Система контролю положення зсувного масиву

Реферат: Винахід належить до геодезичного моніторингу зсувних територій. Система контролю положення зсувних масивів містить зворотні виски в свердловинах з пристроями фіксації взаємного положення оголовків свердловини відносно власних висків. Згідно з винаходом, в кожному оголовку свердловини зворотного виска на кронштейні жорстко встановлений оптикоелектронний блок з фотоприймальною матрицею і негативною лінзою, а на поплавку зворотного виска встановлений лазерний блок, що формує тонкий світловий промінь, який співпадає з лінією нитки виска. Система також містить такі електронні блоки, як центральний пульт управління (ЦПУ), приймач-передавач ЦПУ, передавач зворотного виска, блок управління зворотного виска, блок обробки інформації, блок запису та зберігання інформації, блок обробки інформації ЦПУ, блок цифрового топографічного плану, блок динамічної індикації та блок запису і зберігання. Система забезпечує повну автоматизацію поточного контролю зсувних точок в реальному масштабі часу з підвищеною точністю та з попередженням про можливий зсув, що суттєво підвищує ефективність контролю. UA 102909 C2 (12) UA 102909 C2 UA 102909 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі геодезичного моніторингу зсувних територій. Відомі геодезичні методи та інструменти для контролю положення точок на земній поверхні: тріангуляційні, трилатераційні, полігонометричні [1]. Такі системи мають високу точність, однак їх недоліком є відсутність оперативності вимірювань і великий об'єм ручних операцій [2]. В цьому аспекті більш ефективним є застосування для контролю зсувної системи GPS з повною автоматизацією дистанційних вимірювань [3]. Тут до недоліків слід віднести високу вартість імпортного обладнання, а також можливу наявність неконтрольованих атмосферних перешкод, які можуть впливати на точність вимірювань. Як аналог, прийнятий за прототип, можна прийняти геодезичну систему [4] з зворотними висками, що має подібні ознаки із запропонованою: наявність геодезичних знаків типу зворотного виска, з першопочатковою геодезичною прив'язкою контрольних точок на місцевості. Недоліком такої системи є неможливість дистанційного слідкування за положенням знаків у часі. Задачею винаходу є автоматизація оперативного контролю планового положення точок зсувних масивів з високою точністю та з попередженням про можливий зсув, що суттєво підвищує ефективність контролю. Поставлена задача вирішується тим, що в системі контролю положення зсувного масиву, що містить зворотні виски в свердловинах з пристроями фіксації взаємного положення оголовків свердловини відносно власних висків, згідно з винаходом, в кожному оголовку свердловини зворотного виска на кронштейні жорстко встановлений оптико-електронний блок з фотоприймальною матрицею і негативною лінзою, а на поплавку зворотного виска встановлений лазерний блок з можливістю формування ним тонкого світлового променя, який співпадає з лінією нитки виска, а також система містить такі електронні блоки, як центральний пульт управління (ЦПУ), приймач-передавач ЦПУ, передавач зворотного виска, блок управління зворотного виска, блок обробки інформації, блок запису та зберігання інформації, блок обробки інформації ЦПУ, блок цифрового топографічного плану, блок динамічної індикації та блок запису і зберігання, при цьому виходи ЦПУ електрично зв'язані з входом приймача-передавача ЦПУ і першим входом блока обробки інформації ЦПУ, а входи ЦПУ електрично зв'язані з виходом програмного блока і першим виходом блока обробки інформації ЦПУ, один вихід приймача-передавача ЦПУ електрично зв'язаний з другим входом блока обробки інформації ЦПУ, а другий вихід приймача-передавача ЦПУ зв'язаний дистанційно по радіоканалу з передавачем зворотного виска, вихід та вхід якого електрично зв'язані з першим входом та першим виходом блока управління зворотного виска, другий вихід та другий вхід блока управління зворотного виска електрично зв'язані з першим входом та першим виходом блока обробки інформації, другий вихід якого електрично зв'язаний з входом блока запису та зберігання інформації, а другий вхід блока обробки інформації електрично зв'язаний з виходом оптико-електронного блока, вхід оптико-електронного блока тонким світловим пучком зв'язаний з виходом лазерного блока, входом лазерного блока є тонка нитка зворотного виска, при цьому другий вихід блока обробки інформації ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока цифрового топографічного плану, виходи якого електрично зв'язані з першим входом блока динамічної індикації та входом блока запису і зберігання, вихід якого електрично зв'язаний з другим входом блока динамічної індикації. Технічним результатом є повна автоматизація поточного контролю зсувних точок в реальному масштабі часу з підвищеною точністю та з забезпеченням попередження про можливий зсув. На фіг. 1 представлена блок-схема системи контролю положення зсувного масиву, де 1 - центральний пульт управління (ЦПУ); 2 - приймач-передавач ЦПУ; 3 - передавач зворотного виска; 4 - блок управління зворотного виска; 5 - блок обробки інформації; 6 - блок запису та зберігання інформації; 7 - оптико-електронний блок; 8 - лазерний блок; 9 - тонка нитка зворотного виска; 10 - тонкий світловий пучок; 11 - програмний блок; 12 - блок обробки інформації ЦПУ; 13 - блок цифрового топографічного плану; 1 UA 102909 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 14 - блок динамічної індикації; 15 - блок запису і зберігання. При цьому 1, 2, 11, 12, 13, 14, 15 - блоки, що встановлені при центральному пункті; 3, 4, 5, 6 - блоки, що встановлені в оголовку свердловини кожного зворотного виска. Зворотні виски встановлені в зсувному масиві в свердловинах, в стволах з забетонованим якорем в нижній частині з оголовком та блоком поплавка в захисному кожусі у верхній частині. Тонка нитка 9 натягнута та закріплена: один кінець на якорі, інший на конструкції поплавка. На фіг. 1 суцільними лініями зі стрілками позначені провідні електричні зв'язки, подвійними лініями зі стрілками позначені оптичні зв'язки, а зиґзаґоподібними лініями зі стрілками - блоки зв'язані дистанційно по радіоканалу. На фіг. 2 схематично показані елементи зворотного виска, встановлені в оголовку 16, що захищений кришкою 17 (18 - свердловина). На кронштейні 21, жорстко закріпленому на конструкції оголовку, встановлений оптикоелектронний блок 7, а на блоці поплавка 19, що плаває в торондальній посудині з рідиною 20, закріплений лазерний блок 8. Блок 7 містить фотоприймальну матрицю 22 і негативну лінзу 23, що встановлені в єдиному корпусі. Блок 8 формує тонкий світловий пучок 10, що виставлений в напрямку по осі тонкої нитки 9. Блоки 3, 4, 5, 6 і блок електроживлення також розміщені в зоні оголовка під кожухом. Всі зворотні виски зсувного масиву за запитом центрального пульту управління 1 передають йому інформацію про зміну положення тонких ниток (тобто зміщення оголовків відносно первинного положення) за напрямком осей координат х та у. В місці положення ЦПУ 1 розміщені блоки 11, 12, 13, 14, 15, які електрично зв'язані з ЦПУ 1, а також блок електроживлення. Система працює наступним чином. За сигналом ЦПУ 1 через блок 11 блок 12 формує сигнали опитування зворотних висків, комутує їх і направляє в блок 2, який здійснює передачу сигналів по радіоканалу в блоки 3 (для кожного зворотного виска в масиві). Сигнал опитування потрапляє в блок управління зворотного виска 4, який вмикає блоки 7 і 8. В блоці 7 на фотоприймальній матриці фокусують зображення світлового пучка 10, яке перетворюють в електричні сигнали і потім направляють в блок 5, в якому сигнали обробляють і обчислюють величини зміщення нитки виска 9 відносно оголовку 16 за напрямками осей х та у. Сигнали, які містять закодовані значення зміщення оголовків, направляють в блок 12, в якому збирають сигнали про зміщення у всіх зворотних висках на зсувному масиві, нумерують, кодують і передають в блок 13, де на цифровому топографічному плані зсувного масиву виконують оцінку ситуації і прогноз її розвитку за даними попередніх опитувань і даними, що закладені в програмі блока 12. Результати індукуються в блоці 14 на дисплеї, а також передаються в блок 15 для запису і зберігання. Таким чином, запропонована система контролю зсувних ділянок дозволяє в автоматичному режимі реалізовувати моніторинг зсувних масивів в реальному масштабі часу, при цьому система, маючи високу точність, дозволяє фіксувати мікропереміщення ґрунту на початковому етапі виникнення зсуву (при набуханні), що суттєво підвищує ефективність моніторингу. Література: 1. Островський А.Л. Геодезія, частина II: Підручник для вузів / A.Л. Островський, О.І. Мороз, В.Л. Тарнавський - Львів: НУ «Львівська політехніка», 2007. - С. 92-100. 2. Телятник А.О. Комплексное изучение и прогнозирование оползней: Монография / А.О. Телятник. - К., 1993. - С. 43-46. 3. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных систем в геодезии. Т. 2. Монография / К.М. Антонович; ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия». - М.: ФГУП «Картгеоцентр», 2005. - С. 172-181. 4. Боровий В.О. Високоточні інженерні-геодезичні роботи при будівництві та експлуатації інженерних споруд: Навч. Посібник / B.О. Боровий, В.Г. Бурачек, С.П. Войтенко, І.Є. Суботін. К.: ІСДО, 1993. - С. 28-34. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 Система контролю положення зсувного масиву, що містить зворотні виски в свердловинах з пристроями фіксації взаємного положення оголовків свердловини відносно власних висків, яка відрізняється тим, що в кожному оголовку свердловини зворотного виска на кронштейні жорстко встановлений оптико-електронний блок з фотоприймальною матрицею і негативною 2 UA 102909 C2 5 10 15 20 лінзою, а на поплавку зворотного виска встановлений лазерний блок з можливістю формування ним тонкого світлового променя, який співпадає з лінією нитки виска, а також система містить такі електронні блоки, як центральний пульт управління (ЦПУ), приймач-передавач ЦПУ, передавач зворотного виска, блок управління зворотного виска, блок обробки інформації, блок запису та зберігання інформації, блок обробки інформації ЦПУ, блок цифрового топографічного плану, блок динамічної індикації та блок запису і зберігання, при цьому виходи ЦПУ електрично зв'язані з входом приймача-передавача ЦПУ і першим входом блока обробки інформації ЦПУ, а входи ЦПУ електрично зв'язані з виходом програмного блока і першим виходом блока обробки інформації ЦПУ, один вихід приймача-передавача ЦПУ електрично зв'язаний з другим входом блока обробки інформації ЦПУ, а другий вихід приймача-передавача ЦПУ зв'язаний дистанційно по радіоканалу з передавачем зворотного виска, вихід та вхід якого електрично зв'язані з першим входом та першим виходом блока управління зворотного виска, другий вихід та другий вхід блока управління зворотного виска електрично зв'язані з першим входом та першим виходом блока обробки інформації, другий вихід якого електрично зв'язаний з входом блока запису та зберігання інформації, а другий вхід блока обробки інформації електрично зв'язаний з виходом оптико-електронного блока, вхід оптико-електронного блока тонким світловим пучком зв'язаний з виходом лазерного блока, входом лазерного блока є тонка нитка зворотного виска, при цьому другий вихід блока обробки інформації ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока цифрового топографічного плану, виходи якого електрично зв'язані з першим входом блока динамічної індикації та входом блока запису і зберігання, вихід якого електрично зв'язаний з другим входом блока динамічної індикації. 3 UA 102909 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4