Система мониторинга горизонтальных и вертикальных перемещений стен камер шлюзов (пилот проект)

28 сентября 2021

Автор: Сухов Илья Вячеславович

СОДЕРЖАНИЕ: подробно описан пилот проект системы мониторинга горизонтальных и вертикальных перемещений стен камер шлюзов с презентацией и техническим отчетом

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: безопасность эксплуатации гидросооружений, автоматизированные системы деформационного мониторинга.

Цель работы:
подтвердить возможность применения автоматизированной технологии наблюдений (мониторинг) за состоянием стенок шлюзовых камер
геодезическими методами, с применением высокоточных электронных тахеометров автоматов

Задачи:

Шлюз

  • Опробовать применение автоматизированной системы мониторинга на реальном объекте.
  • Определить чувствительность фиксации перемещений стен камер шлюзов данной системы в реальных условиях.
  • Опробовать работу системы по наблюдению за контрольными точками в долгосрочный период.
  • Опробовать работу системы по определению трехмерных перемещений контрольных точек в моменты шлюзования.
  • Подтвердить полученные результаты дополнительными наблюдениями при помощи различных датчиков и методов наблюдений.
  • Получить практический опыт по настройке системы под конкретные условия
  • работы и задачи.

Состав системы

1. Электронный тахеометр-автомат ТМ 30 с характеристиками:

  • Измерение углов: σ = 1.0“ (Hz, V)
  • Измерение линий: σ = 0.6mm + 1ppm
  • Дальность: >10’000m
  • Автонаведение на цель: до 3000м
  • Точность ATR       1 “ 

2. Датчики углов наклона Nivel  с характеристиками:

  • Диапазон: А +/- 1.51 мрад  (5’ 30”), В +/- 2.51 мрад  (9’ 30”), С +/- 3.00 мрад   (11’)
  • Точность: А ±1,05” (0,5 мм/100м), В ±3,15” (1,5 мм/100м), С ±10,05” (5,0 мм/100м)

3. Визирные цели GMP104

4. Управляющая программа GeoMos

5. Каналы связи и инфраструктура

tm30 nivel gmp104 geomos каналы связи

Конфигурация и настройка системы 

Задание системы координат - плоская, локальная.

Контрольные точки объединены в группы и профили. Для групп назначается период наблюдений для профилей задается направление определяемых смещений.

    • В проекте две группы 30 й и 31 й шлюзы
    • Определение смещений в трех направлениях вдоль оси шлюза, перпендикулярно оси и по высоте
    • Тахеометр устанавливался в начале рабочего дня в конце снимался
    • Период наблюдений контрольных точек в группе составлял 5 минут
    • Период наблюдений контрольных точек в группе составлял 5 минут

Стабильность положения электронного тахеометра контролировалась методом обратной засечки по четырем опорным точкам

  • Создана группа «Обратная засечка»
  • Период переопределения координат каждые 40 минут
  • Программа позволяет контрольные точки определять от последних координат станции, что дает возможность учитывать возможные смещения пилона

Определение кренов стенок при помощи датчиков углов наклона

  • Датчики фиксируют наклон стенок в двух направлениях вдоль и перпендикулярно оси шлюза
  • Фиксация наклона каждую минуту
  • Фиксация температуры датчика каждую минуту
  • sqrt((X30_21 - X30_22)2 +(Y_30 21-Y 30_22)2)

Виртуальные датчики расчет изменения заданного параметра по формуле

  • Созданы виртуальные датчики расстояний для каждой пары точек на противоположных стенках камеры. Расчет по данным тахеометра
  • Созданы виртуальные датчики для определения горизонтальных смещений контрольных точек по данным Nivel
  • Расстояния определялись каждые 5 мнут. Смещения по данным Nivel каждые 2 минуты
  • 20.000*tan(Nivel_X_15- 0/0008))*1000

Визуализация в модуле GeoMos Analyzer

  • Создание графиков, диаграмм таблиц для анализа результатов
  • Сохранение в SQL базе данных для анализа во внешнем профессиональном ПО

Выводы и рекомендации 

 1. Система мониторинга горизонтальных и вертикальных перемещений стен камер шлюзов, основанная на высокоточных тахеометрах автоматах позволяет фиксировать относительные пространственные перемещения контрольных точек на уровне (с чувствительностью) 1 мм и меньше.

  •  для достижения указанных результатов за длительный период наблюдений необходимо обеспечить точное периодическое переопределение координат тахеометра, что подразумевает организацию стабильной опорной геодезической сети.
  • подтверждено, что для обеспечения наилучших результатов необходимо для переопределения координат тахеометра использовать метод линейной засечки.
  • наполнение или опорожнение одного шлюза, сказывается на движении элементов соседнего шлюза, что существенно затрудняет оценку результатов и наглядность представления в виде графиков

2. Изменения трехмерного положения контрольных точек в моменты шлюзования при помощи высокоточного электронного тахеометра определяются достаточно надежно.

  • опытным путем для конкретных условий проведения эксперимента и расположения оборудования установлено, что наилучшие результаты получаются при удалении контрольных точек от тахеометра не более 170 180 метров
  • Система надежно фиксировала плановые перемещения в моменты шлюзования в пределах 4 5 мм, высотные перемещения составили 2мм.

3. Высокоточный электронный тахеометр автомат с точностью дальномерной части 0,6 мм и угловой точностью 1” или 0,5” позволяет достаточно надежно определять расстояния (динамику изменений расстояний) между стенками

  • динамика изменения собственно расстояний между контрольными точками на противоположных стенках шлюза определяется надежнее, чем трехмерные смещения каждой контрольной точки в отдельности

4. Подтвердилась возможность фиксировать изменение горизонтальных смещений стенок секций шлюзов с использованием высокоточных датчиков наклона Nivel

  • Направление кренов в продольном и поперечном направлении в моменты шлюзования, а также вычисленные значения горизонтальных поперечных смешений полностью совпадают с данными от тахеометров
  • Данные от датчиков являются достаточно объективными и наглядными, поскольку лишены влияния человеческого фактора, в отличие от данных полученных тахеометром. Датчики работают полностью в автоматическом режиме, имеют высокую чувствительность и отражают все изменения 24 часа в сутки.

Опыт применения автоматизированных систем мониторинга на ГТС (кликните по фото, чтобы увеличить)

Красноярская ГЭС Красноярская ГЭС 1 Красноярская ГЭС 2
Саяно Шушенская ГЭС Саяно Шушенская ГЭС 
АСДМ МАРХИ АСДМ МАРХИ 

 

 Красноярская ГЭС. Система геодезического мониторинга мостовых переходов

 Саяно-Шушенская ГЭС.

  • 3 спутниковых базовых станций ГЛОНАСС /GPS
  • 7 мониторинговых приемников ГЛОНАСС /GPS на гребне
  • ПО Spider, GeoMos , Sentris
  • Центр управления и вычислений (сервер)
  • Каналы связи и инфраструктура

 АСДМ МАРХИ
Мониторинг перекрестно стержневых конструкций покрытия машинного зала Саяно-Шушенской ГЭС

Состав системы

  • Центральный пульт (сервер)           1 шт.
  • Тахеометра Leica TM50 1"                3 шт
  • Призмы ПВО                                  12 шт.
  • Призмы Монитор                          165 шт.
  • Сейсмокомплекс Zet048C-GNSS-6     2 шт.
  • GNSS антенны                                  2 шт.
  • Коммуникации и инфраструктура
  • АРМ « Sentris Viewer »

Технический отчет, брошюра (pdf)

Скачать публикацию

Заявка на звонок
с по
* — обязательные поля
Нажимая кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
Обратная связь

Если у вас возникли вопросы, напишите нам, и мы обязательно ответим.

Нажимая кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
Оставить заявку
Ваш заказ
Стоимость* * — стоимость зависит от комплектации
* — обязательные поля
Нажимая кнопку «Отправить», Вы даете согласие на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности
Яндекс.Метрика