Программно-аналитический комплекс мониторинга состояния зданий разработали в НГТУ НЭТИ
В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разработали программно-аналитический комплекс мониторинга состояния зданий и инженерных сооружений на основе анализа акустических шумов. Разработка прошла государственную регистрацию программ для ЭВМ.
Работа проводилась под руководством доцента кафедры геофизических систем НГТУ НЭТИ Константина Федина. Метод пассивной инженерной сейсмологии, используемый учеными, позволяет выявлять дефекты конструкций путем выделения стоячих волн из пассивных шумовых записей. Исследуя распределение стоячих волн, можно оценить состояние здания или сооружения, вычислить остаточный ресурс, выявить такие скрытые дефекты, как трещины или потери крепления.
Главным преимуществом данного метода является пассивность, то есть отсутствие необходимости использовать активные источники, такие как взрывы, удары или вибрация, которые могут нанести ущерб исследуемому объекту. Однако обработка данных, полученных в результате применения метода стоячих волн, вызывала затруднения в связи с тем, что требовала больших временных затрат. Для изменения ситуации в лучшую сторону был разработан программный комплекс, существенно упрощающий обработку данных.
«В процессе проведения измерений мы размещаем датчики с повторяющимся шагом по исследуемому объекту. Датчики измеряют мгновенную скорость его колебаний. Эти колебания незаметны для человека, так как измеряются в нанометрах. Из записанных шумовых колебаний мы выделяем собственные колебания исследуемого объекта — стоячие волны. Интерпретируя картину распределения стоячих волн, можно диагностировать состояние объекта, выявлять в нем дефекты», — рассказал магистр кафедры геофизических систем НГТУ НЭТИ Андрей Скоробогатько.
По его словам, ранее для построения карт амплитудного распределения стоячих волн, пригодных для диагностики сооружений, необходимо было сначала рассчитать спектрограммы сейсмических записей в одной программе, затем получить из них усредненные спектры колебаний, соответствующие точкам наблюдения. Далее требовалось выбрать значение амплитуды колебаний с интересующей частотой и, сопоставив с координатами, нанести пик на карту в другой программе. Данную процедуру приходилось повторять для всех точек измерения.
«Я занимался разработкой специализированного программного комплекса, который существенно упрощает задачу обработки данных. Главная часть моей работы заключалась в том, чтобы в программный комплекс можно было внести сейсмические записи и схемы измерения, а он автоматически мог построить карту амплитудного распределения колебаний по выделенному диапазону частот. То есть автоматизировал огромный пласт рутинных операций», — отметил Андрей Скоробогатько.
Для апробации комплекса провели практические полевые эксперименты. Так, были обследованы несколько жилых домов в Подмосковье, здания животноводческого комплекса в Тверской области. При обработке полученных данных комплекс продемонстрировал свою работоспособность и эффективность.
Программно-аналитический комплекс внедрен в работу коллективом ученых, является обязательным при обработке данных и прошел государственную регистрацию программ для ЭВМ. В настоящее время ведутся работы по улучшению пользовательского опыта и добавлению новых возможностей.