Нейроинформатика

       

Нейросетевая информационная модель системы


Информационная модель отклика контейнера строилась на основе сети встречного распространения и многослойной сети с обучением по методу обратного распространения ошибки. Были рассмотрены прямая, обратная и комбинированная задачи.

Нейронная сеть для прямой задачи содержит 6 входов и 2 оцениваемых выхода. Прямая задача для данного приложения позволят ответить на следующие вопросы:

  • Какова будет максимальная температура внутри контейнера при известных параметрах пожара?
  • Превысит или нет внутренняя температура заданное критическое значение? Если да, то как долго система будет находиться в критических условиях?
  • Что отвечает большему риску повреждения содержимого контейнера: короткий, но высокотемпературный пожар, или длительная умеренная тепловая нагрузка?

Обратная задача соответствует оценке параметров внешнего воздействия по измерениям отклика системы. Тепловой режим внутри контейнера при этом контролируется датчиками температуры. Запросы к обратной модели носят диагностический характер:

  • Какова длительность и температура пламени?
  • Как далеко от контейнера произошел пожар, и каков был размер пламени?
  • Какова фактическая степень повреждения контейнера?

Наиболее интересная комбинированная задача рассматривает часть параметров как известные, а остальные, как неизвестные. При обучении нейросети комбинированной задаче множества переменных, используемых как входные и как выходные, могут частично или полностью перекрываться.

Комбинированная задача отвечает на все запросы прямой и обратной задач, но имеет дополнительные возможности:

  • Оценка состояния контейнера по внешним и внутренним измерениям.
  • Каковы наитяжелейшие условия пожара, при которых контейнер еще сохраняет содержимое?

Обратную и комбинированную задачи следует рассматривать, как некорректно поставленные.

Область возможных значений физических параметров ограничивалась максимальными температурами пожара (достигаемыми при горении обогащенного топлива), расстояниями и размерами пламени, при которых теплопередача контейнеру приводит к температуре около 200оС (типичный порог для пожаро-сигнализирующих датчиков). Длительность пожара ограничивалась значением 1 час.

После введения всех ограничений данные из базы данных были линейным преобразованием приведены в "серый" формат [0..1].



Содержание раздела