Jan Bień. Modelowanie obiektów mostowych w procesie ich eksploatacji

Jan Bień Modelowanie obiektów mostowych w procesie ich eksploatacji Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2002

63,675(&, 1. SYSTEMOWE WSPOMAGANIE EKSPLOATACJI OBIEKTÓW MOSTOWYCH... 7 1.1. Wprowadzenie... 7 1.2. Cel i zakres pracy... 12 1.3. Komputerowe wspomaganie gospodarowania obiektami mostowymi... 14 1.3.1. Systemy, informacje i systemy informacyjne... 14 1.3.2. Bazy danych, bazy wiedzy i systemy ekspertowe... 18 1.3.3. Informacyjne podstaz\ ]DU]G]DQLD RELHNWDPL mostowymi... 22 1.3.4. Ewolucja komputerowych systemów gospodarowania mostami... 32 1.3.5. 6WUDWHJLH WZRU]HQLD L DUFKLWHNWXUD V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK gospodarowanie mostami... 38 1.4. =DU]G]DQLH RELHNWDPL PRVWRZ\PL Z 3ROVFH... 46 1.4.1. Infrastruktura mostowa... 46 1.4.2..RPSXWHURZH ZVSRPDJDQLH ]DU]G]DQLD HNVSORDWDFM mostów w Polsce... 51 2. PODSTAWY NUMERYCZNEGO MODELOWANIA OBIEKTÓW MOSTOWYCH... 61 2.1. 0RGHOH VWRVRZDQH Z V\VWHPDFK ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM PRVWyZ... 61 2.2. Modele geometrii obiektów mostowych... 65 2.3. Ewidencyjne modele obiektów mostowych... 69 2.3.1. Struktura informacji ewidencyjnych... 69 2.3.2. Ewidencyjne modele obiektów a modele geometrii... 72 3. MODELOWANIE USZKODZE 2%,(.7Ï: 02672:<&+... 78 3.1. Wprowadzenie... 78 3.2. 6\VWHPDW\ND XV]NRG]H... 84 3.2.1..U\WHULD NODV\ILNDFML XV]NRG]H... 84 3.2.2. 3RGVWDZRZH W\S\ XV]NRG]H... 86 3.2.3. +LHUDUFKLF]Q\ V\VWHP NODV\ILNDFML XV]NRG]H... 90 3.3. Zasoby informacji o uszkodzeniach... 92 3.4. 0RGHORZDQLH XV]NRG]H SU]\ Ueprezentacji geometrii typu E 0... 98 3.4.1. Metoda segmentów... 98 3.4.2. 5R]OHJáRü XV]NRG]H... 101 3.4.3.,QWHQV\ZQRü XV]NRG]H... 102 3.4.3.1. 3RGVWDZRZH ]DáR*HQLD... 102 3.4.3.2. 'HVWUXNFMD PDWHULDáX... 103 3.4.3.3. 8WUDWD FLJáRFL PDWHULDáX... 104 3.4.3.4. 8E\WNL PDWHULDáX... 104 3.4.3.5. 8V]NRG]HQLD ]DEH]SLHF]H DQW\NRUR]\MQ\FK... 106 3.4.3.6. 'HIRUPDFMH XV]NRG]HQLD ]ZL]DQH ]H ]PLDQ SRáR*HQLD zanieczyszczenia... 107

4 3.4.4. /RNDOL]DFMD XV]NRG]H... 107 3.4.5..RPSXWHURZD LPSOHPHQWDFMD PRGHOX XV]NRG]H... 108 3.5. 0RGHORZDQLH XV]NRG]H SU]\ UHSUH]HQWDFML JHRPHWULL W\SX ( 1... 110 3.5.1. Wprowadzenie... 110 3.5.2.,QWHQV\ZQRü XV]NRG]H... 111 3.5.2.1. Uwagi ogólne... 111 3.5.2.2. Deformacje... 112 3.5.2.3. 'HVWUXNFMD PDWHULDáX... 113 3.5.2.4. 8WUDWD FLJáRFL PDWHULDáX... 115 3.5.2.5. 8E\WNL PDWHULDáX... 116 3.5.2.6. 8V]NRG]HQLD ]DEH]SLHF]H DQW\NRUR]\MQ\FK... 117 3.5.2.7. 8V]NRG]HQLD ]ZL]DQH ]H ]PLDQ SRáR*HQLD... 119 3.5.2.8. Zanieczyszczenia... 120 3.5.3. 5R]OHJáRü XV]NRG]H... 122 3.5.4. /RNDOL]DFMD XV]NRG]H... 122 3.5.5..RPSXWHURZD LPSOHPHQWDFMD PRGHOX XV]NRG]H... 123 3.6. 0RGHORZDQLH XV]NRG]H SU]\ UHSUH]HQWDFML JHRPHWULL W\SX ( 2... 126 3.6.1. Wprowadzenie... 126 3.6.2.,QWHQV\ZQRü XV]NRG]H... 126 3.6.2.1. Uwagi ogólne... 126 3.6.2.2. Deformacje... 127 3.6.2.3. 'HVWUXNFMD PDWHULDáX... 128 3.6.2.4. 8WUDWD FLJáRFL PDWHULDáX... 130 3.6.2.5. 8E\WNL PDWHULDáX... 131 3.6.2.6. 8V]NRG]HQLD ]DEH]SLHF]H DQW\NRUR]\MQ\FK... 132 3.6.2.7. 8V]NRG]HQLD ]ZL]DQH ]H ]PLDQ SRáR*HQLD... 134 3.6.2.8. Zanieczyszczenia... 135 3.6.3. 5R]OHJáRü XV]NRG]H... 136 3.6.4. /RNDOL]DFMD XV]NRG]H... 136 3.6.5..RPSXWHURZD LPSOHPHQWDFMD PRGHOX XV]NRG]H... 137 3.7. 0RGHORZDQLH XV]NRG]H SU]\ UHSUH]HQWDFML JHRPHWrii typu E 3... 139 3.7.1. Wprowadzenie... 139 3.7.2.,QWHQV\ZQRü XV]NRG]H... 139 3.7.3. 5R]OHJáRü XV]NRG]H... 141 3.7.4. /RNDOL]DFMD XV]NRG]H... 141 3.7.5..RPSXWHURZD LPSOHPHQWDFMD PRGHOX XV]NRG]H... 142 4. FUNKCJE EKSPERTOWE... 143 4.1. Wprowadzenie... 143 4.1.1. Funkcje ekspertowe w zar]g]dqlx RELHNWDPL PRVWRZ\PL... 143 4.1.2. Metody i techniki reprezentacji wiedzy... 146 4.2. Sieci hybrydowe jako tworzywo funkcji ekspertowych... 150 4.2.1. Koncepcja sieci hybrydowych... 150 4.2.2. Komputerowe wspomaganie tworzenia funkcji ekspertowych... 154 4.2.2.1. Kreator funkcji ekspertowych... 154 4.2.2.2. Projektowanie struktury funkcji ekspertowej... 157 4.3. Komponenty funkcyjne... 160 4.3.1. )XQNFMH PRGHOXMFH SRGVWDZRZH RNUHOHQLD... 160 4.3.2. Tworzenie komponentów funkcyjnych... 160

4.4. Komponenty neuronowe... 165 4.4.1. Sieci neuronowe podstawowe onuhohqld... 165 4.4.2. Wielowarstwowe sieci jednokierunkowe... 168 4.4.3. Uczenie sieci neuronowych... 171 4.4.4. Tworzenie komponentów neuronowych... 174 4.5. Komponenty rozmyte... 183 4.5.1. Modelowanie rozmyte SRGVWDZRZH RNUHOHQLD... 183 4.5.2. Operacje na zbiorach rozmytych... 187 4.5.2.1. Uwagi ogólne... 187 4.5.2.2. 3U]HFLFLH ]ELRUyZ UR]P\W\FK... 187 4.5.2.3. 3RáF]HQLH ]ELRUyZ UR]P\W\FK... 188 4.5.3. 3U]\EOL*RQH ZQLRVNRZDQLH... 189 4.5.4. Tworzenie komponentów rozmytych... 191 4.5.4.1. 'HILQLRZDQLH ZáDFLZRFL NRPSRQHQWyZ... 191 4.5.4.2. Operacja rozmywania (fuzyfikacja)... 195 4.5.4.3. Operacja wnioskowania (inferencja)... 197 4.5.4.4. Operacja ostrzenia (defuzyfikacja)... 201 5. POZYSKIWANIE WIEDZY NA POTRZEBY FUNKCJI EKSPERTOWYCH... 204 5.1. 'UyGáD ZLHG]\ L PHWRG\ MHM SR]\VNLZDQLD... 204 5.2. Analiza baz danych i dokumentacji technicznej... 206 5.3. Analiza konstrukcji... 214 5.3.1. 1DU]G]LD DQDOL]\ NRQVWUXNFML... 214 5.3.2. Wyznaczanie wauwrfl ZLHONRFL VWDW\F]Q\FK... 217 5.3.3. Ocena wykorzystania cech konstrukcji... 218 5.3.4. :Sá\Z XV]NRG]H QD ZLHONRFL VWDW\F]QH... 221 5.3.5. :Sá\Z XV]NRG]H QD Z\NRU]\VWanie cech konstrukcji... 224 5.3.6. )XQNFMH L REZLHGQLH ZUD*OLZRFL... 227 5.3.7. Analiza konstrukcji z wykorzystaniem funkcji L REZLHGQL ZUD*OLZRFL... 230 5.4. Akwizycja wiedzy ekspertów... 236 6. OCENA KONDYCJI OBIEKTÓW MOSTOWYCH... 239 6.1. Kryteria i metody oceny... 239 6.2. Ocena stanu technicznego obiektów mostowych SU]\ Z\NRU]\VWDQLX QDU]Gzi ekspertowych... 249 6.2.1. Modele geometrii typu E 0... 249 6.2.1.1. Zasady oceny stanu technicznego... 249 6.2.1.2. Architektura funkcji ekspertowej... 251 6.2.1.3. Architektura sieci hybrydowych... 253 6.2.1.4. Implementacja komputerowa... 260 6.2.2. Modele geometrii typu E 1... 263 6.2.2.1. Zasady oceny stanu technicznego... 263 6.2.2.2. Architektura funkcji ekspertowej... 267 6.2.2.3. Architektura sieci hybrydowych... 267 6.2.2.3.1. Ogólna koncepcja... 267 6.2.2.3.2. 3RUHGQLD PHWRGD Z\]QDF]DQLD IXQNFML ZUD*OLZRFL... 273 6.2.2.3.3. %H]SRUHGQLD PHWRGD Z\]QDF]DQLD IXQNFML ZUD*OLZRFL... 291 5

6 6.2.2.3.4. Ocena stanu technicznego na podstawie stopnia i zakresu uszkodzenia... 293 6.2.3. Ocena stanu technicznego obiektów na podstawie ocen stanu LFK F]FL VNáDGRZ\FK... 301 6.3. 2FHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM RELHNWyZ PRVWRZ\FK SU]\ Z\NRU]\VWDQLX QDU]G]L HNVSHUWRZ\Fh... 303 6.3.1. 5R]P\W\ PRGHO SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM... 303 6.3.2. )XQNFMD HNVSHUWRZD ZVSRPDJDMFD RFHQ SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM... 306 6.3.2.1. Architektura funkcji ekspertowej... 306 6.3.2.2. 2FHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM ]H Z]JOGX QD QRQRü... 307 6.3.2.3. 2FHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM ]H Z]JOGX QD SUGNRüUXFKX... 311 6.3.2.4. 2FHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM ]H Z]JOGX QD VNUDMQLH... 312 6.3.3. 2FHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM RELHNWyZ QD SRGVWDZLH RFHQ SDUDPHWUyZ X*\WNRZ\FK... 315 6.4. Ocena kondycji obiektów mostowych... 316 6.4.1. Miary kondycji obiektów... 316 6.4.2. Klasyfikacja obiektów na podstawie ocen ich kondycji... 318 7. 8:$*,.2&2:(... 323 7.1. Podsumowanie... 323 7.2..LHUXQNL GDOV]\FK EDGD... 326 PRACE CYTOWANE... 328

1. SYSTEMOWE WSPOMAGANIE EKSPLOATACJI OBIEKTÓW MOSTOWYCH 1.1. Wprowadzenie ']LHG]LQD ZLHG]\ RNUHODQD RJyOQ QD]Z LQ*\QLHULL PRstowej obejmuje dwa podvwdzrzh REV]DU\ ]DVWRVRZD SURFHV SURMHNWRZDQLD L EXGRZ\ QRZ\FK RELHNWyZ movwrz\fk RUD] SURFHV HNVSORDWDFML RELHNWyZ SR LFK RGGDQLX GR X*\WNRZDQLD QD]\ZDQ\ F]VWR SURFHVHP JRVSRGDURZDQLD RELHNWDPL PRVWRZ\PL *UDQLF PLG]\ tymi obszaudpl MHVW ]DNRF]HQLH ID]\ EXGRZ\ RELHNWX PRVWRZHJR L UR]SRF]FLH MHJR funkcjonozdqld MDNR HOHPHQWX LQIUDVWUXNWXU\ NRPXQLNDF\MQHM =QDF]QD F]ü ZLHG]\ ] ]DNUHVX LQ*\QLHULL PRVWRZHM MHVW Z\NRU]\VW\ZDQD Z REX Z\PLHQLRQ\FK Z\*HM obszarach zavwrvrzd DOH LVWQLHM WH* OLF]QH ]DJDGQLHQLD VSHF\ILF]QH GOD ND*GHJR z QLFK 1DOH*\ WX SRGNUHOLü SU]HGH ZV]\VWNLP QDVWSXMFH Uy*QLFH ]DJDGQLHQLD SURMHNWRZDQLD L EXGRZ\ GRW\F] ] UHJXá\ LQG\ZLGXDOQ\FK rozwi]d XNLHUXQNRZDQ\FK QD SRMHG\QF]H RELHNW\ QDWRPLDVW ]DJDGQLHnia XWU]\PDQLD L HNVSORDWDFML PXV] E\ü UR]SDWU\ZDQH Z VSRVyE V\VWHPRZ\ zarówno w odnievlhqlx GR ND*GHJR SRMHG\QF]HJR RELHNWX MDN L GR FDáHM LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM XNáDGX NRPXQLNDF\MQHJR SURFHV SURMHNWRZDQLD RGE\ZD VL SU]\ ]DáR*HQLX SHZQ\FK LGHDOQ\FK najczflhm RNUHORQ\FK QRUPRZR PRGHOL PDWHULDáyZ NRQVWUXNF\MQ\FK RUD] SU]\ SU]\MFLX ]DVWSF]\FK XSURV]F]RQ\FK PRGHOL REFL*H NRQVWUXNFML w ]DJDGQLHQLDFK HNVSORDWDFML NRQLHF]QH MHVW SR]QDZDQLH L XZ]JOGQLDQLH rzef]\zlvw\fk ]PLHQLDMF\FK VL Z F]DVLH ZDUXQNyZ SUDF\ ND*GHJR RELHNWX SURMHNWRZDQ\ QRZ\ RELHNW PXVL VSHáQLDü RNUHORQH ]GHILQLRZDQH w ]DáR*HQLDFK SURMHNWRZ\FK Z\PDJDQLD X*\WNRZH QS QRQRü V]W\ZQRü cechy dynamiczne, wymiary skrajni ruchu) Z WUDNFLH HNVSORDWDFML QLH]EGQH MHVW XZ]JOGQLDQLH ]PLHQLDMF\FK VL Z\PDJD X*\WNRZQLNyZ Z F]DVLH HNVSORDWDFML RELHNW\ PRVWRZH XOHJDM GHJUDGDFML D Z]ZL]NX ] W\P GR LFK UDFMRQDOQHJR XWU]\PDQLD QLH]EGQ\ MHVW MHGQROLW\ V\VWHP Z\NU\ZDQLD LGHQW\ILNDFML L RSLVX XV]NRG]H RELHNWyZ D WDN*H RELHNW\wna metodyka oceny LFK VWDQX WHFKQLF]QHJR L SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM SUREOHP WHQ QLH Z\VWSXMH QD etapie projektowania nowych konstrukcji;

8 Z SURMHNWRZDQLX V X*\ZDQH ] UHJXá\ LQIRUPDFMH R FKDUDNWHU]H zdeterminowanym QS Z\PLDU\ SU]HV]NRG\ QRUPRZH REFL*HQLD RNUHORQH QRUPRZR FHFK\ PDWHULDáX Z JRVSRGDURZDQLX RELHNWDPL X*\WNRZDQ\PL MHVW konieczne wykou]\vw\zdqlh WDN*H LQIRUPDFML QLHSHZQ\FK L QLHSUHF\]\MQ\FK QS VXELHNW\ZQH MDNRFLRZH RFHQ\ XV]NRG]H VWDQX WHFKQLF]QHJR LWS :V]\VWNLH Z\PLHQLRQH Z\*HM Uy*QLFH GHF\GXM R LVWRWQHM RGPLHQQRFL PHWRG modelowania obiektów mostowych na potrzeby procesu ich eksploatacji w stosunku do metod stosowanych w trakcie projektowania i budowy obiektów. : FLJX VZHJR UR]ZRMX LQ*\QLHULD PRVWRZD D* GR SRáRZ\ ;; ZLHNX E\áa zdomiqrzdqd SU]H] ]DJDGQLHQLD ]ZL]DQH ] SURMHNWRZDQLHP L Z]QRV]HQLHP EXGRZOL movwrz\fk 6]F]HJyOQLH V]\ENL SRVWS Z WHM G]LHG]LQLH ]D]QDF]\á VL Z ZLHNX ;,; i ;; JG\ SRWU]HE\ Z\QLNDMFH ] LQWHQV\ZQHJR UR]ZRMX WUDQVSRUWX NROHMRZHJR a QDVWSQLH VDPRFKRGRZHJR PRJá\ E\ü UHDOL]RZDQH G]LNL wykorzystaniu nowych PDWHULDáyZ QS EHWRQX GRNáDGQLHMV]\FK PHWRG DQDOL]\ NRQVWUXNFML L EDUG]LHM ]DDZDQVRZDQ\FK WHFKQRORJLL EXGRZ\ 'Rü GáXJR QLH ]ZUDFDQR V]F]HJyOQHM XZDJL QD potrzeby w zakresie systemowego utrzymanid HNVSORDWRZDQ\FK RELHNWyZ JG\* VWRVXQNRZR QRZH NRQVWUXNFMH QLH V\JQDOL]RZDá\ ]DJUR*H L SRGEXGRZ\ZDá\ SU]HNRQDQLH R ]QDF]QHM WUZDáRFL RELHNWyZ PRVWRZ\FK ']LDáDQLD XWU]\PDQLRZH SRGHMPRZDQR ] UHJXá\ GoUD(QLH JG\ Z\VWSLáD NRQLHF]QRü XVXQLFLD XV]NRG]H. =GDU]DMFH VL DZDULH L NDWaVWURI\ RELHNWyZ GDZDá\ SU]HGH ZV]\VWNLP LPSXOV doskonaleniu metod projektowania i realizacji konstrukcji, a nie wprowadzaniu systematycznej kontroli ich stanu. Przez GáXJLH ZLHNL RGSRZLHG]LDOQRü ]D QDSUDZ\ RELHNWyZ PRVWRZ\FK REFL*DáD ]Z\F]DMRZR Z Uy*Q\FK IRUPDFK PLHV]NDFyZ RNROLF]Q\FK REV]DUyZ OXE ZáDFLFLHOL WHUHQyZ QD NWyU\FK ]QDMGRZDá\ VL PRVW\ = F]DVHP ]DVDG\ XWU]\PDQLD RELHNWyZ w SRV]F]HJyOQ\FK NUDMDFK E\á\ REHMPRZDQH V]F]HJyáRZ\PL XUHJXORZDQLDPL prawnymi, czego pr]\nádghp PR*H E\ü The Bridges Act [338] wydany w roku 1530 przez króla Anglii Henryka VIII. Intensywny rozwój XNáDGyZ NRPXQLNDF\MQ\FK WUZDMF\ SUDNW\F]QLH RG SRáRZ\ ;,; ZLHNX GRSURZDG]Lá Z ZLHNX ;; GR V\WXDFML Z NWyUHM Z ZLNV]RFL rozwinitych gospodarczo krajów liczba projektowanych i budowanych ND*GHJR roku nowych konstrukcji mostowych nie przekracza 1% ogólnej liczby obiektów HNVSORDWRZDQ\FK 5DFMRQDOQH ]DU]G]DQLH SR]RVWDá\PL ponad X*\WNRZDQHM infrastruktury mostozhm R EDUG]R GX*HM ZDUWRFL L jeszcze ZLNV]\P ]QDF]HQLX GOD sprawnego funkcjonozdqld ND*GHJR SDVWZD Z\PDJD FRUD] GRVNRQDOV]\FK QDU]G]L Pierwsze próby w zakresie jednolitego ewidencjonowania obiektów mostowych i SU]HSURZDG]DQLD LFK V\VWHPDW\F]Q\FK SU]HJOGyZ SRGMWR Z GUXJLHM SRáRZLe XX ZLHNX FR ]DSRF]WNRZDáR WZRU]HQLH V\VWHPRZ\FK UR]ZL]D Z JRVSRGDURZDQLX obiektami mostowymi. 3RF]WNRZR E\á\ WR V\VWHP\ HZLGHQF\MQH JURPDG]FH podstawowe dane o lokalizacji, parametrach technicznych oraz parametrach X*\WNRZ\FK RELHNWyZ 'DQH WH E\á\ SU]HFKRZ\ZDQH Z IRUPLH NVLJ LQZHQWDU]RZ\FK

kart katalojrz\fk ]HVWDZLH WDEHODU\F]Q\FK LWS = F]DVHP JURPDG]RQH ]DVRE\ Z]ERJDFDQR GRNXPHQWDFM U\VXQNRZ L IRWRJUDILF]Q GDQ\PL ] SU]HJOGyZ i informacjami o wynrqdq\fk URERWDFK XWU]\PDQLRZ\FK : PLDU Jromadzenia GRZLDGF]H Z ]DU]G]aQLX LQIUDVWUXNWXU NRPXQLNDF\MQ RUD] LQIRUPDFML o ]DU]G]DQ\FK RELHNWDFK L GRW\F]cych ich procesach wprowadzano elementy V\VWHPRZHM RFHQ\ VWDQX WHFKQLF]QHJR L SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM RELHNWyZ 6]HUV]H wykorzystywanie tych informacji w zarzg]dqlx E\áR OLPLWRZDQH SU]HGH ZV]\VWNLP WHFKQLF]Q\PL PR*OLZRFLDPL JURPDG]HQLD SU]HWZDU]DQLD L XGRVWSQLDQLD QLH]EGQ\FK GDQ\FK :\UD(Q\ SRVWS Z WHM G]LHG]LQLH UR]SRF]á VL Z ODWDFK V]HüG]LHVLW\FK ;; wienx JG\ Z LQ*\QLHULL PRVWRZHM MDN L Z FDáHM LQ*\QLHULL OGRZHM QDVWSLá intensywny rozwój metod komputerowych stymulowany systematycznie ]ZLNV]DMF\PL VL PR*OLZRFLDPL VSU]WX NRPSXWHURZHJR RUD] RSURJUDPRZDQLD W REV]DU]H SURMHNWRZDQLD L EXGRZ\ RELHNWyZ PRVWRZ\FK SRZVWDá\ QRZH G]iedziny, takie jak komputerowe wspomaganie projektowania (ang. Computer Aided Design CAD) czy komputerowe wspomaganie wytwarzania (ang. Computer Aided Manufacturing CAM), a w zakresie gospodarowania eksploatowanymi obiektami PRVWRZ\PL SRMDZLá\ VL ZVSRmagaQH NRPSXWHURZR V\VWHP\ ]DU]G]DQLD DQJ Bridge Management Systems %06 2EHFQLH SUDZLH ZV]\VWNLH UR]ZLQLWH JRVSRGDUF]R NUDMH ZLDWD VWRVXM ZVSRPDJDQH NRPSXWHURZR V\VWHP\ ]DU]G]DQLD obiektami mostowymi (np. [96], [97], [173], [189], [203], [245], [317], [319], [340]). 6\VWHP\ WH ] UHJXá\ VáX* GR UHDOL]DFML VWUDWHJLL V\stematycznego kontrolowania stanu ]DU]G]DQ\FK HOHPHQWyZ LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM L ZVSRPDJDM SRGHMPRZDQLH decyzji w zakresie eksploatacji obiektów. 2NUHOHQLH V\VWHP ]DU]G]DQLD JRspodarowania) obiektami mostowymi nie doczendár VL GRWychczas precyzyjnej, powszechnie akceptowanej definicji. 1DMF]FLHM VSoW\NDQH LQWHUSUHWDFMH WHJR SRMFLD WR NRPSXWHURZ\ V\VWHP ZVSRPDJDMF\ SURFHV\ GHF\]\MQH ]DZLHUDMF\ UDFMRQDOQH modele oraz wiedz HNVSHUWRZ R SURFHVDFK GHJUDGDFML PRVWyZ L HIHNW\ZQRFL G]LDáD XWU]\PDQLRZ\FK MDN UyZQLH* PRGHOH HNRQRPLF]QH XPR*OLZLDMFH projqr]rzdqlh QDNáDGyZ L ]\VNyZ Z SURFHVLH XWU]\PDQLD RNUHORQHJR SR]LRPX SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM SU]\ PLQLPDOQ\FK NRV]WDFK >4]; XSRU]GNRZDQH URGRZLVNR IRUPDOL]XMFH SURFHV SRGHMPRZDQLD GHF\]ML dotyf]f\fk XWU]\PDQLD UHKDELOLWDFML L Z\PLDQ\ PRVWyZ Z NWyU\P VWRVXMH VL in*\qlhul V\VWHPyZ GR DV\VWRZDQLD GHF\GHQWRP Z GHILQLRZDQLX RSW\PDOQHM strategii utrzymania mostów na wymaganyp SR]LRPLH Z FLJX RNUHORQHJR czasu [5]; UDFMRQDOQH SRGHMFLH GR RUJDQL]DFML L SURZDG]HQLD G]LDáDOQRFL ]ZL]DQHM z SODQRZDQLHP SURMHNWRZDQLHP NRQVWUXRZDQLHP XWU]\PDQLHP UHKDELOLWDFM i Z\PLDQ PRVWyZ RELHNWyZ R *\ZRWQ\P ]QDF]HQLX GOD LQIUDVWUXNWXU\ komunikacyjnej [6]; 9

10 SRáF]HQLH PRGHOL LQ*\QLHUVNLFK L HNRQRPLF]Q\FK XPR*OLZLDMFH DQDOL] konvhnzhqfml SRGHMPRZDQ\FK GHF\]ML Z FDá\P RNUHVLH X*\WNRZDQLD RELHNWX [342]; QDU]G]LH ZVSRPDJDMFH GHF\]MH ]ZL]DQH ] DORNDFM RJUDQLF]RQ\FK URGNyZ na utrzymanie, UHKDELOLWDFM L Z\PLDQ RELHNWyZ PRVWRZ\FK ] ]DSHZQLHQLHP PLQLPDOL]DFML NRV]WyZ SU]\ ]DFKRZDQLX Z\PDJDQHJR EH]SLHF]HVWZD i SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM >@ >2]. : QLQLHMV]HM SUDF\ SU]\MPXMF ]JRGQLH ] SUDF >@ RJyOQ GHILQLFM ]DU]G]DQLD jako celowegr G]LDáDQLD SROHJDMFHJR QD SRGHMPRZDQLX L UHDOL]DFML SU]H] RUJDQ zau]g]dmf\ GHF\]ML Z RGQLHVLHQLX GR RELHNWX ]DU]G]DQLD, przez SRMFLH system zarzg]dqld HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK EG]LH UR]XPLDQ\ kompleksowy system ZVSRPDJDMF\ SU]\ Z\NRU]\VWDniu technik komputerowych, podejmowanie decyzji w ]DNUHVLH ]DU]G]DQLD XWU]\PDQLHP L X*\WNRZDQLHP RELHNWyZ PRVWRZ\FK. 2NUHOHQLH utrzymanie GRW\F]\ WX V\VWHPRZ\FK G]LDáD PDMF\FK QD FHOX zapewqlhqlh ZáDFLZHJR VWDQX WHFKQLF]QHJR RUD] Z\PDJDQHM SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM obiekwyz PRVWRZ\FK ']LDáDQLD WH REHMPXM ]DUyZQR SUDFH GLDJQRVW\F]QH PDMFH QD FHOX RFHQ NRQG\FML RELHNWyZ jak i roboty utrzymaniowe (konserwacje, remonty, modernizacje, wymiany konstrukcji). 3RMFLH X*\WNRZDQLH REHMPXMH V\VWHPRZH G]LDáDQLD ]ZL]DQH ] Z\NRU]\VW\ZDQLHP RELHNWyZ PRVWRZ\FK SU]H] X*\WNRZQLNyZ WDNLH MDN QS ]DU]G]DQLH UXFKHP w REV]DU]H RELHNWX ]DU]G]DQLH VSHFMDOQ\PL SU]HZR]DPL ]DU]G]DQLH RGG]LDá\ZaQLHP QD URGRZLVNR ]DU]G]DQLH ]GDU]HQLDPL Specyficzne potrzeby w zakresie naukowych i technicznych podstaw systemowego wspomagania eksploatacji obiektów mostowych przy wykorzystaniu technik kompuwhurz\fk ]DLQLFMRZDá\ SURFHV Z\RGUEQLDQLD VL Z\VSHFMDOL]RZDQHJR REV]DUX NWyU\ PR*QD QD]ZDü LQ*\QLHUL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM PRVWyZ Ten stosunkowo nowy obszar wiedzy ma charakter interdyscyplinarny i obejmuje Z\EUDQH G]LDá\ LQ*\QLHULL PRVWRZHM PHFKDQLNL EXGRZOL Z\WU]\PDáRFL PDWHULDáyZ EDGD PDWHULDáyZ L NRQVWUXNFML LQIRUPDW\NL teorii i techniki systemyz LQ*\QLHULL V\VWHPyZ LQIRUPDF\MQ\FK LQ*\QLHULL ZLHG]\ QDXNL R ]DU]G]DQLX HNRQoPLL L LQQ\FK SRNUHZQ\FK G]LHG]LQ 3U]\ UR]ZL]\ZDQLX QLHNWyU\FK ]DJDGQLH Z\PaJD WDN*H VLJDQLD GR SV\FKRORJLL QS GRVWRVRZDQLH VSRVREX REVáXJL V\VWHPX NRPSuterowego do preferencji i predyspozycji X*\WNRZQLNyZ F]\ G\GDNW\NL QS RUJDQL]aFMD V\VWHPX V]NROH X*\WNRZQLNyZ,Q*\QLHUL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM PRVWyZ PR*QD RJyOQLH ]GHILQLRZDü MDNR REV]DU ZLHG]\ L XPLHMWQRFL ]ZL]DQ\FK ] SURMHNWRZDQiem RUD] UHDOL]RZDQLHP NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ LQIRUPDF\MQ\FK ZVSRPDJDMF\FK zau]g]dqlh XWU]\PDQLHP L X*\WNRZDQLHP LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM. 3UREOHPDW\ND LQ*\QLHULL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM mostów jest obecnie jednym z istotnych obszarów prac naukowo-badawczych w LQ*\QLHULL PRVWRZHM =DJDGQLHQLD WH V ZD*Q\P WHPDWHP NRQIHUHQFML ] ]DNUHVX

in*\qlhull PRVWRZHM QD FDá\P ZLHFLH D WDN*H SU]HGPLRWHP R*\ZLRQHM ZVSyáSUDF\ mig]\qdurgrzhm 2G SRF]WNX ODW XELHJáHJR ZLHNX RGE\ZDM VL UyZQLH* FRUD] liczqlhmv]h VSHFMDOLVW\F]QH NRQIHUHQFMH GRW\F]FH Z\áF]QLH V\VWHPRZHJR gospodarowaqld RELHNWDPL PRVWRZ\PL MDN QD SU]\NáDG International Bridge Management Conference organizowana cyklicznie w USA przez Transportation Research Board 'X*H ]QDF]HQLH GOD UR]ZRMX LQ*\QLHULL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ JRVSRGDURZDQLD PRVWDPL PLDá\ WDN*H VSHFMDOLVW\F]QH NRQIHUHQFMH L VHPLQDULD QLH PDMFH FKDUDNWHUX F\NOLF]Qego. 1DOH*\ Z\PLHQLü WX PLG]\ LQQ\PL: Knowledge- Based Systems in Civil Engineering (Pekin 1993), Maintenance of Bridges and Civil Structures (3DU\* 1994), Maintenance of Railway Bridges and Civil Engineering Structures (Utrecht 1995), Knowledge Support Systems in Civil Engineering (Bergamo 1995), The Management of Highway Structures (Londyn 1998), Safety of Bridge Structures (:URFáDZ 1975, 1982, 1987, 1992). 3UDFH ] ]DNUHVX NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM obiekwyz PRVWRZ\FK SXEOLNXM REHFQLH SUDNW\F]QLH ZV]\VWNLH F]DVRSLVPD ]ZL]DQH z LQ*\QLHUL PRVWRZ = RJyOQLH ]QDQ\FK W\WXáyZ R ]QDF]HQLX PLG]\QDURGRZ\P naoh*\ Z\PLHQLü SU]HGH ZV]\VWNLP czasopisma American Society of Civil Engineers (ASCE): kwartalniki Journal of Bridge Engineering oraz Journal of Infrastructure Systems, a WDN*H GZXPLHVLF]QLN Journal of Transportation Engineering ; wydawnictwa Transportation Research Board (TRB): Transportation Research Records ; kwartalnik Structural Engineering International wydawany przez International Association for Bridge and Structural Engineering (IABSE). W Polsce pubolndfmh ] ]DNUHVX LQ*\QLHULL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ gospodarowaqld PRVWDPL XND]XM VL Z PLHVLF]QLNDFK Ä,Q*\QLHULD L %XGRZQLFWZR DrogownicWZR Z NZDUWDOQLNDFK Ä0HWRG\.RPSXWHURZH Z,Q*\QLHULL /GRZHM oraz ArchiZXP,Q*\QLHULL /GRZHM D WDN*H Z LQQ\FK F]DVRSLVPDFK R ]EOL*RQ\P profilu. 3RWZLHUG]HQLHP V]HURNLHJR ]DLQWHUHVRZDQLD Z\UD(QLH Z\RGUEQLDMF VL problepdw\n XWU]\PDQLD L HNVSORDWDFML RELHNWyZ PRVWRZ\FK MHVW XWZRU]HQLH ]DMPXMF\FK VL W\PL ]DJDGQLHQLDPL VSHFMDOQ\FK NRPLVML Z WDNLFK RUJDQL]DFMDch jak:,$%6( $6&( F]\ 75% D WDN*H SRZRáDQLH Z URNX VSHFMDOLVW\F]QHM PLG]\QDURGRZHM RUJDQL]DFML International Association for Bridge Maintenance and Safety (IABMAS). 5R]ZyM NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK ]DU]G]DQLH PRVWDPL stwou]\á ]DSRWU]HERZDQLH QD QRZH HIHNW\ZQH PHWRG\ L QDU]G]LD QXPHU\F]QHJR modelozdqld RELHNWyZ PRVWRZ\FK RUD] SURFHVyZ ]ZL]DQ\FK ] LFK HNVSORDWDFM 'RW\F]\ WR SU]HGH ZV]\VWNLP WDNLFK ]DJDGQLH MDN tworzenie numerycznych modeli ewidencyjnych obiektów, modelowanie uszkrg]h 11

12 ZVSRPDJDQLH SURFHVX SU]HJOGyZ EDGD RUD] PRQLWRURZDQLD FLJáHM nieprzerwanej kontroli) stanu obiektów, modelowanie stanu technicznego obiektów i wspomaganie procesów jego oceny, PRGHORZDQLH L RFHQD SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM RELHNWyZ akwizycja, resuh]hqwdfmd L XGRVWSQLDQLH ZLHG]\ Z V\VWHPDFK NRPSXWHURZ\FK ZVSRPDJDMF\FK XWU]\PDQLH L HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM tworzenie systemów ekspertowych i ich zastosowania w systemowym zarzdzaniu obiektami mostowymi, modelowanie procesów degradacji L UHKDELOLWDFML ] PR*OLZRFL SURJQR]RZDQLD zmian stanu obiektów, RSW\PDOL]DFMD SODQRZDQLD G]LDáD XWU]\PDQLRZ\FK ] RNUHOHQLHP QLH]EGQ\FK URGNyZ ILQDQVRZ\FK RUD] VSRVREX LFK DORNDFML Wybrane zagadnienia numerycznego modelowania obiektów mostowych i profhvyz ]ZL]DQ\FK ] W\PL RELHNWDPL XNLHUXQNRZDQH QD ]DVWRVRZDQLD w NRPSXWHURZ\FK V\VWHPDFK JRVSRGDURZDQLD PRVWDPL VWDQRZL SU]HGPLRW niniejv]hm PRQRJUDILL =H Z]JOGX QD UR]OHJáRü ]DJDGQLHQLD JáyZQ XZDJ VNXSLRQR na modelowaniu technicznych aspektów zar]g]dqld LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ 1.2. Cel i zakres pracy *áyzq\p FHOHP SUDF\ MHVW VWZRU]HQLH MHGQROLWHM NRPSOHNVRZHM PHWRG\NL numerycznego modelowania obiektów mostowych oraz opracowanie efektywnych metod pozyskiwania, reprezentacji i wykorzystywania wiedzy na potrzeby NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM a Z V]F]HJyOQRFL a) XFLOHQLH L XMHGQROLFHQLH WHUPLQRORJLL ]ZL]DQHM ] LQ*\QLHUL NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK b) RNUHOHQLH mhwrg QXPHU\F]QHJR PRGHORZDQLD WHFKQLF]Q\FK L X*\WNRZ\FK FHFK obiektów mostowych, istotnych z punktu widzenia ich eksploatacji; c) opracowanie MHGQROLW\FK ]DVDG NODV\ILNDFML XV]NRG]H RELHNWyZ PRVWRZ\FK oraz metodyki ich numerycznego opisu w systemach komputerowych; d) opracowanie WHFKQRORJLL WZRU]HQLD NRPSXWHURZ\FK QDU]G]L HNVSHUWRZ\FK ZVSRPDJDMF\FK SURFHV\ GHF\]\MQH ]ZL]DQH ] JRVSRGDURZDQLHP RELHNWDPL mostowymi; e) opracowanie metodyki pozyskiwania UHSUH]HQWDFML L XGRVWSQLDQLD ZLHG]\ QD SRWU]HE\ QDU]G]L HNVSHrtowych wykorzystywanych w komputerowych systepdfk ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK f) opracowanie metodyki oceny stanu technicznego obiektów mostowych na podvwdzlh QXPHU\F]Q\FK PRGHOL LFK XV]NRG]H RUD] SU]\JRWRZDQLH QDU]G]L ekspertowych wspopdjdmf\fk RFHQ VWDQX WHFKQLF]QHJR

g) RNUHOHQLH PHWRG V\VWHPRZHM RFHQ\ SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM RELHNWyZ mostoz\fk RUD] RSUDFRZDQLH QDU]G]L HNVSHUWRZ\FK ZVSRPDJDMF\FK RFHQ przygdwqrfl X*\WNRZHM h) opracowanie metodyki klasyfikacji obiektów mostowych na podstawie ocen ich kondycji. =DNUHV SUDF NWyU\FK UH]XOWDW\ V SUH]HQWRZDQH Z QLQLHMV]HM PRQRJUDILL REHMPXMH a) RSUDFRZDQLH PHU\WRU\F]Q\FK NRQFHSFML L SURMHNWyZ UR]ZL]D WHRUHW\F]Q\FK b) RSUDFRZDQLH V]F]HJyáRZ\FK DOJRU\WPyZ QXPHU\F]Q\FK c) opracowanie projektów funkcjonalnych oprogramowania komputerowego; d) przeprowadzenie akwizycji i dokonanie reprezentacji wiedzy na potrzeby oprafrzdq\fk QDU]G]L HNVSHUWRZ\FK e) SU]HSURZDG]HQLH ZLHORVWURQQ\FK WHVWyZ VSUDZG]DMF\FK PHU\WRU\F]Q i IXQNFMRQDOQ SRSUDZQRü ]DSURSRQRZDQ\ch metod modelowania obiektów. 3UDFD ]DZLHUD PRQRJUDILF]QH SU]HGVWDZLHQLH ]DJDGQLH ]ZL]DQ\FK z numerycznym modelowaniem obiektów mostowych na potrzeby komputerowych V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ NRPXQLNDF\MQHM D MHM XNáDG jest zgodq\ ] FKURQRORJL G]LDáD ]ZL]DQ\FK ] WZRU]HQLHP NRPSOHNVRZHJR V\VWHPX ZVSRPDJDMFHJR HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM Rozdziaá 1. zawiera ZSURZDG]HQLH Z ]DJDGQLHQLD LQ*\QLHULL NRPSXWHURZ\FK syswhpyz ZVSRPDJDMF\FK ]DU]G]DQLH RELHNWDPL PRVWRZ\PL ora] SUyE XMHGQROLFHQLD SRGVWDZRZHM WHUPLQRORJLL ]ZL]DQHM ] SUH]HQWRZDQ WHPDW\N Scharakteryzowano zasoby informacji wykorzystywanych w gospodarowaniu LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ RUD] SU]HGVWDZLRQR HZROXFM V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK ]DU]G]DQLH HNVSORDWDFM PostyZ 1D WOH SU]HJOGX UR]ZL]D VWRVRZDQ\FK Z ZLHFLH zaprezentowano komputerowe systemy gospodarowania obiektami mostowymi X*\WNRZDQH w naszym kraju. 2JyOQ V\VWHPDW\N QXPHU\F]Q\FK PRGHOL RELHNWyZ PRVWRZ\FK ]DSURSRQRZDQR w rozdziale 2., gdzie przedstawionr WDN*H PR*OLZRFL PRGHORZDQLD JHRPHWULL obiekwyz QD SRWU]HE\ V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK LFK HNVSORDWDFM 2PyZLRQR PR*OLZRFL WZRU]HQLD HZLGHQF\MQ\FK PRGHOL RELHNWyZ Z ]DOH*QRFL RG NODV\ zastosowanego modelu geometrii. 3U]HGPLRWHP UR]G]LDáX MHVW PHWRG\ND QXPHU\F]QHJR PRGHORZDQLD XV]NRG]H obiektów mostowych. Zaproponowano tu ogólne zasady hierarchicznej systematyki, NWyUH ]DVWRVRZDQR GR NODV\ILNDFML QDMF]FLHM Z\VWSXMF\FK XV]NRG]H 'OD PRGHOL JHRPHWULL WZRU]RQ\FK ] HOHPHQWyZ EH]Z\PLDURZ\FK D WDN*H MHdno-, dwui WUyMZ\PLDURZ\FK SU]HGVWDZLRQR NRQFHSFM MDNRFLRZHJR L LORFLRZHJR modelowaqld SRGVWDZRZ\FK W\SyZ XV]NRG]H : UR]G]LDOH ]DSURSRQRZDQR PHWRG\N WZRU]HQLD Z\VSHFMDOL]RZDQ\FK IXQNFML HNVSHUWRZ\FK ZVSRPDJDMF\FK SURFHV\ GHF\]\MQH ] Z\NRU]\VWDQiem bazy danych i ED]\ ZLHG]\ V\VWHPX 3U]HGVWDZLRQR NRQFHSFM ZLHORSR]LRPRZ\FK VLHFL hybrydowych jako technologii tworzenia funkcji ekspertowych przy wykorzystaniu 13

14 opracowaqhjr SU]H] DXWRUD NUHDWRUD IXQNFML HNVSHUWRZ\FK 1(85,7,6 6]F]HJyáRZR omówiono zasady tworzenia zaproponowanych komponentów sieci hybrydowych, a PLDQRZLFLH NRPSRQHQWyZ IXQNF\MQ\FK VáX*F\FK GR V\PEROLF]QHM UHSUH]HQWDFML ZLHG]\ SU]\ X*yciu operacji matematycznych, komponentów neuronowych XPR*OLZLDMF\FK QLHV\mEROLF]Q UHSUH]HQWDFM ZLHG]y przy wykorzystaniu sieci neuronowych oraz komponentów rozmytych stosowanych do symbolicznej UHSUH]HQWDFML ZLHG]\ SU]\ X*\FLX UR]ZL]D WHRULL ]ELRUyZ UR]P\W\FK 'UyGáD ZLHG]\ przydatnej w systemach wspomajdmf\fk JRVSRGDURZDQLH PRVWDPL RUD] ]DVWRVRZDQH w pracy metody jej pozyskiwania i reprezentacji przedstawiono w rozdziale 5. 5R]G]LDá ]DZLHUD SURSR]\FMH NU\WHULyZ L PHWRG RFHQ\ NRQG\FML RELHNWyZ movwrz\fk QD SRGVWDZLH QXPHU\F]Q\FK PRGHOL LFK XV]NRG]H =DSUH]HQWRZDQR metog\n WZRU]HQLD L Z\NRU]\VW\ZDQLD IXQNFML HNVSHUWRZ\FK ZVSRPDJDMF\FK RFHQ staqx WHFKQLF]QHJR SRV]F]HJyOQ\FK F]FL VNáDGRZ\FK RELHNWyZ GOD Uy*Q\FK PRGHOL geometrii konstrukcji oraz sposoby globalnej oceny stanu technicznego obiektów movwrz\fk : UR]G]LDOH W\P SU]HGVWDZLRQR WDN*H NRQFHSFM ]DVWRVRZDQLD UR]P\WHJR PRGHOX SU]\GDWQRFL X*\WNRZHM GR RFHQ\ ]JRGQRFL SDUDPHWUyZ X*\WNRZ\FK obiektów mostowych z wymaganiami eksploatacyjnymi. Zaproponowano sposoby klasyfindfml RELHNWyZ QD SRGVWDZLH RFHQ LFK VWDQX WHFKQLF]QHJR SU]\GDWQRFL X*\WNRZej oraz na podstawie globalnych miar kondycji. W rozdziale 7. zamieszczono syntetyczne podsumowanie ze wskazaniem oryginalnych elementów pracy RUD] RNUHOHQLHP NLHUXQNyZ GDOV]\FK EDGD 0RQRJUDIL uzusháqld Z\ND] F\WRZDQHM OLWHUDWXU\ 1.3. Komputerowe wspomaganie gospodarowania obiektami mostowymi 1.3.1. Systemy, informacje i systemy informacyjne 8*\ZDQ\ Z ZLHOX NRQWHNVWDFK WHUPLQ system PR*H E\ü RJyOQLH ]GHILQLRZDQ\ MDNR ÄSHZQD FDáRü Z NWyUHM ZVSyáG]LDáDM Z\RGUEQLRQH F]FL VNáDGRZH >@ OXE MDNR spómq\ ]ELyU QLH]DOH*Q\FK VNáDGRZ\FK NWyUH LVWQLHM Z MDNLP FHOX PDM SHZQ staeloqrü L PRJ E\ü SU]\GDWQH SU]\ LFK áf]q\p UR]SDWU\ZDQLX >6]. Jako ogólny mogho V\VWHPX SU]\MPXMH VL ]Z\NOH XNáDG ZHMFLH-proces-Z\MFLH G]LDáDMF\ w RNUHORQ\P RWRF]HQLX : SU]\SDGNX V\VWHPyZ ZVSRPDJDMF\FK G]LDáDQLD organi]dfml GR RJyOQHJR PRGHOX PXVL E\ü GRGDQ\ GRGDWNRZ\ VNáDGQLN NWyU\P V OXG]LH WZRU]F\ RUJDQL]DFM =D RWRF]HQLH V\VWHPX XZD*D VL ZV]\VWNR WR FR ]QDMGXMH VL SR]D V\VWHPHP D PD ZSá\Z QD MHJR G]LDáDQLH :HMFLDPL GR V\VWHPX V ]DVRE\ NWyUH V\VWHP SR]\VNXMH ] RWRF]HQLD OXE ] LQQ\FK V\VWHPyZ D Z\MFLDPL to, co system dovwduf]d GR RWRF]HQLD OXE GR LQQ\FK V\VWHPyZ 3U]HNV]WDáFHQLH ZHMü w Z\MFLD QDVWSXMH Z Z\QLNX SURFHVyZ VSHF\ILF]Q\FK GOD ND*GHJR Vystemu.

15 FORM ALNY SYSTEM INFORM ACYJNY TECHNICZNY SYSTEM INFORM ACYJNY NIEFORM ALNY SYSTEM INFORM ACYJNY Rys. 1.1. Podstawowe poziomy systemu informacyjnego 6\VWHP\ ZVSRPDJDMFH JRVSRGDURZDQLH LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ MDN ZLNV]Rü V\VWHPyZ ]ZL]DQ\FK ] G]LDáDOQRFL F]áRZLHND V V\VWHPDPL RWZDUW\PL posiadajf\pl SRZL]DQLD ]H VZRLP RWRF]HQLHP RUD] ] LQQ\PL V\VWHPDPL,QWHJUDOQ F]FL ND*GHJR RJyOQLH UR]XPLDQHJR V\VWHPX ZVSRPDJDMFHJR G]LDáDOQRü organizacji jest system informacyjny PDMF\ ]D ]DGDQLH REVáXJ G]LDáD Z ]DNUHVLH informacji. W rapdfk ND*GHM RUJDQL]DFML PR*QD ] UHJXá\ UR]Uy*QLü WU]\ SR]LRP\ systemu informacyjnego [16]: nieformalny system informacyjny Z\NRU]\VWXMF\ QLHVIRUPDOL]RZDQH Z]RUFH NRPXQLNRZDQLD VL OXG]L Z UDPDFK ZVSyOQHM G]LDáDOQRFL formalny system informacyjny G]LDáDMF\ Z UDPDFK ]GHILQLRZDQ\FK IRUP orjdql]df\mq\fk L VWUXNWXU KLHUDUFKLF]Q\FK ] RNUHORQ\P VFKHPDWHP przhsá\zx LQIRUPDFML techniczny system informacyjny UHDOL]XMF\ SHZQ F]ü IRUPDOQHJR V\VWHPX LQIRUPDF\MQHJR SU]\ X*\FLX WHFKQRORJLL LQIRUPDF\MQHM REHFQLH ]GRPLQRZDQHM przez techniki komputerowe. :\PLHQLRQH Z\*HM SR]LRP\ V\VWHPX LQIRUPDF\MQHJR Z\VWSXM ] UHJXá\ równof]hqlh FR QDOH*\ XZ]JOGQLDü ]DUyZQR Z ID]LH SURMHNWRZDQLD L UHDOL]DFML MDN i SRGF]DV HNVSORDWDFML V\VWHPX 1DOH*\ WDN*H EUDü SRG XZDJ IDNW *H V\VWHP IRUPDOQ\ REHMPXMH SU]HZD*QLH W\ONR F]ü QLHIRUPDOQHJR V\VWHPX Z\PLDQ\ LQIRUPDFML a syvwhp NRPSXWHURZ\ REVáXJXMH W\ONR F]ü VIRUPDOL]RZDQHJR REV]DUX SU]HSá\ZX informacji, co schematycznie przedstawiono na rys. 1.1. 2SLVDQD Z\*HM WUyMSR]LRPRZD VWUXNWXUD V\VWHPyZ LQIRUPDF\MQ\FK Z\VWSXMH tak*h Z RUJDQL]DFMDFK ]DMPXMF\FK VL XWU]\PDQLHP L HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ mostozhm 8SURV]F]RQ\ VFKHPDW SU]HSá\ZX LQIRUPDFML ]ZL]DQ\FK ] G]LDáDOQRFL WDNLFK RUJDQL]DFML SU]HGVWDZLRQR QD U\V,QIRUPDFMH R ND*G\P RELHNFLH REMW\P zarzg]dqlhp V V\VWHPRZR ]ELHUDQH QS Z IRUPLH GRNXPHQWDFML WHFKQLFznej, Z\QLNyZ SU]HJOGyZ D QDVWSQLH V NRGRZDQH SU]\ X*\FLX V\PEROL ]QDNyZ X]\VNXMF povwdü GDQ\FK zdatnych do wykorzystywania ]D SRPRF SURJUDPyZ NRPSXWHURZ\FK =JURPDG]RQH GDQH V SU]HWZDU]DQH L XGRVWSQLDQH SU]\ X*\FLX technicznego (komputerowego) V\VWHPX LQIRUPDF\MQHJR 'DQH Z\MFLRZH X]\VNDQH z systemu komputeurzhjr SR ]LQWHUSUHWRZDQLX F]\OL XPLHV]F]HQLX Z ]QDF]F\P

16 NRQWHNFLH V SRQRwQLH SU]HNV]WDáFDQH Z LQIRUPDFMH ']LNL SU]etwarzaniu, agregacji L DQDOL]LH GDQ\FK PR*OLZH MHVW X]\VNDQLH Z WHQ sposób nowych, bogatszych informacji wykorzystywanych w procevlh SRGHMPRZDQLD GHF\]ML 1DOH*\ ]ZUyFLü V]F]HJyOQ XZDJ QD IDNW *H SURFHV\ SU]eNV]WDáFDQLD LQIRUPDFML Z GDQH ZHMFLRZH RUD] SURFHV\ tworzenia informacji poprzez interprewdfm GDQ\FK Z\MFLRZ\ch systemu komputeurzhjr PDM FKaUDNWHU VXELHNW\ZQ\ ]DOH*Q\ RG NRQWHNVWX RGELRUF\ L RG wiedzy osoby donrqxmfhm SU]HNV]WDáFH 7H UHDOL]RZDQH SU]H] OXG]L G]LDáDQLD V HOHPHQWDPL IRUPDOQHJR D F]VWR WDN*H OBIEKT nieformalnego systemu informacyjnego. system zbierania informacji INFORM ACJE kodow anie DANE grom adzenie przetwarzanie udostêpnianie DANE interpretacja INFORM ACJE analiza DECYZJE SYSTEM KOM PUTEROW Y CZ OW IEK CZ OW IEK Rys. 1.2. Ogólny schemat SU]HSá\ZX informacji w systemach wspomaganych komputerowo Komputerowe V\VWHP\ LQIRUPDF\MQH V klasyfikowane na wiele sposobów, co przedvwdzlrqr PLG]\ LQQ\PL Z SUDFDFK >@ >@ >@ %LRUF SRG XZDJ podstawowe cechy funkcjonalne systemów, PR*QD ]D SUDF >@ SU]\Mü QDVWSXMFH WU]\ kryteria klasyfikacji: wspomaganie dostarczania informacji SROHJDMFH QD JURPDG]HQLX Z\V]XNiwaniu, przetwarzaniu i XGRVWSQLDQLX LQIRUPDFML QLH]EGQ\FK GOD VSUDZQHJR G]LDáDQLD RUJDQL]DFML wspomaganie procesów decyzyjnych REHMPXMFH Z\NRU]\VW\ZDQLH LQIRUPacji w celu zapewnienia inteligentnego wspomagania podejmowania decyzji, szczególnie w obszarach trudnych lub QLHRVLJDOQ\FK GOD VIRUPDOL]RZDQHJR opisu; wspomaganie wymiany informacji XPR*OLZLDMFH ZVSyáG]LHOHQLH L Z\PLD- Q LQIRUPDFML SRPLG]\ ZLHORPD X*\WNRZQLNDPL Komputerowe s\vwhp\ ZVSRPDJDMFH HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK SRZLQQ\ w MHGQDNRZ\P Z\VRNLP VWRSQLX UHDOL]RZDü ZV]\VWNLH WU]\ Z\PLHQLRQH Z\*HM IXQkcje, co ORNXMH MH ZUyG QDMEDUG]LHM ]ár*rq\fk V\VWHPyZ *UDILF]Q SUH]HQWDFM RPawianej klasyfikacji przedstawiono na rys. 1.3. Fundamentalne dla systemów LQIRUPDF\MQ\FK SRMFLD informacja oraz dane

PDM ZLHOH GHILQLFML Z\QLNDMF\FK ] Uy*Q\FK LQWHUSUHWDFML SRGNUHODMF\FK VWURQ techqlf]q LQIRUPDW\F]Q OXE LQIRUPDF\MQ D WDN*H F]VWR XZ]JOGQLDMF\FK DVSHNW\ filozoficzne i socjologiczne systemów informacyjnych (np. [16], [170], [229], [345], >@ : QLQLHMV]HM SUDF\ SU]\MWR QDVWSXMFH RNUHOHQLD informacja RELHNW DEVWUDNF\MQ\ NWyU\ PR*H E\ü Z SRVWDFL ]DNRGRZDQHM zapiv\zdq\ SU]HV\áDQ\ SU]HWZDU]DQ\ ]D SRPRF SURJramów komputerowych, D WDN*H HIHNW LQWHUSUHWDFML GDQ\FK XPLHV]F]RQ\FK Z ]QDF]F\P NRQWHNFLH dane LQIRUPDFMH SU]HGVWDZLRQH Z SRVWDFL XPR*OLZLDMFHM LFK SU]HWZDU]DQLH ]D SRPRF SURJUDPyZ NRPSXWHURZ\FK OXE EGFH Z\QLNLHP WDNLHJR przetwarzania. 17 W spom aganie procesów decyzyjnych System y w spom agaj¹ce gospodarow anie m ostam i (0,1,0) (1,1,0) (0,1,1) (0,0,0) (1,1,1) (1,0,0) W spom aganie dostarczania informacji (0,0,1) Wspomaganie wymiany informacji (1,0,1) Rys. 1.3 6\VWHP\ ZVSRPDJDMFH JRVSRGDURZDQLH PRVWDPL Z klasyfikacji IXQNFMRQDOQHM ZHGáXJ >@ : FLJX RVWDWQLFK ODW FRUD] ZLNV]HJR ]QDF]HQLD Z REV]DU]H NRPSXWHURZ\FK syswhpyz JRVSRGDURZDQLD RELHNWDPL PRVWRZ\PL QDELHUDM multimedialne systemy informacyjne, nazywdqh WDN*H multimedialnymi bazami danych. Jednym z rodzajów syswhpyz PXOWLPHGLDOQ\FK V systemy hipermedialne FKDUDNWHU\]XMFH VL VLHFLRZ arfklwhnwxu Z]áyZ L SRZL]D D WDN*H VSHF\ILF]Q IRUP GRVWSX ]ZDQ QDZLJDFM 5R]ZL]DQLD WH LQWHJUXM Uy*QH IRUP\ SUH]HQWDFML L SU]HND]X LQIRUPDFML áf]f MH w MHGQ\P V\VWHPLH 1DMF]FLHM Z\NRU]\VW\ZDQH PHGLD WR dane SU]HFKRZ\ZDQH WUDG\F\MQLH Z ED]LH GDQ\FK DOH WH* QS Z DUNXV]DFK kalkulacyjnych;

18 hipertekst odmiana konwencjonalnych danych tekstowych, które PRJ E\ü VSHFMDOQLH ]RUJDQL]RZDQH ]D SRPRF PRGHOX OLQLRZHJR KLHUDUFKLF]QHJR OXE sieciowego; grafika ]GMFLD U\VXQNL Z\NUHV\ LWS obrazy ruchome film, animacje; G(ZLN HIHNW\ G(ZLNRZH NRPHQWDU]H Rozwój technologii multi- i hipermedialnych jesw FLOH SRZL]DQ\ z UR]SRZV]HFKQLDQLHP VL,QWHUQHWX F]\OL JOREDOQHJR ]ELRUX SRáF]RQ\FK VLHFL komsxwhurz\fk 6LHü LQWHUQHWRZD QLH MHVW GRWychczas wykorzystywana w profesjonalnych V\VWHPDFK ZVSRPDJDMF\FK ]DU]G]DQLH LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ ale prowadzonh V LQWHQV\ZQH SUDFH ]PLHU]DMFH Z W\P NLHUXQNX QS >198], [277], [366]). W najbli*v]\p F]DVLH QDOH*\ VSRG]LHZDü VL ]DVWRVRZD WHFKQRORJLL LQWHUQHWRZHM Z VLHFLDFK W\SX,QWUDQHW REVáXJXMF\FK SRV]F]HJyOQH RUJDQL]DFMH ]DMPXMFH VL ]DU]G]DQLHP LQIUDVWUXNWXU NRPXQLNDF\MQ 1.3.2. Bazy danych, bazy wiedzy i systemy ekspertowe 'DQH Z\NRU]\VW\ZDQH SU]H] V\VWHP NRPSXWHURZ\ V SU]HFKRZ\ZDQH Z bazie danych V\VWHPX NWyU PR*QD ]GHILQLRZDü MDNR XSRU]GNRZDQ\ ]ELyU GDQ\FK modelujf\fk RNUHORQ\ REV]DU DQDOL]\. W prezentowanych zastosowaniach obszar ten obejmumh VIHU ]ZL]DQ ] HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK 2EVáXJD ED]\ GDQ\FK UR]XPLDQHM MDNR ]RUJDQL]RZDQH UHSR]\WRULXP GDQ\FK wypdjd VWRVRZDQLD Z\VSHFMDOL]RZDQ\FK QDU]G]L LQIRUPDW\F]Q\FK WZRU]F\FK system zar]g]dqld ED] GDQ\FK 6\VWHP WDNL UHDOL]XMH ] UHJXá\ QDVWSXMFH SRGVWDZRZH G]LDáDQLD REVáXJD VWUXNWXUDOQD: tworzenie, modyfikowanie i usuwanie struktur danych; REVáXJD WUDQVDNFML: wprowadzanie, aktualizacja i usuwanie danych; wyszukiwanie danych REVáXJD przeszukiwania struktur danych zgodnie z Z\PDJDQLDPL X*\WNRZQLNyZ OXE SURJUDPyZ NRU]\VWDMF\FK ] ED]\ GDQ\FK DGPLQLVWURZDQLH ED] GDQ\FK GHILQLRZDQLH X*\WNRZQLNyZ L RNUHODQLH LFK XSUDZQLH Z ]DNUHVLH GRVWSX GR GDQ\FK PRQLWRURZDQLH G]LDáDQLD ED]\ zabezpieczanie zasobów bazy danych. 2NUHOHQLH ED]D GDQ\FK RSUyF] LQWHUSUHWDFML SRGDQHM Z\*HM ma WH* V]HUV]e znaczenie REHMPXMFe áf]qlh XSRU]GNRZDQ\ ]ELyU GDQ\FK RUD] V\VWHP ]DU]G]DQLD ba] GDQ\FK : QLQLHMV]HM SUDF\ WHUPLQ WHQ EG]LH ] UHJXá\ X*\ZDQ\ w WDNLP ZáDQLH rozumieniu..d*gd ED]D GDQ\FK IXQNFMRQXMH SU]\ Z\NRU]\VWDQLX RNUHORQHJR PRGHOX GDQ\FK QD]\ZDQHJR WH* DUFKLWHNWXU GDQ\FK 0RGHO GDQ\FK WZRU] zbiór struktur (definicji) danych; zbiór operatorów danych; ]ELyU ]DVDG LQWHJUDOQRFL

W pracack GRW\F]F\FK ED] GDQ\FK QS >@ >@ >@ Z\Uy*QLD VL QDMF]FLHM cztery podstawowe typy modeli danych (rys. 1.4): proste modele danych Z NWyU\FK PRGHORZDQH RELHNW\ V UHSUH]HQWRZDQH SU]H] struktury rekordów; klasyczne modele danych ZUyG NWyU\FK PRGHO KLHUDUFKLF]Q\ L VLHFLRZ\ V bardziej zaawansowanymi odmianami prostego modelu danych; model relacyjq\ Z\NRU]\VWXMH VSHF\ILF]Q VWUXNWXU GDQ\FK UHODFM RUD] RSHUDWRU\ WZRU]FH DOJHEU RSHUDF\MQ semantyczne modele danych NWyUH ]JRGQLH ] QD]Z SUyEXM GRVWDUF]Dü EDUG]LHM VNXWHF]Q\FK VSRVREyZ UHSUH]HQWRZDQLD ]QDF]HQLD GDQ\FK QL* MHVW WR PR*OLZH w PRGHODFK NODV\F]Q\FK JáyZQ\P FHOHP SUDF QDG VHPDQW\F]Q\PL PRGHODPL GDQ\FK MHVW WZRU]HQLH VWUXNWXUDOQ\FK DEVWUDNFML XáDWZLDMF\FK UHSUH]HQWDFM danych; obiektowe modele danych NWyUH V XNLHUXQNRZDQH QD WZRU]HQLH DEVWUDNFML zafkrzdqld F]\OL QD XáDWZLHQLH RSHURZDQLD GDQ\PL QLHNWyU]\ DXWRU]\ (np. [15@ XZD*DM *H PRGHOH RELHNWRZH SRZLQQ\ E\ü NODV\ILNRZDQH MDNR rodzaj modeli semantycznych. 19 MODEL DANYCH PRO STY KLASYCZNY SEM ANTYCZNY OBIEKTOW Y HIERARCH ICZNY SIECIOWY RELACYJNY Rys. 1.4. Podstawowe typy modeli danych w systemach informacyjnych Przedstawiona klasyfikacja typów modeli danych ma charakter orientacyjny i GRW\F]\ UR]ZL]D VWDQGDUGRZ\FK UHSUH]HQWDW\ZQ\FK GOD SRV]F]HJyOQ\FK NODV 2SUyF] WHJR LVWQLHMH REILWRü PRGHOL áf]f\fk FHFK\ Uy*Q\FK NODV L Z]ZL]NX ] W\P QLH SRGOHJDMF\FK MHGQR]QDF]QHM NODV\ILNDFML 6]DFXMH VL >5], [208@ *H UHODF\MQH ED]\ GDQ\FK NWyU\FK NRQFHSFM L SRGVWDZ\ WHRUHW\F]QH RSUDFRZDá () &RGG QS >@ >@ VWDQRZL DNWXDOQLH RNRáR wszystkich aplikacji : X*\WNRZDQ\FK REHFQLH NRPSXWHURZ\FK V\VWHPDFK wspomajdmf\fk XWU]\PDQLH L HNVSORDWDFM LQIUDVWUXNWXU\ PRVWRZHM VWRVRZDQH V w ]DVDG]LH Z\áF]QLH Uy*QH RGPLDQ\ WHM WHFKQRORJLL 2prócz zalet relacyjne bazy GDQ\FK PDM WDN*H OLF]QH ZDG\ L Z\GDMH VL *H SU]\V]áRü EG]LH QDOH*Hü GR UR]ZL]D RELHNWowych [15@ >@ >@ = SXQNWX ZLG]HQLD ]DVWRVRZD

20 w systemach wspomagajf\fk ]DU]G]DQLH LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ V]F]HJyOQLH FHQQH V QDVWSXMFH FHFK\ RELHNWRZ\FK ED] GDQ\FK ZSURZDG]HQLH QRZHM MDNRFL L XMHGnolicenie strategii modelowania przez zastovrzdqlh RELHNWRZHJR SRGHMFLD GR DQDOL]\ ]DJDGQLHQLD RUD] GR projektowania i implementacji bazy danych, PR*OLZRü UHSUH]HQWRZDQLD RELHNWX ZLDWD U]HF]\ZLVWHJR SU]H] RGSRZLDGDMF\ mu obiekt w bazie danych, ádwzrü opisu danych o strukturze hierarchicznej oraz danych dynamicznie ]PLHQLDMF\FK UR]PLDU ádwzrü GHILQLRZDQLD ]ár*rq\fk W\SyZ GDQ\FK L ]ár*rq\fk ]DOH*QRFL PLG]\ obiektami przy wykorzystaniu mechanizmu agregacji, ádwzrü Z\NRQ\ZDQLD G]LDáD QD ]ár*rq\fk REiektach, PR*OLZRü VSHFMDOL]DFML W\SyZ GDQ\FK ] Z\NRU]\VWDQLHP PHFKDQL]PX dziedziczenia, GX*D HODVW\F]QRü XPR*OLZLDMFD ádwzh ZSURZDG]DQLH ]PLDQ Z W\P definiozdqld ZáDVQ\FK QLHVWDQGDUGRZ\FK W\SyZ RELHNWyZ PHWRG LWG LQWHJUDFMD VWUXNWXU\ GDQ\FK ] UHJXáDmi i mechanizmami ich przetwarzania oraz modyfikacji, GREUD LQWHJUDFMD ] M]\NDPL SURJUDPRZDQLD RJyOQHJR SU]H]QDF]HQLD QS & :\QLNL V]F]HJyáRZHM DQDOL]\ SRUyZQDZF]HM WHFKQRORJLL UHODF\MQ\FK L RELHNWRZ\FK Z\ND]XM ZLNV] HIHNW\ZQRü UR]ZL]D RELHNWRZ\FK Z ]ár*rq\fk ]DJDGQLHQLDFK ]DU]G]DQLD LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ : ]ZL]NX ] W\P RELHNWRZ\ PRGHO GDQ\FK zavwrvrzdqr ZH ZV]\VWNLFK DXWRUVNLFK UR]ZL]DQLDFK SUH]HQWRZDQ\FK Z QLQLHMV]HM monografii. 3RMFLH GDQ\FK L LQIRUPDFML MHVW ]ZL]DQH ] SRMFLHP wiedzy. Niektórzy autorzy deilqlxm QDZHW LQIRUPDFM MDNR ÄSU]\URVW ZLHG]\ NWyU\ PR*H E\ü X]\VNDQ\ QD podstazlh GDQ\FK >@,QQH RNUHOHQLD PyZL *H ÄZLHG]D MHVW RWU]\P\ZDQD z LQIRUPDFML SRSU]H] MHM ]LQWHJURZDQLH ] ZLHG] LVWQLHMF >6], wiedza to symboliczna reprezenwdfmd DVSHNWyZ SHZQHM QD]ZDQHM G]LHG]LQ\ UR]ZD*D >@ OXE WH* *H ZLHG]D WR ÄRJyá ZLDU\JRGQ\FK LQIRUPDFML R U]HF]\ZLVWRFL ZUD] z XPLHMWQRFL LFK Z\NRU]yVWDQLD >@ :HGáXJ EDUG]LHM SUDJPDW\F]Q\FK NODV\F]Q\FK GHILQLFML ZLHG]D VNáDGD VL ] WU]HFK F]FL IDNWyZ UHJXá L ZQLRVNRZDQLD NWyUH PXV] E\ü UHSUH]HQWRZDQH Z V\VWHPLH NRPSXWHURZ\P SU]\ X*\FLX VWRVRZQ\FK PHWRG L WHFKQLN 3RGREQLH MDN Z LQQ\FK ]DJDGQLHQLDFK ]ZL]DQ\FK ] V\VWHPDPL LQIRUPDF\MQ\PL PDP\ WX ZLF GR F]\QLHQLD ] GX* Uy*QRURGQRFL LQWHUSUHWDFML MHGQHJR ] SRGVWDZRZ\FK SRMü :UyG SU]\F]\Q WDNLHJR VWDQX U]HF]\ LVWRWQ URO RGJU\ZD ] SHZQRFL VWRVXQNRZR NUyWND KLVWRULD UR]ZRMX NRPSXWHURZ\FK V\VWHPyZ LQIRUPDF\MQ\FK Z\NRU]\VWXMF\FK ZLeG] Próby wykorzystywania wiedzy w komputerowych systemach informacyjnych dosurzdg]lá\ GR SRZVWDQLD SRMFLD baza wiedzy, QDZL]XMFHJR GR RNUHOHQLD baza

danych 6SRW\NDQH LQWHUSUHWDFMH WHJR WHUPLQX PDM ZLHOH HOHPHQWyZ ZVSyOQ\FK DOH akfhqwxm Uy*QH DVSHNW\ SRMFLD GHILQLXMFED] ZLHG]\ QD SU]\NáDG MDNR UHSR]\WRULXP LQIRUPDF\MQH ZUD] ]H URGNDPL SU]HFKRZ\ZDQLD XWU]\P\ZDQLD L XGRVWSQLDQLD NWyUH RSUyF] GDQ\FK SU]HFKRZXMH WDN*H UHJXá\ ORJLF]QH reguá\ DNW\ZQH JUDI\ ZLHG]\ VLHFL VHPDQW\F]QH LWS >5]; ]ELyU UHJXá GHILQLFML L RSLVyZ IDNWyZ ] RNUHORQHM G]LHG]LQ\ XPR*OLZLDMF\ logiczny wywód wniosków lub podejmowanie decyzji w komputerowym systemie eksperckim [256]. : QLQLHMV]HM SUDF\ SU]\MWR ]D >@ RJyOQ GHILQLFM PyZLF *H baza wiedzy to komputerowa realizacja reprezentacji wiedzy 7DNLH RJyOQH RNUHOHQLH DEVWUDKXMFH RG NRQNUHWQ\FK PHWRG F]\ WHFKQLN UHSUH]HQWDFML ZLHG]\ Z\GDMH VL QDMWUDIQLHM ujmozdü LVWRW ]DJDGQLHQLD :\NRU]\VW\ZDQLH ZLHG]\ Z V\VWHPDFK NRPSXWHURZ\FK Z\PDJD UR]ZL]DQLD WU]HFK SRGVWDZRZ\FK JUXS ]DJDGQLH akwizycji (ujawniania, pozyskiwania) wiedzy; numerycznej reprezentacji wiedzy oraz jej przetwarzania; XGRVWSQLDQLD ZLHG]\ Akwizycja wiedzy PR*H E\ü ]GHILQLRZDQD MDNR ÄSURFHV SRELHUDQLD ZLHG]\ RG jedqhjr OXE ZLFHM HNVSHUWyZ >6] lub jako proces wydobywania wiedzy REHMPXMF\ RSLV SRZL]DQLD UHODFMH L SURFHGXU\ Z RNUHORQ\P REV]DU]H ]DLQWHUHVRZDQLD JáywQ IXQNFM WHJR SURFHVX MHVW X]\VNLZDQLH ZLHG]\ RG HNVSHUWyZ RUD] MHM DQDOL]RZDQLH L IRUPDOL]RZDQLH Z IRUPLH SU]\GDWQHM NRPSXWHURZR >@ 6 WR G]LDáDQLD R charakteu]h PHWRG\F]Q\P REHMPXMFH FDá\ SURFHV ZVSyáG]LDáDQLD z ekspertami lub wykorzyvw\zdqld LQQ\FK (UyGHá ZLHG]\ D WDN*H SURFHV dokumentowania zgromadzonej wiedzy. Reprezentacja wiedzy to metodyka jej przechowywania i przetwarzania w bazie wiedzy przy zastosowaniu technik numerycznych odpowiednich dla przewidywanych ]DVWRVRZD RUD] ZáDFLZ\FK ] XZDJL QD SRVWDü IRUP SR]\VNDQHM ZLHG]\ 8GRVWSQLDQLH ZLHG]\ WR SURFHV MHM SU]HND]\ZDQLD X*\WNRZQLNRP V\VWHPX OXE SURJUDPRP NRU]\VWDMF\P ] ]DVREyZ V\VWHPX Bardzo istotnym zadaniem na tym etapie jest ujednolicenie i zobiektywizowanie interpretacji wiedzy uzyskiwanej z V\VWHPX NRPSXWHURZHJR ] XZ]JOGQLHQLHP NRQWHNVWX MHM ]DVWRVRZD 3URFHV\ DNZL]\FML L XGRVWSQLDQLD ZLHG]\ WR ]DJDGQLHQLD ] SRJUDQLF]D F]FL formalnej, nieformalnej oraz technicznej systemu informacyjnego, reprezentacja wiedzy to natomiast GRPHQD F]FL WHFKQLF]QHM F]\OL V\VWHPX NRPSXWHURZHJR 3URJUDP\ NRPSXWHURZH Z\NRU]\VWXMFH ED]\ ZLHG]\ GR UR]ZL]\ZDQLD specjalivw\f]q\fk SUREOHPyZ V QD]\wane systemami ekspertowymi. W literaturze VSRW\ND VL WDN*H ZLHOH LQQ\FK DOH ] UHJXá\ ]EOL*RQ\FK GHILQLFML V\VWHPX ekspertowego, jak np.: SURJUDP NRPSXWHURZ\ SU]H]QDF]RQ\ GR UR]ZL]\ZDQLD VSHFMDOLVW\F]Q\FK proeohpyz NWyUH Z\PDJDM SURIHVMRQDOQHM HNVSHUtyzy [247]; 21

22 NRPSXWHURZ\ SURJUDP GRUDGF]\ NWyU\ SUyEXMH QDODGRZDü OXE ]DVWSRZDü SURFHV UR]XPRZDQLD L ZLHG] HNVSHUWyZ Z UR]ZL]\ZDQLX RNUHORQ\FK problemów [346], [370]; SURJUDP NRPSXWHURZ\ ]DSURMHNWRZDQ\ WDN DE\ QDODGRZDá UR]XPRZDQLH i proces podejmowdqld GHF\]ML SU]H] HNVSHUWD RUD] ]DZLHUDMF\ IDNW\ L ZLHG] z RNUHORQHJR REV]DUX >@ SURJUDP NRPSXWHURZ\ Z\NRU]\VWXMF\ ZLHG] Z IRUPLH V\PEROLF]QHM GR sypxodfml SRVWSRZDQLD F]áRZLHND-eksperta [2]; SURJUDP NRPSXWHURZ\ ZVSRPDJDMF\ SRGHMPRZDQLH GHF\]ML Z NWyU\P PR*QD Z\Uy*QLü ED] ZLHG]\ ]DZLHUDMF ZLHG] G]LHG]LQRZ LVWRWQ GOD podejmowaq\fk GHF\]ML RUD] V\VWHP ZQLRVNXMF\ NRU]\VWDMF\ ] ED]\ ZLHG]\ dla wypracowania tych decyzji [255]. =DJDGQLHQLD ]ZL]DQH ] ED]DPL ZLHG]\ L V\VWHPDPL HNVSHUWRZ\PL FLHV] VL RG ZLHOX ODW EDUG]R GX*\P ]DLQWHUHVRZDQLHP D V]HURNL SU]HJOG UR]ZL]D VWRVRZDQ\FK Z WHM G]LHG]LQLH ]DZLHUDM PLQ SUDFH >@ >@ >@ >@ >@ >@ >@ [318], [355]. Oprócz NODV\F]Q\FK V\VWHPyZ HNVSHUWRZ\FK Z\NRU]\VWXMF\FK informacje w postaci symbolicznej (np. [247], [255]) coraz F]FLHM V VWRVRZDQH niesymboliczne metody przetwarzania informacji, jak np.: sieci neuronowe, np. [113], [153], [174], [176], [178], [186], [187], [188], [204], [224], [257], [258], [334], [335], [354], [379]; algorytmy genetyczne, np. [195], [230], [296]; UR]ZL]DQLD K\EU\GRZH QS >@ >@ >@ >0]. 1RZ MDNRü GR V\VWHPyZ HNVSHUWRZ\FK ZQLRVá\ ]DVWRVRZDQLD WHRULL ]ELRUyZ rozmytych, XPR*OLZLDMFH RSLV L SU]HWZDU]DQLH LQIRUPDFML QLHSUHF\]\Mnych i niepewnych, np. [135], [175], [193], [211], [227], [261], [365]. Prace nad zastosowaniami systemów ekspertowych we wspomaganiu gospodarozdqld LQIUDVWUXNWXU PRVWRZ SURZDG]RQH Z ZLHOX RURGNDFK QD ZLHFLH (np. [11], [65], [124], [126], [155], [360] SRGMWR WDN*H Z QDV]\P NUDMX QS >21], [26], [28], [283]). Wybrane rezultaty tych prac w zakresie pozyskiwania, reprezentacji L XGRVWpniania wiedzy oraz w zakresie praktycznej implementacji wiedzy w X*\WNRZDQ\FK V\VWHPDFK ]DSUH]HQWRZDQR Z GDOV]HM F]ci niniejszej monografii. :LHOH ]DJDGQLH ] WHJR REV]DUX ]QDMGXMH VL Z ID]LH SUDF EDGDZF]\FK L NRQFHSF\MQR- SURMHNWRZ\FK D QLHNWyUH GRF]HNDá\ VL MX* SUDNW\F]Q\FK DSOLNDFML 1.3.3.,QIRUPDF\MQHSRGVWDZ\]DU]G]DQLD obiektami mostowymi 6\VWHP ZVSRPDJDMF\ JRVSRGDURZDQLH RELHNWDPL PRVWRZ\PL WR ] UHJXá\ wyspefmdol]rzdq\ V\VWHP ZVSRPDJDQLD GHF\]ML NWyU\ PR*H E\ü ]GHILQLRZDQ\ MDNR LQWHUDNW\ZQ\ V\VWHP NRPSXWHURZ\ SRPDJDMF\ GHF\GHQWRP Z Z\NRU]\VW\ZD- QLX GDQ\FK L PRGHOL GR UR]ZL]\ZDQLD SUREOHPyZ >@ >@

]HVWDZ GDQ\FK V\VWHPyZ QDU]G]L L WHFKQLN ZUD] ] QLH]EGQ\P oprogramozdqlhp L VSU]WHP NRPSXWHURZ\P G]LNL NWyU\P RUJDQL]DFMD gromadzi i intersuhwxmh LVWRWQH LQIRUPDFMH R ILUPLH L MHM URGRZLVNX RUD] ]DPLHQLD MH Z SRGVWDZ GR SRGHMPRZDQLD G]LDáD >@ system informatyczny, w którym komputer wyznacza decyzje na podstawie dostarczonych informacji [81]. :V]\VWNLH SU]HGVWDZLRQH Z\*HM GHILQLFMH SRGNUHODM NOXF]RZ URO LQIRUPDFML RUD] GDQ\FK VWDQRZLF\FK LFK QXPHU\F]Q UHSUH]HQWDFM GOD V\VWHPRZHJR wspomajdqld GHF\]ML %DUG]R ZD*Q\P NU\WHULXP NODV\ILNDFML LQIRUPDFML Z\NRU]\VW\ZDQ\FK Z V\VWHPDFK ]DU]G]DQLD PRVWDPL MHVW SR]LRP LFK SUHF\]ML i SHZQRFL :X*\WNRZDQ\FK REHFQLH V\VWHPDFK LQIRUPDFMH Z\NRU]\VW\ZDQH GR ZVSRPDJDQLD SURFHVyZ GHF\]\MQ\FK V WUDNWRZDne jak informacje precyzyjne i pewne, a do ich przetwarzania VWRVXMH VL PHWRG\ WUDG\F\MQHM PDWHPDW\NL L ORJLNL GZXZDUWRFLRZHM %RROH D : U]HF]\ZLVWRFL ZLHOH LQIRUPDFML ]ZL]DQ\FK ] XWU]\PDQLHP i HNVSORDWDFM RELHNWyZ PRVWRZ\FK PD FKDUDNWHU QLHSUHF\]\Mny i niepewny. InformaFMH WDNLH QD]\ZDQH V informacjami rozmytymi [373], [374]. Do grupy tej PR*HP\ ]DOLF]\ü QD SU]\NáDG QDVWSXMFH VWZLHUG]HQLD Z\VWSXM EDUG]R LQWHQV\ZQH SU]HFLHNL ZRG\ Z SREOL*X SRGSRU\ VWDQ WHFKQLF]Q\ SU]VáD MHVW GRü GREU\ rysa MHVW ]ORNDOL]RZDQD Z SREOL*X URGND UR]SLWRFL G(ZLJDUD Z\WU]\PDáRü PDWHULDáX ]PQLHMV]\áD VL R SRQDG,QIRUPDFMH R FKDUDNWHU]H UR]P\W\P Z\GDM VL QLH]DVWSLRQH ZV]G]LH WDP JG]LH PDP\ GR F]\QLHQLD ] ZLHONRFLDPL GOD NWyU\FK QLH VWZRU]RQR *DGQ\Fh obiektywnych QDU]G]L SRPLDURZ\FK : SU]\WRF]RQ\FK SU]\NáDGDFK V WR SRMFLD ÄLQWHQV\ZQRü SU]HFLHNyZ ZRG\ ÄVWDQ WHFKQLF]Q\ SU]VáD RUD] VáRZQH OLQJZLVW\F]QH MDNRFLRZH PLDU\ W\FK SRMü ÄEDUG]R LQWHQV\ZQH ÄGRü GREU\,QQ\P REV]DUHP ]DVWRVRZD LQIRUPDFML UR]P\WHM V V\WXDFMH Z NWyU\FK WHRUHW\F]QLH PR*OLZH MHVW X]\VNDQLH precy]\mqhm LQIRUPDFML LORFLRZHM DOH NRV]W X]\VNDQLD WDNLHM LQIRUPDFML MHVW QLHDGHNZDWQ\ GR VSRG]LHZDQHJR HIHNWX &]VWH V WDN*H V\WXDFMH Z NWyU\FK SU]\EOL*RQD UR]P\WD LQIRUPDFMD MHVW Z\VWDUF]DMFD QD SRWU]HE\ DQDOL]RZDQHJR zagadnienia. W przedstazlrq\fk Z\*HM SU]\NáDGDFK GRW\F]\ WR RNUHOH ÄZ SREOL*X URGND UR]SLWRFL RUD] ÄSRQDG 3RGDQH SU]\NáDG\ PLPR GX*HM QLHSUHF\]\MQRFL V ]UR]XPLDáH D ZLF V noqlndpl Lnformacji. Co ZLFHM LQIRUPDFMH WHJR W\SX V SRZV]HFKQLH L ] SRZRG]HQLHP Z\NRU]\VW\ZDQH Z NRPXQLNDFML SRPLG]\ OXG(PL -HVW WR PR*OLZH G]LNL WHPX *H XP\Vá F]áRZLHND SRVLDGD F]FLRZR W\ONR UR]SR]QDQH QDU]G]LD XPR*OLZLDMFH SRPLDU L RFHQ ZLHONRFL UR]P\W\FK D WDN*H SR]ZDODMFH QD SRVáXJiZDQLH VL SRMFLDPL UR]P\W\PL Z RGQLHVLHQLX GR U]HF]\ZLVW\FK RELHNWyZ i procesów. 23

24 : ]DJDGQLHQLDFK ]ZL]DQ\FK ] ]DU]G]DQLHP RELHNWDPL PRVWRZ\PL PR*QD wyuy*qlü GZD SRGVWDZRZH DVSHNW\ UR]P\WRFL LQIRUPDFML rozmycie definicji ZLHONRFL NWyU\FK GRW\F] LQIRUPDFMH rozmycie miar VWRVRZDQ\FK GR RSLVX L RFHQ\ UR]SDWU\ZDQ\FK ZLHONRFL = XZDJL QD SUHF\]M GHILQLFML VWRVRZDQH SRMFLD PR*QD SRG]LHOLü QD WU]\ podstawowe klasy: 1) ZLHONRFL ]GHILQLRZDQH SUHF\]\MQLH (N) jak na pr]\nádg SRGVWDZRZH paramewu\ WHFKQLF]QH RELHNWyZ JHRPHWULD FKDUDNWHU\VW\NL PDWHULDáRZH których deilqlfmh V ]DZDUWH Z QRUPDFK LQVWUXNFMDFK SU]HSLVDFK LWS 2) ZLHONRFL R QLHSUHF\]\MQ\FK UR]P\W\FK GHILQLFMDFK (R) PR*QD WX ]DOLF]\ü tanlh RNUHOHQLD MDN QS VWDQ WHFKQLF]Q\ SU]\GDWQRü X*\WNRZD; prmfld QDOH*FH GR WHM NODV\ V ]GHILQLRZDQH ] UHJXá\ EDUG]R RJyOQLH D LFK LQWHUSUHWDFMH PDM FKDUDNWHU Z ]QDF]Q\P VWRSQLX VXELHNW\ZQ\ 3) ZLHONRFL QLH SRVLDGDMFH GHILQLFML (B) SU]\NáDGHP PR*H E\ü HVWHW\ND obiektów mostowych, której ocena mimo zdecydowanie indywidualnego, subiektywnego charakteru PD F]VWR ]QDF]F\ ZSá\Z QD SU]HELHJ SURFHVX decyzyjnego. 3RMFLD QDOH*FH GR ND*GHM ] W\FK JUXS PRJ E\ü FKDUDNWHU\]RZDQH zarówno przy X*\FLX PLDU QLHUR]P\W\FK (n), jak i rozmytych (r %LRUF SRG XZDJ GZD wymienioqh Z\*HM SDUDPHWU\ UR]P\WRFL LQIRUPDFML, zaproponowano w tab. 1.1 NODV\ILNDFM LQIRUPDFML ]H Z]JOGX QD VSRVyE ]GHILQLRZDQLD SRMü RUD] VWRVRZDQH miary. Wyró*QLRQR V]Hü NODV D GOD LFK LGHQW\ILNDFML SU]\MWR dwuliterowe oznaczenia. 7DE.ODV\ILNDFMD UR]P\WRFL LQIRUPDFML ]H Z]JOGX QD VSRVyE LFK GHILQLRZDQLD L VWRVRZDQH PLDU\ 6SRVyE GHILQLRZDQLD ZLHONRFL nierozmyta (n) 0LDUD ZLHONRFL rozmyta (r) nierozmyty (N) N n N r rozmyty (R) R n R r brak definicji (B) B n B r :DUWR ]ZUyFLü XZDJ QD IDNW *H QDZHW ZLHONRFL ]GHILQLRZDQH SUHF\]\MQLH GOD NWyU\FK LVWQLHM ]RELHNW\ZL]RZDQH PHWRG\ SRPLDUX PRJ E\ü Z QLHNWyU\FK sytudfmdfk SRSUDZQLHM UHSUH]HQWRZDQH SU]\ X*\FLX PLDU UR]P\W\FK QL* QLHUR]P\W\FK )ee\ Z\WáXPDF]\ü WHQ SR]RUQ\ SDUDGRNV, UR]SDWU]P\ SU]\NáDG QXPHU\F]QHM reprezentafml Z\QLNX EDGD ]DZDUWRFL FKORUNyZ Z SUyEFH EHWRQX 3U]\MPLMP\ *H w UH]XOWDFLH EDGD Z\NRQDQ\FK ]JRGQLH ]H VWDQGDUGRZ SURFHGXU RNUHORQR ]DZDUWRü FKORUNyZ QD s = 0,5% masy EHWRQX =Dáy*P\ WDN*H *H GRNáDGQRü ]DVWRVRZDQHM PHWRG\ EDGD Z\QRVL ± Z\]QDF]RQHM ZDUWRFL : XMFLX

nierozmytym uzyskany wynik jest resuh]hqwrzdq\ SU]H] ZDUWRü OLF]ERZ Ä,5%, a LQIRUPDFMD WD MHVW WUDNWRZDQD MDNR FDáNRZLFLH SHZQD ]JRGQLH ] JUDILF]Q LQWHUSUHWDFM SU]HGVWDZLRQ QD U\V D : XMFLX UR]P\W\P Z\QLN PR*H E\ü SU]HGVWDZLRQ\ Z SRVWDFL OLF]E\ UR]P\WHM ÄRNRáR, Z NWyUHM XZ]JOGQLRQR GRNáDGQRü X*\WHM PHWRG\ EDGD U\V E : HIHNFLH ZLF ]DVWRVRZDQD PLDUD UR]P\WD ]DZLHUD SHáQLHMV] LQIRUPDFM QL* QLHUR]P\WD PLDUD OLF]ERZD 3U]HGVWDZLRQH ]DJDGQLHQLH SRPLDUX ]DZDUWRFL FKORUNyZ Z EHWRQLH PR*H E\ü WH* UR]SDWU\ZDQH ] SXQNWX ZLG]HQLD RFHQ\ SR]LRPX V]NRGOLZRFL VWZLHUG]RQHJR VW*HQLD EDGDQHJR VNáDGQLND 0RGHORZDQLH SURFHVX RFHQ\ V]NRGOLZRFL SU]\ X*\FLX NODV\F]QHM ORJLNL GZXZDUWRFLRZHM RUD] PLDU QLHUR]P\W\FK SROHJD QD RNUHOHQLX JUDQLF]QHJR VW*HQLD Z SU]\NáDG]LH SU]\MWR s gr = 0,4% zgodnie z [294@ L ]DáR*HQLX *H VW*HQLD PQLHMV]H RG JUDQLF]QHJR V QLHV]NRGOLZH D ZLNV]H RG JUDQLF]Qego szkodliwe dla PDWHULDáX NRQVWUXNF\MQHJR *UDILF]QLH PRGHO WHQ SU]HGVWDZLRQR QD U\V D : XMFLX UR]P\W\P GR PRGHORZDQLD PR*HP\ X*\ü Uy*QHM OLF]E\ W]Z ]LDUHQ LQIRUPDFML >5]. -H*HOL ]DVWRVXMHP\ GZD ]LDUQD LQIRUPDFML Z SRVWDFL ]ELRUyZ UR]P\W\FK ÄVW*HQLH niev]nrgolzh RUD] ÄVW*HQLH V]NRGOLZH WR PRGHO DQDOL]RZDQHM ZLHONRFL PR*H E\ü SU]HGVWDZLRQ\ Z SRVWDFL SRND]DQHM QD U\V E 3U]\NáDGRZH VSRVRE\ PRGHORZDQLD z wykorzystaniem trzech i siedmiu ziaren informacji zaprezentowano odpowiednio na rys. 1.6c oraz rys. 1.6d. 6WRVXMF NROHMQR ZV]\VWNLH F]WHU\ SU]HGVWDZLRQH PRGHOH GR RFHQ\ V]NRGOLZRFL VW*HQLD Z\QRV]FHJR QD SU]\NáDG s = 0,35%, otrzymujemy: w przypadku miary nierozmytej (rys. 1.6a) RFHQ SR]LRPX VW*HQLD MDNR nieszkodliwe; w przypadku miary rozmytej o dwóch ziarnach informacji (rys. 1.6b) RFHQ w SRVWDFL VWRSQLD SU]\QDOH*QRFL GR ]ELRUX ÄVW*HQLH QLHV]NRGOLZH wynoszcego 0, RUD] VWRSQLD SU]\QDOH*QRFL GR ]ELRUX ÄVW*HQLH V]NRGOLZH równego 0,42; SU]\ X*\FLX PLDU\ UR]P\WHM R WU]HFK ]LDUQDFK LQIRUPDFML U\V F VWRSLH SU]\QDOH*QRFL GR ]ELRUX ÄVW*HQLH PDáR V]NRGOLZH Z\QRVL D GR ]ELRUX ÄVW*HQLH UHGQLR V]NRGOLZH Z\QRVL a) b) 25 Pew noœæ inform acji 1 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Stê enie chlorków,8 [%] Pew noœæ inform acji 1 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 Stê enie chlorków,8 [%] 5\V 0LDU\ VW*HQLD FKORUNyZ Z EHWRQLH D QLHUR]P\WD s = 0,5%, b) rozmyta: s = ÄRNRáR 5%