К.Д. Степанов1
1 Российский университет транспорта (Москва, Россия)

1 sksteps@mail.ru

Постановка проблемы. Развитие городских территорий и транспортной инфраструктуры сопровождается повышением уровня вибрационных воздействий на окружающие объекты. Это создает необходимость разработки новых инструментов для анализа и прогнозирования таких воздействий. Важным направлением исследований является применение технологий искусственного интеллекта, включая технологии нейросетевого и нечеткого моделирования, для разработки автоматизированных систем для оценивания влияния транспортных вибраций с возможностью интеграции в интеллектуальные системы мониторинга и диагностики.

Цель. Разработать подход к совершенствованию систем мониторинга и диагностики на основе создания инструмента для оценки вибрационных воздействий транспортных средств на инфраструктурные объекты с использованием нейросетевых моделей.

Результаты. Проанализированы направления использования нейросетевых технологий в автоматизированной системе оценки вибрационных воздействий. Описаны особенности получения и представления данных, получаемых на основе натурных измерений вибраций, вызванных движением подземных составов. Охарактеризованы основные типы искусственных нейронных сетей, которые могут применяться для оценки вибрационных воздействий транспортных средств метрополитена на объекты городской инфраструктуры. Предложена последовательность этапов разработки автоматизированной системы оценки вибрационных воздействий. Рассмотрены возможности интеграции нейросетевых технологий, экспертной базы знаний и графовой модели пространственных взаимодействий, разработанной для оценки уровней воздействия вибрации с учетом построения графа размещения объектов.

Практическая значимость. Результаты работы могут найти применение при решении задач моделирования, оценки и прогнозирования вибрационных воздействий, задач разработки интеллектуальных систем мониторинга и систем поддержки принятия решений, а также задач автоматизации проектирования виброизоляционных мероприятий.

Степанов К.Д. Использование методов искусственного интеллекта в автоматизированной системе оценки вибрационных воздействий транспортных средств на инфраструктурные объекты // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2025. Т. 27. № 2. С. 69–77. DOI: https://doi.org/10.18127/j19998554-202502-08

1. Дашевский М.А., Мондрус В.Л., Моторин В.В. Концепция виброзащиты зданий и сооружений в поле строительных нормативов РФ // Academia. Архитектура и строительство. 2018. № 4. С. 109–115.
2. Костарев С.А., Махортых С.А., Рыбак С.А. Разработка сводов правил для снижения шума и вибрации от метрополитена и наземных видов транспорта // Метро и тоннели. 2001. № 5. С. 32.
3. ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997). Межгосударственный стандарт «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека». 2004.
4. СанПиН 2.1.2.2645-10. Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. 2010.
5. СП 465.1325800.2019. Здания и сооружения. Защита от вибрации метрополитена. Правила проектирования. 2019.
6. Цукерников И.Е., Шубин И.Л., Невенчанная Т.О., Тихомиров Л.А. Прогнозирование вибрации рельсового транспорта в помещениях жилых и общественных зданий // NOISE Theory and Practice. 2023. № 2 (33). C. 82–93.
7. Пастухова Л.Г., Алехин В.Н., Антипин А.А., Городилов С.Н., Носков А.С. Численный анализ вибрационного воздействия метрополитена на многоэтажное здание // Академический вестник УралНИИПроект РААСН. 2016. № 4 (31). С. 73–78.
8. Цукерников И.Е., Смирнов В.А. Измерение и анализ вибрации, вызванной движением поездов метрополитена на близлежащие здания и разработка мероприятий по их снижению // Ученые записки физического факультета московского университета. 2017. № 5. С. 1751416.
9. Юлдашев Ш.С., Карабаева М.У. Прогнозирование уровня вибрации в грунтах, распространяющейся от тоннелей метрополитена круглого сечения // Молодой ученый. 2016. № 6 (110). С. 249–253.
10. Дружинина О.В., Масина О.Н. Методы анализа устойчивости систем интеллектного управления. М.: Изд. дом URSS. 2016.
11. Рыбина Г.В. Экспертные системы и инструментальные средства для их разработки: некоторые итоги // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2023. Т. 21. № 2. С. 30–44.
12. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. Изд. 2-е, испр. М.-СПб: Диалектика. 2019.
13. Галушкин А.И. Нейронные сети: основы теории. М.: Горячая линия – Телеком. 2012.
14. Сивицкий Д.А. Анализ опыта и перспектив применения искусственных нейронных сетей на железнодорожном транспорте // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. 2021. № 2 (57). С. 33–41.
15. Белоусов В.В., Дружинина О.В., Корепанов Э.Р., Макаренкова И.В., Максимова В.В. Применение нейронных сетей для решения задач классификации при выявлении неисправностей транспортных систем // Нейрокомпьютеры: разработка, применение. 2022. Т. 24. № 4. С. 18–27. DOI: 10.18127/j19998554-202204-02.
16. Степанов К.Д., Дружинина О.В. Разработка алгоритмического обеспечения для оценки влияния вибрационных воздействий транспортных средств на объекты городской инфраструктуры // Нелинейный мир. 2023. Т. 21. № 4. С. 46–54. DOI: 10.18127/j20700970-202304-06.
17. Степанов К.Д., Дружинина О.В., Петров А.А. Анализ моделей и разработка программного комплекса для оценки влияния вибрационных воздействий транспортных средств на объекты городской инфраструктуры // Нелинейный мир. 2024. Т. 22. № 1. С. 5–14. DOI: 10.18127/j20700970-202401-01.
18. Петров А.А., Степанов К.Д., Дружинина О.В. Программа для ЭВМ «Программа для моделирования пространственных взаимодействий инфраструктурных объектов в зонах повышенной вибрации». Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2025611332 от 17.01.2025.