Практический опыт и перспективы использования автоматизированных комплексов объективного дистанционного

Практический опыт и перспективы
использования автоматизированных
комплексов объективного дистанционного
инструментального контроля состояния
критически важных и потенциально опасных
объектов транспортной инфраструктуры и
прилегающих геомассивов
Репин Ю.А.
Руководитель Департамент систем
высокоточного позиционирования
ООО «НИИ ПТ»
Система контроля деформаций и смещений сооружений в
интересах Федерального дорожного агентства Минтранса
России (РОСАВТОДОР)
Цель проекта
– предупреждение возникновения
аварийных и чрезвычайных ситуаций
на объектах дорожно-транспортной
инфраструктуры на основе
дистанционного мониторинга состояния
сложных инженерных объектов и
оползневых геомассивов
География проекта
– Сочи, участок трассы М27 «Джубга-Сочи»
 120 специализированных устройств обеспечивают контроль миллиметровых смещений в режиме реального времени,
измеряют деформацию, подвижность , напряженность элементов конструкций и геомассивов на глубинах от 2-х до 25
метров.
20-ю средствами ГЛОНАСС-позиционирования оснащены инженерный корпус Хостинского тоннеля, Хостинская
эстакада, верхнее и нижнее подпорное сооружение автодороги М27 «Джубга-Сочи» от 194 до 197 км
 Уникальность и инновационность - интеграция геотехнических технологий и технологий спутниковой навигации ГЛОНАСС,
не имеющая аналогов в России
 Эффективность:
– по результатам экспертизы, проведенной Институтом системного анализа РАН, экономия составляет 15% за счет снижения затрат при
проведении ремонтно-восстановительных работ, и 15% за счет снижения затрат эксплуатирующей организации на мероприятия по плановопериодической оценке состояния сооружений
– снижение издержек на эксплуатацию объектов на 10%
– экономия на ремонтно-восстановительных работах на 15%
– повышение оперативности реагирования на 25%
– рост безопасности на 10%
2
Объекты автоматизации и контроля
1
2
1. Инженерный корпус
хостинского тоннеля.
2. Хостинская эстакада.
3
4
3. Верхнее подпорное
сооружение (а/д М27
Джубга-Сочи км 196 +
310).
4. Нижнее подпорное
сооружение (а/д М27
Джубга-Сочи км 196 +
310).
 Все пилотные объекты функционируют как единый опытный участок – фрагмент
многообъектовой автономной локальной сети
 За период года эксплуатации оборудование подтвердило свои точностные характеристики
 Получено тиражируемое решение для построения ведомственной АСУ мониторинга объектов
3
Основные элементы системы
Инженерная инфраструктура
10 км кабельных трасс (2,5 км – волоконно-оптических линий,
более 3 км линий электропередач, более 3-х км соединительных линий)
Технологический контур определения местоположения по сигналам
ГЛОНАСС/GPS
4 базовые станции
16 точек контроля
Технологический контур измерений смещения, деформаций, напряженности
элементов сооружения
> 120 точек контроля,
6 скважин глубиной 25 м,
9 шурфов глубиной 2 м
Технологический контур контроля оперативной обстановки
2 видеокамеры
Технологический контур измерения параметров состояния окружающей среды
1 метеостанция
Состав системы позволяет полноценно контролировать большинство процессов, отражающих
техническое состояние и уровень безопасности сооружений и геомассивов объектов контроля
4
Технологический контур определения
местоположения по сигналам ГЛОНАСС/GPS
Состав:
1. Базовые станции – 4 шт.
2. Измерительные станции-роверы – 16 шт.
3. Навигационные вычислительные устройства – 3 шт.
Точностные характеристики:
 в реальном масштабе времени – 2 - 3 см
 быстрая статика (1 час) – 9 - 12 мм
 статика (1 сутки) – 3 - 5 мм
Оборудование установлено на всех объектах контроля и обеспечивает измерение смещений
точек контроля в абсолютных величинах одновременно по трем взаимно перпендикулярным
осям с потенциальной ошибкой в несколько миллиметров.
5
Технологический контур измерений
смещения, деформаций, напряженности
элементов сооружения
Предназначен для измерения линейных, угловых перемещений элементов
конструкции сооружений и температуры в местах установки
 Датчики угла наклона – 30 шт.


Диапазон: ±10°
Точность: 0.001°
 Датчик температуры – 30 шт.


Диапазон: от - 40 С° до +60 С°
Точность: - 0.1 С°
 Датчики линейных перемещений – 60 шт.


Диапазон: 0-80 мм
Точность: 0.1 мм
Оборудование контура установлено на противооползневых стенках и обеспечивает измерения
низкодинамичных и высокодинамичных процессов смещений элементов их конструкций
относительно друг друга
6
Технологический контур измерений
смещения, деформаций, напряженности
элементов геомассивов
Предназначен
для
измерения
смещений
прилегающих геомассивов и их воздействия на
сооружения дорожной инфраструктуры
 Инклинометры скважинные – 30 шт.


Диапазон: до 100 мм
Точность: 0.1 мм
 Датчик уровня грунтовых вод – 1 шт.


Диапазон: до 100 кПа
Точность: 0.1 кПа
 Датчики давления грунта – 9 шт.


Диапазон: до 700 кПа
Точность: 0,1 кПа
Оборудование контура установлено на скважинах и шурфах
прилегающих
геомассивов
и
обеспечивает
измерение
низкодинамичных деформационных процессов воздействия на
сооружения объектов дорожной инфраструктуры.
7
Технологический контур измерений
перемещений, деформаций, наклонов
элементов конструкции эстакады
• Датчики угла наклона – 6 шт.
•
•
Диапазон: ±20°
Точность: 0.001°
• Датчики температуры – 4 шт.
•
•
Диапазон: от - 40 С° до +60 С°
Точность: - 0.1 С°
• Датчики линейных перемещений – 8 шт.
•
•
Диапазон: 0-100 мм
Точность: 0.01 мм
Оборудование контура установлено на элементах конструкции эстакады и обеспечивает
измерения низко- и высокодинамичных процессов смещений, температуры и напряжённодеформирующего состояния элементов конструкций эстакады.
8
Технологический контур измерения
параметров состояния окружающей среды
Предназначен для видеонаблюдения за объектом контроля и измерения
параметров окружающей среды
 Видеокамеры – 2 шт.


Угол обзора – 34-86°
Разрешение – 600 телевизионных линий
 Метеостанция – 1 шт.






Диапазон измерения температур : - 50 С° до +60 С°
Точность измерения температуры: 0.3 С°
Диапазон измерения давления: 600-1100 гПа
Точность измерения давления: 0,5 гПа
Диапазон измерения относительной влажности воздуха: 0-100%
Точность измерения относительной влажности: 3%
9
Диспетчерский программный комплекс
Программный комплекс позволяет
собирать и обрабатывать информацию
от объектовых комплексов.
Обработанные данные поступают в
АРМ оператора.
Программный комплекс может
одновременно работать с
различными объектовыми
комплексами, объединяя их в единую
региональную или федеральную
информационную систему.
10
Преимущества и эффект от создания системы
 Переход от системы планово-предупредительных работ к
эксплуатации по состоянию
КЛЮЧЕВЫЕ
ПРЕИМУЩЕСТВА
 Оперативный мониторинг состояния сооружений, в т.ч. в
реальном времени
 Прогнозирование изменений состояния сооружений
 Снижение затрат на
(особенно удаленных)
диагностику
состояния
сооружений
 Снижение затрат при проведении ремонтно-восстановительных
работ (15%)*
ЭФФЕКТ СОЗДАНИЯ
СИСТЕМЫ
 Снижение затрат эксплуатирующей организации при оценке
напряженно-деформированного состояния сооружений (15%)*
*Экспертное заключение Института системного анализа РАН
Создаваемое комплексное решение повысит эффективность эксплуатации сложных
инженерных сооружений в автомобильном хозяйстве и прогнозирования возникновения
критических состояний элементов инфраструктуры.
11
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
12