Информационные технологии как инструмент для своевременной оценки текущих эксплуатационных показателей для повышения качества технической эксплуатации капитальных объектов

Медведев Юрий Викторович ­­– магистрант Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Медведев Никита Викторович ­­– магистрант Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.

Аннотация: Перспектива развития информационного общества и строительной отрасли, в частности, как основа увеличения сроков службы капитальных объектов. Анализ существующих методик получения текущих показателей износа и эксплуатации с применением информационных технологий. Перспектива развития технологий информационного моделирования и киберфизических систем. Сделаны выводы о необходимости развития кибернетических строительных систем.

Ключевые слова: строительство, текущие эксплуатационные показатели, виртуальная модель объекта.

В стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017 - 2030 годы утвержденной Указом Президента РФ No203 от 9 мая 2017 г. предусматривается развитие единого информационного общества в Российской Федерации до 2030 года. Одной из задач реализуемой стратегии является инновационное развитие строительной отрасли, основывающееся на современных информационных технологиях и организационно-управленческих решениях. Основная цель стратегии развития, является разработка единого информационно-технологичного пространства, обеспечивающего повышение уровня обмена информацией процессов управления архитектурно-строительным и жилищно-коммунальным комплексом РФ, формирование централизованных информационных инструментов, обеспечения и сопровождения основных процессов, расширяющих возможности эффективного взаимодействия в области архитектуры, градостроительства, строительства и жилищно-коммунального хозяйства. [1]

Производственные комплексы сочетают в себе различные по назначению, а, следовательно, по требуемым эксплуатационным показателям (характеристикам) здания и сооружения. Исправно работающий производственный комплекс, как здоровый человеческий организм, однако, как и в человеческом организме «болезнь» (выход из строя (эксплуатации) одного «органа» (объекта (сооружения) может повлечь за собой вывод из строя организма в целом (остановку производства). Именно поэтому своевременное получение текущих эксплуатационных показателей (далее ТЭП), равносильно своевременному обследованию у врача, является первостепенной задачей эксплуатационных служб и управления.

Для ускорения взаимодействия между этапами строительства, а также ускорения процесса обмена информацией об объекте от периода подготовки проектной документации до периода утилизации в 2000 создали понятие виртуальной модели объекта «BIM». В «идеальных условиях» BIM, вероятно облегчил не только период строительства, но и период эксплуатации, однако из-за множества факторов в процессе самого строительства результат и проектные характеристики объекта не совсем соответствуют друг другу, что связано со множеством факторов строительного производства.
В своевременном получении ТЭП от различных объектов внутри производственных комплексов помогают информационные технологии, в том числе автоматизированные системы управления и мониторинга, однако пока не все процессы производственных комплексов оснащаются такими системами, это связано как с повышением стоимости строительства, так и отсутствием необходимости в обязательном порядке выполнять мониторинг, за исключением особо опасных и технически сложных, капитальных объектов.

Автоматизированные системы мониторинга, включаются в себя на данный момент дорогостоящее инженерное оборудование, а также разрабатываемые сложные системы съема и обработки текущих показателей.

В России на данный момент реализовано не много проектов по осуществлению автоматизированного мониторинга, наиболее известный это «Система мониторинга моста на о. Русский» данная система создана с целью обеспечения безопасности и структурной целостности объекта транспортной инфраструктуры за счет средств федерального бюджета. Кроме того, есть реализованный проект автоматизированной системы мониторинга для наблюдения за кордонной частью больверка в порту Усть-Луга.

Системы автоматического мониторинга, как правило включают себя:

  • Система мониторинга состояния строительных конструкций, основанные на геотехническом мониторинге с применением спутникового и инклинометрического оборудования, роботизированных тахеометров, метеорологических станций;
  • Программно-аппаратного комплекса управления и получения данных, системы хранения и анализа полученных данных.
  • Основные задачи, возлагаемые на системы автоматического мониторинга:
  • Измерение параметров напряженно-деформированного состояния, наблюдение за пространственным положением конструкций и температурно-осадочных швов, температуры, усилий и реакций в элементах;
  • Измерение собственных колебаний конструкций;
  • Измерение метеорологических условий, включая температурные, ветровые и влажностные показатели.

Управление системой автоматического мониторинга осуществляется при помощи специализированного программного обеспечения, например GeoMoS, состоящая из нескольких модулей, однако для окончательного анализа результатов, как правило разрабатываются уникальные программы под конкретные задачи.

Данные о состоянии в реальном времени всех основных конструкций в автоматическом режиме непрерывно сохраняются на серверах.

Служба надзора (контроля) использует эти данные для дальнейшего анализа и синтеза результатов мониторинга строительного объекта.

На основании полученных данных делается заключение о состоянии конструкций, а в необходимых случаях рекомендации по эксплуатации.

В отличие от специальных осмотров, осуществляемых с периодичностью, замещающие функции мониторинга являются оперативными. Применение системы автоматизированного мониторинга моста на о. Русский выявило неисправность одной из опорных частей, что позволило своевременно отреагировать и принять компенсирующие меры, не доводя до серьезных последствий и больших затрат на восстановление.

Перспективными тенденциями же развития строительства являются информационно-технологическая концепция «киберфизических систем» (предложил А.А. Волков (член-корреспондент РААСН, д.т.н., профессор НИ МГСУ) - системы построенной на основе информационно-технологической парадигмы интеграции вычислительных ресурсов и физических процессов, что в совокупности с возможностью накопления, анализа и использования больших объемов данных выводит процесс синтеза и принятия решений в режиме реального времени на качественно новый уровень.

А.А. Волков рассматривает необходимость формирования и развития нового научного направления «кибернетика строительных систем» - науки об управлении, информации и отношениях элементов, объектов, комплекса строительства.

Выводы:

Своевременная оценка текущих эксплуатационных показателей и показателей износа помогает уменьшить затраты на ремонт и предотвратить разрушение конструкций, так как помогает выявить деформации на ранних стадиях. Существующие системы автоматизированного мониторинга являются дорогостоящими, однако оправдывают свое использование на технически сложных, уникальных и особо опасных объектах.

Перспектива развития строительной отрасли, и как следствие, получение текущих эксплуатационных показателей объектов строительства, неразрывно связана с развитием «кибернетических строительных систем», как инструмента

Список литературы

  1. Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 гг. URL: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71570570.
  2. Кузина О. Н. Функционально-комплементарные модели управления в строительстве и ЖКХ на основе BIM. Саратов, 2017. URL: http://www.iprbookshop.ru/73771.html.
  3. Волков А. А. Кибернетика строительных систем. Киберфизические строительные системы // Промышленное и гражданское строительство. 2017. No 9.
  4. Волков А. А. "Интеллект зданий". Ч. 1 // Вестник МГСУ. 2008. No 4. С. 186-190.
  5. Чулков В. О., Казарян Р. Р., Левин Б. А. Инфографические модели антропотехники управления: Модульный курс лекций. В 3 т. М. : Русская школа, 2017.
  6. Волков А.А., Батов Е И. Системотехника функционального моделирования интеллектуальных зданий // Вестник МГСУ. 2015. No 10, С. 188-193.

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail