چکیده

هدف این مقاله بحث و بررسی مدل تصمیم برای سیستم محل تقاطع (LC) راه‌آهن با استفاده از کنترل منطق فازی (FLC) برای ارائه‌ی انجام تصمیم‌گیری مطمئن در تقاطع‌های راه‌آهن بدون نفرات است تا از کل زمان عملیات بکاهد، از هرگونه تلفات سوانح جلوگیری به عمل آورد و خطاهای انسانی را از میان بردارد. مدل پشتیبانی تصمیم پیشنهادی در این مقاله سیگنال‌های اقدام قاطع هوشمند مشابه با مغز انسان را ارائه می‌نماید (به عنوان مثال، در طول رسیدن قطارهای به محل تقاطع راه‌آهن و گذر کردن از آن). مدل FLC طراحی شده است که رویدادها را تشخیص می‌دهد (به عنوان مثال رسیدن و گذر کردن قطارها) و بر این اساس سیگنال‌های اقدام خروجی ایجاد می‌شوند (به طور مثال آژیر خطر، اقدامات کنترلی برای باز و بسته کردن گیت‌ها). این نوع مدل را می‌توان در محل تقاطع راه‌آهن بدون کارمند پیاده‌سازی کرد، جایی که احتمال بروز سوانح بیشتر است و عملیات کنترل قابل اطمینان لازم است. سه ورودی اصلی مدل مشخص شده براساس بینایی، صوت و ارتعاش در نظر گرفته شده‌اند. این سیستم جدید از تمام این سه متغیر به عنوان ورودی برای پارامترهای تصمیم‌گیری خود بهره می‌برد که موجب افزایش قابل اطمینان بودن این مدل در مقایسه با مدل‌های پیشنهادی قبلی می‌شود که ورودی آنها به تنها به یک رویداد بستگی داشت. ساختار FLC پیاده‌سازی شده برای ایجاد این مدل سیستم ورودی و خروجی چندگانه (MIMO) است.

کلید واژه‌ها: منطق فازی؛ سیستم خودکار؛ محل تقاطع راه‌آهن؛ MIMO؛

مقدمه

شبکه‌ی راه‌آهن کشور هند به طور متوسط دارای محل تقاطع راه‌آهنی به طول ۱٫۵ کیلومتر است و در حدود ۷۵ تا ۸۰ درصد سوانح رخ داده در تمام تقاطع‌ها در LCهای بدون کارمند و نفرات رخ داده‌اند. توسعه‌ی یک سیستم کنترل مطمئن نیاز روز و نیز به نفع عموم است. محل‌های تقاطع بدون نفرات نه تنها تنگنایی در عملکرد قطار محسوب می‌شوند، بلکه حتی علت اصلی بروز سوانح و تأسیسات می‌شوند و در نتیجه چنین طرحی مستلزم توسعه‌ی سیستم‌های کنترل خودکار مطمئن‌تری خواهد بود.

در حال حاضر چندین رویکرد مورد پیشنهاد واقع گردیده‌اند و با استفاده از حسگرها و سیستم‌های کنترل مختلف در جهت بهبود اقدامات کنترلی در LCها بکار گرفته شده‌اند، اما این سیستم‌ها در طول کاربردهای خود مؤثر نیستند. همان گونه که در کارهای و گزارش‌های متعددی از سرتاسر دنیا در مورد LCها من جمله تکنیک‌های کنترلی مختلف بکار گرفته شده برای خودکارسازی آن اشاره گردیده است، می‌توان دریافت که ساخت یک سیستم هوشمند۷ می‌تواند موجب دستیابی به هدف اجتناب از بروز سوانح، نجات جان انسان‌ها و عملکردهای مطمئن برای کنترل گیت در LCها شود.  این سیستم کنترل منطق فازی (FLC) برای جامه‌ی عمل پوشانیدن به این مقصود در نظر گرفته شده است، چرا که مبتنی بر یک سیستم منطقی است که به نسبت سیستم‌های سخت منطقی قدیمی بیشتر به افکار و اقدامات بشر نزدیک است.

برای این هدف یک کنترلگر منطق فازی دارای ساختار مختلف توسعه داده شد و در پژوهش دیگری یک روند سیستماتیک را برای ساخت کنترلگر فازی با ورودی و خروجی چندگانه ارائه نمود ۶، ۳٫  به طور مشابه با استفاده از استنباط جلو و عقب یک روشی منطق فازی مبتنی بر قاعده توسعه داده شد۱۰٫ قاعده‌ی کنترل هسته‌ی فرآیند استنباط فازی است و این قاعده‌ها ارتباط مستقیمی را با شهود و احساسات بشر دارند۱۱، ۱٫

هدف از کار پیشنهادی مشارکت در ایجاد یک مدل پشتیبانی تصمیم هوشمند محیطی است که قادر به درک رویدادهای با استفاده از ورودی‌های سیکنال‌های تشخیص بصری، صوتی و ارتعاشی است، به نحوی که اقدام کنترلی مورد نیاز می‌تواند به صورت خودکار و بلافاصله برای به حداکثر رسانیدن ایمنی انسان در عین به حداقل رسانیدن زمان پاسخ صورت پذیرد. منطق فازی ابزاری ایده‌آل که به مشابه مغز انسان است در نظر گرفته می‌شود که با داده‌های تقریبی کار می‌کند، اطلاعات معنادار را استخراج می‌نماید و راهکارهای جانانه‌ای را ایجاد می‌کند. در بخش‌های زیر ساختار و مدل سیستم پیشنهادی برای کنترلگر فازی ارائه شده‌اند.