Автоматизированный учет наледей и противоналедных сооружений
А.И.КУЗЬМИНЫХ, Д.М.МЕРКУЛОВ, кандидаты техн. наук
Сотрудники лаборатории мостовых конструкций СГУПСа (НИИЖТ) провели многолетние исследования на наледных участках Красноярской, Восточно-Сибирской и Забайкальской дорог. На основе материалов исследований были разработаны и внедрены в производство различные типы противоналедных сооружений. Однако несовершенство технической документации и недостаточно квалифицированное текущее содержание противоналедных сооружений приводит к их преждевременному износу и новой наледной опасности.
Проблемы содержания искусственных сооружений на водотоках с наледями до последнего времени недостаточно отражались в технической литературе и нормативных документах. Это отрицательно сказывалось на состоянии сооружений и приводило к срочным противоналедным работам. До 1992 г. отсутствовала единая форма учета наледных явлений и противоналедных сооружений. Как правило, опасные наледи у земляного полотна учитывали в Паспорте неустойчивого или деформирующегося земляного полотна, где не отражались в полной мере необходимые характеристики. Отрицательные воздействия наледей на мосты и трубы в большинстве случаев не учитывали, а расходы на борьбу с ними относили на текущее содержание искусственных сооружений. Отсутствие необходимой учетной документации не позволяло выделять расходы на борьбу с наледями, выполнять систематические наблюдения за их образованием, чтобы прогнозировать опасность, а также должным образом эксплуатировать противоналедные сооружения.
По нашему предложению в ВСН 210-91 включены учетные формы «Паспорт наледного участка» и «Карточка противоналедного сооружения». Эти документы допускают компьютерную обработку информации в автоматизированной системе управления (АСУ), которая свяжет. единой цепью наледные явления и искусственные сооружения. В силу чего потребовались определенная систематизация и унификация терминов и справочных данных. Для ввода их в АСУ составлены специальные инструкции по заполнению разделов паспорта и обработке результатов измерений.
Одной из главных задач при внедрении АСУ становится создание банка данных по наледным участкам и конструкциям противоналедных сооружений. Он должен включать текстовую и графическую информацию (рисунки, планы, профили, схемы). При первоначальном формировании банка данных необходимо проводить обследовательские и изыскательские работы на объектах (съемка планов, гидрогеологические, обмерочные работы, оценка технического состояния противоналедных сооружений, определение происхождения наледи и др.). Все это могут выполнять специалисты достаточно высокой квалификации как по наледной тематике так и компьютерной обработке результатов.
Сибирский государственный университет путей сообщения совместно с СибЦНИИСом разработал и внедрил на Красноярской дороге автоматизированную систему управления сооружениями на водотоках с наледями, которая входит в пакет программ интегральной системы управления содержанием земляного полотна. Система АСУ ЗП представлена следующими взаимосвязанными пакетами:
ONLK — пакет по наледным процессам;
CLM — пакет по климату;
HLP — справочное руководство по системе.
Программы написаны на широко используемом языке Clipper 5.01 в среде MS DOS версии 5.0. Графические функции системы реализованы с помощью специализированного пакета BIGRAPH.
Диалог с компьютером осуществляется через систему вложенных меню на русском языке, форматированных экранов ввода, подсказок. Система «Наледь» расположена в директории NLD, описания и инструкции — в директории NLD-TXTN.
Пакет ONLK предназначен для отслеживания, анализа и прогнозирования наледных процессов. Первая версия пакета представляла собой информационно-поисковую систему, включавшую каталог наледей. В дальнейшем она была дополнена процедурой паспортизации.
Паспортизация — сложный комплекс программных, организационных и алгоритмических средств, предназначенных для учета, контроля и прогнозирования наледных явлений. Введение паспортов наледных участков, их компьютерная обработка позволяют отслеживать изменения наледей во времени, связывать их развитие с различными факторами (климат, геология и т.д.). Процедура паспортизации сливается с процедурой обследования на этапе ввода данных. По мере накопления последних предполагается прогнозировать степень опасности наледей и выбирать оптимальные противоналедные сооружения. Пакет можно настроить для работы как в дистанциях, так и в службе пути.
Разработан блок связи пакетов ONLK и DST. Это позволяет проанализировать зависимость между наледными явлениями и деформациями земляного полотна, отраженными в карточках ПУ-9 и ПУ-28. Установлена связь и с пакетом АСУ ИССО. При вводе границ наледного участка читаются все необходимые данные по искусственным сооружениям и записываются в паспорт наледного участка. Пакет ONLK обрабатывает: паспорт наледного участка; карточку противоналедного сооружения; каталог наледей. Информация в систему должна поступать из карточек ПУ-9 и ПУ-28, данных оперативных наблюдений, материалов обследований и научно-технических разработок.
Следует отметить, что программы постоянно совершенствуются и расширяются по мере внедрения. Предполагается устаревшую MS DOS заменить на операционную среду Windows NT со средствами визуального программирования.
Оперативные данные по наледям и противоналедным сооружениям вводят в техническом отделе дистанции пути. В управление дороги данные передают либо на дискете, либо по электронной почте.
В инструкции по заполнению паспорта наледного участка представлены шесть разделов, в которые включены: характеристики участка, искусственного сооружения и наледи, план участка, конструкция противоналедного сооружения, продольный и поперечный профили с геологическими данными, результаты наблюдений за режимом формирования наледи и ее отрицательными воздействиями, оценка эффективности применяемых способов борьбы и рекомендации по противоналедной защите. Кроме табличной формы программа предусматривает графическое представление плана и профилей наледного участка и противоналедных сооружений. Инструкция по карточкам противоналедных сооружений дает возможность пользователю по формализованным справочникам выбрать и ввести в программу данные о виде и состоянии сооружения. В карточке представлена его схема с основными размерами, порядок эксплуатации, состояние и эффективность, а также проводимые ремонтные работы. Инструкция по измерению и расчету параметров наледей и источников их питания предлагает единую методику замеров и расчетов основных характеристик. Она ориентирована на работников дистанции пути.
Автоматизированный учет позволит эксплуатационникам более эффективно содержать сооружения на водотоках с наледями.
