Способ мониторинга технического состояния строительных объектов и система мониторинга технического состояния строительных объектов

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений. При реализации способа осуществляется выбор из несущих конструкций строительного объекта контролируемых элементов, по состоянию которых возможно вынесение суждения о техническом состоянии строительного объекта, формирование множества параметров, характеризующих состояние каждого из выбранных контролируемых элементов, определение интервалов значений контролируемых параметров, при которых состояние соответствующих контролируемых элементов характеризуется как выход за пределы допустимого с градацией значений, находящихся на границах и внутри таких интервалов по степени угрозы утраты контролируемым элементом способности выполнять свое назначение, регистрация значений выходных сигналов датчиков, установленных на контролируемых элементах, их обработка и вычисление контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов по обработанным зарегистрированным значениям выходных сигналов, характеризующих состояние контролируемого элемента. Затем производят сравнение полученных текущих значений контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов с пороговыми значениями, определяющими границы интервалов допустимых значений и с пороговыми значениями внутри таких интервалов, обеспечивающими возможность градации степени выхода значения параметра за пределы его допустимого значения, идентификацию состояния контролируемых элементов на основании анализа того из характеризующих его параметров, значения которого имеют наибольшие отклонения от допустимых значений, вынесение суждения о состоянии строительного объекта на основании информации о состоянии контролируемых элементов, отображение в наглядной форме мониторинговой информации и результатов оценки состояния каждого из контролируемых элементов и строительного объекта в целом. Система включает блок датчиков, блок регистрации измерений, осуществляющий регистрацию измерений, поступающих с блока датчиков, блок расчета контролируемых параметров, осуществляющий вычисление контролируемых параметров по результатам измерений, блок аналитической обработки, осуществляющий определение состояний контролируемых параметров путем сравнения с пороговыми значениями и определение состояний контролируемых конструкций и/или строительного объекта в целом на основании выбора худшего состояния соответствующих контролируемых параметров, блок отображения мониторинговой информации, осуществляющий отображение в наглядной форме результатов оценки отдельных контролируемых конструкций и/или строительного объекта в целом. Технический результат заключается в повышении достоверности определения конструкций, находящихся в аварийном или предаварийном состоянии, повышении точности определения состояния контролируемых конструкций и объекта в целом и возможности взаимоувязанного анализа измерений с различных приборов, повышении быстродействия. 2 н.п. ф-лы и 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений.

Уровень техники

Из уровня техники известны устройства того же назначения, что и заявленное изобретение.

Известна система определения устойчивости зданий и сооружений, используемая для определения устойчивости объектов (зданий и сооружений), при этом система для определения устойчивости зданий и сооружений содержит блок ударного устройства, блок формирования электрического синхроимпульса, блок преобразования колебаний в электрический сигнал, блок аналого-цифрового преобразования электрического сигнала, блок цифрового запоминающего устройства и блок управления цифровым запоминающим устройством, блок ввода экспериментальных и/или расчетных значений поверхностной прочности, и/или объемной прочности, и/или параметров армирования элементов конструкции объекта, и/или осадков, и/или сдвигов, и/или кренов объекта, и/или глубины залегания фундамента, и/или его поверхностной прочности, и/или его объемной прочности, и/или периода собственных колебаний грунта под объектом, и/или вокруг него, измеренного, по меньшей мере, по первому тону колебаний и/или уровня грунтовых вод, блок сравнения экспериментальных данных с нормированными данными, рассчитанными для данных конструкций и материалов испытуемого объекта и состава грунта под ним и/или вокруг него и блок воспроизведения полученных данных, связанные по шинам управления и данных между собой и с остальными функциональными блоками системы (патент РФ на изобретение №2245531, МПК G01M 7/00, публ. от 27.01.2005 г.).

Известна также система мониторинга технического состояния зданий и сооружений, содержащая блок ударного устройства, блок вибродатчиков, блок обработки и выходной информации, блок измерения ускорений колебаний объекта и/или блок измерения скоростей колебаний объекта и/или блок измерения амплитуд колебаний объекта и/или блок измерения наклонов и/или блок измерения прогибов и/или блок измерения напряжений и/или блок измерения нагрузок и/или блок измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или блок контроля трещин, стыков и швов и/или блок измерения геодезических параметров, блок градации выходной информации, причем выход блока вибродатчиков и/или выход блока измерения ускорений колебаний объекта и/или выход блок измерения скоростей колебаний объекта и/или выход блока измерения амплитуд колебаний объекта и/или выход блока измерения наклонов и/или выход блока измерения прогибов и/или выход блока измерения напряжений и/или выход блока измерения нагрузок и/или выход блока измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или выход блока контроля трещин, стыков и швов и/или выход блока измерения геодезических параметров соединены с входом блока обработки и выходной информации, выход которого соединен с входом блока градации выходной информации (патент РФ на полезную модель №66525, МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2007).

Известны способ и предназначенная для его осуществления система мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений (Патент РФ на изобретение №2381470, МПК G01M 7/00, публ. 10.02.2009). Способ по патенту №2381470 включает возбуждение колебаний объекта на собственных частотах, регистрацию вибраций, и/или ускорений колебаний, и/или скоростей колебаний, и/или амплитуд колебаний, и/или наклонов, и/или прогибов, и/или напряжений, и/или нагрузок, и/или измерения абсолютной и неравномерной осадки, и/или геодезических параметров, и/или контроль трещин, стыков, швов, фильтрацию параметров технического состояния зданий и сооружений, разделенных на две группы: группу параметров технического состояния нижней части объекта и группу параметров технического состояния верхней части объекта, определяют с использованием параметров технического состояния нижней части объекта путем математического (компьютерного) моделирования объекта расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, сравнивают расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта с аналогичными параметрами строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений от датчиков для мониторинга технического состояния верхней части объекта, корректируют параметры математической модели объекта при условии, что расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, определенные по результатам математического моделирования, отличаются от аналогичных параметров строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений на величину больше заданного порога, определяют по измеренным параметрам технического состояния нижней части объекта тренды параметров технического состояния нижней части объекта, экстраполируют трендовые значения параметров технического состояния нижней части объекта на заданный временной интервал, определяют на основе данных экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта прогнозные расчетные параметры технического состояния строительных конструкций верхней части объекта, фиксируют для потребителя прогнозную оценку будущего технического состояния объекта на основе сравнительного анализа прогнозных расчетных параметров технического состояния строительных конструкций верхней части объекта с предельно допустимыми значениями.

Устройство для осуществления изложенного выше способа - Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений содержит устройство ударного воздействия, блок обработки и выходной информации, блок градации выходной информации, и/или датчики измерения вибраций объекта, и/или датчики измерения ускорений колебаний объекта, и/или датчики измерения скоростей колебаний объекта, и/или датчики измерения амплитуд колебаний объекта, и/или датчики измерения наклонов, и/или датчики измерения прогибов, и/или датчики измерения напряжений, и/или датчики измерения нагрузок, и/или датчики измерения абсолютной и неравномерной осадки, и/или датчики контроля трещин, стыков и швов, и/или датчики измерения геодезических параметров, датчики давления (в том числе для контроля давления объекта на грунт и/или давления грунта на объект), и/или датчики измерения деформаций, и/или датчики измерения температуры, и/или датчики измерения влажности (при этом все перечисленные выше датчики объединены в одном блоке блок датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга), блок расчета параметров технического состояния объекта, блок фильтрации параметров технического состояния объекта, блок определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, блок сравнения, пороговое устройство, блок математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, блок корректировки параметров математической модели объекта, электронный ключ, блок отображения прогнозной и мониторинговой информации, причем выход блока датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга соединен с входом блока расчета параметров технического состояния объекта, первый выход которого соединен с входом блока фильтрации параметров технического состояния объекта, а второй выход соединен с входом блока обработки и выходной информации, выход которого соединен с входом блока градации выходной информации, первый выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с первым входом блока математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, второй выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом порогового устройства, первый выход которого соединен с входом блока корректировки параметров математической модели объекта и первым управляющим входом электронного ключа, а второй выход соединен со вторым управляющим входом электронного ключа, выход блока корректировки параметров математической модели объекта соединен со вторым входом блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, первый выход которого соединен с входом блока сравнения, а второй выход соединен с первым входом блока отображения прогнозной и мониторинговой информации, третий вход блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта соединен с выходом блока определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, вход которого соединен с выходом электронного ключа.

Известен также способ мониторинга технического состояния строительных объектов (Патент РФ на изобретение №2460980 МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012), который включает определение контролируемых элементов строительного объекта на основании анализа угроз, и/или конструктивных особенностей, и/или местоположения, и/или внешних воздействий, и/или анализа напряженно-деформированного состояния строительного объекта, формирование симметричных пар контролируемых элементов строительного объекта и/или их частей, определение контролируемых параметров, отображающих состояния сформированного множества контролируемых элементов и/или их частей, определение набора измеряемых параметров, на основании которых возможно определение контролируемых параметров, определение допустимых значений или интервалов допустимых значений контролируемых параметров, в соответствии с которыми определяют техническое состояние объекта, измерение для симметричных контролируемых элементов строительного объекта и/или их частей параметров, на основании которых определяют абсолютные и относительные значения контролируемых параметров, сравнение абсолютных значений контролируемых параметров с их допустимыми значениями или интервалами допустимых значений, а относительных контролируемых параметров с допустимой погрешностью измерений, суждение по результатам сравнения, полученным на начальном интервале времени, об адекватности математической модели объекта, при вынесении суждения по результатам сравнения о неадекватности коррекция математической модели объекта, формирование выводов о текущем техническом состоянии объекта на основе сравнения абсолютных и/или относительных значений контролируемых параметров с их допустимыми значениями или интервалами допустимых значений, заданными в виде конкретных величин или интервалов. Изложенный способ увеличивает быстродействие способа и системы мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений, охраняемых патентом №2381470.

Общим недостатком перечисленных технических решений является недостаточная точность диагностирования текущего технического состояния строительного объекта.

В указанных технических решениях определяют техническое состояние здания и сооружения лишь на момент снятия датчиками различных характеристик (периоды собственных колебаний, наклоны и др.) или осуществляют прогнозную оценку будущего технического состояния здания и сооружения на длительный временной интервал. Опыт использования автоматизированных систем мониторинга показал, что результаты измерений представляют собой большой массив данных и для его корректной обработки и получения достоверных результатов по оценке технического состояния объекта необходимо выполнять аналитическую обработку измеренных данных.

Помимо вышеуказанных недостатков известных из уровня техники аналогов в показаниях датчиков также не выделяются и не оцениваются составляющие, характеризующие состояние контролируемых элементов (конструкций). Так, показания датчика измерения угла наклонов свидетельствуют об изменении угла в конкретной точке, которое может быть вызвано изменением состояния нескольких конструктивных элементов. Например, датчик, показания которого используются для мониторинга состояния фундаментной плиты, может быть установлен (из соображений удобства монтажа) на колонне, установленной на этой плите. Если показания датчика свидетельствуют об аварийной ситуации, то необходимо, сверяясь с показаниями других датчиков, по показаниям которых определяют состояние фундаментной плиты и тех элементов конструкций, на которых установлен каждый из датчиков, определять причину изменения показаний датчиков (например, угол изменился из-за того что изменила свое положение в пространстве фундаментная плита или колонна на фундаментной плите на которой установлен датчик). При взаимосвязанном анализе показаний различных датчиков, установленных на различных контролируемых элементах, можно производить идентификацию причин изменения результатов мониторинга и повышать точность работы системы мониторинга.

Другим недостатком известных аналогов является то, что оценка технического состояния объекта по результатам мгновенных измерений может содержать большой процент ложных оценок. Например, мгновенное измерение и оценка по результатам измерений датчиков наклона может привести к ложной оценке состояния конструкций, если рядом с датчиком проехала машина (например, на парковке в подземной части здания) или топнул человек вблизи измерительного пункта или рядом с измерительным пунктом функционирует оборудование, создающее вибрации. При кратковременных воздействиях на объект вблизи измерительных устройств возможен выход контролируемых параметров за пределы контролируемых значений, что в действительности не свидетельствует об ухудшении технического состояния строительных конструкций.

Кроме перечисленных недостатков указанные способы и системы мониторинга предполагают обработку значительных массивов информации из-за того, что не предполагается производить отбор контролируемых элементов в зависимости от степени их влияния на состояние объекта, их значимости в возникновении аварийных ситуаций для объекта в целом или его частей, в значительной степени влияющих на состояние объекта, мониторинг которого проводится.

В известных решениях не ставится вопрос об учете систематических погрешностей измерительных приборов, что также негативно сказывается на оценке текущего или прогнозируемого состояния объекта мониторинга.

Техническим результатом, на достижение которого направлены способ и устройство заявленного изобретения, являются повышение достоверности определения конструкций, находящихся в аварийном или предаварийном состоянии, повышение точности определения состояния контролируемых конструкций и объекта в целом за счет исключения систематической ошибки измерительных приборов и возможности взаимоувазанного анализа измерений с различных приборов, повышение быстродействия за счет уменьшения массива обрабатываемой информации.

Сущность заявленного изобретения.

Заявленный способ мониторинга технического состояния строительных объектов позволяет устранить перечисленные недостатки путем аналитической обработки результатов измерений на основании заданного множества правил (критериев) оценки технического состояния строительного объекта. При этом на основании множества правил формируется логическая цепочка вывода, которая может формироваться с использованием булевых операций.

Для обеспечения возможности аналитической обработки результатов измерений необходима формализация предметной области.

Объект мониторинга в этом случае представляется в виде множества отдельных строительных элементов (несущих конструкций), образующих множество K.

Ввиду того, что как правило, любая несущая конструкция Ai, является ответственной, в любой конструкции может быть допущен или заводской брак при ее изготовлении или дефекты при выполнении строительных работ, а осуществлять контроль абсолютно всех конструкций объекта экономически нецелесообразно, то определение оптимального состава конструктивных элементов и параметров контроля является основной задачей при проектировании системы мониторинга, которая решается индивидуально для каждого объекта на основании учета таких различных факторов как местонахождение объекта, его ответственность, надежность проектных решений, финансовые ограничения.

При этом такие факторы как местонахождение (климатические и инженерно-геологические условия нахождения объекта) и надежность проектных решений (использование сложных нетиповых конструктивных узлов, большепролетных пролетов и консолей, неаппробированных проектных решений и материалов и т.д.) определяют потенциальные угрозы, реализация которых может повлечь ухудшение состояния конструктивных элементов или их разрушение.

Из множества строительных конструкций выделяется подмножество, элементы которого подлежат контролю системой мониторинга (множество контролируемых элементов). Для каждого из таких элементов определяют один или несколько параметров, изменения значений которых позволят судить об изменении деформационного состояния строительного элемента. Данный массив параметров образует множество, каждый из элементов которого может быть получен на основе измерений, проведенных датчиками различной физической природы, что позволяет минимизировать систематическую ошибку измерений.

Заявленное изобретение иллюстрируется графическими материалами:

фиг. 1 показаны отношения между множествами A, D, Е, Р, V и S и Фиг. 2 приведена функциональная схема «Системы мониторинга технического состояния строительных объектов.»

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:

1. Множество датчиков (S)

2. Множество измеряемых величин (V)

3. Множество обработчиков (А)

4. Множество контролируемых параметров (Р)

5. Множество отклонений (D)

6. Множество контролируемых элементов (Е)

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:

7. Блок датчиков

8. Блок регистрации измерений

9. Блок расчета контролируемых параметров

10. Блок аналитической обработки

11. Блок отображения мониторинговой информации

Сплошными линиями на фиг. 1 показаны связи, которые будут присутствовать вне зависимости от выбора контролируемых элементов, измеряемых параметров и вида алгоритмов/обработчиков, пунктиром показаны связи, которые могут образовываться в частных случаях.

Осуществление изобретения.

На основании вышеприведенного анализа из множества строительных конструкций K выделяется подмножество Е, элементы которого подлежат контролю системой мониторинга (множество контролируемых элементов).

Для каждого элемента ei из множества Е определяют один или несколько параметров pi, изменения значений которых позволят судить об изменении деформационного состояния строительного элемента. Данный массив параметров образует множество P (множество контролируемых параметров).

Множество контролируемых параметров P может быть получено путем проведения различных измерений, при этом один и тот же параметр pi может быть определен различными способами на основе данных различного измерительного оборудования. Например, контролируемый параметр, характеризующий крен фундаментной плиты, может быть получен как с использованием наклономеров, установленных на фундаментной плите и измеряющих углы наклона в точке установки, так и на основании показаний геодезического оборудования (тахеометры, нивелиры), измеряющего перемещения заданных точек, по которым можно вычислить крен фундаментной плиты.

Состав измерительного оборудования для получения множества P определяют индивидуально для каждого объекта в зависимости от таких факторов как необходимая точность измерения параметра pi, возможность и удобство расположения на объекте соответствующего оборудования, стоимость оборудования и т.п.

В качестве измерительного оборудования, может использоваться любое сочетание различных типов датчиков, которое образуют множество S, таких как вибродатчики, датчики измерений ускорений колебаний объекта, датчики измерений скоростей колебаний объекта, датчики измерений амплитуд колебаний объекта, датчики измерений наклонов, датчики измерений прогибов, датчики измерений напряжений, датчики измерений нагрузок, датчики измерений давлений, датчики измерений деформаций, датчики измерения абсолютной и/или неравномерной осадки, датчики контроля трещин, стыков и швов, датчики измерения геодезических параметров, датчики измерения климатических параметров. Конкретный состав используемых датчиков выбирается исходя из соображений как экономического характера, так и из соображений удобства монтажа датчика и его обслуживания при эксплуатации.

На основе показаний измерительного оборудования, составляющего множество S, формируется множество V из физических параметров, характеризующих состояние контролируемых объектов.

Имея множество контролируемых элементов Е, состояние которых характеризуется множеством параметров Р, которые в свою очередь определяются на основании измеряемых величин, образующих множество V, необходимо получить оценку технического состояния строительных конструкций и/или объекта в целом.

Для получения такой оценки для каждого элемента pi из множества контролируемых параметров Р определяется его состояние Spi. Состояние контролируемого параметра Spi является дискретной величиной, которая в свою очередь определяет категорию технического состояния контролируемого элемента конструкции. При этом задается интервал значений контролируемых параметров, принадлежность которому текущего значения контролируемого параметра означает его выход за пределы допустимых значений и, соответственно наличие угрозы для контролируемого элемента утратить способность выполнять свое назначение. Внутри такого интервала задаются промежуточные значения, при помощи которых определяется не только наличие угрозы для контролируемого элемента утратить способность выполнять свое назначение, но и степень такой угрозы. Граничные значения интервалов и промежуточные значения внутри нтервалов задаются пороговыми значениями. При этом градации степени угрозы, определяющие количество пороговых значений контролируемого параметра внутри интервала, могут быть различными. Например:

0 - нормальное;

1 - предаварийное;

2 - аварийное.

Или, например, в соответствии с ГОСТ 31937-2011 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния:

0 - нормативное техническое состояние;

1 - работоспособное техническое состояние;

2 - ограниченно-работоспособное техническое состояние;

3 - аварийное состояние.

Значение Sp вычисляется как функция:

Sp=f(c,m,D)

Где c - текущее значение контролируемого параметра pi, m - расчетное (ожидаемое) значение этого параметра, D - множество отклонений текущих значений ci контролируемого параметра pi от расчетного значения m, по которым определяют категорию технического состояния.

Элементы di множества отклонений D определяют диапазоны отклонений от m (расчетного значения контролируемого параметра) для соответствующих категорий технического состояния и представляют в виде интервалов значений. При этом для каждого параметра pi могут быть заданы несколько интервалов допустимых значений, которые характеризуют различные состояния контролируемой конструкции (например, «нормальное», «предаварийное»). Каждый элемент множества Di представляет собой пару значений (dмин, dмакс), которым задается интервал.

Например, если для контролируемого параметра задано расчетное значение m=1 и задано множество отклонений D из трех элементов, каждый из которых представляет собой пару чисел, задающих нижнее и верхнее значение интервала:

то в случае, если текущее значение «с» контролируемого параметра попадает в интервал d1 от 0.9 до 1.1, состоянию Sp контролируемого параметра присваивается 0 (нормальное), если текущее значение контролируемого параметра «с» не попадает в интервал d1 и попадает в интервал d2 от 0.8 до 1.2, то состоянию Sp контролируемого параметра присваивается 1 (предаварийное), если текущее значение контролируемого параметра «с» не попадает в интервал d1 и d2 и попадает в интервал d3 от 0 до 1000, то состоянию Sp контролируемого параметра присваивается 2 (аварийное).

Для расчета текущего значения «с» контролируемого параметра используются соответствующие правила (обработчики, алгоритмы), которые образуют множество А. Для каждого контролируемого параметра pi из множества P задается один обработчик ai из множества А. При этом один и тот же обработчик ai может быть задан сразу для нескольких контролируемых параметров из множества P. Каждый обработчик реализует соответствующий алгоритм для расчета значений контролируемого параметра.

Так, например, на основании измеренных данных (множество измеряемых величин) преобразуются значения электрических величин (напряжения, тока, сопротивления) в деформации, перемещения, температуру, давление, ускорение колебаний, либо осуществляется предварительная обработка результатов измерений (фильтрация, осреднение) для отсеивания случайных выбросов значений контролируемых параметров, вызываемых электромагнитными, механическими и другими случайными помехами. Входными данными для обработчиков могут являться элементы множества измеряемых величин V, предшествующие значения контролируемого параметра, значение которого вычисляется обработчиком, значения других контролируемых параметров, значение состояния контролируемого элемента.

Таким образом, по результатам анализа возможных угроз, который в том числе может проводиться с применением результатов математического моделирования и инженерных расчетов, определяется набор параметров, а также их допустимых значений, и элементов конструкций, которые подлежат автоматизированному контролю. При этом для взаимосвязанного анализа результатов мониторинга технического состояния строительных объектов вводится множество правил, представляющие собой алгоритмы обработки и вычислений значений контролируемых параметров для дальнейшего их сравнения с их допустимыми значениями, которые заданы множеством отклонений.

По результатам данного анализа, определяется состояние Sp каждого контролируемого параметра. Состояние контролируемого элемента Se определяется по формуле:

Sei=max(Sp1, … Spn);

где n - количество контролируемых параметров у элемента ei

При этом значения, присваиваемые состоянию Spi, возрастают по мере приближения к аварийному состоянию: например, 0 соответствует нормальному состоянию, 1 - предаварийному, 2 - аварийному.

Например, если для контролируемого элемента ei, в качестве которого может выступать горизонтальная железобетонная балка, задано два контролируемых параметра p1 и p2, например, максимальное отклонение от горизонтали и внутренняя деформация, то в случае если значение контролируемого параметра - максимальное отклонение от горизонтали - будет находиться в пределах допустимых отклонений, а значение контролируемого параметра - внутренняя деформация будет соответствовать аварийному состоянию, то значение состояния Sei контролируемого элемента ei определяется как аварийное.

Описанная выше последовательность действий способа мониторинга технического состояния строительных объектов реализуется системой мониторинга технического состояния строительных объектов, функциональная схема которой представлена на фиг. 2.

Блок датчиков 7 системы мониторинга включает набор известных из уровня техники различных типов датчиков таких как вибродатчики, датчики измерений ускорений колебаний объекта, датчики измерений скоростей колебаний объекта, датчики измерений амплитуд колебаний объекта, датчики измерений наклонов, датчики измерений прогибов, датчики измерений напряжений, датчики измерений нагрузок датчики измерений давлений, датчики измерений деформаций, датчики измерения абсолютной и/или неравномерной осадки, датчики контроля трещин, стыков и швов, датчики измерения геодезических параметров, датчики измерения климатических параметров.

Блок регистрации измерений 8 осуществляет регистрацию измерений, поступающих с блока датчиков 7 с преобразованием аналоговых сигналов измерений в цифровой вид для последующего анализа и может быть выполнен также на основании известных средств - устройств регистрации и аналого-цифровых преобразователей.

Блок расчета контролируемых параметров 9 на основе зарегистрированных в блоке 8 значений измеряемых датчиками блока 7 параметров осуществляет вычисление контролируемых параметров.

Блок аналитической обработки 10, осуществляет анализ контролируемых параметров на основе заданного множества правил (критериев) и логической цепочки вывода результатов по оценке состояния отдельных контролируемых конструкций и/или строительного объекта в целом.

Блоки 9 и 10 могут быть реализованы с помощью известных средств вычислительной техники.

Блок отображения мониторинговой информации 11, осуществляет отображение в наглядной форме результатов оценки отдельных контролируемых конструкций и/или строительного объекта в целом.

Отображение информации может осуществяться на мониторе компьютера. При этом элементы конструкции могут отображаться в любом удобном для восприятия оператора виде, в частности, в виде элементов трехмерной модели здания, сооружения.

Из приведенного списка источников, использованных при составлении описания заявленного изобретения, следует известность средств, на основе которых строится заявленное устройство и осуществляется заявленный, что свидетельствует о соответствии заявленного изобретения условию патентоспособности «промышленная применимость».

Список использованных источников

1. Патент РФ №66525 на полезную модель «Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2007.

2. Патент РФ №82048 на полезную модель «Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений - СМИС», МПК G05B 17/02, публ. 10.04.2009.

3. Патент РФ №77429 на полезную модель «Устройство для динамических исследований сейсмостойкости здани и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 20.10.2008.

4. Патент РФ №108602 на полезную модель «Система контроля технического состояния строительных сооружений», МПК G01B 21/22, публ. 20.09.2011.

5. Патент РФ №123949 на полезную модель «Система мониторинга изменения состояния несущих конструкций зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.01.2013.

6. Патент РФ №148119 на полезную модель «Прибор мониторинга трещин и стыков здания», МПК E04G 23/00, публ. 15.07.2014.

7. Патент РФ №149873 на полезную модель «Устройство для определения статических и динамических параметров несущих конструкций зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 20.01.2015.

8. Патент РФ №2245531 на изобретение «Способ определения устойчивости зданий и сооружений и система для определения устойчивости зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. от 27.01.2005 г.

9. Патент РФ №2284518 на изобретение «Способ диагностирования начала процесса разрушения в элементах конструкции объекта», МПК G01N 29/04, публ. 25.09.2006.

10. Патент РФ №2291397 на изобретение «Инклинометр», МПК G01C 9/00, Е21В 47/02, публ. 10.01.2007.

11. Патент РФ №2327105 на изобретение «Способ контроля состояния конструкции здания или инженерно-стротельного сооружения и устройтво для его осуществления», МПК G01B 7/16, G01M 7/00, публ. от 20.06.2008 г.

12. Патент РФ №2344369 на изобретение «Датчик угда наклона одноплоскостной», МПК G01B 7/30, G01C 9/00, публ. от 20.01.2009 г.

13. Патент РФ №2357205, на изобретение «Система для определения деформаций строительных конструкций», МПК G01B 11/16, публ. от 27.05.2009 г.

14. Патент РФ №2378457 на изобретение «Способ мониторинга здания, находящегося под действием возмущений от смещения его фундамента», МПК E02D 33/00, публ. от 10.01.2010 г.

15. Патент РФ №2381470 на изобретение «Способ мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений и система мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.02.2009.

16. Патент РФ №2395786 на изобретение «Способ диагностирования конструкции», МПК G01B 7/16, публ. 27.07.2010.

17. Патент РФ №2401426 на изобретение «Инклинометр», МПК G01N 27/02, G01C 9/06, публ. 10.10.2010.

18. Патент РФ №2413193 на изобретение «Способ мониторинга безопасности несущих конструкций6 конструктивных элементов зданий и сооружений и система для его осуществления», МПК G01M 7/00, публ. 27.02.2011.

19. Патент РФ №2448225 на изобретение «Система мониторинга состояния трещин и стыков зданий и сооружений», МПК E04G 23/00, публ. 20.04.2012.

20. Патент РФ №2460980 на изобретение «Способ мониторинга технического состояния объектов», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012.

21. Патент РФ №2460981 на изобретение «Способ мониторинга и прогнозирования технического состояния объектов», МПК G01M 7/00, публ. 10.09.2012.

22. Патент РФ №2461847 на изобретение «Способ непрерывного мониторинга физического состояния зданий или сооружений и устройство для его осуществления», МПК G01V 1/28, G01V 7/02, публ. 20.09.2012.

23. Патент РФ №2472129 на изобретение «Система мониторинга безопасной эксплуатации зданий и инженерно-строительных сооружений», МПК G01M 7/00, публ. 10.01.2013.

24. Патент РФ №2482445 на изобретение «Устройство контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения», МПК G01B 7/16, G01M 5/00, публ. 20.05.2013.

25. Патент РФ №2557343 на изобретение, МПК G01M 7/00, публ. от 20.07.2015 г.

26. Патент РФ №2557343 на изобретение «Способ определения признаков и локализации места изменения напряженно-деформированного состояния зданий, сооружений», МПК G01M 7/00, публ. от 20.07.2015 г.

27. В.Я. Распопов «Микромеханические приборы», М: Машиностроение, 2007, ISBN: 5-217-03360-6.

1. Способ мониторинга технического состояния строительных объектов, включающий выбор из несущих конструкций строительного объекта контролируемых элементов строительного объекта, по состоянию которых возможно вынесение суждения о техническом состоянии строительного объекта, формирование множества параметров, характеризующих состояние каждого из выбранных контролируемых элементов, определение интервалов значений контролируемых параметров, при которых состояние соответствующих контролируемых элементов характеризуется как выход за пределы допустимого с градацией значений, находящихся на границах и внутри таких интервалов по степени угрозы утраты контролируемым элементом способности выполнять свое назначение, регистрацию значений выходных сигналов датчиков, установленных на контролируемых элементах, их обработку и вычисление контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов по обработанным зарегистрированным значениям выходных сигналов, характеризующих состояние контролируемого элемента, сравнение полученных текущих значений контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов с пороговыми значениями, определяющими границы интервалов допустимых значений и с пороговыми значениями внутри таких интервалов, обеспечивающими возможность градации степени выхода значения параметра за пределы его допустимого значения, идентификацию состояния контролируемых элементов на основании анализа того из характеризующих его параметров, значения которого имеют наибольшие отклонения от допустимых значений, вынесение суждения о состоянии строительного объекта на основании информации о состоянии контролируемых элементов, отображение в наглядной форме мониторинговой информации и результатов оценки состояния каждого из контролируемых элементов и строительного объекта в целом.

2. Система мониторинга технического состояния строительных объектов включает блок датчиков, блок регистрации измерений, осуществляющий регистрацию измерений, поступающих с блока датчиков, блок расчета контролируемых параметров, осуществляющий вычисление контролируемых параметров по результатам измерений, блок аналитической обработки, осуществляющий определение состояний контролируемых параметров путем сравнения с пороговыми значениями и определение состояний контролируемых конструкций и/или строительного объекта в целом на основании выбора худшего состояния соответствующих контролируемых параметров, блок отображения мониторинговой информации, осуществляющий отображение в наглядной форме результатов оценки отдельных контролируемых элементов и/или строительного объекта в целом.



 

Похожие патенты:

Данное изобретение имеет отношение к испытательной технике, а именно к способам формирования спектров случайной вибрации, и может быть использовано в машиностроении.

Изобретение относится к вибрационной технике. Способ возбуждения колебаний заключается в том, что возбуждают резонансные колебания, задают жесткость упругих подвесок колебательной системы, образованной рабочим органом и вибровозбудителем.

Изобретение относится к авиационной испытательной технике, а именно к стендам для испытаний элементов вертолета с соосными винтами. Устройство содержит фундамент стенда, силовой каркас, зажимные приспособления, раму монтажную, каркас фюзеляжа, амортизаторы, мотораму, двигатель внутреннего сгорания, подредукторную раму, редуктор, выходные соосные валы, автомат перекоса, соосные винты, муфту, рычаги, коромысла, нагрузочное устройство, устройство пилотирования с приводами управления автоматом перекоса, систему топливную, смазки, системы охлаждения, систему управления двигателем, устройство пожаротушения, систему приточно-вытяжной вентиляции, пульт управления, органы управления пилота, электрический привод несущих винтов, блок защиты и коммутации, электрохимический рекуператор, анализатор источников тока, высокоскоростные видеокамеры, тепловизоры, анализатор спектра, система шумоанализа, средства технологического контроля электретных микрофонов, параметрический тестер последовательных каналов информационного обмена, оптическая система контроля тел вращения, средства сопряжения с системой обеспечения эксплуатации вертолета, автономные источники бесперебойного питания.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и может быть использовано для формирования переменных нагрузок в циклических программных испытаниях для определения надежности и эксплуатационного ресурса авиационных конструкций.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и диагностики технического состояния конструкций. При реализации способа на диагностируемую конструкцию устанавливают датчики ускорений.

Изобретение относится к метрологии, в частности к резонансным испытаниям механических конструкций. Способ определения параметров собственных тонов колебаний конструкций заключается в выделении собственных тонов методом фазового резонанса путем использования многоканальной системы возбуждения и измерения колебаний, определении частот фазовых резонансов, представлении колебаний конструкции по каждому собственному тону линейным осциллятором, характеристиками которого являются обобщенная сила возбуждения колебаний, обобщенная масса, обобщенное демпфирование и обобщенная жесткость соответствующего тона, определении обобщенных масс, обобщенного демпфирования и обобщенных жесткостей тонов по вибрационному отклику конструкции.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проведении испытаний изделий на линейные перегрузки, а также при прочих видах испытаний, требующих пространственного разделения испытуемого и стендового оборудования.

Изобретение относится к области строительства и касается конструктивного выполнения прибора, обеспечивающего измерение и регистрацию ускорений колебаний почвы и объектов в широком диапазоне частот и ускорений от самых незначительных и до превышающих lg, на которых предусмотрено размещение как инженерно-сейсмометрических станций, так и станций мониторинга технического состояния несущих конструкций зданий и сооружений.

Изобретение относится к метрологии, в частности к средствам измерения динамических процессов. Способ фильтрации нестационарных сигналов, представляющих реализации исследуемых динамических процессов с последующим выделением полезного сигнала, осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к испытательному оборудованию. Способ заключается в том, что на основании посредством по крайней мере трех виброизоляторов закрепляют переборку, представляющую собой одномассовую колебательную систему.

Изобретение относится к области автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений и может быть использовано при проектировании и эксплуатации зданий и сооружений. При реализации способа осуществляется выбор из несущих конструкций строительного объекта контролируемых элементов, по состоянию которых возможно вынесение суждения о техническом состоянии строительного объекта, формирование множества параметров, характеризующих состояние каждого из выбранных контролируемых элементов, определение интервалов значений контролируемых параметров, при которых состояние соответствующих контролируемых элементов характеризуется как выход за пределы допустимого с градацией значений, находящихся на границах и внутри таких интервалов по степени угрозы утраты контролируемым элементом способности выполнять свое назначение, регистрация значений выходных сигналов датчиков, установленных на контролируемых элементах, их обработка и вычисление контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов по обработанным зарегистрированным значениям выходных сигналов, характеризующих состояние контролируемого элемента. Затем производят сравнение полученных текущих значений контролируемых параметров для каждого из контролируемых элементов с пороговыми значениями, определяющими границы интервалов допустимых значений и с пороговыми значениями внутри таких интервалов, обеспечивающими возможность градации степени выхода значения параметра за пределы его допустимого значения, идентификацию состояния контролируемых элементов на основании анализа того из характеризующих его параметров, значения которого имеют наибольшие отклонения от допустимых значений, вынесение суждения о состоянии строительного объекта на основании информации о состоянии контролируемых элементов, отображение в наглядной форме мониторинговой информации и результатов оценки состояния каждого из контролируемых элементов и строительного объекта в целом. Система включает блок датчиков, блок регистрации измерений, осуществляющий регистрацию измерений, поступающих с блока датчиков, блок расчета контролируемых параметров, осуществляющий вычисление контролируемых параметров по результатам измерений, блок аналитической обработки, осуществляющий определение состояний контролируемых параметров путем сравнения с пороговыми значениями и определение состояний контролируемых конструкций иили строительного объекта в целом на основании выбора худшего состояния соответствующих контролируемых параметров, блок отображения мониторинговой информации, осуществляющий отображение в наглядной форме результатов оценки отдельных контролируемых конструкций иили строительного объекта в целом. Технический результат заключается в повышении достоверности определения конструкций, находящихся в аварийном или предаварийном состоянии, повышении точности определения состояния контролируемых конструкций и объекта в целом и возможности взаимоувязанного анализа измерений с различных приборов, повышении быстродействия. 2 н.п. ф-лы и 2 ил.

Наверх