конструктивного графического интерфейса. Листинг и результаты работы программы.
курсовая работа [7,8 M], добавлен 19.09.2010Разработка программы обработки типизированных файлов с кодом на языке Object Pascal, с использованием компонентов Delphi для ввода и вывода данных. Разработка экранных форм и алгоритма программы. Описание программных модулей и инструкция оператору.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 08.02.2011Разработка программы для поиска пути в лабиринте с возможностью задания входа и выхода, наглядное представление решений. Использование языка логического программирования Prolog. Данные и методы решения. Пользовательский интерфейс, листинг программы.
реферат [14,3 K], добавлен 15.10.2012
