Система контролю положення зсувного масиву

Реферат: Система контролю положення зсувного масиву містить зворотні виски на свердловинах з пристроями фіксації взаємного положення оголовків свердловини відносно власних висків, а також електронні блоки: 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, блок запису і зберігання. 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, що формує тонкий світловий промінь, який співпадає з лінією нитки виска. UA 71720 U (54) СИСТЕМА КОНТРОЛЮ ПОЛОЖЕННЯ ЗСУВНОГО МАСИВУ UA 71720 U UA 71720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до 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 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 корисної моделі є автоматизація оперативного контролю планового положення точок зсувних масивів з високою точністю. Поставлена задача вирішується за рахунок створення системи контролю положення зсувного масиву, що містить зворотні виски на свердловинах з пристроями фіксації взаємного положення оголовків свердловини відносно власних висків, відповідно до корисної моделі, 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, а також система містить електронні блоки: 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, блок запису і зберігання, при цьому виходи ЦПУ електрично зв'язані з входами приймача-передавача ЦПУ і блока обробки інформації ЦПУ, входи блока електрично зв'язані з виходами програмного блока і блока обробки інформації ЦПУ, вихід приймача-передавача ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока обробки інформації ЦПУ, вихід приймача-передавача ЦПУ зв'язаний з передавачем зворотного виска дистанційно по радіоканалу, вихід передавача зворотного виска електрично зв'язаний з входом блока управління зворотного виска, вхід передавача зворотного виска електрично зв'язаний з виходом блока управління зворотного виска, вихід блока управління зворотного виска електрично зв'язаний з входом блока обробки інформації, вхід блока управління зворотного виска електрично зв'язаний з виходом блока обробки інформації, вихід блока обробки інформації електрично зв'язаний з входом блока запису та зберігання інформації, 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, вхід оптико-електронного блока тонким світловим пучком зв'язаний з виходом лазерного блока, входом лазерного блока є тонка нитка зворотного виска, вихід блока обробки інформації ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока цифрового топографічного плану, виходи блока цифрового топографічного плану електрично зв'язані з входами блоків динамічної індикації та запису і зберігання, вихід блока запису і зберігання електрично зв'язаний з 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; 1 UA 71720 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 13 - блок цифрового топографічного плану; 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 з стрілками позначені оптичні зв'язки, а зиґзаґоподібними лініями з 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 оголовка, встановлений оптикоелектронний блок 7, а на блоці поплавка 19, що плаває в тороїдальній 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 пульта 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 блоком 1, а також блок електроживлення. Система працює наступним чином: за сигналом блока ЦПУ (1) через блок 11, блок 12 формує сигнали опитування зворотних обвісів, 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 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 оголовка 16 за напрямками осей координат "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 передають 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 КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Система контролю положення зсувного масиву, що містить зворотні виски на 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 71720 U 5 10 15 20 лінзою, а на поплавку зворотного виска встановлений лазерний блок, що формує тонкий світловий промінь, який співпадає з лінією нитки виска, а також система містить електронні блоки: 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, блок запису і зберігання, при цьому виходи ЦПУ електрично зв'язані з входами приймача-передавача ЦПУ і блока обробки інформації ЦПУ, входи блока електрично зв'язані з виходами програмного блока і блока обробки інформації ЦПУ, вихід приймачапередавача ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока обробки інформації ЦПУ, вихід приймача-передавача ЦПУ зв'язаний з передавачем зворотного виска дистанційно по радіоканалу, вихід передавача зворотного виска електрично зв'язаний з входом блока управління зворотного виска, вхід передавача зворотного виска електрично зв'язаний з виходом блока управління зворотного виска, вихід блока управління зворотного виска електрично зв'язаний з входом блока обробки інформації, вхід блока управління зворотного виска електрично зв'язаний з виходом блока обробки інформації, вихід блока обробки інформації електрично зв'язаний з входом блока запису та зберігання інформації, вхід блока обробки інформації електрично зв'язаний з виходом оптико-електронного блока, вхід оптикоелектронного блока тонким світловим пучком зв'язаний з виходом лазерного блока, вхід оптикоелектронного блока тонким світловим пучком зв'язаний з виходом лазерного блока, входом лазерного блока є тонка нитка зворотного виска, вихід блока обробки інформації ЦПУ електрично зв'язаний з входом блока цифрового топографічного плану, виходи блока цифрового топографічного плану електрично зв'язані з входами блоків динамічної індикації та запису і зберігання, вихід блока запису і зберігання електрично зв'язаний з входом блока динамічної індикації. 3 UA 71720 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 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