- 117420, Москва
Профсоюзная ул., д.57 - Телефон
+7 (499) 678 20 63 - Email
info@rusnavgeo.ru
В России, в силу ее размеров, разнообразием геологических и климатических особенностей, требования к качеству эксплуатации и контроля различных объектов, постоянно возрастают. Особое значение эти вопросы имеют по отношению к технически сложным объектам, а также местностям со сложным рельефом, оползнеопасными и сейсмическими процессами. - Вы знаете, как велик у нас износ основных фондов – он достиг уже как минимум 50%, и сегодняшняя планка износа уже превышает допустимые значения, - заявил на заседании Правительства России, посвященном обсуждению Концепции Владимир . – Новая концепция государственной политики в сфере промышленной безопасности позволит наладить реальный, а не фиктивный надзор за соблюдением установленных норм и правил, во всяком случае, я на это очень рассчитываю. Реалии таковы, что вероятность возникновения аварийной ситуации на любом, сколь-нибудь крупном объекте, повышается с каждым днем. Минимизировать риски техногенных катастроф можно за счет применения современных технологий непрерывного автоматизированного мониторинга объектов. Геологическая среда Горные породы находятся под постоянных воздействием внутренних и внешних факторов. Особенно чувствительны к ним гидротехнические объекты, объекты транспортной инфраструктуры, инженерные и высотные сооружения. Высокая концентрация зданий и сооружений, инфраструктуры промышленных предприятий вызывает изменения геологической среды – и эти изменения незамедлительно отражаются на состоянии самих объектов. Наиболее распространенным видом воздействия являются статические нагрузки на грунт, усугубляющиеся наличием подземных инфраструктурных сооружений. Кроме того, любые сооружения во время эксплуатации находятся в колебательном движении под воздействием вибрации, так как испытывают воздействия от геологической и гидрологической сред. Амплитуда колебаний лежит в диапазоне от нескольких миллиметров до метров, и происходит с частотой от 0,1 Гц до нескольких недель. Незамеченная вовремя деформация здания может привести к появлению трещин и последующему обрушению объекта. Таких примеров достаточно много: в последние годы Москва пережила строительный бум. При этом в городе сложная геологическая среда, насыщенная подземными коммуникациями. Возникает вопрос – насколько стабильны недавно построенные здания, ведь помимо статических нагрузок, влекущих деформации грунта, им угрожают ветровые нагрузки и вибрация от дорог и линий метро? Ответить на него можно только с помощью длительных автоматизированных наблюдений. В случае, если здания находятся под угрозой обрушения, речь идет не только о безопасности объекта, но и о жизнях людей. Другим примером может служить мост в Волгограде, иронично названный «танцующим». Очевидно, что колебания полотна в вертикальной плоскости связаны с какими-то повреждениями моста. Однако определить причину этих повреждений традиционными методами практически невозможно – мост слишком сложное инженерное сооружение. Фактически, в этой ситуации есть два выхода – либо полностью снести мост и построить его заново, либо ремонтировать участки дорожного полотна, что не устраняет истинную причину проблем. Наличие системы автоматизированного мониторинга позволит отследить динамику деформаций, и принять меры к исправлению ситуации. Кроме того, такая система позволит спрогнозировать проблемы на других мостах, построенных рядом или в сходных гидрогеологических и эксплуатационных условиях. В конечном итоге, это позволит сэкономить значительные денежные средства. К промышленным объектам всегда предъявлялись повышенные требования безопасности. Все наблюдения проводятся дискретно, с различными промежутками времени. Очевидно, что в случае сколь-нибудь серьезного происшествия, когда счет до аварии идет на секунды, дискретные методы контроля не окажут никакого влияния на ход событий или минимизацию его последствий. Однако если автоматизировать наблюдения за состоянием объекта, можно получить результаты мониторинга деформаций в реальном времени. Для этого необходимо совместить методы традиционной и спутниковой геодезии. Контроль в 4-х измеренияхДля успешного слежения за деформациями, компания Trimble разработала систему 4D Control, позволяющую получать и фиксировать наблюдения за теми или иными объектами. Совмещение оптических, спутниковых и геотехнических методов наблюдений позволяет постоянно отслеживать состояние зданий и сооружений, и оперативно реагировать на любые изменения состояния объектов. Система состоит из двух элементов – аппаратной части, в которую входят как спутниковые, так и оптические средства измерения, и программной части – пакета программного обеспечения 4D Control. Комбинация и элементов в каждом конкретном случае бывает разной, но в целом система обеспечивает:
Главным преимуществом системы является то, что информация, полученная от геодезической, геотехнической и спутниковых систем наблюдения собирается в единую сводку, и может быть проанализирована на единой временной шкале. Структура визуализации пакета программ 4D Control позволяет отслеживать не только динамику изменений объекта по заданным параметрам, но и их взаимосвязь с внешними факторами – например, погодой, временем года, температурой, влажностью, а также дублировать разными типами измерений наиболее важные элементы. 4D Control широко применяется за рубежом для мониторинга мостов, дамб, железных дорог, тоннелей, зданий и открытых карьеров.
Зачем это надо? В первую очередь системы мониторинга нужны для обеспечения безопасности объекта. Рассчитать их экономически довольно сложно, так как основной экономический эффект система мониторинга сможет дать предотвратив аварию. Тем не менее, возможно примерно оценить порядок экономии. Поскольку в первую очередь системы мониторинга созданы для отслеживания измерений и деформаций в реальном времени, имеет смысл привести в качестве примера катастрофу на Саяно-Шушенской ГЭС. По официальной версии, катастрофа случилась «вследствие многократного возникновения дополнительных нагрузок переменного характера на гидроагрегат, связанных с переходами через не рекомендованную зону, образовались и развились усталостные повреждения узлов крепления гидроагрегата, в том числе крышки турбины». Несмотря на то, что данная версия подвергалась критике, нельзя отрицать, что при наличии системы автоматизированного мониторинга в реальном времени вероятность катастрофы была бы сведена к нулю – при превышении допустимых параметров колебания плотины, система могла бы сигнализировать о потенциально опасной ситуации на плотине, и могла бы остановить работу опасных элементов объекта. Ремонт СШГЭС планируется завершить к концу 2014 года. К началу 2013 года на восстановление станции затрачено более 60 млрд. рублей. В течение 2010 года на несколько процентов выросли тарифы на электроэнергию, как для промышленных предприятий, так и для граждан, что дает астрономическую сумму. Всего этого можно было бы избежать при наличии системы мониторинга, стоимость которой не превышала бы нескольких миллионов рублей. Аналогичное соотношение затраченных и сэкономленных средств можно наблюдать в любой из сфер применения мониторинга в реальном времени. Несмотря на то, что точных сфер экономии не сможет назвать никто, очевидно, что измерения, проводимые с использованием современных средств спутниковой навигации повышают эффективность мониторинга деформаций, что позволяет предупредить происшествие, предотвратить катастрофу, и, что важнее всего, сохранить человеческие жизни.