Сейсмические приборы: статья

СТРУКТУРА БАЗОВОГО ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СИСТЕМЫ СЕЙСМОМЕТРИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Е.П. ЗОЛОТУХИН
А.П. КУЗЬМЕНКО
В.Д. НЕСКОРОДЕВ
А.В. КОМАРОВ
В.С. САБУРОВ
Д.Б. КОРОЛЕНКО
Институт вычислительных технологий СО РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 53
Номер: 2
Год: 2017
Страницы: 23-36
УДК: 004.3+550.34+69.058.8
DOI: 10.21455/si2017.2-2
Ключевые слова: сейсмометрический мониторинг зданий и сооружений, динамические характеристики, программно-технический комплекс, измерение микросейсмических сигналов
Аннотация: Задачей данного исследования является разработка проекта структуры базового программно-технического комплекса (ПТК) системы сейсмометрического мониторинга зданий и сооружений, рекомендуемого к серийному выпуску. Для этого в работе авторы использовали современные методы и принципы проектирования программных и технических систем. Методологической основой данной системы является инженерно-сейсмометрический метод. В основе этого метода лежит регистрация пространственных колебаний объекта под воздействием микросейсмического фона естественного и техногенного происхождения. Затем по колебаниям определяют динамические и упругие характеристики конструкции сооружения, позволяющие оценивать его техническое состояние. В результате проведенных исследований авторы сформулировали основные технические и функциональные требования, которые должна выполнять система мониторинга для широкого применения. Предложена для обсуждения трёхуровневая структура модульной системы мониторинга технического состояния. Эта структура позволяет создать расширяемую открытую систему, в которой за счет увеличения числа подключаемых стандартных модулей можно легко наращивать количество измерительных каналов. Кроме этого система способна регистрировать как сейсмические события - землетрясения, так и выполнять сейсмометрический мониторинг по микросейсмам. Для представления основных процессов и структуры предлагаемого базового комплекса системы при его работе в наиболее полном объеме функций авторы разработали функциональную модель системы. Модель выполнена на основе диаграммы потоков данных, описывающей процессы сбора, обработки, хранения, анализа и представления данных сейсмомониторинга. Кратко описан процесс функционирования предлагаемого комплекса. Входными данными комплекса являются колебания сооружения, регистрируемые в пунктах наблюдения с помощью трехкомпонентных сейсмоприемников. Далее регистратор сейсмических сигналов выполняет их сбор, усиление, оцифровку и передачу на сервер. Сервер осуществляет либо регистрацию сейсмических событий с последующей оценкой их воздействия на конструкцию, либо плановую регистрацию микросейсмических колебаний для мониторинга технического состояния сооружения с записью данных колебаний в соответствующие файлы. В случае регистрации землетрясения система оповещает ответственный персонал. По регистрационным записям микросейсмических колебаний программа обработки данных вычисляет статистические параметры колебаний и комплексные передаточные функции, по спектрам которых оператор вручную выделяет значения собственных частот. Программа анализа данных сейсмомониторинга осуществляет оценку упругих характеристик по ряду собственных частот с помощью математической расчетной модели колебаний сооружения. На основе анализа изменения полученных динамических и упругих характеристик с учетом влияния факторов внешних воздействий программа формирует информацию для контроля технического состояния сооружения. Эти результаты, как и данные оценки воздействия события на сооружение, являются выходными данными системы.