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»

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 планово- периодической 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 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»

Объекты автоматизации и контроля 1. Инженерный корпус костинского тоннеля. 2. Хостинская эстакада. 3. Верхнее подпорное сооружение (а/д М27 Джубга-Сочи км ). 4. Нижнее подпорное сооружение (а/д М27 Джубга-Сочи км ). Все пилотные объекты функционируют как единый опытный участок – фрагмент много объектовой автономной локальной сети За период года эксплуатации оборудование подтвердило свои точностные характеристики Получено тиражируемое решение для построения ведомственной АСУ мониторинга объектов Все пилотные объекты функционируют как единый опытный участок – фрагмент много объектовой автономной локальной сети За период года эксплуатации оборудование подтвердило свои точностные характеристики Получено тиражируемое решение для построения ведомственной АСУ мониторинга объектов

Основные элементы системы Состав системы позволяет полноценно контролировать большинство процессов, отражающих техническое состояние и уровень безопасности сооружений и геомассивов объектов контроля 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 измерений смещения, деформаций, напряженности элементов сооружения > 120 точек контроля, 6 скважин глубиной 25 м, 9 шурфов глубиной 2 м Технологический контур определения местоположения по сигналам ГЛОНАСС/GPS 4 базовые станции 16 точек контроля Технологический контур измерения параметров состояния окружающей среды 1 метеостанция 2 видеокамеры Технологический контур контроля оперативной обстановки 4

Технологический контур определения местоположения по сигналам ГЛОНАСС/GPS 5 Состав: 1. Базовые станции – 4 шт. 2. Измерительные станции-роверы – 16 шт. 3. Навигационные вычислительные устройства – 3 шт. Точностные характеристики: в реальном масштабе времени – см быстрая статика (1 час) – мм статика (1 сутки) – 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.

Технологический контур измерений смещения, деформаций, напряженности элементов сооружения Датчики угла наклона – 30 шт. Диапазон: ±10° Точность: 0.001° Датчик температуры – 30 шт. Диапазон: от - 40 С° до +60 С° Точность: С° Датчики линейных перемещений – 60 шт. Диапазон: 0-80 мм Точность: 0.1 мм Предназначен для измерения линейных, угловых перемещений элементов конструкции сооружений и температуры в местах установки Оборудование контура установлено на противооползневых стенках и обеспечивает измерения низко динамичных и высоко динамичных процессов смещений элементов их конструкций относительно друг друга 6

Технологический контур измерений смещения, деформаций, напряженности элементов геомассивов Инклинометры скважинные – 30 шт. Диапазон: до 100 мм Точность: 0.1 мм Датчик уровня грунтовых вод – 1 шт. Диапазон: до 100 к Па Точность: 0.1 к Па Датчики давления грунта – 9 шт. Диапазон: до 700 к Па Точность: 0,1 к Па Предназначен для измерения смещений прилегающих геомассивов и их воздействия на сооружения дорожной инфраструктуры Оборудование контура установлено на скважинах и шурфах прилегающих геомассивов и обеспечивает измерение низко динамичных 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: С° Датчики линейных перемещений – 8 шт. Диапазон: мм Точность: 0.01 мм Оборудование контура установлено на элементах конструкции эстакады и обеспечивает измерения низко- и высоко динамичных процессов смещений, температуры и напряжённо- деформирующего 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: г Па Точность измерения давления: 0,5 г Па 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 Прогнозирование изменений состояния сооружений Переход от системы планово-предупредительных работ к эксплуатации по состоянию Снижение затрат на диагностику состояния сооружений (особенно удаленных) Оперативный мониторинг состояния сооружений, в т.ч. в реальном времени Создаваемое комплексное решение повысит эффективность эксплуатации сложных инженерных сооружений в автомобильном хозяйстве и прогнозирования возникновения критических состояний элементов инфраструктуры. Снижение затрат эксплуатирующей организации при оценке напряженно-деформированного состояния сооружений (15%)* Снижение затрат при проведении ремонтно-восстановительных работ (15%)* КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ЭФФЕКТ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ *Экспертное заключение Института системного анализа РАН 11

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ! 12