Статьи

Система мониторинга инженерных сооружений в контексте обеспечения ТБ

Обеспечение безопасности требует развитой, устойчиво работающей системы мониторинга состояния инженерных сооружений (СМИС). В соответствии с ГОСТ Р 22.1.12–2005 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений" такая система предназначена для автоматического мониторинга инженерно-технического обеспечения, состояния основания, строительных конструкций сооружений, технологических процессов, сооружений инженерной защиты и передачи в режиме реального времени информации об угрозе и возникновении ЧС.

К объектам, которые должны быть оснащены СМИС, относятся объекты общего пользования инфраструктуры железнодорожного транспорта и дорожного хозяйства. Наиболее уязвимыми являются инженерные сооружения – мосты и тоннели, водопропускные сооружения. Для них должны быть созданы и в последующем использоваться и поддерживаться в работоспособном состоянии системы мониторинга на разных стадиях жизненного цикла: при проектировании, новом строительстве, эксплуатации, реконструкции, капитальном ремонте.

Нормативные требования

В ГОСТ Р 22.1.12–2005 "Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений" указывается, что наличие СМИС необходимо объектам капитального строительства, в проектной документации которых предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:

  • высота более 100 м;
  • пролеты более 100 м;
  • наличие консоли более 20 м;
  • заглубление подземной части ниже планировочной отметки земли более чем на 10 м;
  • наличие конструкций и конструкционных систем, в отношении которых применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчета.

Мосты входят в эту группу сооружений, поэтому нуждаются в создании СМИС. Неисполнение этого нормативного требования должно рассматриваться как нарушение п. 1 ст. 1 ФЗ № 16 от 9 февраля 2007 г. "О транспортной безопасности" и противоправное бездействие, угрожающее безопасной деятельности транспортного комплекса.

Безопасность мест с массовым пребыванием людей. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА. ЗАЯВКА НА УЧАСТИЕ

Мониторинг в строительстве

Под мониторингом в строительстве понимают получение информации о статических и динамических характеристиках объекта строительства, технологических процессах и средствах строительного производства с последующей ее обработкой для подготовки и принятия организационно-управленческого решения1. Мониторинг в строительстве рассматривается как система взаимосвязанных процессов, технологий, оборудования и деятельности, позволяющая отслеживать объем и своевременность выполнения производимых работ, качество протекающих информационных процессов, принимаемых и фактически реализуемых проектных, организационных, управленческих решений с фиксацией в формах документирования. Комплексное документирование, инфография, репрография, средства измерения и передачи информации разного рода – это обслуживающие подсистемы мониторинга при строительстве инженерных сооружений, включая транспортные объекты.

Различают традиционные (немеханизированные), механизированные, автоматизированные и автоматические средства, методы и технологии мониторинга при их строительстве. Информационный канал мониторинга может быть однородным или неоднородным, дискретным или непрерывным, а измерения в нем – одно- или многоразовыми (повторяющимися или циклическими). Измеряемая и передаваемая информация может быть представлена в аналоговой и цифровой формах.

Мониторинг ограничен функциями измерения, передачи и накопления оперативной информации, но может включать в себя обработку информации для подготовки и принятия организационно-управленческих решений. Обработанная и систематизированная информация представляется лицу, принимающему решения, в наглядной или протокольной форме. Обратная связь в системе мониторинга осуществляется через операторскую станцию с использованием полевых шин или в селекторной форме.

3 подсистемы СМИС

Процессы строительства и реконструкции транспортных объектов, в том числе инженерных сооружений, являются многофакторными и вероятностными. Они подвержены влиянию случайных факторов, вызывающих помехи в ходе работ, что делает необходимой разработку и применение в системе мониторинга блока мониторинга производственной ситуации.

В соответствии с ФЗ № 184 "О техническом регулировании" и ФЗ № 16 от 9 февраля 2007 г. "О транспортной безопасности", постановлениями Правительства РФ № 1633 от 21 декабря 2020 г. "Об утверждении требований по обеспечению транспортной безопасности, в том числе требований по антитеррористической защищенности объектов (территорий), учитывающих уровни безопасности для различных категорий объектов транспортной инфраструктуры дорожного хозяйства", № 2201 от 8 октября 2020 г. "Об утверждении требований по обеспечению транспортной безопасности, в том числе требований по антитеррористической защищенности объектов (территорий), учитывающих уровни безопасности для различных категорий объектов транспортной инфраструктуры железнодорожного транспорта" и № 969 от 26 сентября 2016 г. "Об утверждении требований к функциональным свойствам технических средств обеспечения транспортной безопасности и Правил обязательной сертификации технических средств обеспечения транспортной безопасности" в состав СМИС входят три подсистемы:

  1. ССП СМИС – сбор данных и передача сообщений. В режиме реального времени осуществляет автоматический мониторинг инженерно-технического обеспечения, технологических процессов, отображение на автоматизированном рабочем месте (АРМ) СМИС объекта сообщений о предаварийных ситуациях (инцидентах), авариях, пожарах и автоматическую передачу указанных сообщений по каналам связи в центральный диспетчерский пункт.
  2. СМИК – мониторинг инженерных (несущих) конструкций, опасных природных процессов и явлений. Осуществляет в режиме реального времени контроль изменения состояния оснований, строительных конструкций зданий и сооружений, сооружений инженерной защиты, зон схода селей, оползней, лавин в зоне строительства и эксплуатации объекта мониторинга с целью предупреждения чрезвычайных ситуаций.
  3. СУКС – связь и управление в кризисных ситуациях. Обеспечивает связь и управление формирований при ликвидации последствий аварий и ЧС.

На рис. 1 приведен вариант структурной схемы системы мониторинга инженерных сооружений (СМИС) на примере моста.

2282Рис. 1. Общая структурная схема системы мониторинга инженерных конструкций сооружений (СМИК)

Выступить на онлайн-конференции | представить свои решения

В состав ССП СМИС инженерного сооружения должны входить:

  • Сервер сбора данных (сопряжения, интеграции) со специализированным программным обеспечением сбора данных от инженерных систем объекта. Обеспечивает получение информации о состоянии инженерных систем, ее обработку и формирование сообщений об инцидентах, авариях, пожарах и тревогах на объекте.
  • Сервер СМИС со специализированным программным обеспечением. Осуществляет получение сообщений от серверов сбора данных, хранит их в базе данных, конвертирует в специальный формат и передает в органы повседневного управления.
  • АРМ СМИС – рабочее место дежурно-диспетчерской службы объекта, на мониторе которого отображаются сообщения об инцидентах, авариях, пожарах, тревогах на объекте и регламент (инструкция) по порядку действий по каждому сообщению.
  • Оборудование автоматической передачи коротких сообщений (СМС). Рассылает СМС-сообщения специалистам и руководителям службы эксплуатации об угрозе и возникновении чрезвычайных ситуаций на объекте.
  • Оборудование для сопряжения с инженерными системами объекта – интерфейсные модули, платы мониторинга, преобразователи протоколов, контроллеры и модули ввода-вывода. Обеспечивают взаимодействие инженерных систем и СМИС на уровне физических и программных интерфейсов.
  • Комплекс средств связи с органами оперативного управления. Предназначен для организации и защиты канала связи между СМИС объекта и ЕДДС, ЦУКС, включает в свой состав маршрутизаторы, межсетевые экраны.

Ключевые эффекты внедрения

Установка СМИС на объекте обеспечивает:

  1. Предупреждение и раннее оповещение службы эксплуатации о критических неисправностях в работе конструктивных элементов, инженерных систем, возникновении аварий, пожаров, ЧС и о других предаварийных ситуациях (инцидентах) для их своевременного устранения на контролируемом объекте.
  2. Предупреждение о возможных разрушениях несущих конструкций за счет автоматического, в режиме реального времени, мониторинга изменения их состояния.
  3. Минимизация ущерба при авариях за счет оперативного реагирования экстренных служб в связи с их автоматическим оповещением о происшествиях в режиме реального времени.
    СМИС призвана обеспечить транспортную безопасность за счет постоянного слежения (контроля) за их исправным состоянием и своевременного оповещения об отклонениях контролируемых параметров, определяющих эксплуатационные свойства, от нормативных значений.
    Она включает в себя датчики, устанавливаемые на контролируемом объекте, устройства сбора и передачи данных с датчиков, систему сбора и хранения данных, диспетчерский пункт со средствами отображения и специальным программным обеспечением. На рис. 2 приведен вариант установки датчиков и автоматизированной системы сбора данных на контролируемом объекте.

2283Рис. 2. Вариант установки датчиков на объекте: 1 – датчик деформации; 2 – датчик перемещения; 3 – арматурный датчик деформации; 4 – анкерный датчик силы; 5 – датчики давления в грунте; 6 – трехкоординатный акселерометр; 7 – датчики угла наклона; 8 – автоматическая система сбора данных

SS_Security and Safety

Целесообразность СМИС в особых климатических условиях

Применительно к объектам, располагающимся в арктических регионах, ответственность за обеспечение безопасности значительно возрастает, так как в случае аварии или катастрофы затраты на локализацию и ликвидацию последствий на порядок выше, чем в континентальной части России с умеренным климатом. С учетом геостратегических планов создания Высокоширотной национальной транспортной инфраструктуры в Арктической зоне и планируемого строительства железнодорожного Северного широтного хода "Салехард – Надым – Коротчаево" протяженностью 707 км с соответствующими мостовыми сооружениями через многочисленные водотоки по трассе необходимость разработки, установки и эксплуатации СМИС на инженерных сооружениях для обеспечения безопасности очевидна. Соответствующие требования и регламенты к ней должны быть закреплены в нормативных документах.

1 Шепитько Т.В. Методология выбора организационно-технологических решений при переустройстве железных дорог. Диссертация д.т.н. М., МИИТ, 2000 г.

Николай Махутов
Руководитель секции по безопасности Экспертного Совета при Комитете Совета Федерации по обороне и безопасности, руководитель комиссии РАН по техногенной безопасности, член-корреспондент РАН, д.т.н., профессор
 
Таисия Шепитько
Директор Института пути, строительства и сооружений РУТ (МИИТ), заслуженный работник транспорта РФ, д.т.н., профессор
 
Александр Пискунов
Зав. кафедрой "Мосты и тоннели" ИПСС РУТ (МИИТ), заслуженный строитель РТ, д.т.н., профессор
 
Михаил Ерофеев
Заместитель директора по науке ИМАШ им. А.А. Благонравова РАН, д.т.н., профессор
 
Владимир Балановский
Ответственный секретарь секции по безопасности Экспертного Совета при Комитете Совета Федерации по обороне и безопасности, профессор Академии военных наук
 

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №6/2021

 

Иллюстрация к статье сгенерирована нейросетью Kandinsky  

Поделитесь вашими идеями

Подписаться на новости

Технологии. Обзоры решений. Задачи заказчиков.