Учёные из Перми обучили ИИ прогнозировать поведение дорожных конструкций на слабых грунтах с точностью до 92%.

Учёные из Перми обучили ИИ прогнозировать поведение дорожных конструкций, усиленных геосинтетическими материалами, на слабых грунтах — болотистых почвах и в условиях вечной мерзлоты. Разработка поможет строить надёжные всесезонные дороги там, где сейчас приходится пользоваться хрупкими «зимниками», и даёт прогнозы с точностью до 92%.

В сложных климатических зонах обычные лесовозные трассы быстро разрушаются, а существующие методы расчёта не позволяют точно предсказать, как поведут себя новые материалы. Эксперты считают отечественную разработку перспективной для внедрения ИИ в дорожные конструкции.

Нейросеть определяет важнейшие показатели дорожного полотна. Сотрудники Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) создали нейросеть, которая точно прогнозирует, как будет вести себя дорога с геосинтетикой. Аналогов такой системы пока нет нигде в мире, уверяют учёные.

Сначала они провели сотни компьютерных экспериментов, моделируя разные варианты дорог и грунтов и фиксируя просадку покрытия и напряжение в укрепляющем материале. Затем на этих данных обучили нейросеть, которая по 13 входным параметрам конструкции выдаёт два ключевых результата — величину просадки и уровень напряжения.

«Результаты испытаний подтвердили высокую эффективность разработанной нейронной сети. Модель продемонстрировала стабильную точность прогнозирования на уровне 90,76% при погрешности менее 10%, что полностью соответствует требованиям для практического применения в дорожном строительстве. Проведённые тесты показали надёжность работы системы — в ходе независимых запусков точность прогнозов сохранялась в диапазоне от 88,27 до 92,06%», — рассказал доцент кафедры автомобильных дорог и мостов ПНИПУ, кандидат технических наук Владимир Клевеко.

Кроме того, нейросеть показывает, какие именно параметры больше всего влияют на прочность дороги. Оказалось, что ключевым фактором считается прочность грунта — именно от него в первую очередь зависит, насколько быстро образуется колея и какая нагрузка ляжет на геосинтетическую сетку. Чтобы предотвратить эту проблему, наиболее важна толщина асфальтового покрытия, а для долговечности самой сетки — её жёсткость.

В будущем учёные планируют запатентовать программное обеспечение, основанное на новой методике, что позволит внедрить её в реальное проектирование. Эта методика ускоряет расчёты и не требует дорогих программ, поэтому у проектировщиков и лесных компаний появится доступный инструмент для создания надёжных круглогодичных дорог на слабых грунтах.

Ожидается, что это снизит стоимость строительства, сделает разработку удалённых лесов выгоднее, а уменьшение логистических расходов скажется и на себестоимости всей лесной продукции — от стройматериалов до бумаги и мебели.