Development paths of ontology-driven support systems for building-technical expertise
DOI:
https://doi.org/10.32347/2707-501x.2023.52(3).207-216Keywords:
information system, machine learning, model, taxonomic row, technical condition, ontologyAbstract
The object of the research is the process of assessing the technical condition of objects within the scope of building-technical expertise. The subject of the study is the ontological approach to knowledge formalization and machine learning methods capable of solving the problem of evaluating the technical condition of damaged or destroyed structures. It is demonstrated that the increasing scale of physical destruction, the absence of a structured mechanism for processing expert information, and the need for coordination among different institutions highlight the necessity of developing a formalized and normatively consistent decision support system for experts. The paper explores the applicability of the ontological approach to the formal representation of knowledge in the field of construction and technical assessment. The structure of the ontology is outlined, along with its components and the stages of its development. A taxonomic model has been constructed, defining classes of structures, structural elements, types of damage, sets of influencing factors, and sources of the regulatory framework. The integration of machine learning methods as a tool for inductive data generalization within the ontological framework is substantiated. Examples of relevant algorithms are provided, including gradient boosting of decision trees, random forest, support vector machines, and the k-nearest neighbors method. It is emphasized that the system must ensure transparency, explainability, and compliance with regulatory requirements, while leaving the final decision to the domain expert. The results of this study can be used to develop a decision support system for assessing the technical condition of structures and formulating recommendations for their restoration.
References
Колісніченко О., 2,4 мільйона українців втратили домівки за час війни. Що з обіцяним житлом від держави? Економічна правда, 2022, URL: https://epravda.com.ua/publications/2022/11/7/693516
ДСТУ-Н Б В.1.2-18:2016. Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінки їх технічного стану. Київ: ДП «УкрНДНЦ», 2017. 43 с.
S. Terenchuk, R. Pasko, A. Buhrov, V. Ploskyi, O. Panko and V. Zapryvoda, Computerization of the process of reconstruction of damaged or destroyed real estate, 2022 IEEE 3rd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), Kharkiv, Ukraine, 2022, pp. 1-6, DOI: 10.1109/KhPIWeek57572.2022.9916470.
Командиров, О. В. Дослідження моделей, методів і засобів оцінювання технічного стану об`єктів будівництва в умовах навантажень і впливів транспортних магістралей Управління розвитком складних систем, 2020, №43, С. 104 – 109, DOI: dx.doi.org10.32347/2412-9933.2020.43.104-109.
Командиров О.В., Куліков П.М., Плоский В.О., Єременко Б.М. Застосування штучної нейро-нечіткої мережі Такаги – Сугено – Канга до оцінки технічного стану об’єктів будівництва, Управління розвитком складних систем, 2020, № 42, С. 107 – 112, DOI: dx.doi.org10.32347/2412-9933.2020.42.107-112.
Куліков П.М., Пасько Р.М., Плоский В.О., Теренчук С.А., Застосування штучних нейронних мереж в експертних системах підтримки судових будівельнотехнічних експертиз, Управління розвитком складних систем, 2019, №40, С. 118 – 124, DOI: dx.doi.org10.6084/m9.figshare.11969058
Інструкція про призначення та проведення судових експертиз та експертних досліджень, затверджена наказом Міністерства юстиції України 08.10.1998 №53/5 (із змінами) [Електронний ресурс]. - Режим доступу: zakon.rada.gov.ua/go/z0705-98
Піднебесна Г.А., Онтології та їх значення для розвитку сучасних інформаційних технологій, Індуктивне моделювання складних систем: Зб. наук. пр. — К.: МННЦ ІТС НАН та МОН України, 2017, №9, С. 174-187, URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Imss_2017_9_19
Arp R., Smith B., & Spear A. D., Building Ontologies with Basic Formal Ontology, 2015, MIT Press, p. 248.
Reyes-Peña C. & Tovar-Vidal M., Ontology: Components and Evaluation, a Review. Research in Computing Science, 2019, Vol. 148(3), p. 257–265, DOI: https://doi.org/10.13053/rcs-148-3-21
Mienye I. D. & Sun Y., A Survey of Ensemble Learning: Concepts, Algorithms, Applications, and Prospects. IEEE Access, 2022, Vol. 10, p. 99129-99149, DOI: https://doi.org/10.1109/access.2022.3207287
Xu Y., Zhou Y., Sekula P., & Ding L. Machine learning in construction: From shallow to deep learning. Developments in the Built Environment, 2021, Vol. 6, p. 100045. DOI: https://doi.org/10.1016/j.dibe.2021.100045
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).