Просмотр исходного текста страницы Структурные схемы мониторинга состояния земляного полотна

Структурные схемы мониторинга состояния земляного полотна и его основные функции. При иерархическом построении подсистемы ГТС ЗП в ней может быть выделено<br>5 уровней (рис. 3.13). Структурно-иерархическая схема ГТС ЗП построена по принципу вложения подсистем более низкого уровня в подсистемы более высокого уровня, что записывается как[[Image:Pic_3_formula_6.jpg|center]]

где Мд, Мб, Mb, Mr и Мд – множества элементов подсистем соответственно на мега-, макро-, мезо-, мини- и микроуровнях; з _ символ, обозначающий свойство множества быть надмножеством другого рассматриваемого множества.[[Image:Zp_3_13.jpg|center]]Верхний уровень (мегауровень) представляет земляное полотно в пределах железной дороги, как наиболее крупного структурного подразделения МПС, являющегося центром по управлению функционированием системы. На уровне дороги осуществляется планирование работ по земляному полотну с учетом распределения инвестиций; ведется сбор, обработка, анализ и хранение информации; выполняется инженерная поддержка обследовательских и проектных работ<br>Макроуровень составляет подсистема земляного полотна в пределах одного направления дороги, характеризующегося одинаковыми внешними для системы эксплуатационными параметрами нагрузок (грузонапряженность, скорость, нагрузки на ось и т.д.), которая является однородной по предъявляемым к ней требованиям по уровню надежности. Подсистема земляного полотна на макроуровне по отношению к выполнению целевой функции – пропуску подвижного состава с заданными скоростями – является единой, т. к. отказ одного из элементов приводит к сбою всей подсистемы. Земляное полотно на многопутных участках на макроуровне для каждого пути, как правило, входит в свою подсистему. На этом уровне производится выделение основных направлений и мало деятельных участков.<br>Мезоуровень представляют единичные объекты земляного полотна, на которые<br>по принципу однотипности конструкции (насыпь, выемка, нулевое место и т.д.) делится земляное полотно направлений. Это основной уровень, обеспечивающий выполнение функциональной задачи земляного полотна, и уровень, на котором определяется надежность и по отношению к которому производится управление.<br>Миниуровень составляют отдельные элементы единичного объекта земляного полотна (основная площадка, откосные части, ядро насыпи, основание, защитные и укрепительные сооружения и т.д.). Выделение данного уровня позволяет при управлении целенаправленно выделять слабые зоны, требующие усиления.<br>Микроуровень выделяет в единичных объектах отдельные инженерно-геологические элементы (ИГЭ), что является характеристикой на уровне материала (грунта). Важным на данном уровне являются свойства материала, определяющие способность выполнения единичным объектом (или его элементом) возложенных на него функций.<br>ГТС ЗП на верхних мега- и макроуровнях включает в себя совокупность единичных объектов земляного полотна, расположенного в пределах выделенных пространственных структур в виде единых множеств, без разделения их по типам конструкции земляного полотна (насыпь, выемка) и предрасположенности этих объектов к тем или иным деформациям. Вместе с тем причины и природа возникновения разных типов деформаций различны, также значительно отличаются последствия их возникновения и цена принятия управленческого решения, поэтому должна быть предусмотрена процедура выделения из единых множеств на мега- и макроуровнях подмножеств по типам возможных деформаций. Такая процедура записывается как:



[[Image:Pic_3_formula_7.jpg|center]] где М{х,…хп} – основное множество единичных объектов на мега- или макроуровне, включающее всю совокупность из п единичных объектов в пределах дороги (мегауровень) или в пределах выделенного направления (макроуровень); My{xj |у,…х,|у} -подмножество из s единичных объектов, предрасположенных к возникновению /-го типа деформации, выделенное из основного множества единичных объектов М{х,…хп\; Y -символ, обозначающий соединение множеств.<br>Условие (7) показывает, что количество единичных объектов в основном множестве не обязательно будет совпадать с суммой единичных объектов всех выделенных из него подмножеств по типам деформаций. Это условие следует из того, что часть единичных объектов основного множества может входить в несколько подмножеств одновременно (предрасположенность объекта к нескольким типам деформаций), а другие – не входить ни в одно подмножество (условно недеформируемые объекты).<br>Процедуре выделения подмножеств должна предшествовать нумерация типов деформаций, по которым и производится классификация единичных объектов, причем процедура отнесения единичного объекта к тому или иному подмножеству по типу возможных деформаций является неформальной и не всегда очевидной, но очень важной, определяющей во многом как организацию мониторинга, так и его эффективность.<br>Общая схема выполнения четырех основных функций во временном аспекте (наблюдения, оценка, прогноз и управление) для мониторинга земляного полотна может быть представлена организацией циклов в виде раскручивающейся спирали. Мониторинг земляного полотна на первой стадии начинается с функции оценки результатов наблюдений, накопленных за предыдущие годы до его организации; при осуществлении этапа прогнозирования проводится разработка целевой программы мониторинга.<br>Функции оценки и прогноза могут быть объединены в единый аналитически-прогнозный блок и их выполнение возложено на дорожные центры диагностики, где для этих целей организована аналитическая группа, оснащенная современной вычислительной техникой. Аналитически-прогнозный блок является центральным в схеме мониторинга: через него осуществляются переработка и передача восходящего информационного потока от измерительно-контрольного блока к блоку управления и прохождение обратного нисходящего потока управленческих решений. Для выполнения функций блока могут также привлекаться научные и проектные организации.<br>Главный блок по принятию управленческих решений – блок управления – формируется службами пути с подключением центра диагностики, научных и проектных организаций для разработки сценариев управления объектами и проектно-сметной документации для усиления. Неотложные управленческие решения по режимам эксплуатации единичных объектов могут приниматься также на уровне дистанции пути.<br>Третий блок системы, выполняющий измерительно-контрольные функции, создается на базе центра диагностики (обследовательская группа) и работников дистанции пути. При необходимости проведения специальных режимных наблюдений могут подключаться научные организации, а для выполнения объемных обследований, включающих инженерно-геологические и инженерно-геофизические работы,- проектные организации.<br><br>