<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.22.357-364</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-1011</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>SYSTEM ANALYSIS, CONTROL AND INFORMATION PROCESSING</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритмы определения вероятности рисков аварий в тоннелях по характеристикам помехи зашумленных сигналов</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Algorithms for Determining the Probability of Risks of Accidents in Tunnels  Based on the Characteristics of the Noise of Noisy Signals</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Алиев</surname><given-names>Т. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Aliev</surname><given-names>T. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p> д-р техн. наук, академик</p><p> г. Баку</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Baku, AZ1141</p><p>Baku, AZ1073</p></bio><email xlink:type="simple">telmancyber@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Мусаева</surname><given-names>Н. Ф.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Musaeva</surname><given-names>N. F.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д-р техн. наук</p><p> г. Баку</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Engineering</p><p>Baku, AZ1141</p><p>Baku, AZ1073</p></bio><email xlink:type="simple">musanaila@gmail.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сулейманова</surname><given-names>М. Т.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Suleymanova</surname><given-names>M. T.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>диссертант</p><p> г. Баку</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Baku, AZ1141</p><p> </p></bio><email xlink:type="simple">metanet_suli@yahoo.com</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем управления НАН Азербайджана; Азербайджанский архитектурно-строительный университет</institution><country>Азербайджан</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Control Systems (Azerbaijan National Academy of Sciences); Azerbaijan University of Architecture and Construction</institution><country>Azerbaijan</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем управления НАН Азербайджана;&#13;
Азербайджанский архитектурно-строительный университет</institution><country>Азербайджан</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Control Systems (Azerbaijan National Academy of Sciences); Azerbaijan University of Architecture and Construction</institution><country>Azerbaijan</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>Институт систем управления НАН Азербайджана</institution><country>Азербайджан</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Institute of Control Systems (Azerbaijan National Academy of Sciences)</institution><country>Azerbaijan</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2021</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>08</day><month>07</month><year>2021</year></pub-date><volume>22</volume><issue>7</issue><fpage>357</fpage><lpage>364</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1011">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1011</self-uri><abstract><p>Обсуждается разработка алгоритмов вычисления вероятности возникновения в тоннелях различного рода дефектов, развитие которых может привести к авариям. Отмечено, что тоннели являются важной и сложной частью транспортно-коммуникационной системы, по которой осуществляется интенсивное движение. Поэтому определение вероятности возникновения дефектов в скрытом периоде зарождения на отдельных участках тоннелей является важной задачей. Отмечено, что образование дефектов сопровождается появлением помех, которые искажают полезные сигналы, поступающие от датчиков и измерительных приборов, установленных для контроля устойчивости тоннеля и надежности его конструкций. Традиционно в таких случаях измерительные приборы регистрируют зашумленные сигналы, и по значениям их характеристик оценивают техническое состояние тоннелей. Однако в работе показано, что более надежными индикаторами фиксации начала опасных изменений в скрытом периоде зарождения являются характеристики помехи, которую невозможно выделить из зашумленного сигнала. При этом отмечено, что вероятности, с которой помеха принимает допустимые и критические значения, являются показателем изменения технического состояния тоннелей. Поэтому разработаны алгоритмы вычисления вероятностей попадания значений помехи в заданные интервалы. Показано, что эти вероятности хранятся как эталонные множества начала зарождения дефектов тоннелей. После проведенного обучения значениям вероятностей, с которыми помеха принимает заданные значения в различные моменты времени, ставится в соответствие вид дефекта и одно из возможных технических состояний: исправное, работоспособное, частично работоспособное, неработоспособное; предаварийное; аварийное и т. п. Кроме того, показано, что разности вероятностей, с которыми помеха принимает одни и те же значения в различные моменты, являются показателями динамики изменения возникшей неисправности в тоннели. В работе также создана база информативных признаков интенсивности развития неисправностей. Для данной базы определены такие показатели динамики развития дефекта, как незначительное, медленное, существенное, интенсивное.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The paper covers creating the algorithms for calculating the probability of various types of defects in tunnels, the development of which can lead to accidents. Tunnels are an important and complex part of the transport and communication system, through which heavy traffic is carried out. Determining the probability of defects in the latent period of their initiation in individual sections of tunnels is an important problem. The formation of defects is accompanied by the appearance of noise that distorts the useful signals coming from sensors and measuring instruments installed to control the stability of the tunnel and the reliability of its structures. Traditionally measuring instruments register noisy signals, and the technical condition of the tunnels is assessed on the basis of the values of their characteristics. It is shown in the paper that the more reliable indicators of fixing the onset of dangerous changes in the latent period of initiation are the characteristics of the noise, which cannot be extracted from the noisy signal. It is noted that the probability with which the noise takes on admissible and critical values is an indicator of changes in the technical condition of tunnels. Algorithms have been developed for calculating the probabilities of the noise values getting in the given intervals. These probabilities are stored as reference sets for the initiation of tunnel defects. After the training has been carried out, the values of the probabilities with which the noise takes on the given values at different time instants are matched to the type of defect and one of the possible technical states: serviceable, operational, partially operational, inoperable; pre-emergency; emergency, etc. It is also shown that the differences in the probabilities with which the noise takes on the same values at different times are indicators of the dynamics of changes in the malfunction in the tunnels. A database ofinformative attributes of the intensity of the development of failures is also created in the paper. For this database, the indicators of the dynamics of the development of a defect are determined, such as insignificant, slow, significant, intensive.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>полезный сигнал</kwd><kwd>помеха</kwd><kwd>зашумленный сигнал</kwd><kwd>вероятность попадания помехи в заданный ин-тервал</kwd><kwd>вероятности допустимых и критических значений помехи</kwd><kwd>тоннель</kwd><kwd>вид неисправности тоннеля</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>useful signal</kwd><kwd>noise</kwd><kwd>noisy signal</kwd><kwd>probability of the noise getting in a given interval</kwd><kwd>probabilities of admissible and critical values of the noise</kwd><kwd>tunnel</kwd><kwd>type of tunnel failure</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aliev T. Noise Control of the Beginning and Development Dynamics of Accidents. Springer, 2019. 201 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliev T. Noise Control of the Beginning and Development Dynamics of Accidents. Springer, 2019, 201 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Швидкий В. Я., Гресь А. А. Контролирование деформаций при проходке тоннелей под действующими ВПП аэропорта Шереметьево // Транспортное строительство. 2019. № 3. С. 23—25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shvidkyi V. Ya., Gres A. A. Checkup of deformations when tunneling under the runways-in-use of Sheremetyevo airport, Transport construction, 2019, no. 3, pp. 23—25 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Маковский Л. В., Кравченко В. В. Перспективы создания системы подземных автомагистралей в крупнейших городах и мегаполисах // Транспортное строительство.2018. № 1. С. 11—14.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ma kovsk ij L. V. , K ravchen ko V. V. Prospects for creation of the underground expressway system in the largest cities and megalopolises, Transport construction, 2018, no. 1, pp. 11—14 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Шевченко А. А., Кобецкий А. Д., Боев А. О. Опыт применения автоматизированных систем мониторинга для тоннелей метрополитенов // Транспортное строительство. 2019. № 2. С. 26—28.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Shevchenko A. A., Kobetskiy A. D., Boev A. O.Experience in application of automated systems for monitoring of metro tunnels, Transport construction,2019, no. 2, pp. 26—28 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Noorossana R., Saghaei A., Amiri A. Statistical Analysis of Profile Monitoring, Wiley, New York, 2012, 332 p. URL: https://www.wiley.com/en-us/Statistical+Analysis+of+Profile+Monitoring-p-9781118071977.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Noorossana R., Saghaei A., Amiri A. Statistical Analysis of Profile Monitoring, Wiley, New York, 2012, 332 p., available at: https://www.wiley.com/en-us/Statistical+Analysis+of+Profile+Monitoring-p-9781118071977.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алилуев С. В., Большаков А. А., Попов А. Н., Тетерин Д. П. Методики и алгоритмы контроля и диагностики привода системы управления автономного подвижного аппарата // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017.Т. 18, № 4. С. 264—269.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliluev S. V., Bolshakov A. A., Popov A. N., Teterin D. P. Methods and Algorithms for Control and Diagnostics of the Steering Gear of the Autonomous Underwater Vehicles, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2017, vol. 18, no. 4, pp. 264—269 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бошляков А. А., Ковалев В. В., Рубцов В. И. Автоматизация диагностики дефектов сканеров оптико-локационных станций. Ч. 1 // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 3. С. 180—185.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bosh lya kov A. A. , Kova lev V. V. , Rubt sov V. I. Automated Fault Diagnostics in the Scanners of the Optical-Location Stations, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2017, vol. 18, no. 3,pp. 180—185 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Weihon g (Gr ace) Gu o, J ion g hu a (Ju d y) J in, S. Jack Hu .Profile Monitoring and Fault Diagnosis Via Sensor Fusionfor Ultrasonic Welding // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2019. Vol. 141,Iss. 8. P. 081001-1-81001-13. URL: https://doi: 10.1115/1.4043731.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Weihong (Grace) Guo, Jionghua (Judy) Jin, S. Jack Hu.Profile Monitoring and Fault Diagnosis Via Sensor Fusionfor Ultrasonic Welding, Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2019, vol. 141, issue 8, pp. 081001-1-81001-13, available at: https://doi: 10.1115/1.4043731.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yaser Zerehsaz, Chenhui Shao, Jionghua Jin.Tool wear monitoring in ultrasonic welding using high-order decomposition // Journal of Intelligent Manufacturing.2019. Vol. 30, N. 2. P. 657—669. URL: https://doi:10.1007/s10845-016-1272-4.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yaser Zerehsaz, Chenhui Shao, Jionghua Jin.Tool wear monitoring in ultrasonic welding using high-order decomposition, Journal of Intelligent Manufacturing,2019, vol. 30, no. 2, pp. 657—669, available at: https://doi:10.1007/s10845-016-1272-4.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kim J., Huang Q., Shi J., Chang T.-S. Online Multichannel Forging Tonnage Monitoring and Fault Pattern Discrimination Using Principal Curve // ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2006. Vol. 128, N. 4. P. 944—950. URL: https://doi.org/10.1115/1.2193552.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kim J., Huang Q., Shi J., Chang T.-S. Online Multichannel Forging Tonnage Monitoring and Fault Pattern Discrimination Using Principal Curve, ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2006, vol. 128, no. 4, pp. 944—950, available at: https://doi.org/10.1115/1.2193552.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Amiri A., Zou C., Doroudyan M. H. Monitoring Correlated Profile and Multivariate Quality Characteristics // Quality and Reliability Engineering International. 2013. Vol. 30, N. 1. P. 133—142. URL: https:// doi.org/10.1002/qre.1483.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amiri A., Zou C., Doroudyan M. H. Monitoring Correlated Profile and Multivariate Quality Characteristics, Quality and Reliability Engineering International, 2013, vol. 30, no. 1, pp. 133—142, available at: https:// doi.org/10.1002/qre.1483.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Xiaoli Li, Shen Dong, Zhejun Yuan.Discrete wavelet transform for tool breakage monitoring // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 1999. Vol. 39, N.12. P. 1935—1944. URL: https://doi: 10.1016/S0890-6955(99)00021-8.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Xiaoli Li, Shen Dong, Zhejun Yuan.Discrete wavelet transform for tool breakage monitoring, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 1999, vol. 39, no. 12, pp. 1935—1944, available at: https://doi: 10.1016/S0890-6955(99)00021-8.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Jian Guo, Zhaojun Li, Jionghua Jin.System Reliability Assessment with Multilevel Information Using the Bayesian Melding Method // Reliability Engineering &amp; System Safety. 2018. Vol. 170.P. 1—268. URL: https://doi: 10.1016/j.ress.2017.09.020.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Jian Guo, Zhaojun Li, Jionghua Jin. System Reliability Assessment with Multilevel Information Using the Bayesian Melding Method, Reliability Engineering &amp; System Safety, 2018, vol. 170, pp. 1—268, available at: https://doi: 10.1016/j.ress.2017.09.020.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Weihong Guo, Chenhui Shao, Tae Hyung Kim, S. Jack Hu, Jionghua Jin, J. Patrick Spicer, Hui Wang.Online process monitoring with near-zero misdetection for ultrasonic welding of lithium-ion batteries: An integration of univariate and multivariate methods // Journal of Manufacturing Systems. 2016. Vol. 38, N. 1. P. 141—150. URL: https://doi: 10.1016/j.jmsy.2016.01.001.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Weihong Guo, Chenhui Shao, Tae Hyung Kim, S. Jack Hu, Jionghua Jin, J. Patrick Spicer, Hui Wang.Online process monitoring with near-zero misdetection for ultrasonic welding of lithium-ion batteries: An integration of univariate and multivariate methods, Journal of Manufacturing Systems, 2016, vol. 38, no. 1, pp. 141—150, available at: https://doi: 10.1016/j.jmsy.2016.01.001.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алиев Т. А., Мусаева Н. Ф., Газызаде Б. И. Технологии мониторинга динамики развития повреждений на буровых установках с использованием моментов высоких порядков помехи // Мехатроника, автоматизация, управление. 2020. Т. 21, № 4. С. 213—223.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliev T. A., Musaeva N. F., Gazizade B. I. Technologies for Monitoring the Dynamics of Damage Development in Drilling Rigs Using High-Order Moments of the Noise, Mechatronics, automation, control, 2020, vol. 21, no. 4, pp. 213—223 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алиев Т. А., Мусаева Н. Ф., Сулейманова М. Т. Алгоритмы построения доверительного интервала для математического ожидания помехи и их применение для контроля динамики развития аварий // Мехатроника, автоматизация, управление.2020. Т. 21, № 9. С. 521—529.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliev T. A., Musaeva N. F., Suleymanova M. T. Algorıthms for constructıng the confıdence ınterval for the mathematcal expectatıon of the noıse and theır applıcatıon ın the control of the dynamıcs of accıdent development. Mechatronics, automation, control, 2020, vol. 21, no. 9, pp. 521—529 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aliev T. A., Musaeva N. F. Technologies for Early Monitoring of Technical Objects Using the Estimates of Noise Distribution Density // Journal of Automation and Information Sciences. 2019. Vol. 51, N. 9. P. 12—23.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliev T. A., Musaeva N. F. Technologies for Early Monitoring of Technical Objects Using the Estimates of Noise Distribution Density, Journal of Automation and Information Sciences, 2019, vol. 51, no. 9, pp. 12—23.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Aliev T. A., Musaeva N. F., Suleymanova M. T., Gazizade B. I. Analytic representation of the density function of normal distribution of noise // Journal of Automation and Information Sciences. 2015. Vol. 47(8), N. 4. P. 24—40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aliev T. A., Musaeva N. F., Suleymanova M. T., Gazizade B. I. Analytic representation of the density function of normal distribution of noise, Journal of Automation and Information Sciences, 2015, vol. 47(8), no. 4, pp. 24—40.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения. М.: КНОРУС, 2013. 448 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ventsel Y. S., Ovcharov L. A. The Theory of Random Processes and Its Engineering Applications, Moscow, KNORUS, 2013, 448 p. (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Руководствопо техническому диагностированию автодорожных тоннелей. URL: https://www.normacs.ru/Doclist/doc/7UE.html.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Guidelinesfor the technical diagnosis of road tunnels, available at: https://www.normacs.ru/Doclist/doc/7UE.html.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
