<?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">omna</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Омский научный вестник</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Omsk Scientific Bulletin</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1813-8225</issn><issn pub-type="epub">2541-7541</issn><publisher><publisher-name>Омский государственный технический университет</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.25206/1813-8225-2024-190-153-162</article-id><article-id custom-type="edn" pub-id-type="custom">PFRQYJ</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">omna-275</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>ЭЛЕКТРОНИКА, ФОТОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕ И СВЯЗЬ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>ELECTRONICS, PHOTONICS, APPLIANCE AND COMMUNICATIONS</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Определение модуля деформации бинарного композита с помощью искусственной нейронной сети</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Determination of the deformation modulus of binary composite using artificial neural network</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>Климанова</surname><given-names>Е. С.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Klimanova</surname><given-names>E. S.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Климанова Екатерина Сергеевна, инженер, ассистент кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология»</p><p>г. Омск </p></bio><bio xml:lang="en"><p>Klimanova Ekaterina Sergeevna, Engineer, Assistant of Oil and Gas Engineering, Standardization and Metrology Department</p><p>Omsk </p></bio><email xlink:type="simple">klim_grin_katyusha8@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Омский государственный технический университет<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Omsk State Technical University<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2024</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>30</day><month>06</month><year>2024</year></pub-date><volume>10</volume><issue>2</issue><fpage>153</fpage><lpage>162</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Климанова Е.С., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Климанова Е.С.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Klimanova E.S.</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/275">https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/275</self-uri><abstract><p>Действующие методики статистической обработки результатов определений характеристик основаны на гипотезе о нормальном характере их распределения. Результаты статистической обработки 153 лабораторных определений модуля деформации бинарного композита «песок-гранулы вспененного полистирола» эту гипотезу не подтвердили. Для решения возникшей проблемы было решено использовать искусственную нейронную сеть. Таким образом, в качестве объекта исследований был выбран модуль деформации бинарного композита. Применение искусственной нейронной сети для определения модуля деформации бинарного композита было выбрано в качестве предмета исследования. Цель выполненных исследований — определение модуля деформации бинарного композита с помощью искусственной нейронной сети. Основные задачи исследования — определение модуля деформации бинарного композита с различным процентным содержанием гранул вспененного полистирола, разработка искусственной нейронной сети и регрессионного уравнения для определения модуля деформации бинарного композита и последующий сравнительный анализ результатов их использования. Результаты лабораторных испытаний образцов бинарного композита позволили обучить заранее разработанную искусственную нейронную сеть. По результатам тестирования обученной искусственной нейронной сетью было установлено, что при доверительной вероятности P = 95 % абсолютное значение относительной погрешности определения модуля деформации бинарного композита составило |8| = 31,8 %, а значение коэффициента детерминации — R2 = 0,5641. В то же время, при использовании регрессионного уравнения -|8| = 133,1% и R2 = 0,0857. Выполненные исследования подтвердили возможность и преимущество использования искусственной нейронной сети для определения модуля деформации бинарного композита.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>Using of existing methods of determining the characteristics of soils which are part of current regulatory documents and which are based on the hypothesis of normal character of distribution require considerable time and material costs. According to the results of conducted laboratory researches the hypothesis wasn’t confirmed. In the paper it proposes to use trained artificial neural network for determination of the deformation modulus of binary composite «sand — granules of expanded polystyrene». Thus, it has been proven efficiency proposing method using trained artificial neural network in compare classical regression equation for determination of the deformation modulus of the binary composite. With a confidence probability of P = 95 % the absolute value of the relative error is equal to 11,8 % the proposing learning artificial neural network in 11 times less than the absolute value of the relative error of classical regression equation. Also with a confidence probability of P = 95 % the coefficient of determination is equal to 0,5641 and in 6,6 times less than it of regression equation. Further research will be directed to the selection of the values of the parameters of the artificial neural network program for increase the accuracy of determining the deformation modulus of the binary composite.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>относительная погрешность определения характеристики</kwd><kwd>коэффициент детерминации</kwd><kwd>регрессионное уравнение</kwd><kwd>искусственная нейронная сеть</kwd><kwd>песок</kwd><kwd>гранулы вспененного полистирола</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>relative error in determining the characteristic</kwd><kwd>coefficient of determination</kwd><kwd>regression equation</kwd><kwd>artificial neural network</kwd><kwd>sand</kwd><kwd>granules of expanded polystyrene</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">Gruzin A. V., Grinevich E. S., Klimanov D. N. The study of deformation properties of a sand soil – expanded polystyrene granules mixture under cyclic loading conditions // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1441 (1). P. 012062-1– 012062-12. DOI: 10.1088/1742-6596/1441/1/012062.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gruzin A. V., Grinevich E. S., Klimanov D. N. The study of deformation properties of a sand soil — expanded polystyrene granules mixture under cyclic loading conditions // Journal of Physics: Conference Series. 2020. Vol. 1441 (1). P. 012062-1–012062-12. DOI: 10.1088/1742-6596/1441/1/012062. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gruzin A. V., Tokarev V. V., Shalai V. V., Logunova Yu. V. The Artificial Additives Effect to Soil Deformation Characteristics of Oil and Oil Products Storage Tanks Foundation // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. P. 158–168. DOI: 10.1016/j.proeng.2015.07.311.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gruzin A. V., Tokarev V. V., Shalai V. V., Logunova Yu. V. The Artificial Additives Effect to Soil Deformation Characteristics of Oil and Oil Products Storage Tanks Foundation // Procedia Engineering. 2015. Vol. 113. P. 158–168. DOI:10.1016/j.proeng.2015.07.311. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений (Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83*). Введ. 2017–07– 01. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">SP 22.13330.2016. Osnovaniya zdaniy i sooruzheniy (Aktualizirovannaya redaktsiya SNiP 2.02.01-83*) [Foundations of buildings and structures (Updated edition of Building Codes and Regulations 2.02.01-83*)]. Available at «Consultant Plus» System. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248-2010: моногр. 2-е изд., доп. и испр. Mосква: Прондо, 2014. 812 с. ISBN 972-5-905463-45-7.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Boldyrev G. G. Metody opredeleniya mekhanicheskikh svoystv gruntov s kommentariyami k GOST 12248-2010 [Methods for determining the mechanical properties of soils with comments on GOST 12248-2010]. 2th ed. Moscow, 2014. 812 p. ISBN 972-5-905463-45-7. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 20276-2012. Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 2013–07–01. Москва: Стандартинформ, 2013. 45 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 20276-2012. Grunty. Metody polevogo opredeleniya kharakteristik prochnosti i deformiruyemosti [Sоils. Field methods for determining the strength and strain characteristics]. Moscow, 2013. 45 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 58270-2018. Грунты. Метод испытаний расклинивающим дилатометром. Введ. 2018–11–02. Москва: Стандартинформ, 2018. 10 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST R 58270-2018. Grunty. Metod ispytaniy rasklinivayushchim dilatometrom. vved. vpervyye [Soils. Method of wedging dilatometer test]. Moscow, 2018. 10 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 19912-2012 Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием. Введ. 2013– 11–01. Москва: Стандартинформ, 2019. 23 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 19912-2012. Grunty. Metody polevykh ispytaniy staticheskim i dinamicheskim zondirovaniyem [Soils. Field test methods: cone penetration test and dynamic probing]. Moscow, 2019. 23 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 12248.3-2020. Грунты. Определение характеристик прочности и деформируемости методом трехосного сжатия. Введ. 2021–06–01. Москва: Стандартинформ, 2020. 27 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 12248.3-2020. Grunty. Opredeleniye kharakteristik prochnosti i deformiruyemosti metodom trekhosnogo szhatiya [Soils. Determination of strength and deformation parameters by triaxial compression testing]. Moscow, 2020. 27 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 12248.4-2020. Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия. Введ. 2021–06–01. Москва: Стандартинформ, 2020. 19 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 12248.4-2020. Grunty. Opredeleniye kharakteristik deformiruyemosti metodom kompressionnogo szhatiya [Soils. Determination of deformation parameters by compression testing]. Moscow, 2020. 19 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 59958-2021. Грунты. Метод определения пределов прочности и модуля деформации при испытании сосредоточенной нагрузкой. Введ. 2022–01–01. Москва: Стандартинформ, 2020. 19 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST R 59958-2021. Grunty. Metod opredeleniya predelov prochnosti i modulya deformatsii pri ispytanii sosredotochennoy nagruzkoy [Soils. Test method for determination of the strength and deformation modulus experiencing a point load]. Moscow, 2020. 19 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 20522-2012. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. Введ. 2013–07–01. Москва: Стандартинформ, 2019. 16 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 20522-2012. Grunty. Metody statisticheskoy obrabotki rezul’tatov ispytaniy [Soils. Methods of statistical treatment of test results]. Moscow, 2019. 16 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Хикс Ч. Основные принципы планирования эксперимента / пер. с англ. Т. И. Голиковой. Москва: Мир, 1967. 406 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hiks Ch. Osnovnyye printsipy planirovaniya eksperimenta [Fundamental concepts in the design of experiments] / trans. from Engl. T. I. Golikovoy. Moscow, 1967. 406 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд., перераб. и доп. Москва: Наука, 1976. 279 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Adler Yu. P., Markova E. V., Granovskiy Yu. V. Planirovaniye eksperimenta pri poiske optimal’nykh usloviy [Planning an experiment when searching for optimal conditions]. 2th ed. Moscow, 1976. 279 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 8.736-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. Введ. 2011–12–13. Москва: Стандартинформ, 2019. 18 c.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">GOST 8.736-2011. Gosudarstvennaya sistema obespecheniya edinstva izmereniy. Izmereniya pryamyye mnogokratnyye. Metody obrabotki rezul’tatov izmereniy. Osnovnyye polozheniya [State system for ensuring the uniformity of measurements. Multiple direct measurements. Methods of measurement results processing. Main principles]. Moscow, 2019.18 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chung S.-Y., Elrahman M. A., Stephan D. Effects of expanded polystyrene (EPS) sizes and arrangements on the properties of lightweight concrete // Materials and Structures. 2018. Vol. 51 (3). Р. 1–11. DOI: 10.1617/s11527-018-1182-3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chung S.-Y., Elrahman M. A., Stephan D. Effects of expanded polystyrene (EPS) sizes and arrangements on the properties of lightweight concrete // Materials and Structures. 2018. Vol. 51 (3). Р. 1–11. DOI: 10.1617/s11527-018-1182-3. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ofrikhter I. V., Ponomaryov A. B., Zakharov A. V. [et al.]. Estimation of soil properties by an artificial neural network» // Magazine of Civil Engineering. 2022. Vol. 110 (2), no. 11011. P 1–7. DOI: 10.34910/MCE.110.11.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ofrikhter I. V., Ponomaryov A. B., Zakharov A. V. [et al.]. Estimation of soil properties by an artificial neural network» // Magazine of Civil Engineering. 2022. Vol. 110 (2), no. 11011. P 1–7. DOI: 10.34910/MCE.110.11. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Angshuman D., Chakrabortty P. Simple models for predicting cyclic behaviour of sand in quaternary alluvium // Arabian Journal of Geosciences. 2022. Vol. 15. P. 1–19. DOI: 10.1007/s12517-022-09639-6.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Angshuman D., Chakrabortty P. Simple models for predicting cyclic behaviour of sand in quaternary alluvium // Arabian Journal of Geosciences. 2022. Vol. 15. P. 1–19. DOI: 10.1007/s12517-022-09639-6. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пат. 2676778 Российская Федерация, МПК E 02 D 27/35 (2006.01). Фундамент резервуара с улучшенными теплоизоляционными свойствами / Грузин А. В., Шалай В. В., Крупников В. И. № 2018107360; заявл. 27.02.2018; опубл. 11.01.2019, Бюл. № 2.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Patent 2676778 Russian Federation, IPC E02D 27/35 (2006.01). Fundament rezervuara s uluchshennymi teploizolyatsionnymi svoystvami [The foundation of the tank with improved thermal insulation properties] // Gruzin A. V., Shalay V. V., Krupnikov V. I. No. 2018107360. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Chollet F. Deep Learning with Python. New York: Manning Shelter Island, 2018. 384 р.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Chollet F. Deep Learning with Python. New York: Manning Shelter Island, 2018. 384 р. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кобзарь А. И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. Москва: Физматлит, 2006. 816 с. ISBN 5-9221-0707-0.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kobzar A. I. Prikladnaya matematicheskaya statistika. Dlya inzhenerov i nauchnykh rabotnikov [Applied mathematical statistics. For engineers and scientists]. Moscow, 2006. 816 p. ISBN 5-9221-0707-0. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Смирнов Н. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. 3-е изд., стер. Москва: Наука, 1969. 511 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Smirnov N. V. Kurs teorii veroyatnostey i matematicheskoy statistiki dlya tekhnicheskikh prilozheniy [Course on Probability Theory and Mathematical Statistics for Technical Applications]. 3rd ed. by ster. Moscow, 1969. 511 p. (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit22"><label>22</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Anderson T. W. Asymptotic theory of certain goodness of fit criteria based on stochastic processes // Annals of Mathematical Statistics. 1952. Vol. 23. P. 193–212. DOI: 10.1214/AOMS/1177729437.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Anderson T. W. Asymptotic theory of certain goodness of fit criteria based on stochastic processes // Annals of Mathematical Statistics. 1952. Vol. 23. P. 193–212. DOI: 10.1214/AOMS/1177729437. (In Engl.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit23"><label>23</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Метрики качества линейных регрессионных моделей // Аналитическая платформа (Loginom). URL: https://loginom.ru/blog/classification-quality (дата обращения: 22.11.2023).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Metriki kachestva lineynykh regressionnykh modeley [Quality metrics for linear regression models] // Analiticheskaya platforma (Loginom). Loginom Analytical Platform. URL: https://loginom.ru/blog/classification-quality (accessed: 22.11.2023). (In Russ.).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit24"><label>24</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Степнов М. Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: cправ. Москва: Машиностроение, 1985. 232 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stepnov M. N. Statisticheskiye metody obrabotki rezul’tatov mekhanicheskikh ispytaniy [Statistical methods for processing mechanical test results]. Moscow, 1985. 232 p. (In Russ.).</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>
