Bridging POMDPs and Bayesian decision making for robust maintenance planning under model uncertainty: An application to railway systems

部分可观测马尔可夫决策过程 计算机科学 马尔科夫蒙特卡洛 马尔可夫决策过程 贝叶斯推理 贝叶斯概率 过程(计算) 推论 数学优化 马尔可夫过程 机器学习 马尔可夫链 人工智能 马尔可夫模型 数学 统计 操作系统
作者
Giacomo Arcieri,Cyprien Hoelzl,Oliver Schwery,Eleni Chatzi,Konstantinos G. Papakonstantinou,Eleni Chatzi
出处
期刊:Reliability Engineering & System Safety [Elsevier BV]
卷期号:239: 109496-109496 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.ress.2023.109496
摘要

Structural Health Monitoring (SHM) describes a process for inferring quantifiable metrics of structural condition, which can serve as input to support decisions on the operation and maintenance of infrastructure assets. Given the long lifespan of critical structures, this problem can be cast as a sequential decision making problem over prescribed horizons. Partially Observable Markov Decision Processes (POMDPs) offer a formal framework to solve the underlying optimal planning task. However, two issues can undermine the POMDP solutions. Firstly, the need for a model that can adequately describe the evolution of the structural condition under deterioration or corrective actions and, secondly, the non-trivial task of recovery of the observation process parameters from available monitoring data. Despite these potential challenges, the adopted POMDP models do not typically account for uncertainty on model parameters, leading to solutions which can be unrealistically confident. In this work, we address both key issues. We present a framework to estimate POMDP transition and observation model parameters directly from available data, via Markov Chain Monte Carlo (MCMC) sampling of a Hidden Markov Model (HMM) conditioned on actions. The MCMC inference estimates distributions of the involved model parameters. We then form and solve the POMDP problem by exploiting the inferred distributions, to derive solutions that are robust to model uncertainty. We successfully apply our approach on maintenance planning for railway track assets on the basis of a “fractal value” indicator, which is computed from actual railway monitoring data.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
鸣笛应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
鸣笛应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
第一步完成签到 ,获得积分10
2秒前
制冷剂完成签到 ,获得积分10
4秒前
哈哈哈哈完成签到 ,获得积分10
4秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
5秒前
渡劫完成签到,获得积分10
5秒前
Jeffrey完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
研友_ZGAWYL完成签到,获得积分10
6秒前
年少完成签到,获得积分10
6秒前
不停疯狂完成签到 ,获得积分0
8秒前
乐多完成签到,获得积分20
9秒前
郝老头完成签到,获得积分10
9秒前
炒鸡小将发布了新的文献求助10
9秒前
好好完成签到,获得积分10
10秒前
555完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
keke发布了新的文献求助10
12秒前
欧皇发布了新的文献求助30
13秒前
研研研完成签到,获得积分10
14秒前
hzwyyds应助谷粱诗云采纳,获得10
16秒前
16秒前
烟花应助lsy采纳,获得10
17秒前
忧心的若云完成签到,获得积分10
18秒前
李雯完成签到,获得积分10
20秒前
小瓶盖完成签到 ,获得积分10
20秒前
美人鱼战士完成签到 ,获得积分10
20秒前
张一完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
等我吃胖完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
二马三乡完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
啦啦啦发布了新的文献求助30
26秒前
大大小发布了新的文献求助10
26秒前
peng完成签到 ,获得积分10
28秒前
追寻的问玉完成签到 ,获得积分10
28秒前
哎呀呀完成签到,获得积分10
29秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 2400
Ophthalmic Equipment Market by Devices(surgical: vitreorentinal,IOLs,OVDs,contact lens,RGP lens,backflush,diagnostic&monitoring:OCT,actorefractor,keratometer,tonometer,ophthalmoscpe,OVD), End User,Buying Criteria-Global Forecast to2029 2000
Optimal Transport: A Comprehensive Introduction to Modeling, Analysis, Simulation, Applications 800
Official Methods of Analysis of AOAC INTERNATIONAL 600
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 588
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 500
T/CIET 1202-2025 可吸收再生氧化纤维素止血材料 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3953546
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3499037
关于积分的说明 11093666
捐赠科研通 3229646
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1785694
邀请新用户注册赠送积分活动 869464
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 801470