कृत्रिम बुद्धि के लिए 3,000 आँखें। लखता केंद्र की संरचना निगरानी प्रणाली क्या है?

जब आप नीचे से, पैर से ऊपर देखते हैं, तो आपको लखता केंद्र गगनचुंबी इमारत की सबसे मजबूत छाप मिलती है और ऐसा लगता है कि यह कहीं स्वर्गीय अनन्तता के लिए जा रहा है। और बस तब, और दूर के शहर के दृष्टिकोण से नहीं, यह ऊंचाई और शक्ति से लुभावनी है। और कहीं दसवें मोड़ पर विचार आता है - यह जानकर अच्छा लगता है कि उन्होंने जो समझदारी और ईमानदारी से बनाया है। और दो बार यह अच्छा है कि हमारे पास यह है, निगरानी करना। घरेलू प्रोग्रामर का विकास, विशेष रूप से परिसर के लिए। जादू की बात भविष्य के विकास के बुरे विकल्पों की थोड़ी संभावना को रोकने के लिए है। बिल्ली के नीचे - यह कैसे काम करता है इसके बारे में सब।




कोई भी इमारत कई बाहरी ताकतों के संपर्क में है। तापमान और आर्द्रता, हवा के दबाव, बर्फ के बड़े दबाव, मिट्टी की विविधता और समय के साथ इसके परिवर्तन में अंतर। गगनचुंबी इमारतों पर उनके आकार, वजन और डिजाइन की जटिलता के साथ, यह प्रभाव कई गुना बढ़ जाता है।
विकृति की घटना, संरचना के बढ़ते तनाव के क्षेत्र छोटे कॉटेज के लिए भी खतरनाक है, गगनचुंबी इमारतों के बारे में कुछ भी नहीं कहना है, जहां डिजाइन में अज्ञात परिवर्तनों के परिणाम अतुलनीय रूप से अधिक महत्वपूर्ण हैं।



इसलिए, सभी आधुनिक ऊंची इमारतों में, विरूपण निगरानी प्रणाली का उपयोग किया जाता है, जिसमें नियंत्रण उपकरणों की एक पूरी श्रृंखला का उपयोग होता है।



इस टूलकिट में आवर्धक, निश्चित रूप से शामिल नहीं है, लेकिन कई सेंसर शामिल हैं। लखता केंद्र में उनमें से लगभग 3 हजार हैं, और वे परिसर की सभी सुविधाओं के प्रमुख संरचनात्मक तत्वों में स्थित हैं।

सबसे बड़ा समूह विरूपण रक्षा के सामने किनारे पर स्थित तनाव गेज है। ये सबसे विश्वसनीय और टिकाऊ में से एक हैं, और इसलिए सामान्य सेंसर जो तनाव और तनाव को मापने के लिए उपयोग किए जाते हैं। बात डिजाइन की सादगी की है।

वास्तव में, एक तनाव नापने का यंत्र उच्च शक्ति वाले स्टील के तार का एक टुकड़ा है - दो अंत ब्लॉकों के बीच एक खोखले धातु ट्यूब के अंदर फैला एक स्ट्रिंग। जब संरचना विकृत हो जाती है, तो अंत ब्लॉकों के बीच की दूरी बदल जाती है, इसके साथ ही स्ट्रिंग के तनाव बल और, तदनुसार, दोलन आवृत्ति। राज्य का परिवर्तन डिजिटल सिग्नल में परिवर्तित हो जाता है, जो मल्टीप्लेक्सर्स और डेटा लॉगर (डेटा लॉगर) के माध्यम से निगरानी प्रणाली को प्रेषित किया जाता है।



स्ट्रेन गेज को धातु के बीम से वेल्डेड किया जाता है, कंक्रीट में डाला जाता है, और उनके रखरखाव की संभावना की कमी के कारण कई मात्रा में मुआवजा दिया जाता है। यह ढेर क्षेत्र के नीचे खदानों से लेकर जियोडेटिक मार्क्स माइनस 100 मीटर तक स्थापित है।


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2,500 तनाव गेज लख्ता केंद्र के प्रत्येक क्रम के संकेत को निगरानी प्रणाली को प्रेषित किया जाता है, और यहां तक ​​कि व्यक्तिगत तनाव गेज की विफलता - हालांकि वहाँ तोड़ने के लिए कुछ भी विशेष नहीं है - विशेष रूप से संरचना की स्थिति की समग्र तस्वीर की सटीकता को प्रभावित नहीं करेगा।


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स्ट्रेन गेज से सूचना एक घंटे में एक बार जमा होती है और हर छह घंटे में एक बार सर्वर को प्रेषित होती है। यह विकृति के रूप में इस तरह की सुस्त प्रक्रिया के लिए पर्याप्त से अधिक है। कंपन के निर्माण का एक पूरी तरह से अलग मामला तेज, निरंतर प्रक्रिया है, और कंपन की विशेषताओं को बदलकर संरचनाओं में परिवर्तन का भी पता लगाया जा सकता है। ऐसा करने के लिए, एक्सेलेरोमीटर - कंपन मीटर से लैस चौकियों को लखता केंद्र टॉवर की हर कुछ मंजिलों में व्यवस्थित किया जाता है।



डिवाइस एक साधारण एक्सेलेरोमीटर है। लोड एक वसंत पर तय किया गया है। डम्पर लोड कंपन को दबा देता है। अधिक से अधिक स्पष्ट त्वरण, वसंत मजबूत है, साधन बदल रहा है

माप के आधार पर, भवन के संरचनात्मक तत्वों की आयाम-आवृत्ति विशेषता का निर्माण किया जाता है, और आवृत्ति या आयाम के मानदंड से विचलन एक संकेत है कि कुछ गलत हो गया है।



एक अन्य प्रकार के सेंसर - इनक्लिनोमीटर - संरचनात्मक तत्व के झुकाव के कोण को मापते हैं, जिस पर वे स्थापित होते हैं।



लखता केंद्र टॉवर के शिखर में एक आधुनिक मापने वाला परिसर स्थापित है। जीएनएसएस स्टेशन का उपयोग करते हुए, शिखर की स्थिति को दो-आयामी समन्वय प्रणाली में ट्रैक किया जाता है: उपग्रह, मोटे तौर पर बोल रहा है, एक तस्वीर लेता है कि टॉवर एक शिखर के साथ खींचता है, हवा की ताकत और दिशा पर निर्भर करता है।


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मौसम स्टेशन, बदले में, आर्द्रता, तापमान, गति और हवा की दिशा के रीडिंग पर संरचना की स्थिति की निर्भरता का मूल्यांकन करेगा।


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एक आर्क पर चढ़ा एक कुल स्टेशन एक संदर्भ बिंदु पर झुकाव कोण और एक लेजर के साथ दूरी को मापता है, जिसका विस्थापन किसी भी दिशा में संरचना के स्थान में बदलाव का संकेत दे सकता है, उदाहरण के लिए, वर्षा के कारण।



लेकिन इंजीनियरिंग संरचनाओं की निगरानी के लिए लख्ता केंद्र स्वचालित प्रणाली की मुख्य विशेषता सेंसर की विविधता और संख्या में नहीं है। किसी भी आधुनिक ऊंची इमारत पर सेंसर नहीं लगे हैं, और बुर्ज खलीफा में वे कम नहीं हैं। लेकिन सेंट पीटर्सबर्ग सुपरटॉल में मीटर से आने वाली जानकारी का विश्लेषण प्रणाली वास्तव में अद्वितीय है। यह अनुमानित विरूपण मूल्यों के साथ, सेंसर रीडिंग के आधार पर, लखता केंद्र की इमारतों की वास्तविक स्थिति की निरंतर तुलना पर आधारित है।



संरचनाओं के तनाव-तनाव की स्थिति की गणना पीआई जियोरकोनस्ट्रुट्सिया LLC के FEM- मॉडल के आधार पर संरचनाओं के मॉडलिंग के लिए एक प्रमाणित सॉफ्टवेयर पैकेज के आधार पर की जाती है।

इमारतों के गणना मॉडल को नींव और नींव (मिट्टी के द्रव्यमान) के साथ बनाया गया है, क्योंकि भवन के भूमिगत और ऊपर के हिस्से एक साथ काम करते हैं, परस्पर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं। इमारत का एक गणना मॉडल बनाने के लिए, सिस्टम के परिमित तत्व वास्तविक सामग्री के गुणों के साथ सटीक रूप से निर्दिष्ट वर्तमान यांत्रिक मापदंडों के साथ संपन्न होते हैं।



एफईएम मॉडल को डिजाइन 3 डी मॉडल (बीआईएम) का उपयोग करके बनाया गया है, जो इमारत की वास्तविक ज्यामिति को ध्यान में रखता है, जिसे निर्माण और संचालन के दौरान समायोजित किया जा सकता है। यही है, मूल बीआईएम मॉडल इंटरैक्टिव मॉडल में परिष्कृत होता है और वास्तविक सामग्रियों की विशेषताओं जिसमें से प्रत्येक तत्व बनाया जाता है - कंक्रीट क्लास, फर्श की मोटाई, बीम क्रॉस-सेक्शन, आदि।

लखता केंद्र में प्रबलित कंक्रीट संरचनाओं के विभाग के प्रमुख, व्लादिमीर लुकिन, लखता केंद्र परिसर की निगरानी प्रणाली के लिए एक परियोजना के निर्माण की देखरेख करते हैं :
- एक संवादात्मक परिमित तत्व मॉडल के साथ डेटा की निगरानी की तुलना मॉडल के मापदंडों को नियंत्रित करना संभव बनाता है, अर्थात्: भवन के निर्माण के पाठ्यक्रम के अनुसार संरचनात्मक योजना को बदलने के लिए, कार्यकारी प्रलेखन के अनुसार सामग्री और संरचनाओं के मापदंडों को बदलना, संरचनाओं के लोडिंग की वास्तविक तस्वीर के अनुसार भार का परिमाण बदलना। । इस प्रकार, इमारतों के परिमित तत्व मॉडल बाहरी परिस्थितियों में बदलाव करते हैं और निगरानी सेंसर द्वारा दर्ज किए गए वास्तविक मूल्यों के अधिक से अधिक निकट होने का पूर्वानुमान देते हैं।

सॉफ्टवेयर पर्यावरण में प्रदर्शन किए गए संरचनात्मक विश्लेषण के आधार पर, विरूपण विकास के सभी संभावित संस्करणों की जांच की जाती है। इस प्रकार, सेंसर रीडिंग, परिदृश्यों और विरूपण विकास एल्गोरिदम की आपातकालीन सीमाएं पाई जाती हैं, संरचनात्मक निगरानी सेंसर की रीडिंग के अनुसार वास्तविक तकनीकी स्थिति - स्थिरता, अवशिष्ट जीवन और स्थायित्व का आकलन करने के लिए मापदंड विकसित किए जाते हैं। मूल्यांकन मानदंड में संरचनाओं के पूर्ण और सापेक्ष विचलन शामिल हैं, समग्र रूप से भवन के व्यवहार को ध्यान में रखते हैं।

दिमित्री Babichev, परियोजना प्रबंधक, Telros कंपनी :
- जिन सामग्रियों से इमारत का निर्माण किया जाता है, वे हमेशा डिज़ाइन मॉडल में रखी गई वस्तुओं से भिन्न होती हैं। जो बदले में, गणना वाले लोगों से वास्तविक भार के विचलन को प्रभावित करता है। गणितीय मॉडल जो लखता केंद्र की इंजीनियरिंग संरचनाओं की स्थिति की निगरानी के लिए स्वचालित प्रणाली में उपयोग किया जाता है, एक वास्तविक वस्तु का एक मॉडल है। और सेंसर रीडिंग के विश्लेषण के आधार पर, यह पहले से ही कहा जा सकता है कि यह वास्तविक वस्तु डिजाइन मॉडल की तुलना में बहुत अधिक कठोर है, और इसलिए सुरक्षा के एक गंभीर मार्जिन के साथ बनाया गया है।

तीन आयामी गणना योजना पर उपकरण मापने का लेआउट

FEM मॉडल एक सच्चा डिजिटल ट्विन है। उदाहरण के लिए, नासा द्वारा अंतरिक्ष में स्थितियों का अनुकरण करने के लिए उपयोग किए जाने वाले अंतरिक्ष यान के डिजिटल जुड़वां। वास्तव में, टेलीमेट्री का उपयोग करके सेंसर से जानकारी एकत्र करना भी स्थिति की निगरानी करने, समस्याओं की पहचान करने और कक्षा में जमीन पर क्या हो रहा है, इसका विश्लेषण करने और मॉडलिंग करने का एकमात्र तरीका है, समस्याओं को हल करने के संभावित तरीकों की तलाश करें।



लखता केंद्र विरूपण निगरानी प्रणाली वास्तविक समय में लोड-असर संरचनाओं की स्थिति की निगरानी करती है, जिसमें प्रति सेकंड एक हजार रीडिंग की मतदान आवृत्ति होती है, भवन के निर्माण की शुरुआत से ही लगभग आंकड़े जमा हो जाते हैं, ऑपरेशन के दौरान लोड बढ़ता रहता है और ऐसा करना जारी रहता है। इसके अलावा, सिस्टम को प्रशिक्षित किया जा सकता है और इसके कारण, सेंसर के वास्तविक रीडिंग को ध्यान में रखते हुए स्वचालित रूप से बिल्डिंग के मॉडल को बदलते हैं।


बवासीर में पहले सेंसर से तारों - वे निर्माण की शुरुआत में स्थापित किए गए थे

लखता केंद्र में उपयोग किए जाने वाले निगरानी प्रणाली और अन्य गगनचुंबी इमारतों में एनालॉग्स के बीच एक और अंतर न केवल भवन तत्वों के विरूपण की एक आपातकालीन सीमा की उपस्थिति है, बल्कि एक चेतावनी भी है। उसी गणितीय मॉडल के आधार पर, भवन की वास्तविक स्थिति को ध्यान में रखते हुए, स्वीकार्य मानों की एक श्रृंखला का निर्माण किया जाता है जिसमें पूर्वानुमान संकेतकों से कोई विचलन नहीं होता है, और एक चेतावनी क्षेत्र, जो, एसएनआईपी के दृष्टिकोण से, अभी भी एक आपातकालीन स्थिति से है, लेकिन इसमें प्रवेश करना पहले से ही प्रबंधकीय लेने का एक कारण है समाधान।


पीला क्षेत्र - पूर्वानुमान मूल्यों से चेतावनी विचलन, लाल - आपातकालीन

इस तथ्य के बावजूद कि सेंसर से आने वाले सभी डेटा का स्वचालित रूप से विश्लेषण किया जाता है, लोग निर्णय लेते हैं। डिस्पैचर, अलार्म सिग्नल प्राप्त होने पर, इस बारे में ड्यूटी अधिकारी को सूचित करता है, जो एक दृश्य निरीक्षण करता है, सिस्टम में वांछित बिंदु से जुड़ी फोटो लेता है और एक रिपोर्ट तैयार करता है। इस रिपोर्ट का डिज़ाइन इंजीनियर द्वारा विश्लेषण किया जाता है और एफईएम मॉडल को पुनर्गणना करने का फैसला करता है यदि मापदंडों में बदलाव के कारण अनियंत्रित हैं और जुड़े हुए हैं, उदाहरण के लिए, भवन की प्राकृतिक और अनुमानित निपटान के साथ। अन्यथा, मुख्य अभियंता द्वारा अधिसूचना प्राप्त की जाएगी, जो निकासी पर भी निर्णय ले सकती है। लेकिन, लखता केंद्र के सुरक्षा मार्जिन को ध्यान में रखते हुए, इस तरह के परिदृश्य के विकास के लिए छह-तीव्रता वाले भूकंप के स्तर पर बाहरी कार्रवाई की आवश्यकता होती है। विरूपण विकास की आपातकालीन सीमा के निकट पहुंचने का एक संकेत स्वचालित रूप से आपात स्थिति मंत्रालय को प्रेषित किया जाता है।