name: УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ  НА ЭТАПЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ  НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ ИСКУССТВЕННЫХ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
keyword_list: прогнозирование математический аппарат нейронные сети эксплуатация дорожного покрытия автомобильные дороги жизненный цикл
abstract: Жизненный цикл автомобильной дороги, как и большинства инженерных сооружений включает в себя этапы инженерных изысканий, проектирования, строительства, эксплуатации (включающего в себя работы по содержанию и ремонту), капитальный ремонт/реконструкцию и демонтаж (разборку
  Как показывает опыт, одной из основных причин несоблюдения требуемых сроков службы автомобильных дорог является несвоевременное выполнение работ по содержанию, ремонту дорог, или неверные управленческие решения в выборе определенного вида ремонтных работ. Особую актуальность поиск решения данной проблему имеет в связи с необходимостью достижения целевых показателей в рамках национального проекта «Безопасные и качественные автомобильные дороги» (БКАД).
  Одной из важных причин данной проблемы представляется отсутствие единых интегральных критериев оценки состояния автомобильных дорог, определяемых на основе инструментальной диагностики и механизмов принятия на их основе управленческих решений. В действующей сегодня системе диагностики автомобильных дорог приоритетное внимание уделяется эксплуатационным характеристикам асфальтобетонного покрытия, в то время как определение жёсткости и прочности дорожной одежды в целом на автомобильной дороге зачастую является факультативным. При этом диагностика по этим показателям проводится ежегодно и сопряжена с применением современных высокоточных и высокопроизводительных установок - таких как диагностические лаборатории и установки динамического нагружения с падающим грузом. Отсутствие единого критерия приводит к ситуации, когда набранные значительные объёмы информации о состоянии автомобильных дорог остаются практически не востребованными, так как не привязываются к единому конкретному значению, характеризующему состояние дороги. 
  Наиболее перспективным механизмом решения этой проблемы выглядит применение технологий искусственного интеллекта, в частности моделей искусственных нейронных сетей (далее ИНС). На их основе возможно построение практичного, недорогого и быстрого метода оценки функционального состояния дорожной одежды, позволяющего также прогнозировать изменения конструктивного и эксплуатационного состояния автомобильных дорог в краткосрочной и среднесрочной перспективе. Всё это позволит в значительной степени повысить эффективность управления жизненным циклом автомобильных дорог как с точки зрения их качества, так и с точки зрения экономичности мероприятий по поддержанию их сохранности, что положительно отразится на сроке их эксплуатации.
  Цель диссертации - совершенствование механизмов управления жизненным циклом автомобильных дорог с разработкой комплексного метода прогнозирования их состояния, базирующегося на применении моделей искусственных нейронных сетей и позволяющего осуществлять оценку эксплуатационных и структурных свойств элементов дорог, а также планировать сроки и виды мероприятий по текущему и капитальному ремонту.
  Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
  - обосновать влияние разработанного метода назначения управляющих воздействий (в виде работ по содержанию, ремонту, капитальному ремонту) на продление срока службы эксплуатируемых автомобильных дорог;
  - провести теоретический обзор исследований, связанных с существующими практиками управления жизненным циклом, а также осуществить анализ и классификацию моделей искусственных нейронных сетей, применяемых при решении аналогичных задач строительной отрасли;
  -	обосновать параметры искусственных нейронных сетей и разработать соответствующие модели для определения структурных характеристик слоев дорожных одежд на автомобильных дорогах для прогнозирования изменения эксплуатационного состояния покрытия автомобильных дорог, и  прогнозирования сроков и видов работ по содержанию и ремонту дорожных одежд в ходе их эксплуатации;
  -	разработать методику прогнозирования интегрального показателя состояния автомобильных дорог, объединяющего основные показатели ее эксплуатационного и структурного состояния, определяемые в ходе диагностики;
  -	разработать комплексный подход к управлению жизненным циклом автомобильных дорог на этапе эксплуатации, базирующийся на применении искусственных нейронных сетей,  позволяющий осуществлять прогнозирование их фактического состояния и назначать сроки и виды мероприятий по их восстановлению.
  Объект исследования: автомобильные дороги с асфальтобетонным покрытием.
  Предмет исследования: эксплуатационное состояние автомобильной дороги.
  Методика исследований базируется на применении математического аппарата разработки и обучения искусственных нейронных сетей, а также методах теории надежности и математической статистики, и использовании современного высокоточного и производительного экспериментального оборудования для диагностики автомобильных дорог.
  Научная новизна работы:
  - разработан комплексный подход к управлению жизненным циклом автомобильных дорог на этапе эксплуатации, объединяющий основные параметры ее эксплуатационного  (продольная и поперечная ровность, наличие дефектов) и структурного состояния (модули упругости слоев и общий модуль упругости дорожной одежды), реализуемый с использованием алгоритмов искусственных нейронных сетей, и позволяющий назначать виды и сроки мероприятий по восстановлению;
  - обоснованы параметры и разработаны модели искусственных нейронных сетей для определения модулей упругости конструктивных элементов нежёстких дорожных одежд, а также для прогнозирования эксплуатационного состояния автомобильных дорог;
  -	разработана методика прогнозирования интегрального уровня сохранности автомобильных дорог, реализуемая на основе алгоритмов искусственных нейронных сетей, по данным инструментальной оценки их структурного и эксплуатационного состояния;
  -	предложена шкала критериев принятия решений о видах управляющих воздействий для назначения мероприятий по восстановлению эксплуатационного состояния автомобильных дорог в течение их жизненного цикла на этапе эксплуатации.
chairman_dissertation_council.name: Алексей
chairman_dissertation_council.surname: Бескопыльный
chairman_dissertation_council.patronymic: Николаевич
chairman_dissertation_council.position: профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: P-1373-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 57212303470
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-6173-9365
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Алексей
organization_supervisor.surname: Бескопылыный
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: Проректор по учебной работе и подготовке кадров высшей квалификации
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 67.29.03
rubrics.name: Общая типология объектов строительства
rubrics.code: 73.31.11
rubrics.name: Автомобильные дороги
rubrics.code: 67.01.81
rubrics.name: Измерения, испытания, контроль и управление качеством
rubrics.code: 67.01.77
rubrics.name: Методы исследования и моделирования. Математические и кибернетические методы
oecds.code: 02.01.YR
oecds.name: TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY
oecds.code: 02.01.IM
oecds.name: ENGINEERING, CIVIL
speciality_codes.name: Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
speciality_codes.code: 2.1.8.
speciality_codes.name: Управление жизненным циклом объектов строительства
speciality_codes.code: 2.1.14.
supervisors.fio: Тиратурян Артем Николаевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Евтушенко Сергей Иванович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Основания и фундаменты, подземные сооружения
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бондарев Борис Александрович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
protection_organization.ogrn: 1026103727847
protection_organization.supervisor_name: БЕСИК
protection_organization.supervisor_surname: МЕСХИ
protection_organization.supervisor_patronymic: ЧОХОЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
author_organization.ogrn: 1026103727847
author_organization.supervisor_name: БЕСИК
author_organization.supervisor_surname: МЕСХИ
author_organization.supervisor_patronymic: ЧОХОЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения