RU2683369C2 - Method and system for monitoring structure conditions - Google Patents
Method and system for monitoring structure conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2683369C2 RU2683369C2 RU2017121587A RU2017121587A RU2683369C2 RU 2683369 C2 RU2683369 C2 RU 2683369C2 RU 2017121587 A RU2017121587 A RU 2017121587A RU 2017121587 A RU2017121587 A RU 2017121587A RU 2683369 C2 RU2683369 C2 RU 2683369C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- structural element
- data
- measuring module
- parameters
- module
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 32
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 8
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к эксплуатации и строительству сооружений, в частности к способам и системам, позволяющим следить за состоянием элементов конструкций, их местоположением, состоянием сооружений, включающих такие элементы, а также вести мониторинг местоположения сооружений, в которых установлена такая система, относительно заданной системы координат.The invention relates to the operation and construction of structures, in particular to methods and systems that allow to monitor the state of structural elements, their location, the state of structures including such elements, as well as monitor the location of structures in which such a system is installed, relative to a given coordinate system.
Известны системы мониторинга смещений сооружений, описанные в патентах RU 2496124 C1, RU 2446411 С2. В таких системах контроль за смещением осуществляют посредством спутниковой навигации. Это значительно снижает сферу применения таких систем, т.к. они не применимы в зоне недосягаемости сигнала, например, в подземных сооружениях или внутренних конструкциях, или в случае глушения спутникового сигнала. Кроме того, такие системы не позволяют фиксировать вибрации конструкций, т.к. велика погрешность измерений.Known systems for monitoring the displacement of structures described in the patents RU 2496124 C1, RU 2446411 C2. In such systems, displacement control is carried out through satellite navigation. This significantly reduces the scope of such systems, because they are not applicable in the signal reach zone, for example, in underground structures or internal structures, or in the case of jamming of a satellite signal. In addition, such systems do not allow fixing vibration of structures, because large measurement error.
Известны системы, описанные в патентах RU 2140625 C1, RU 2163009 С2 и RU 2557343 С1, принцип работы которых основан на использовании микросейсмических данных. Эти системы позволяют вести наблюдение за вибрациями элементов конструкций и за счет системы математических алгоритмов делать вычисления, на основании которых можно делать выводы о состоянии как контролируемых элементов конструкции, так и всего сооружения.Known systems described in patents RU 2140625 C1, RU 2163009 C2 and RU 2557343 C1, the principle of operation of which is based on the use of microseismic data. These systems make it possible to monitor the vibrations of structural elements and, through a system of mathematical algorithms, make calculations based on which it is possible to draw conclusions about the state of both the controlled structural elements and the entire structure.
Основными недостатками таких систем является невозможность наблюдения за медленными линейными и угловыми движениями элементов конструкций и самих сооружений.The main disadvantages of such systems is the inability to observe the slow linear and angular movements of structural elements and structures themselves.
Отсутствие таких данных не позволяет контролировать изменения в состоянии конструкции, которые происходят, например, при воздействии климатических условий, таких как увеличение циклов замораживания и оттаивания за год. Между тем, такие воздействия приводят к искажению геометрических форм элементов, например, изгибу или набуханию, что сказывается на их прочности. Или влиянию кратковременных динамических нагрузок, таких как прохождение поездов метрополитена под зданием, на геометрическое положение его элементов.The absence of such data does not allow us to control changes in the state of the structure that occur, for example, when exposed to climatic conditions, such as an increase in the freezing and thawing cycles per year. Meanwhile, such effects lead to a distortion of the geometric shapes of the elements, for example, bending or swelling, which affects their strength. Or the influence of short-term dynamic loads, such as the passage of underground trains under the building, on the geometric position of its elements.
Известные системы не реагируют на медленное движение грунтов под сооружением, которое также приводит к смещению элементов конструкции. Особенно важен такой фактор в условиях плотной городской застройки с огромным множеством коммуникаций и подземных сооружений, расположенных как под зданием, так и вблизи него.Known systems do not respond to the slow movement of soils under the structure, which also leads to the displacement of structural elements. This factor is especially important in a dense urban area with a huge number of communications and underground structures located both under the building and near it.
В современном городе практически вся поверхность закрыта асфальтовым или гранитным покрытием. Это приводит к разжижению и размыванию грунтов, вследствие чего образуются карстовые ямы и начинают двигаться фундаменты зданий. Учитывая, что под зданиями находятся такие сооружения, как метрополитен, недопустимое смещение здания может привести к перераспределению нагрузки и обрушению его конструкций.In a modern city, almost the entire surface is covered with asphalt or granite. This leads to liquefaction and erosion of soils, as a result of which karst pits are formed and the foundations of buildings begin to move. Considering that such buildings as the subway are located under the buildings, an unacceptable displacement of the building can lead to a redistribution of the load and the collapse of its structures.
Известные системы не позволяют контролировать смещение элементов относительно их проектных положений. Особенно важен такой контроль в тоннелях в местах прохождения русел рек и обводненных грунтов.Known systems do not allow to control the displacement of elements relative to their design provisions. Especially important is such control in tunnels in the passage of river channels and flooded soils.
Заявленная группа изобретений позволяет решить задачи при организации мониторинга большинства возможных изменений в конструкциях сооружений, а также создать системы глобального слежения за подвижками сооружений, в которых они установлены. Это позволит достичь таких технических результатов, как повышение безопасности эксплуатации зданий и сооружений, обеспечение возможности своевременного реагирования на изменения в конструкциях и их ремонта, сбор статистических данных о динамических нагрузках и подвижках грунтов для последующего их учета при проектировании.The claimed group of inventions allows us to solve problems when organizing monitoring of most of the possible changes in the structures of structures, as well as to create global tracking systems for the movements of structures in which they are installed. This will allow to achieve such technical results as improving the safety of operation of buildings and structures, providing the possibility of timely response to changes in structures and their repair, collecting statistical data on dynamic loads and soil movements for their subsequent consideration during design.
Заявленные технические результаты достигаются способом контроля состояния конструкций, включающим измерение параметров движения, по меньшей мере, части контролируемого элемента конструкции и съем информации о таких движениях. Информация поступает от, по меньшей мере, от одного измерительного модуля, установленного на контролируемом элементе конструкции, обеспечивающего возможность измерения угловых и линейных смещений контролируемого элемента конструкции, а также магнитного поля и/или высоты нахождения измерительного модуля, после чего полученные данные анализируют на соответствие заданным параметрам. Инерциальный измерительный модуль представляет собой комбинацию из трех гироскопов и трех акселерометров, жестко закрепленных на общем корпусе таким образом, что их оси чувствительности образуют взаимно ортогональные трехгранники.The claimed technical results are achieved by a method of monitoring the state of structures, including measuring the motion parameters of at least part of the structural member being monitored and collecting information about such movements. Information comes from at least one measuring module mounted on a monitored structural element, providing the ability to measure the angular and linear displacements of the monitored structural element, as well as the magnetic field and / or height of the measuring module, after which the received data is analyzed for compliance with the specified parameters. An inertial measuring module is a combination of three gyroscopes and three accelerometers, rigidly fixed to a common housing in such a way that their sensitivity axes form mutually orthogonal trihedra.
Заданные параметры представляют собой допустимые значения смещения элемента.The specified parameters are valid values for the element offset.
В случае несоответствия полученных данных заданным значениям формируется сигнал, управляющий системой отключения устройства и/или устройств, вызывающих движение контролируемого элемента конструкции, и/или сигналом, управляющим системой оповещения о достижении заданных значений и/или превышении их, и/или системой закрытия доступа на сооружение, в котором контролируется элемент конструкции.In the event that the received data does not match the set values, a signal is generated that controls the shutdown system of the device and / or devices that cause the movement of the structural element to be controlled, and / or a signal that controls the notification system when the set values are reached and / or exceeded, and / or the access closure system the structure in which the structural element is controlled.
По меньшей мере, один модуль устанавливают в том месте элемента конструкции, где возможно наибольшее движение элемента конструкции, или в том месте, где движение элемента конструкции вызовет наибольшие риски нарушения целостности этого элемента конструкции или сооружения, в котором использован этот элемент. Место установки модуля выбирается или прогнозируется с учетом возможных факторов воздействия и/или реальных факторов воздействия.At least one module is installed in the place of the structural element where the greatest movement of the structural element is possible, or in the place where the movement of the structural element will cause the greatest risks of violating the integrity of this structural element or structure in which this element is used. The installation location of the module is selected or predicted taking into account possible impact factors and / or real impact factors.
Модулей устанавливают такое количество, которое позволяет контролировать все ответственные элементы конструкции или весь периметр контролируемого сооружения, или целостность всего сооружения, или смещение элемента конструкции или всего сооружения относительно земной поверхности или смещение элемента конструкции или всего сооружения относительно заданной системы координат.Modules are set in such a quantity that allows you to control all critical structural elements or the entire perimeter of the monitored structure, or the integrity of the entire structure, or the displacement of the structural element or the entire structure relative to the earth's surface, or the displacement of the structural element or the entire structure relative to a given coordinate system.
Данные поступают постоянно или в только случае изменения контролируемых параметров.Data is received continuously or only in case of change of controlled parameters.
Линейные и/или угловые смещения элемента конструкции измеряют относительно заданной системы координат.Linear and / or angular displacements of a structural element are measured relative to a given coordinate system.
Заявленные технические результаты достигаются системой для контроля состояния конструкций, включающей, по меньшей мере, один инерциальный измерительный модуль, предназначенный для установки на контролируемый элемент конструкции, позволяющий измерить угловые и линейные перемещения, по меньшей мере, того места, в котором смонтирован этот модуль, и обеспечивающий возможность передачи снятых данных, блок приема данных, на который поступают данные от, по меньшей мере, одного измерительного модуля, блок анализа поступивших данных на соответствие заданным параметрам, блок формирования сигнала, управляющего системой отключения устройства и/или устройств, вызывающих движение контролируемого элемента конструкции, и/или сигналом, управляющим системой оповещения о достижении заданных значений и/или превышении их, и/или системой закрытия доступа по меньшей мере на часть сооружения, в котором контролируется, по меньшей мере, один элемент конструкции в случае достижения и/или превышения заданных параметров, а также по меньшей мере одно устройство, измеряющее высоту нахождения измерительного модуля, и/или по меньшей мере одно устройство, измеряющее магнитное поле. Инерциальный измерительный модуль представляет собой комбинацию из трех гироскопов и трех акселерометров, жестко закрепленных на общем корпусе таким образом, что их оси чувствительности образуют взаимно ортогональные трехгранники.The claimed technical results are achieved by a system for monitoring the state of structures, including at least one inertial measuring module, designed to be installed on a controlled structural element, which allows measuring angular and linear displacements of at least the place where this module is mounted, and providing the ability to transmit the captured data, the data receiving unit, which receives data from at least one measuring module, the analysis unit of the received data according the action of the specified parameters, the signal conditioning unit that controls the shutdown system of the device and / or devices that cause the movement of the controlled structural element, and / or the signal that controls the warning system when the set values are reached and / or exceeded, and / or at least the access closure system on the part of the structure in which at least one structural element is monitored in case of reaching and / or exceeding the specified parameters, as well as at least one device measuring the height from measuring module, and / or at least one device that measures the magnetic field. An inertial measuring module is a combination of three gyroscopes and three accelerometers, rigidly fixed to a common housing in such a way that their sensitivity axes form mutually orthogonal trihedra.
Параметры движения определяют как линейные и/или угловые смещения элемента конструкции, характеризующиеся временными трендами, амплитудами и частотами.Motion parameters are defined as linear and / or angular displacements of a structural element, characterized by time trends, amplitudes, and frequencies.
Заданные параметры представляют собой допустимые значения смещения элемента.The specified parameters are valid values for the element offset.
По меньшей мере, один измерительный модуль устанавливают на ответственном элементе конструкции и/или, по меньшей мере, один измерительный модуль устанавливают в том месте элемента конструкции, в котором возможно наибольшее движение элемента конструкции и/или в том месте, где движение элемента конструкции вызовет наибольшие риски нарушения целостности этого элемента конструкции или сооружения, в котором использован этот элемент.At least one measuring module is installed on the responsible structural member and / or at least one measuring module is installed in that place of the structural element in which the greatest movement of the structural element is possible and / or in the place where the movement of the structural element will cause the greatest risks of violating the integrity of this structural element or structure in which this element is used.
Место установки модуля выбирается с учетом возможных факторов воздействия и/или реальных факторов воздействия.The installation location of the module is selected taking into account possible impact factors and / or real impact factors.
Модулей устанавливают такое количество, которое позволяет контролировать все ответственные элементы конструкции контролируемого сооружения или весь объем сооружения или целостность сооружения.Modules are installed in such a quantity that allows you to control all critical structural elements of the controlled structure or the entire volume of the structure or the integrity of the structure.
Блок анализа поступивших данных на соответствие заданным параметрам, обеспечивает возможность анализа информации, поступающей от нескольких модулей. При ее анализе учитывают погрешность показаний и/или дополнительные факторы, влияющие на параметры движения.The analysis unit of the received data for compliance with the specified parameters provides the ability to analyze information from several modules. When analyzing it, the accuracy of the readings and / or additional factors affecting the parameters of the movement are taken into account.
Данные в блок анализа поступают постоянно или в только случае изменения контролируемых параметров.The data in the analysis unit is received continuously or only in case of a change in the controlled parameters.
Данные от измерительного модуля передают по проводным и/или беспроводным каналам обмена информацией.Data from the measuring module is transmitted via wired and / or wireless communication channels.
Гироскопы представляют собой лазерные гироскопы с вибрационной частотной подставкой или микромеханические гироскопы.Gyroscopes are laser gyroscopes with a vibrational frequency stand or micromechanical gyroscopes.
Акселерометры представляют собой кварцевые акселерометры.Accelerometers are quartz accelerometers.
Сервисная электроника модуля обеспечивает его функционирование и предварительную обработку информации.The service electronics of the module ensures its functioning and preliminary processing of information.
Устройство, измеряющее высоту нахождения измерительного модуля, представляет собой датчика абсолютного давления.The device measuring the height of the measuring module is an absolute pressure sensor.
По меньшей мере одно устройство, измеряющее магнитное поле представляет собой магнетометрAt least one magnetic field measuring device is a magnetometer
Фиг. 1 - Схема системы для контроля состояния конструкций.FIG. 1 - System diagram for monitoring the state of structures.
Фиг. 2 - Структурная схема инерциального измерительного модуля (ИИМ).FIG. 2 - Block diagram of an inertial measuring module (IIM).
Фиг. 3 - Расположение датчиков на здании при определении просадки, где: а, б - датчики, расположенные в точках контроля по периметру здания, в - датчик измеряющий давление на уровне земли.FIG. 3 - The location of the sensors on the building when determining the drawdown, where: a, b - sensors located at monitoring points along the perimeter of the building, c - a sensor measuring pressure at ground level.
Фиг. 4 - Расположение датчиков на несущих конструкциях при мониторинге их сдвигов и разрушении: I - наклон стены, II - выпирание стены.FIG. 4 - Location of sensors on load-bearing structures when monitoring their shifts and destruction: I - wall inclination, II - wall bulging.
Фиг. 5 - Структурная схема систем для неразрушающего контроля состояний конструкций.FIG. 5 - Block diagram of systems for non-destructive testing of structural conditions.
Изобретение осуществляют следующим образом.The invention is as follows.
На ответственные элементы конструкции сооружения, в местах, где вероятны наибольшие подвижки или искажения, устанавливают инерциальные измерительные модули, каждый из которых включает:Inertial measuring modules are installed on the critical structural elements of the structure, in places where the greatest shifts or distortions are likely, each of which includes:
- акселерометры 1,-
- гироскопы 2,-
- магнетометр 3,-
- датчик абсолютного давления 4,-
- сервисную электронику, обеспечивающую их работу,- service electronics, ensuring their work,
- блок обработки данных, осуществляющий определение параметров линейного и углового движения (амплитуды и частоты);- a data processing unit that determines the parameters of linear and angular motion (amplitude and frequency);
- блок передачи данных и/или индикации, который осуществляет передачу информации в систему контроля в случае использования модуля в системе и/или индикации проведенных измерений в случае использования модуля как автономного средства контроля. Такие модули позволяют получать данные об угловых и линейных смещениях элемента, на который они установлены, относительно его первоначального положения в заданной системе координат.- a data and / or indication transmission unit that transmits information to the monitoring system in the case of using the module in the system and / or indicating the measurements taken in the case of using the module as an autonomous monitoring means. Such modules make it possible to obtain data on the angular and linear displacements of the element on which they are mounted, relative to its initial position in a given coordinate system.
Затем полученные данные от модулей, входящих в систему мониторинга, передаются на сервер, где осуществляют их обработку на условие соответствия заданным значениям, которые представляют собой данные о проектном положении элемента и недопустимом отклонении элемента от проектного положения.Then, the received data from the modules included in the monitoring system is transmitted to the server, where they are processed according to the condition of compliance with the set values, which are data on the design position of the element and the unacceptable deviation of the element from the design position.
Если данные разняться, то система реагирует на такое несоответствие и формируются сигналы, характеризующие текущее состояние объекта контроля и оповещающие о необходимости ремонта, а в случае недопустимого отклонения - об эвакуации людей. Может быть внедрена система, блокирующая доступ на аварийный объект или на часть этого объекта.If the data is different, the system responds to such a discrepancy and signals are generated that characterize the current state of the control object and notify about the need for repair, and in the case of an unacceptable deviation, about the evacuation of people. A system can be implemented that blocks access to the emergency facility or to a part of this facility.
Пример реализации инерциального измерительного модуля.An example of the implementation of an inertial measuring module.
Инерциальный измерительный модуль (ИИМ) представляет собой комбинацию из трех гироскопов 2, например, лазерных с вибрационной частотной подставкой ЛГ-1, трех акселерометров 1, например, кварцевых типа АК-15, жестко закрепленных на общем корпусе, таким образом, что их оси чувствительности образуют взаимно ортогональные трехгранники, а также магнетометра 3 и датчика абсолютного давления 4. Сервисная электроника модуля обеспечивает его функционирование и предварительную обработку информации.An inertial measuring module (IMI) is a combination of three
Однако могут быть использованы и другие типы гироскопов и акселерометров, например, микромеханические. Тип гироскопов и акселерометров определяется необходимой точностью измерений и стоимостью системы.However, other types of gyroscopes and accelerometers, for example, micromechanical, can be used. The type of gyroscopes and accelerometers is determined by the necessary measurement accuracy and the cost of the system.
Система предполагает использование датчиков, оборудованных помехозащищенными модулями передачи данных, как по проводным, так и беспроводным каналам связи. Система сбора, обработки и хранения данных позволяет интегрировать систему в глобальную сеть интернет по защищенным каналам связи и осуществляет первоначальную обработку данных. В процессе первоначальной обработки данных осуществляется отслеживание критических изменений в геометрии контролируемых сооружений и конструкций, и в случае превышения допустимых значений формируется сигнал тревоги для местных систем оповещения об опасности. На удаленном компьютере производится прогнозирование и визуализация динамики изменения геометрических параметров сооружений и конструкций.The system involves the use of sensors equipped with noise-proof data transmission modules, both via wired and wireless communication channels. The system of data collection, processing and storage allows you to integrate the system into the global Internet via secure communication channels and carries out initial data processing. During the initial data processing, critical changes are monitored in the geometry of the controlled structures and structures, and in case of exceeding the permissible values, an alarm is generated for local hazard warning systems. On a remote computer, forecasting and visualization of the dynamics of changes in the geometric parameters of structures and structures are made.
Следует отметить, что существующие методы и средства контроля позволяют только констатировать факт уже произошедших изменений, а не само постепенное или резкое смещение элементов конструкций относительно проектного положения и их целостность. Это приводит к значительным трудовым и финансовым затратам при ремонте и эксплуатации таких конструкций. Кроме того, в настоящее время, инспекция конструкций проходит по времени, которое определено нормативными актами. Такой контроль не позволяет своевременно реагировать на изменения в конструкции здания или сооружения произошедшие, например, под воздействием климатический условий (в настоящее время в Москве циклы замораживания-оттаивания за год постоянно увеличиваются) или под воздействием ЧС (ураган, взрывная волна и т.п.).It should be noted that existing methods and means of control only allow us to state the fact of changes that have already occurred, and not the gradual or sharp displacement of structural elements relative to the design position and their integrity. This leads to significant labor and financial costs in the repair and operation of such structures. In addition, at present, inspection of structures takes place according to the time specified by regulatory enactments. Such control does not allow timely response to changes in the construction of a building or structure that have occurred, for example, under the influence of climatic conditions (currently in Moscow the freezing and thawing cycles are constantly increasing over the year) or under the influence of an emergency (hurricane, blast wave, etc. )
Использование заявленной системы позволит осуществить мониторинг ресурса конструкции, что позволит отойти от существующей системы контроля по времени, установленному нормативными актами, и внедрить систему объективного контроля на основании фактического состояния конструкций. Это снизит эксплуатационные расходы, трудозатраты и повысит безопасность зданий и сооружений.Using the claimed system will allow monitoring the design resource, which will allow you to move away from the existing control system in time established by regulatory enactments, and introduce an objective control system based on the actual state of structures. This will reduce operating costs, labor costs and increase the safety of buildings and structures.
Особенно актуальна эта проблема в условиях современно мегаполиса, когда контроль состояния сооружений возложен на управляющие компании, добросовестная работа которых взывает сомнения. Такая система позволит проверяющим органам снимать показания, записанные в память электронного носителя информации с защищенным доступом, и принимать решения о выборе наказания компании нарушителю на основании объективных данных, которые можно учитывать в судебном разбирательстве.This problem is especially relevant in the conditions of a modern metropolis, when the control of the state of structures is assigned to management companies, the conscientious work of which is doubtful. Such a system will allow inspection bodies to take testimonies recorded in the memory of an electronic information carrier with secure access, and make decisions about the choice of punishment for the company to the violator on the basis of objective data that can be taken into account in court proceedings.
В случае, если система устанавливается на такие элементы как фундамент или несущие колонны, обеспечивается возможность регистрации данных о смещениях здания относительно первоначального положения. Это указывает на то, что произошли подвижки грунтов. Соответственно, если есть такая возможность, то необходимо принять меры по усилению грунта или перераспределению нагрузки от здания, путем внесения изменений в конструкцию здания или исключению фактора, вызывающего такие нагрузки, например, хождение высокоскоростного лифта, а если нет, то демонтировать здание. Причем данные о средствах, вызывающих возникновения нагрузок, также косвенно регистрируются системой, т.к. путем несложных алгоритмов определяется характер динамических воздействий от каждого средства.If the system is installed on elements such as the foundation or supporting columns, it is possible to register data on the displacements of the building relative to the original position. This indicates that soil shifts have occurred. Accordingly, if there is such a possibility, it is necessary to take measures to strengthen the soil or redistribute the load from the building by making changes to the building structure or eliminating the factor causing such loads, for example, walking a high-speed elevator, and if not, dismantle the building. Moreover, data on the means that cause the occurrence of loads are also indirectly recorded by the system, because using simple algorithms, the nature of the dynamic effects from each means is determined.
Некоторые недостроенные объекты невозможно достроить из-за отсутствия данных о возможных динамических воздействиях на конструкцию и их интенсивности. Система обеспечивает возможность получения данных о внешних динамических воздействиях, таких как ветровые возмущения и вибрация от проходящего транспорта, что особенно актуально в местах прохождения трамвайных путей и линий метрополитена. Причем система может одновременно накапливать данные о нагрузках, воздействующих на элемент, и геометрических искажениях контролируемых элементов и сооружений. На основании анализа этих данных формируются данные о кратковременных, среднесрочных и постоянных нагрузках, которые влияют на состояние элементов в этом районе. Учет таких данных при городском планировании и проектировании зданий позволит создать более надежную городскую систему и спланировать более комфортные условия для проживания жителей.Some unfinished objects cannot be completed due to the lack of data on possible dynamic effects on the structure and their intensity. The system provides the ability to obtain data on external dynamic influences, such as wind disturbances and vibration from passing vehicles, which is especially important in places where tram tracks and underground lines pass. Moreover, the system can simultaneously accumulate data on the loads acting on the element and geometric distortions of the controlled elements and structures. Based on the analysis of these data, data are formed on short-term, medium-term and constant loads that affect the state of elements in this region. Consideration of such data in urban planning and building design will create a more reliable urban system and plan more comfortable living conditions for residents.
Кроме того, установка такой системы в подземных сооружениях позволит вести мониторинг за ее местоположением в пространстве, что обеспечит своевременное реагирование на смещения стыковочных узлов, например, таких, как коммуникационные отверстия или соединение мест переходов в подземных сооружениях.In addition, the installation of such a system in underground structures will allow monitoring its location in space, which will ensure timely response to displacements of docking nodes, for example, such as communication openings or connecting transition points in underground structures.
Следует отметить, что все вышеперечисленные показатели система способна регистрировать постоянно и одновременно. Т.е. получаемый массив данных позволит постоянно наблюдать за происходящими изменениями. Это позволит реагировать на любую внештатную ситуацию в масштабах всего города и осуществлять прогноз последствий, вызванных внештатными ситуациями. Не говоря уже о том, что массив получаемой информации может быть использован для создания глобальной системы мониторинга за состоянием городских построек, с учетом влияния транспортных систем и других факторов, а также улучшить систему городского планирования, т.к. будут учтены воздействия, влияющие на комфортные условия нахождения в сооружениях людей.It should be noted that all of the above indicators, the system is able to register continuously and simultaneously. Those. the resulting data array will allow you to constantly monitor the ongoing changes. This will allow you to respond to any emergency situation throughout the city and to forecast the consequences caused by emergency situations. Not to mention that the array of information obtained can be used to create a global monitoring system for the state of urban buildings, taking into account the influence of transport systems and other factors, as well as improve the urban planning system, as impacts affecting the comfortable conditions of people in buildings will be taken into account.
В случае внедрения такой системы в большинство городских сооружений появится возможность снижения стоимости и материалоемкости строительства на основе определения реального коэффициента запаса прочности.If such a system is implemented in most urban structures, it will be possible to reduce the cost and material consumption of construction based on the determination of the real safety factor.
При создании системы связи между системами, установленными в разных городах, возможно измерение подвижек земной коры. Не исключена вероятность, что глобальная система мониторинга за подвижками контролируемых объектов будет способствовать прогнозированию землетрясений.When creating a communication system between systems installed in different cities, it is possible to measure the movements of the earth's crust. It is possible that the global monitoring system for movements of controlled objects will contribute to the prediction of earthquakes.
С помощью такой системы можно контролировать геометрическое положение элементов оборудования и машин, например, башенных кранов и аттракционов. Такой контроль позволит своевременно реагировать на нештатную ситуацию из-за чрезмерного их отклонения или внешнего воздействия.With the help of such a system, it is possible to control the geometric position of the elements of equipment and machines, for example, tower cranes and attractions. Such control will allow timely response to an emergency due to their excessive deviation or external impact.
Система применима для мониторинга зданий и сооружений, мостов, строительных кранов, аттракционов, военных объектов, объектов тепло-, газо-, электроснабжения, ядерных станций, плотин и других объектов.The system is applicable for monitoring buildings and structures, bridges, construction cranes, attractions, military facilities, heat, gas, electricity, nuclear power plants, dams and other facilities.
Возможности предлагаемой системы не исчерпываются приведенным перечнем и сейчас изучены только те, которые были выявлены в процессе анализа существующих систем мониторинга состояния конструкций.The capabilities of the proposed system are not limited to the above list, and only those that were identified during the analysis of existing systems for monitoring the state of structures have been studied now.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121587A RU2683369C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Method and system for monitoring structure conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017121587A RU2683369C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Method and system for monitoring structure conditions |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017121587A RU2017121587A (en) | 2018-12-20 |
| RU2017121587A3 RU2017121587A3 (en) | 2018-12-20 |
| RU2683369C2 true RU2683369C2 (en) | 2019-03-28 |
Family
ID=64746847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017121587A RU2683369C2 (en) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | Method and system for monitoring structure conditions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2683369C2 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204712C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-05-20 | Саратовский государственный технический университет | System for determination of face hole parameters |
| RU2320963C2 (en) * | 2004-06-17 | 2008-03-27 | ЗАО "Газприборавтоматикасервис" | Mode of mounting axles of mobile object |
| RU83617U1 (en) * | 2009-02-06 | 2009-06-10 | Олег Сергеевич Волков | SAFETY MONITORING SYSTEM OF CARRYING STRUCTURES, STRUCTURAL ELEMENTS OF BUILDINGS, STRUCTURES IN REAL TIME |
| RU2443978C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-02-27 | Андрей Александрович Крутских | Method of determining spatial coordinates of mobile objects and integrated navigation system for realising said method |
| RU2496124C1 (en) * | 2012-08-15 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | System for high-precision monitoring of displacements of engineering structures |
| RU2557343C1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-07-20 | Андрей Михайлович Шахраманьян | Method of determining signs and location of place of change of stressed-deformed state of buildings, structures |
| RU2566427C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method of determination of temperature dependences of scaling factors, zero shifts and array of orientation of axes of sensitivity of laser gyroscopes and pendulum accelerometers as part of inertial measuring unit at bench tests |
-
2017
- 2017-06-20 RU RU2017121587A patent/RU2683369C2/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2204712C2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-05-20 | Саратовский государственный технический университет | System for determination of face hole parameters |
| RU2320963C2 (en) * | 2004-06-17 | 2008-03-27 | ЗАО "Газприборавтоматикасервис" | Mode of mounting axles of mobile object |
| RU83617U1 (en) * | 2009-02-06 | 2009-06-10 | Олег Сергеевич Волков | SAFETY MONITORING SYSTEM OF CARRYING STRUCTURES, STRUCTURAL ELEMENTS OF BUILDINGS, STRUCTURES IN REAL TIME |
| RU2443978C1 (en) * | 2010-10-07 | 2012-02-27 | Андрей Александрович Крутских | Method of determining spatial coordinates of mobile objects and integrated navigation system for realising said method |
| RU2496124C1 (en) * | 2012-08-15 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") | System for high-precision monitoring of displacements of engineering structures |
| RU2557343C1 (en) * | 2014-04-02 | 2015-07-20 | Андрей Михайлович Шахраманьян | Method of determining signs and location of place of change of stressed-deformed state of buildings, structures |
| RU2566427C1 (en) * | 2014-08-06 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method of determination of temperature dependences of scaling factors, zero shifts and array of orientation of axes of sensitivity of laser gyroscopes and pendulum accelerometers as part of inertial measuring unit at bench tests |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017121587A (en) | 2018-12-20 |
| RU2017121587A3 (en) | 2018-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yi et al. | Experimental assessment of high-rate GPS receivers for deformation monitoring of bridge | |
| Mishra et al. | Structural health monitoring of civil engineering structures by using the internet of things: A review | |
| Guzman-Acevedo et al. | GPS, Accelerometer, and Smartphone Fused Smart Sensor for SHM on Real‐Scale Bridges | |
| KR101919897B1 (en) | Integration system for monit0ring hydraulic structure using integrated trigger and the method using the same | |
| Vardanega et al. | Bridge monitoring | |
| Alamdari et al. | Non-contact structural health monitoring of a cable-stayed bridge: Case study | |
| JP2015162095A (en) | Landslide maintenance management system and landslide maintenance management method | |
| US20240295428A1 (en) | Systems and methods for measuring structural element deflections | |
| Sergey et al. | Methodology for the risk monitoring of geological hazards for buildings and structures | |
| Moschas et al. | High accuracy measurement of deflections of an electricity transmission line tower | |
| RU2460980C2 (en) | Method of monitoring technical state of construction facilities | |
| KR102232918B1 (en) | Subsidence sensor of real-time artificial intelligence based building condition diagnosis system | |
| RU2683369C2 (en) | Method and system for monitoring structure conditions | |
| RU2683871C2 (en) | Method and system of non-destructive monitoring constructions of structures and method and system for monitoring the location of structures based on such a method | |
| RU190750U1 (en) | MODULE OF REMOVING INFORMATION ON THE POSITION OF THE ELEMENT OF THE DESIGN FOR THE SYSTEM OF MONITORING THE CONDITION OF THE ELEMENTS OF THE CONSTRUCTION | |
| Korol et al. | Principles and methods for ensuring safe operation of high-rise buildings | |
| Bogusz et al. | GNSS-based multi-sensor system for structural monitoring applications | |
| RU2698419C1 (en) | System for monitoring high-speed highway artificial structures | |
| Zhu et al. | Health monitoring system with hybrid laser sensor networks and cloud computing for subway tunnels | |
| Sangirardi et al. | Dynamic identification of an elevated water tank through digital video processing | |
| RU2591734C1 (en) | Method of measuring and long-term monitoring of carrier rockets launching facility and system for its implementation | |
| RU2672532C2 (en) | Method of monitoring technical condition of building sites and building site engineering status monitoring system | |
| Göbel et al. | Monitoring the structural response of reinforced concrete poles along high-speed railway tracks | |
| Kaya et al. | Structural health monitoring network in British Columbia, Canada | |
| Sonnessa et al. | Dynamic monitoring of a railway steel bridge with MEMS accelerometers: first results on the case study of portella |