Настоящая статья является частью диссертационного исследования автора в области разработки методики прогнозирования технического состояния водопропускных труб на железных дорогах с применением математического аппарата нечеткой логики. Одной из распространённых методик оценки искусственных сооружений, является метод балльной оценки. При обследовании, каждому выявленному дефекту присваивается некоторое количество баллов. Затем количество баллов суммируется по разработанной методике и, по полученному результату делается вывод о состоянии объекта. Однако, в условиях существенной субъективности и ограниченных входных данных, вопрос прогнозирования технического состояния сооружения достаточно трудоемок. Как дополнительный, к уже существующим методам прогнозирования технического состояния сооружения, в частности, водопропускных труб, предлагается применить метод, базирующийся на принципах нечеткой логики, являющимися обобщением нечеткой логики и теории множеств. В нечеткой логике, в отличие от классической, вместо величин истина и ложь используется величина степень истинности, принимающей любые значения из бесконечного множества от 0 до 1 включительно. Для прогнозирования изменения состояния и определению скорости ухудшения технических характеристик водопропускной трубы, необходимо создание модели, в которой методы балльных оценок трансформируются в оценки, представляемые в терминах аппарата нечеткой логики. В статье представлена методика применения алгоритмов нечеткой логики для прогнозирования технического состояния водопропускных труб на железных дорогах. В результате проведенных исследований, получены численные градации терма «Возраст водопропускной трубы». При ограниченных и субъективных входных данных, выраженных численно в терминах нечеткой логики — «Возраст водопропускной трубы» и «Состояние водопропускной трубы», возможно рассчитать значения терма «Скорость деградации водопропускной трубы». Автором представлен метод прогнозирования технического состояния водопропускных труб на железной дороге, основанный на принципах нечеткой логики, строящейся на фундаментальной теории множеств. Разработанная математическая модель позволяет рассчитать время перехода сооружения из одного технического состояния в другое. Для реализации нечеткого логического вывода представленной модели используется пакет Fuzzy Logic Toolbox в программной среде MATLAB.
This article is part of the author’s dissertation research in the field of developing a methodology for predicting the pipe-culvert technical condition on railways using the mathematical apparatus of fuzzy logic. One of the common methods for assessing engineering structures is the point rating method. During the examination, each identified defect is assigned a certain number of points. Then the number of points is summed up according to the developed methodology and, based on the obtained result, a conclusion is drawn about the condition of the object. However, in conditions of significant subjectivity and limited input data, the issue of predicting the structure technical condition is quite labor-intensive. As an addition to existing methods for predicting the structure technical condition, in particular pipe-culvert, it is proposed to apply a method based on the fuzzy logic principles, which is a generalization of fuzzy logic and set theory. In fuzzy logic, unlike classical logic, instead of the values true and false, the truth value degree is used, which takes any value from an infinite set from 0 to 1 inclusive. To predict changes in condition and determine the deterioration rate of the technical characteristics of a pipe-culvert, it is necessary to create a model in which scoring methods are transformed into estimates presented in terms of fuzzy logic. The article presents a methodology for using fuzzy logic algorithms to predict the pipe-culvert technical condition on railways. As a result of the research, numerical gradations of the term «pipe-сulvert Age» were obtained. With limited and subjective input data, expressed numerically in terms of fuzzy logic — «pipe-culvert Age» and «pipe-culvert Condition», it is possible to calculate the values of the term «pipe-culvert Degradation Rate». The author presents a method for predicting the technical condition of railway pipe-culverts, based on the principles of fuzzy logic, founded on fundamental set theory. The developed mathematical model makes it possible to calculate the structure transition time from one technical state to another. To implement fuzzy logical inference of the presented model, the Fuzzy Logic Toolbox package is used in the MATLAB software environment.