vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2019-46-1-123-131vdgtu-649Research ArticleИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕCOMPUTER SCIENCE, COMPUTER ENGINEERING AND MANAGEMENTИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙTHE DEVELOPMENT OF INFORMATION TECHNOLOGY OF STRUCTURAL HEALTH MONITORING SYSTEMSЕмельяновМ. В.EmelianovM. V.

научный сотрудник.

129337, Москва, Ярославское ш., 26, Москва.

Scientific Researcher.

26, Yaroslavskaya higwway, Moscow 129337.

emelianov@mgsu.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияNational Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)Russian Federation201915072019461123131Copyright © Емельянов М.В., 20192019Емельянов М.В.Emelianov M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/649Цель

Цель. Целью исследования является разработка информационной технологии проектирования систем мониторинга несущих конструкций зданий и сооружений повышенной категории ответственности на основании исходных данных об объекте строительства и результатов инженерных изысканий.

Метод

Метод. В статье рассматривается подход к формализации описания процедуры разработки проектов систем мониторинга зданий и сооружений, основанный на особенностях разработки СМИК строительных сооружений, инженерном опыте проектирования данных систем.

Результат

Результат. В статье представлены концептуальные основы разработанной информационной технологии, алгоритм определения режима мониторинга на основании сведений об объекте строительства, алгоритм работы макроса определения наиболее нагруженных узлов и элементов в комплексе конечно-элементного моделирования. Даны рекомендации по определению параметров контроля, состава измерительного оборудования.

Вывод

Вывод. Разработанные в процессе исследования концептуальные основы информационной технологии позволяют провести дальнейшую разработку алгоритмов и программ для автоматизированного анализа сведений об объекте и участке строительства с целью получения автоматическом режиме результатов, необходимых для разработки систем мониторинга зданий и сооружений повышенной категории ответственности.

Objectives

Objectives. The aim of the study is to develop information technology design systems for monitoring load-bearing structures of buildings and structures of a higher category of responsibility based on the initial data on the construction object and the results of engineering surveys.

Method

Method. The article discusses the approach to the formalization of the description of the procedure for developing projects for monitoring buildings and structures, based on the design features of the SMC building structures, the engineering experience of designing these systems.

Result

Result. The article presents the conceptual foundations of the developed information technology, the algorithm for determining the monitoring mode based on information about the construction object, the algorithm for the macro to determine the most loaded nodes and elements in the complex finite element modeling. Recommendations are given for determining the control parameters, the composition of the measuring equipment.

Conclusion

Conclusion. The conceptual foundations of information technology developed in the course of the research allow for the further development of algorithms and programs for the automated analysis of information about the object and the construction site in order to obtain the automatic mode of the results necessary for developing monitoring systems for buildings and structures of a higher category of responsibility.

объекты повышенной категории ответственностимониторинг технического состояниясистема мониторингаинформационная технология разработки систем мониторингаалгоритм определения режима мониторингамакрос определения наиболее нагруженных узлов и элементовobjects of increased category of responsibilitytechnical condition monitoringmonitoring systeminformation technology of development of monitoring systemsalgorithm for determining the monitoring modemacro for determining the most loaded nodes and elementsReferencesГОСТ Р 22.1.12-2005 Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования. М., 2005.GOST R 22.1.12-2005 Bezopasnost v chrezvichainykh situatsiyakh. Strukturirovannaya sistema monitoringa i upravleniya ingenernimi sistemami zdaniy i soorygeniy. Obschie trebovaniya. [Safety in emergencies. Structured system for monitoring and control of building / construction engineering equipment. General requirements. (in Russ.)]Мониторинг технического состояния ответственных сооружений с использованием современных геодезических методов измерений и численного анализа методом конечных элементов / А.В. Коргин, М.А. Захарченко, В.А. Ермаков // Мониторинг. Наука и безопасность – 2011 - №3. С.58-63.Korgin A.V., Zakharchenko M.A., Ermakov V.A. Monitoring tekhnicheskogo sostoyaniya otvetstvennykh soorygeniy s ispol’zovaniem sovremennykh geodezicheskikh metodov izmereniy i chislennogo analiza metodom konechnykh elementov. Monitoring. Nauka I bezopasnost’. – 2011 - №3. c.58-63. [Korgin A.V., Zakharchenko M.A., Ermakov V.A. Monitoring of the technical condition of critical structures using modern geodetic measurement methods and numerical analysis by finite element method. // Monitoring. Science and security-2011 - №3. P. 58-63. (in Russ.)]Динамический мониторинг конструкций декоративного навеса и пешеходного моста в аэропорту Шереметьево-3/ А.В. Коргин, Г.Э. Шаблинский, Е.Ю. Сергеевцев, Д.А. Зубков // Вестн. Моск. гос. строит. ун-та. – 2011. –№4. – С.222-228.Korgin A.V., Shablinskiy G.E., Sergeevtsev E.Yu., Zubkov D.A. Dinamicheskiy monitoring konstruktsiy dekorativnogo navesa i peshekhodnogo mosta v aeroportu Sheremet’evo-3. Vestnik MGSU. – 2011. –№ 4. – c.222-228. [Korgin A.V., Shablinskiy G.E., Sergeevtsev E.Yu., Zubkov D.A. Dynamic monitoring of structures decorative shed and footbridge at the airport Sheremetyevo-3. // Vestnik MGSU. - 2011. - №4. - P. 222-228. (in Russ.)]Создание экспериментальной системы GPS мониторинга высотного здания при ветровом воздействии / А.В. Коргин, М.А. Захарченко // Вестн. Моск. гос. строит. ун-та. – 2011. – №11. – С.200-205.Korgin A.V., Zakharchenko M.A. Sozdaniye eksperimental’noy sistemu GPS monitoring visotnogo zdaniya pri vetrovom vozdeistvii. Vestnik MGSU. – 2011. – №8. – c.200-205. [Korgin A.V., Zakharchenko M.A.Creation of experimental GPS-system for monitoring tall-building response to wind load. // Vestnik MGSU. - 2011. - №11. – P.200-205. (in Russ.)]Программная составляющая автоматизированной системы дистанционного мониторинга / Коргин А.В., Ермаков В.А., Зейд Килани Л.З., Смирнов В.А., Красочкин А.Г., Романец В.А. Научное обозрение -2015. -№ 20 - 2015. С.191-198Korgin A.V., Ermakov V.A., Zeid Kilani L.Z., Smirnov V.A., Krasochkin A.G. Romanets V.A. Programmnaya sostavlyayuschaya avtomatizirovannoy sistemy distantsionnogo monitoringa. Nauchnoe obozreniye. . - 2015. - № 20. - c.191-198. [Korgin A.V., Ermakov V.A., Zeid Kilani L.Z., Smirnov V.A., Krasochkin A.G. Romanets V.A. Software component of the automated remote monitoring system // Scientific review - 2015. - № 20. - P.191-198. (in Russ.)]Сущеев, С.П. Мониторинг технического состояния несущих конструкций высотного здания / С.П. Сущев, В.В. Самарин, И.А. Адаменко, В.Н. Сотин Предотвращение аварий зданий и сооружений: Сборник научных трудов, выпуск 8. - Москва. - 2009, 580 с. С. 15-26.Suscheev S.P., Samarin V.V., Adamenko I.A., Sotin V.N. Monitoring tekhnicheskogo sostoyaniya nesuschikh konstriktsiy visotnogo zdaniya. Predotvrascheniye avariy zdaniy i sooruzheniy. Sbornik nauchnykh trudov, vipusk 8. – Moskva. - 2009, 580 p., c. 15-26. [Suscheev S.P., Samarin V.V., Adamenko I.A., Sotin V.N. Monitoring of technical condition of bearing structures of high-rise building // Prevention of accidents of buildings and structures: Collection of scientific papers, issue 8. - Moscow. - 2009, 580 p., P. 15-26. (in Russ.)]10. Шахраманьян А.М. Технологические и методические основы построения систем мониторинга несущих конструкций высотных и уникальных объектов // [Электронный документ] / Предотвращение аварий зданий и сооружений. - 2009 (http://pamag.ru/pressa/tech-construct)Shakhraman'yan A.M. Tekhnologicheskie i metodicheskie osnovy postroeniya system monitoringa nesuschikh konstruktsiy vysotnykh i unikal’nykh ob’ektov. [Elektronnyi resurs] URL http://pamag.ru/pressa/tech-construct (data obrachsheniya 20.01.2019) [Shakhraman'yan A.M. Technological and methodical bases of construction of systems of monitoring of the bearing designs of high-rise and unique objects. [Electronic resourse] URL: http://pamag.ru/pressa/tech-construct (access date 20.01.2019) (in Russ.)]Шахраманьян, А.М. Научно-технологические основы и практика создания систем мониторинга деформационного состояния несущих конструкций высотных и уникальных обектов // Современные системы и средства комплексной безопасности и противопожарной защиты объектов строительства. Информационный сборник. М.: ГУП «ИТЦ Москомархитектуры», 2009. 224 с., С. 94-97.Shakhraman'yan A.M. Nauchno-tekhnologicheskiye osnovy i praktika sozdaniya system monitoring deformatsionnogo sostoyaniya nesuschikh konstruktsiy vysotnykh i unikal’nykh ob’ektov. Sovremennye sistemy i sredstva kompleksnoi bezopasnosti i protivopozharnoi zaschity ob’ektovstroitel’stva. // Informatsionniy sbornik GUP «ITTS Moskomarkhitektury », 2009. 224 p., p. 94-97. [Shakhraman'yan A.M. Scientific and technological bases and practice of creation of systems of monitoring of the deformation state of bearing structures of high-rise and unique objects // Modern systems and means of complex safety and fire protection of construction objects. Information collection. M.: GUP "ITC of Moscomarchitecture", 2009. 224 p., Pp. 94-97. (in Russ.)]Шахраманьян, А.М. Опыт использования автоматизированных систем мониторинга деформационного состояния несущих конструкций на Олимпийских объектах Сочи-2014 / А.М. Шахраманьян, Ю.А. Колотовичев // Вест- ник МГСУ. - 2015. - № 12. С. 92-105.Shakhraman'yan A.M., Kolotovichev Yu.A. Opit ispol’zovaniya avtomatizirovannykh system monitoringa deformatsionnogo sostoyaniya nesyschikh konstruktsiy na Olimpiiskikh ob’ektakh Sochi-2014. // Vestnik MGSU. - 2015. - № 12. p. 92-105. [Shakhraman'yan A.M., Kolotovichev Yu.A. Experience of using automated monitoring systems of the strain state of bearing structures on the Olympic objects Sochi-2014. // Vestnik MGSU. - 2015. - № 12. P. 92-105. (in Russ.)]Гурьев, В.В. Обеспечение безопасности работы несущих конструкций высотных зданий / В.В. Гурьев, В.М. Дорофеев // Промышленное и гражданское строительство. - М., 2004. - № 12.Gur’ev V.V., Dorofeev V.M. Monitoring tekhnicheskogo sostoyania zdaniy i sooruzheniy. [Elektronnyi resurs] URL: http://stroyprofile.com/archive/1738 (data obrachsheniya 20.01.2019) [Gur’ev V.V., Dorofeev V.M. Monitoring of technicalГурьев, В.В. Мониторинг технического состояния зданий и сооружений [Электронный ресурс] / В.В. Гурьев, В.М. Дорофеев // URL: http://stroyprofile.com/archive/1738 (дата обращения 22.01.2019)condition of buildings and structures. [Electronic resourse] URL: http://stroyprofile.com/archive/1738 (access date 20.01.2019) (in Russ.)]Дорофеев, В.М. Методика определения периода и логарифмического декремента основного тона собственных колебаний зданий и сооружений / В.М. Дорофеев, И.И. Булыкин, Н.В. Назьмов // Промышленное и гражданское строительство. М., 2006. - № 4. - С. 28-29Dorofeev V.M., Bulykin I.I., Naz’mov N.V. Metodika opredeleniya perioda i logarifmicheskogo dekrementa osnovnogo tipa sobstvennykh kolebaniy zdaniy i sooruzheniy. // Promushlennoe i grazhdanskoye stroitel’stvo. 2006. - № 4. - C. 28-29. [Dorofeev V.M., Bulykin I.I., Naz’mov N.V. Methods of determining the period and the logarithmic decrement of the basic tone of the natural oscillations of buildings and structures // Industrial and civil engineering. M., 2006. № 4. P . 28-29. (in Russ.)]Гурьев, В.В. О мониторинге технического состояния несущих конструкций высотных зданий и широкопролетных сооружений / В.В. Гурьев, В.М. Дорофеев // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века.- 2006.- № 7.- С. 68-69.Gur’ev V.V., Dorofeev V.M. O monitoringe tekhnicheskogo sostoyaniya nesuschikh konstruktsiy visotnykh zdaniy i shirikoproletnykh sooruzheniy. // Stroitel’nye materialy, oborudovanie, tekhnologii XXI veka. - 2006.- № 7.- p. 68-69. [Gur’ev V.V., Dorofeev V.M. About monitoring of technical condition of bearing structures of high-rise buildings and wide-span structures // Building materials, equipment, technologies of the XXI century.- 2006.- № 7.- P. 68-69. . (in Russ.)]Патент РФ № 2413193 Способ мониторинга безопасности несущих конструкций, конструктивных элементов зданий и сооружений и система для его осуществления Патентообладатели: Волков Олег Сергеевич (RU), Клецин Владимир Иванович (RU)Volkov O.S., Kletsin V.I. Sposob monitoringa bezopasnosti nesuschikh konstruktsiy, konstruktivnykh elementov zdaniy i sooruzheniy i sistema ego osuschestvleniya.Patent RU № 2413193 MPK G01M 7/00 Opubl. 27.02.2011 Buyl. №Методика мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений. Общие положения и требования. Негосударственное образовательное учреждение «Учебно - консультационный центр «БАЗИС». Москва, 2008. Методика аттестована Правительственной комиссией по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности, протокол от 18 марта 2009 г. № 3.[Volkov O.S., Kletsin V.I. Method to monitor safety of bearing structures, structural elements of buildings and structures and system for its realization Patent RU № 2413193 MPK G01M 7/00. Publ. 27.02.2011. Bul. № 6 (in Russ.)]Николаев, С.В. Опыт проектирования и эксплуатации схем мониторинга конструкций и оснований высотных зданий / C.В. Николаев, В.М. Острецов, Л.Б. Гендельман, А.Б. Вознюк, Н.К. Капустян, В.В. Сухин и др. // URL: http://www.gpiko.ru/ru/Main/ContentPage/doclad (дата обращения 22.01.2019)Metodika monitoringa sostouaniya nesuschikh konstruktsiy. Obschie polozheniya i trebovaniya. // Negosudarstvennoye obrazovatel’noe uchrezhdeniye “Uchebno-konsul'tatsionniy tsentr «BAZIS» Moskva. 2008. 36 c. [Methods of monitoring the state of load-bearing structures of buildings and structures. General provisions and requirements. // Non-governmental educational institution "training and consulting center "BASIS". Moscow, 2008. 36 p. (in Russ.)]Болдырев, Г.Г. Системы мониторинга строительных конструкций зданий и сооружений / Г.Г. Болдырев, Д.Н. Валеев, А.А. Живаев, П.В. Нестеров // Жилищное строительство. - 2010. - № 10. - С.38-44Nikolaev S.V., Ostretsov V.M., Gendel’man L.B., Kapustyan N.K., Sukhin V.V. Opit proektirovaniya i ekspluatatsii skhem monitoringa konstruktsiy i osnovaniy visotnykh zdaniy. [Elektronnyi resurs] URL: http://www.gpiko.ru/ru/Main/ContentPage/doclad (data obrachsheniya 20.01.2019) [Nikolaev S.V., Ostretsov V.M., Gendel’man L.B., Kapustyan N.K., Sukhin V.V. Experience in design and operation of monitoring schemes of structures and bases of high-rise buildings [Electronic resourse] URL: http://www.gpiko.ru/ru/Main/ContentPage/doclad (access date 20.01.2019) (in Russ.)]Горпинченко, В.М., Егоров В.И. Мониторинг эксплуатационной пригодности особо ответственных, сложных и уникальных сооружений / В.М. Горпинченко, В.И. Егоров // Промышленное и гражданское строительство. - 2004.- № 10. - С.39-41Boldurev G.G., Valeev D.N., Zhivaev A.A., Nesterov N.P. Sistemi monitoringa stroitel’nykh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy. // Zhilischnoe stroitel’stvo. - 2010. - № 10. - с.38-44. [Boldurev G.G., Valeev D.N., Zhivaev A.A., Nesterov N.P. Monitoring systems of building structures of buildings and structures // Housing construction. - 2010. № 10. P. 38-44. (in Russ.)]]Farrar, C.R. Historical Overview of Structural Health Monitoring. Lecture Notes on Structural Health Monitoring using Statistical Pattern Recognition / C.R. Farrar. - Los Alamos: NM, 2001. – 150 p.Gorpinchenko V.M., Egorov V.I. Monitoring ekspluatatsionnoy prigodnosti osobo otvetstvennykh, slzhnykh I unikal’nykh sooruzheniy. // Promushlennoe i grazhdanskoye stroitel’stvo. - 2004.- № 10. – p.39-41. [Gorpinchenko V.M., Egorov V.I. Monitoring of operational suitability of especially responsible, complex and unique structures // Industrial and civil engineering. 2004. № 10. рр. 39-41. (in Russ.)]Джоел ван Крейненброк (Joel van Cranenbroeck) Технологии ГНСС позволяют людям знать все точно / Джоел ван Крейненброк // Геопрофи. - 2007. - № 3. - С. 6-8Farrar, C.R. Historical Overview of Structural Health Monitoring. Lecture Notes on Structural Health Monitoring using Statistical Pattern Recognition / C.R. Farrar. - Los Alamos: NM, 2001. 150 p.Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 336 с. (Сер. Информатика в техническом университете).Joel van Cranenbroeck Tekhnologii GNSS pozvoliauyut lyudam znat’ vse tochno. Geoprofi. - 2007. - №3. - c. 6-8. [Joel van Cranenbroeck GNSS technology allow people know exactly what // Geoprofi. 2007. № 3. рp. 6-8. (in Russ.)]Norenkov I.P. Osnovy avtomatizirovannogo proektirovaniya. 2 izdaniye pererab. i dop. M. Izd-vo MGTU im. N.E. Bauman, 2002. - 336 c. (Ser. Informatika v tekhnicheskom universitete). [Norenkov I.P. Fundamentals of computer-aided design: Studies. for universities. 2-e Izd., Rev. and extra - M.: Izd-vo MGTU im. N. E. Bauman, 2002. 336 p. (Ser. Computer science at the technical University). (in Russ.)]Norenkov I.P. Osnovy avtomatizirovannogo proektirovaniya. 2 izdaniye pererab. i dop. M. Izd-vo MGTU im. N.E. Bauman, 2002. - 336 c. (Ser. Informatika v tekhnicheskom universitete). [Norenkov I.P. Fundamentals of computer-aided design: Studies. for universities. 2-e Izd., Rev. and extra - M.: Izd-vo MGTU im. N. E. Bauman, 2002. 336 p. (Ser. Computer science at the technical University). (in Russ.)]

The authors declare that there are no conflicts of interest present.