CC BY
53
АРХИТЕКТУРА И СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 624.21/8:004
ПРИМЕНЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
Канд. техн. наук ГУСЕВ Д. Е, ШИМАНСКАЯ О. С.
Белорусский национальный технический университет
Современные экономические условия требуют скорейшего перехода отрасли транспортных коммуникаций на путь инновационного развития. Для этого активно разрабатываются и внедряются автоматизированные информационные системы. Их ядром являются базы данных, адекватно отображающие реальное состояние и процессы, события, явления, объекты, служащие для удовлетворения информационных потребностей пользователей. Методологией и программным инструментарием моделирования и хранения больших объемов данных, а также выполнения операций по актуализации данных и обработке пользовательских запросов являются технологии баз данных [1].
Роль баз данных непрерывно возрастает, они шире используются во всех сферах экономической деятельности, в том числе и в транспортных коммуникациях. Новые сферы применения связаны с системами поддержки принятия решений, автоматизированным проектированием и т. д.
В современных условиях возникла необходимость скорейшей полной и всесторонней электронной систематизации данных о состоянии мостовых сооружений на автомобильных дорогах нашей страны с целью выяснения первоочередности и оптимальности инвестиций в транспортные коммуникации.
Для выработки единой методики оценки технико-эксплуатационного состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования была разработана и используется в настоящее время методология системы управления состоянием мостов (СУСМ) «Белмост», действующая на основе технологий
базы данных мостовых сооружений департамента «Белавтодор» Министерства архитектуры и строительства Республики Беларусь. База данных мостовых сооружений представляет собой именованную совокупность информационных данных, отображающую состояние объектов, их свойства и взаимоотношения в заданной области. Информация в базе данных хранится централизованно с возможностью множественного доступа, просмотра и изменения данных при использовании в этот момент самой последней версии информации. Для удобства ввода и обработки данных с помощью компьютеров используются классификация и кодирование информации. Коды элементов конструкций и их дефектов проставляются согласно разработанным классификаторам, представляющим собой систематизированный свод наименований объектов, признаков классификации и их кодовых обозначений. Данными, входящими в состав базы данных, управляет программная система, называемая системой управления, представляющая собой процесс целенаправленного воздействия на совокупность рассматриваемых объектов, образующую единое целое, который организует ее функционирование по заданной программе [1].
СУСМ «Белмост» представляет собой комплекс технических, организационных систем и видов деятельности (планирование, ремонт, оценка состояния, развитие) в области мостовых сооружений, которые выполняются с учетом соответствующих методик, правил и нормативов. Основной целью СУСМ «Белмост» является содержание парка мостовых сооружений Республики Беларусь в техническом состоянии, обеспечивающем соответствие экс-
плуатационных характеристик нормативным требованиям, которые гарантируют безопасный беспрепятственный пропуск грузопассажирских перевозок с учетом оптимальных капиталовложений. Основными задачами СУСМ «Белмост» согласно [2] являются:
• обеспечение и проведение оптимальных стратегий работ по содержанию и ремонту парка мостовых сооружений;
• обеспечение безопасного беспрепятственного пропуска грузопассажирских перевозок по мостовым сооружениям в течение определенного времени;
• управление пропуском тяжеловесных и крупногабаритных транспортных средств;
• оптимизация и администрирование фондов на содержание парка мостовых сооружений и управление им при различных уровнях финансирования.
Функциональная схема СУСМ «Белмост» представлена на рис. 1.
Структура СУСМ «Белмост» определена в [2] и состоит из трех основных частей:
1. Служба эксплуатации мостов - Мостовая служба Республиканского органа государственного управления в области автомобильных дорог общего пользования. Представляет собой все структурные подразделения дорожного хозяйства и определяется общей структурой дорожной отрасли.
2. Автоматизированная система управления эксплуатацией мостов (АСУЭМ). Представляет собой базу данных СУСМ «Белмост» с различными расчетно-аналитическими и информационно-архивными модулями.
3. Комплекс нормативной, методической и распорядительной документации. Представляет собой свод нормативных распорядительных документов, методик работ и расчетов, нормативов затрат, расценок, инструкций, технологических карт и иных документов, которые выполняют техническую, нормативно-правовую и методическую поддержку работ на мостовых сооружениях.
«
ч о н
<и
о X
' <и н
о
и «
«
£
^ а а
^ а и
Я а
<и Я
О «
и «
о н о о о о
<и * §
<и у
<и «
О
СУСМ «Белмост»
Служба эксплуатации мостов (Мостовая служба) Автоматизированная система управления э ксплуатацией мостов (АСУЭМ) Комплекс нормативной, методической и распорядительной документации
Инженерно-экономический анализ
Стратегии выполнения работ, планирование
Сроки, обоснование, рекомендации__Задачи развития, ограничения
Содержание
I
Ремонт
Развитие
Пропуск ТКТС
I
Исполнение
Рис. 1. Система управления состоянием мостов «Белмост»
Методология СУСМ «Белмост» представляет собой диагностику мостовых сооружений, включающую в себя все виды работ по определению технико-эксплуатационного состояния мостовых сооружений, а также оценку состояния сооружений, анализ результатов и составление оптимальных планов работ и мероприятий. Материалы диагностики мостовых сооружений используются для планирования работ по осмотрам и ремонтным работам, при разработке проектно-сметной документации и являются определяющими при планировании объемов, сроков осмотров и видов ремонтов сооружений, а также определения объемов денежных средств, необходимых для этих целей [2].
Основными задачами данной методологии являются:
• сбор информации и оценка транспортно-эксплуатационного состояния мостовых сооружений с определением потребности в ремонте;
• прогнозирование изменения состояния мостовых сооружений;
• оценка качества работы мостовой службы;
• обоснование целесообразности ремонта, реконструкции, осмотров мостовых сооружений;
• определение видов и объемов ремонтных работ, определение объемов денежных средств, необходимых для ремонта мостовых сооружений;
• оптимальное планирование фондов на управление и содержание парка мостов;
• мониторинг состояния мостовых сооружений;
• управление пропуском тяжеловесных и крупногабаритных транспортных средств по мостовым сооружениям;
• актуализация материалов автоматизированного банка данных.
В настоящее время в базу данных СУСМ «Белмост» введены параметры всех мостов, обслуживаемых областными «Автодорами» Республики Беларусь. В соответствии с предусмотренными сроками между осмотрами для этих мостов, расположенных на автодорогах республиканского значения (с индексами М и Р), производится вторая корректировка данных по дефектам.
Для республиканских «Облдорстроев» диагностика сооружений для СУСМ «Белмост» производится впервые, и в 2008 г. она должна быть в основном завершена.
Опыт эксплуатации системы «Белмост» выявил в ней некоторые недостатки.
1. Большой объем информации в системе «Белмост» предполагает ввод данных с различных терминалов, расположенных по всей территории Республики Беларусь, с последующей их синхронизацией при помощи сетевых технологий.
Уже на первых этапах работы системы выяснилось, что синхронизация данных между терминалами вызывает определенные трудности. Время синхронизации увеличивалось по мере заполнения системы новыми данными. Кроме того, при синхронизации нередко происходили сбои системы, приводившие к потере с таким трудом собранных и введенных в базу данных.
В настоящее время из-за этих трудностей принято решение вводить данные только на терминалах организаций, обслуживающих мосты своей подчиненности. При этом количество терминалов для ввода данных в СУСМ «Бел-мост» ограничено.
2. Оперативность заполнения системы информацией вызвала необходимость привлечения к выполнению работ по сбору информации ряда организаций, которые не имеют терминала для ввода. В этих случаях представители данных организаций вынуждены были искать свободный терминал и продолжительное время вводить информацию на нем вручную.
В системе отсутствует возможность записи информации по отдельному объекту в виде файла или группы файлов с возможностью последующей записи их на внешний носитель. Частью системы, позволяющей подготавливать такие данные, должен быть снабжен каждый исполнитель. Подготовив данные, исполнитель будет иметь возможность привезти их заказчику и оперативно скопировать на его терминал.
3. Опыт эксплуатации СУСМ «Белмост» показывает, что некоторые дефекты требуют корректировки параметров и веса их в оценке состояния сооружения. В качестве примера можно привести дефект «отсутствие перил»,
для которого система формально предусматривает аварийную ситуацию. Однако для мостов длиной 2-3 м при высоте насыпи до 3 м, работающих фактически как водопропускные трубы, отсутствие перильного ограждения аварийную ситуацию не вызывает. Существуют и другие дефекты, параметры которых могут быть интерпретированы системой неоднозначно.
4. В системе не предусмотрена формализация некоторых экспериментальных или нетиповых конструкций, которые редко встречаются в Беларуси. Для таких конструкций в систему невозможно ввести параметры отдельных элементов, а также дефектов для них. В качестве примера можно привести экспериментальное железобетонное плитное пролетное строение с поперечными пустотами, существующее в стране в единственном экземпляре. В этих пролетных строениях возможны дефекты в пустотах, имеющие значительное влияние на эксплуатационные характеристики сооружения, а корректно ввести их в систему невозможно. В таких случаях исполнитель вынужден игнорировать данные элементы или искать в базе равноценную замену на основе других конструкций, что не всегда получается адекватно и приводит к искаженной оценке состояния сооружения.
Устранение недостатков, выявленных в процессе внедрения и эксплуатации СУСМ «Бел-мост», позволит повысить надежность, эффективность и достоверность методологии. Внедрение и использование диагностики мостовых сооружений по методологии СУСМ «Белмост» являются выполнением актуальных задач по разработке инновационных методов практического мониторинга эксплуатируемых мостовых сооружений с учетом их фактического со-
стояния на стадии перехода от требований обеспечения надежности к требованию обеспечения всех потребительских и эксплуатационных качеств сооружений.
В Ы В О Д
Оценки состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования, собранные и систематизированные в электронной базе, позволяют диагностировать состояние сооружений в целом по республике на ближайшую и будущую перспективы. Кроме того, использование СУСМ «Белмост» помогает предотвратить аварийные и предаварийные состояния искусственных сооружений и экономически эффективно распределять инвестиции и внедрение передовых технологий в сфере транспортных коммуникаций.
Применение информационных технологий в сфере транспортных коммуникаций, в частности для введения единой методики оценки технико-эксплуатационного состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах общего пользования, является реальным воплощением результатов научно-технического прогресса и может рассматриваться как конечный результат инновационной деятельности.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Оскерко, В. С. Технологии баз данных: учеб. пособие / В. С. Оскерко, З. В. Пунчик, О. А. Сосновский. -Минск: БГЭУ, 2007. - 171 с.
2. Диагностика мостовых сооружений: технический кодекс установившейся практики. - Минск: Минстройар-хитектуры, 2008. - 174 с.
Поступила 3.03.2008
