Автоматизований діагностичний комплекс моніторингу і прогнозування технічного стану будівель та споруд

Реферат: Автоматизований діагностичний комплекс моніторингу і прогнозування технічного стану будівель та споруд містить блоки виміру прискорень, коливань об'єкту, виміру нахилу об'єкту, виміру вібрації, виміру напружень і/або амплітуд коливань, і/або прогинів, і/або навантажень, і/або осадки об'єкту, і/або геодезичних параметрів, і/або контролю тріщин, стиків, швів, відображення поточного та прогнозного стану об'єкту, розрахунку та аналізу технічних параметрів об'єкту діагностики, визначення кількості випаровувань екологонебезпечних речовин, виміру акустичних коливань об'єкту, аварійної та прогнозної сигналізації, визначення залежностей, автоматизованого визначення метеорологічних параметрів експлуатації об'єкту. Додатково містить пристрій передачі даних на далекі відстані, пристрій прийому даних віддаленого користувача. UA 82968 U (12) UA 82968 U UA 82968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до області автоматизованих систем моніторингу технічного стану будівель і споруд та може бути використана при проектуванні, будівництві та експлуатації будівель та споруд, в тому числі будівель та споруд, що знаходяться в складних кліматичних умовах. Відомий взятий за аналог інформаційно-діагностичний комплекс моніторингу і прогнозування технічного стану інженерно-будівельних споруд (патент України № 73310), що містить блок датчиків і обладнання автоматизованої системи моніторингу (датчики виміру прискорень коливань об'єкту і/або датчики виміру нахилу, і/або датчики виміру напружень, і/або датчики виміру вібрації, і/або датчики виміру амплітуди коливань об'єкту, і/або датчики виміру прогинів, і/або датчики виміру осадки, і/або контролю тріщин, стиків, швів, і/або датчики для визначення геодезичних параметрів, і/або датчики виміру деформації, і/або датчики виміру акустичних коливань і контролери датчиків, і обладнання, що здійснює перетворення і збереження виміряних даних в цифровому і/або аналоговому вигляді для подальшої обробки та аналізу), блок автоматизованого визначення метеорологічних параметрів, і/або датчики для визначення метеорологічних параметрів, і/або підключають інформаційно-діагностичний комплекс моніторингу і прогнозування технічного стану інженерно-будівельних споруд до автономної системи визначення метеорологічних параметрів. Дана система для прогнозування майбутнього ймовірнісного стану об'єкту діагностики здійснює знаття та реєстрацію даних з блока датчиків, які надходять в блок обробки вихідної інформації, де виконується виділення корисної складової сигналів з датчиків. За обробленими даними розраховуються параметри технічного стану об'єкту шляхом виконання над ними математичних операцій (інтегрування, диференціювання, знаходження власних частот і т.д.). Далі встановлюються можливі залежності між отриманими даними та збурюючими факторами. По визначених залежностях та даних про метеорологічні характеристики експлуатації об'єкту формується ймовірнісний прогнозний висновок. Визначена прогнозна інформація, а також розраховані параметри об'єкту відображаються для користувача в пристроях графічного відображення прогнозного й поточного стану об'єктів відповідно. Для оповіщення обслуговуючого персоналу про небезпеку використовується аварійна сигналізація. На основі отриманої моніторингової інформації про майбутній стан об'єкту користувач може прийняти комплекс відповідних дій для попередження руйнування об'єкту. Недоліками відомого інформаційно-діагностичного комплексу моніторингу і прогнозування технічного стану інженерно-будівельних споруд є те, що: 1. В системі відсутній пристрій передачі інформації про поточний та прогнозний стан об'єкту на далекі відстані (більше 1 км), наприклад пристрій передачі даних через супутник, інтернет мережі і т.д., що в свою чергу не дозволяє здійснювати віддалений контроль, тобто обмежується відстань можливості розташування контрольного центру, у якому здійснюється остаточне прийняття рішень щодо збереження роботоздатності та функціональності об'єкту. 2. В системі використовують пристрої з однаковими функціональними характеристиками (пристрій аварійної сигналізації 1 та 2, пристрій відображення поточного стану об'єкту та пристрій графічного відображення прогнозної інформації). Наявність даних пристроїв в такій кількості робить систему більш складною та дорогою, що вказує на недоцільність їх використання. В основу корисної моделі поставлено задачу вирішення вищевказаних недоліків та підвищення надійності системи. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що на об'єкті додатково до блоків аналогу встановлюються: пристрій передачі даних на далекі відстані, що дозволяє відсилати інформацію про поточний та прогнозний технічний стан об'єкту до віддаленого користувача, або контрольного центру, що в свою чергу дозволяє здійснювати контроль об'єктів, які знаходяться в складних умовах експлуатації, контроль мережі об'єктів віддалених один від одного; пристрій прийому даних віддаленого користувача, що використовується користувачем для отримання інформації про поточний та прогнозний технічний стан об'єкту. Вказаний технічний результат у корисній моделі - автоматизованому діагностичному комплексі моніторингу і прогнозування технічного стану будівель та споруд досягається тим, що в автоматизованому діагностичному комплексі, що включає блок обробки вихідної інформації, блок розрахунку та аналізу і/або датчики виміру прискорень коливань об'єкту і/або датчики виміру нахилу, і/або датчики виміру напружень, і/або датчики виміру вібрації, і/або датчики виміру амплітуди коливань об'єкту, і/або датчики виміру прогинів, і/або датчики виміру осадки, і/або контролю тріщин, стиків, швів, і/або датчики для визначення геодезичних параметрів, і/або датчики виміру деформації, і/або датчики виміру акустичних коливань (при цьому всі 1 UA 82968 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 перераховані вище датчики об'єднані в одному блоці - блоці датчиків), записуючий пристрій, блок градації даних, пристрій графічного відображення поточного та прогнозного стану об'єкту, блок порівняння, пороговий пристрій, блок збереження даних, блок градації вихідної інформації, пристрій аварійної сигналізації, блок автоматизованого визначення метеорологічних параметрів, блок математичного моделювання та розрахунку параметрів об'єкту, блок визначення залежностей, блок розрахунку прогнозного стану об'єкту, пристрій передачі даних на далекі відстані, пристрій прийому даних віддаленого користувача, причому блок датчиків з'єднаний з блоком обробки вихідної інформації, що в свою чергу першим виходом з'єднаний з записуючим пристроєм, а другим виходом з блоком розрахунку та аналізу параметрів об'єкту, перший вихід якого з'єднаний з входом блока порівняння, який в свою чергу зв'язаний з пороговим пристроєм, другий вихід зв'язаний з пристроєм відображення поточного та прогнозного стану об'єкту, третій вихід з'єднаний з пристроєм передачі даних на далекі відстані, вихід якого зв'язаний з входом пристрою прийому даних віддаленого користувача, четвертий вихід блока розрахунку та аналізу параметрів об'єкту з'єднаний з блоком збереження даних, п'ятий вихід зв'язаний з блоком градації вихідної інформації, який з'єднаний з пристроєм аварійної сигналізації, шостий вихід зв'язаний з блоком визначення залежностей, вихід якого з'єднаний з блоком визначення прогнозного стану, вихід якого зв'язаний з пристроєм аварійної сигналізації, а вхід з'єднаний з виходом блока автоматизованого визначення метеорологічних параметрів, вихід якого пов'язаний з блоком математичного моделювання та розрахунку параметрів об'єкту, вихід якого з'єднаний з блоком порівняння. Вказані ознаки є істотними і взаємопов'язаними між собою з створенням стійкої сукупності вагомих ознак, достатньої для отримання потрібного технічного результату. На кресленні зображено блок-схему автоматизованого діагностичного комплексу моніторингу і прогнозування технічного стану будівель та споруд, де 1 - блок датчиків; 2 - блок обробки вихідної інформації; 3 - записуючий пристрій; 4 - блок розрахунку та аналізу параметрів об'єкту; 5 - блок градації вихідної інформації; 6 - пристрій аварійної сигналізації; 7 - пристрій прийому даних віддаленого користувача; 8 - пристрій передачі даних на далекі відстані; 9 - блок порівняння; 10 - пороговий пристрій; 11 - пристрій відображення поточного та прогнозного стану об'єкту; 12 - блок розрахунку прогнозного стану; 13 - блок визначення залежності; 14 - блок автоматизованого визначення метеорологічних параметрів; 15 - блок математичного моделювання та розрахунку параметрів об'єкту. Реалізація корисної моделі. Один з найбільш типових варіантів реалізації корисної моделі здійснюється наступним чином. При розміщенні об'єкту діагностики в віддалених від центру контролю зонах з складними умовами експлуатації на нього діють зовнішні збурюючі фактори, це, в свою чергу, відображається на діагностичних параметрах, що контролюються системою. Для прогнозування майбутнього ймовірнісного стану об'єкту здійснюється знаття та реєстрація даних з блока датчиків, які надходять на блок обробки вихідної інформації, де виконується виділення корисної складової сигналів з датчиків. Оброблені дані надходять в блок розрахунку та аналізу, де розраховуються параметри технічного стану об'єкту шляхом виконання над вимірами математичних операцій (інтегрування, диференціювання, знаходження власних частот і т.д.). Розраховані параметри надходять до блока визначення залежностей, в якому встановлюються залежності між ними та збурюючими факторами, дані про які надходять від блока автоматизованого визначення метеорологічних параметрів. По визначених залежностях та даних про метеорологічні характеристики експлуатації об'єкту в блоці розрахунку прогнозного стану об'єкту формується ймовірнісний прогнозний висновок. Також паралельно від блока розрахунку та аналізу параметрів об'єкту (за натурними вимірами) та блока математичного моделювання та розрахунку параметрів об'єкту (за метеорологічними даними) вихідні дані надходять до блока порівняння, потім до порогового пристрою, в якому встановлюється відповідність математичної моделі отриманим розрахунковим даним. Визначена прогнозна інформація, а також розраховані параметри об'єкту відображаються для користувача в пристрої графічного відображення прогнозного й поточного стану об'єкту і відсилається з допомогою пристрою передачі даних на далекі відстані віддаленому користувачеві. Блок аварійної сигналізації слугує для оповіщення обслуговуючого персоналу. На основі отриманої моніторингової інформації про майбутній стан об'єкту користувач зможе прийняти комплекс відповідних дій для попередження руйнування об'єкту. Таким чином, в запропонованій корисній моделі вирішується технічна задача, що дозволяє на ранніх стадіях розвитку руйнівних процесів здійснити прогнозну оцінку технічного стану 2 UA 82968 U об'єкту і тим самим, реалізувати комплекс превентивних мір по попередженню руйнування об'єкту. При цьому також вирішується задача оцінки поточного стану об'єкту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 Автоматизований діагностичний комплекс моніторингу і прогнозування технічного стану будівель та споруд, що містить блок виміру прискорень, коливань об'єкту, блок виміру нахилу об'єкту, блок виміру вібрації, блок виміру напружень і/або амплітуд коливань, і/або прогинів, і/або навантажень, і/або осадки об'єкту, і/або геодезичних параметрів, і/або контролю тріщин, стиків, швів, блок відображення поточного та прогнозного стану об'єкту, блок розрахунку та аналізу технічних параметрів об'єкту діагностики, блок визначення кількості випаровувань екологонебезпечних речовин, блок виміру акустичних коливань об'єкту, блок аварійної та прогнозної сигналізації, блок визначення залежностей, блок автоматизованого визначення метеорологічних параметрів експлуатації об'єкту, який відрізняється тим, що він додатково містить пристрій передачі даних на далекі відстані, пристрій прийому даних віддаленого користувача. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3