CC BY
32
ваться. Добавление новых факторов для увеличения точности оценки возможно при наличии информации про их влияние на здоровье человека.
Общая схема алгоритма содержит следующие операции: за методом наименьших квадратов (МНК) определяются коэффициенты всех частичных моделей при сложности 5 = 1, 5 = 2, ..., 5 = п, где п - количество учтенных факторов; для каждой из них вычисляется значение внешнего индивидуального или комбинированного критерия селекции; единственная модель оптимальной сложности выбирается по минимальному значению критерия. Информация и статистика смертности, которая была предоставлена экспертами с медицинской области и получена после анализа медицинской литературы, послужила входными данными для метода.
Разработанное приложение выполняет постоянную синхронизацию с сервером, который сохраняет информацию в базе данных. Каждый интервал времени вычисляется тренд на основе полученных данных. Предусмотрена возможность запроса немедленного расчета значения оценки предоставленных со стороны клиента значений. В общем, одним из результатов расчета является набор оценок каждого из факторов. Определение общей оценки способа жизни пользователя возможно без постоянной актуализации данных та при отсутствии значений некоторых факторов, но, в этом случае, существует возможность получить результат, который не будет полностью отвечать действительности. Синхронизация мобильного клиента с сервером происходит при наличии активного соединения с сетью Интернет, иначе, при отсутствии подключения, данные сохраняются в мобильной базе данных приложения.
В данный момент, проект находится на стадии разработки. Разработано рабочий прототип. Реализовываются решения под конкретные мобильные платформы та усовершенствуется работа серверной части.
Список литературы:
1. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. - М.: Государственное издательство Физико-математической литературы, 1958. - 336 с.
ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ ПОВЫШЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
© Ким Л.В.*
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
В статье рассмотрены существующие проблемы в обеспечении безопасности гидротехнических сооружений повышенных ответственности,
* Доцент кафедры Гидротехники, теории зданий и сооружений Инженерной школы ДВФУ, кандидат технических наук, доцент.
включая шельфовые сооружения. На базе выполненных НИКОР даются предложения по внедрению инновационных технологий контроля безопасности сооружений с учетом зарубежного опыта и методик.
Ключевые слова шельф, безопасность, сооружение, риск, анализ.
Интенсивное развитие районов Сибири и Дальнего Востока, богатых природными ресурсами, хозяйственное освоение новых территорий требуют значительных капитальных вложений в строительство, возведения большого числа специальных сооружений: причалов, сухих и плавучих доков, плотин, тоннелей, мостов, нефтегазодобывающих платформ, подводных трубопроводов и иных конструкций. В ДВФО расположены несколько крупных ГЭС, более 30 портов, на шельфе Охотского моря построены 5 нефтегазодобывающих сооружений. Масштабность задач, поставленных в Федеральной программе по развитию Дальнего Востока и Забайкалья требуют быстрого решения возникающих научных и практических проблем.
Дальневосточные территории по сложности проблем строительства и эксплуатации, определяющего безопасность, относятся к зоне повышенного риска. От Камчатки до Японии и далее проходит сейсмический пояс, имеется большое число тектонических разломов. Необходим учет возможных реализаций экстремальных нагрузок и природных воздействий, скачкообразных изменений напряженно-деформированного состояния конструкций объекта в процессе его жизненного цикла, что позволит уточнить модели безопасности, провести вероятностный анализ сценариев развития ситуации на объекте. Анализ таких сценариев позволяет выбрать конструкции, их элементы, соединения и узлы объекта, которые должны подлежать контролю в процессе эксплуатации объекта.
Главная проблема - выяснение ресурса несущей способности конструкций с учетом накопления повреждений, развития трещин, а в ряде случаев сейсмической, ледовой или ветровой нагрузки, низкой и высокой температуры, воздействия морской воды м прочих воздействий.
Освоение шельфа Дальнего Востока началось с сахалинского шельфа. Скорость ветра здесь достигает 38 м/с. Изменения уровня моря определяются приливами, которые достигают 2,2 м. Скорость дрейфа льда до 2 м/с, толщина наслоенных полей до 3 м, торосы массой до миллиона тонн, жестким штормовым режимом (высота волн до 15-20 м), высокой сейсмичностью до 9-10 баллов, сложными литодинамическими условиями.
Динамические ледовые нагрузки ведут к образованию и накапливанию дефектов в виде трещин, точек деградации характеристик материала, ослабления связей и т.п., а усталостные процессы приводят к внезапному отказу. Высокочастотные колебания приводят к ослаблению соединительных узлов, уменьшению усталостной прочности сварных соединений, виброразжижению основания и соответственно осадкам и крену сооружений.
Помимо платформ требуется возведение большого числа специальных инженерных сооружений: подводных добычных комплексов, нефтетерми-налов, нефтегазохимических производств, заводов, трубопроводов, судоверфей и т.д.
Федеральные законы о безопасность промышленных и гидротехнических объектов наметили пути решения комплексного обеспечения данной проблемы, однако отсутствуют множество подзаконных актов, СНИП, СП и т.д. [1].
Отсутствие норм и дополнительные затраты на переделку западных проектов нефтегазодобывающих платформ для российского шельфа являются одним из факторов удорожания строительства. Пока мы вынуждены разрабатывать СТУ (специальные технические условия) для восполнения отсутствующих норм. Необходимо увеличить финансирования работ по разработке недостающих норм и их гармонизации с западными аналогами.
Воздействия внешней среды могут стать причиной аварийных ситуаций, поэтому особую важность приобретают вопросы мониторинга технического состояния. К сожалению, российские организации не располагают необходимым опытом проведения мониторинга объектов повышенной ответственности, отечественная приборная база морально устарела. Необходимо выйти на новый уровень организации производства, научной, проект-но-конструкторской деятельности.
Целесообразно учитывать опыт иностранных нефтегазовых, гидростроительных компаний, научных и проектно-конструкторских компаний. Необходимо использовать достижения информационно-компьютерных технологий, новых приборов и методик для совершенствования технологий мониторинга состояния сооружений в течение жизненного цикла.
Технологии мониторинга должны совершенствоваться с учетом типа сооружения, функционального назначения и природно-климатических условий, и должен включать состав, содержание, уровень информационной иерархии и детализации, оптимизация стоимости и пр.
Управление безопасностью должно основываться на моделях взаимодействия сооружений со средой, современных компьютерных технологиях и анализе жизненного цикла объектов. Проблема оценки проектной надежности технических средств освоения морских месторождений связана с разработкой методов определения ледовых воздействий, методов расчета конструкций на истирающее воздействие ледяного покрова, с исследованием морского льда как материала, закономерностей формирования ледового режима и режима нагружения объектов.
Начало интенсивного освоения ресурсов шельфа Баренцева и Охотского моря требует доведения до промышленного уровня и внедрение в практику отечественных технологий диагностики, которые должны повысить информативность, оперативность и доступность анализов, обеспечить объективный выбор способов поддержания эксплуатационной надежности и безопасности
платформ. Должны совершенствоваться технологии мониторинга с учетом типа сооружения, функционального назначения и природно-климатических условий, включающая состав, содержание, уровень информационной детализации, оптимизация стоимости и других параметров мониторинга.
Новые технологии мониторинга позволят существенно повысить показатели надежности, что благоприятно скажется на сроке службы морской техники, а также экологической безопасности акваторий. На основе расчетных моделей можно будет выполнять расчеты режима нагружения сооружений за весь период эксплуатации.
Безопасная эксплуатация в значительной степени зависит от достоверного определения ледовой нагрузки и точности методов расчета с учетом структуры, свойств и механизмов разрушения льда. Учет воздействия ледяного покрова является одной из наиболее сложных задач при проектировании морских инженерных сооружений. Необходим учет возможных реализаций экстремальных нагрузок и воздействий, скачкообразных изменений состояния конструкций. Это позволит уточнить модели безопасности, провести вероятностный анализ сценариев развития ситуаций, оценить риски.
Сложные условия эксплуатации обуславливают ускоренное снижение качества сооружений, увеличивают риск аварий, потери несущей способности. Комплексные обследования около 200 сооружений портов Приморья, Сахалина и Камчатки позволили выработать рекомендации по эксплуатации сооружений, а также разработать ряд технических средств защиты от основных агрессивных факторов внешней среды. Также была разработана методика расчета физического и функционального износа сооружений.
Получены следующие основные результаты НИР:
- систематизированы данные по качеству эксплуатации причальных объектов портов Приморья и Сахалина;
- разработан комплекс методик по проведению полевых работ, обработке и анализу полученной информации;
- проведен анализ особенностей эксплуатации, климатических и других факторов;
- проведено исследование скорости коррозии шпунта причальных набережных;
- предложены способы продления срока службы сооружений, проведения работ по реконструкции, повышения эксплуатационной надежности и безопасности сооружений.
Нами выполнены исследования режимов нагружения гидротехнических сооружений, разработка математических моделей дрейфа льда и формирования ледовых воздействий, исследование неоднородности физико-механических свойств морского льда, проведены натурные обследования построенных платформ на шельфе о. Сахалин.
Сотрудниками ДВФУ проведены НИР по оценке воздействия опасных природных процессов на территории Дальнего Востока. Разработаны рекомендации по прогнозированию последствий от землетрясений, цунами, наводнений, а также по оценке ущерба от их воздействий. Проведен априорный анализ сейсмической уязвимости различных типов жилой застройки на территории городов Приморья.
Повышение эффективности использования морских объектов может быть осуществлено на основе выявления резервов их несущей способности с целью увеличения эксплуатационных нагрузок; определения сроков выполнения ремонтных работ в периоды, соответствующие началу лавинообразного появления дефектов; продления срока службы за счет усиления конструкций.
Для выполнения этих задач следует использовать подводные аппараты, сонары и видеокамеры для инспекции и слежения за подводными газопроводами. Подводные роботы применяются для маршрутных исследований подводных нефтегазопроводов, прокладки подводных кабелей, при поисках полезных ископаемых, при поиске и обследовании подводных объектов.
Нами разрабатывается научно-методическое обеспечение применения подводных аппаратов, включающие работы по прокладке трубопроводов; проведение ремонтов при помощи сварки «мокрым» способом на судах и морском оборудовании; монтаж и сборка подводных сооружений, например, понтонов, трубопроводов, защитных матрасов; подводная поддержка (техническая и инспекционная) строительства искусственных островов; нераз-рушающие исследования и внешний осмотр объектов морской инфраструктуры; исследование дна.
Сотрудниками ДВФУ проведены НИР по оценке воздействия опасных природных процессов на территории Дальнего Востока. Разработаны рекомендации по прогнозированию последствий от землетрясений, цунами, наводнений, а также по оценке ущерба от их воздействий. Проведен априорный анализ сейсмической уязвимости различных типов жилой застройки на территории городов Приморья.
Анализ состояния проблемы показывает важность проведения широкого круга фундаментальных и прикладных исследований, которые должны обеспечить качественно новыми технологиями и техническими средствами реализацию освоения ресурсов прибрежной зоны. Эти задачи могут успешно решаться лишь при условии использования передовых технологий.
К сожаленью для мониторинга платформ и других объектов повышенной ответственности используются преимущественно импортные приборы. Актуальна задача импортозамещения, подготовка специалистов по разработке новых приборов.
В ближайшие годы необходимо решить следующие задачи:
1. Объединение разобщенных научных коллективов, занимающихся исследования проблем промышленной безопасности, проектированием и эксплуатацией объектов повышенной ответственности.
2. Разработка законодательных актов по функционированию системы безопасности объектов повышенной ответственности «разработчики - изготовители - операторы - потребители - архиваторы результатов».
3. Создание региональных центров коллективного пользования, занимающихся научно-методическим и приборным обеспечением систем контроля мониторинга сооружений.
4. Организация подготовки и переподготовки кадров для указанных центров и эксплуатационных служб.
5. Создание совместных предприятий в области исследования, производства и эксплуатации элементов систем безопасности строительных объектов.
6. Увеличение финансирования НИОКР, расширение количества конкурсов по данным направлениям.
Список литературы:
1. Правила безопасности при разведке и разработке нефтяных газовых месторождений на континентальном шельфе. ПБ 08-623-0. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007.
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ В СРЕДЕ ОРТОГОНАЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО ВИДА
© Неретина В.В.*, Мизин С.В.*
Уфимский государственный авиационный технический университет,
г. Уфа
Предлагается аналитический метод описания дискретных нестационарных систем управления в среде ортогональных функций экспоненциального вида.
Ключевые слова: нестационарные технические системы, дискретные ортогональные многочлены, аппроксимация функций.
Математические модели, описывающие поведение многих сложных технических объектов, представляют собой линейные системы с переменными
* Доцент кафедры «Информационно-измерительная техника», кандидат технических наук, доцент.
* Ассистент кафедры «Информационно-измерительная техника».
