СМИК для гидротехнических сооружений портового комплекса: опыт реализации в Корсаковском порту

ВТОРОЙ ТИП: Датчики деформации струнные ISSO-SG3-150

Струнные датчики деформации ISSO — наиболее многочисленная группа на объекте. Они предназначены для длительного мониторинга относительной деформации и напряжения в несущих элементах конструкций: сваях, подпорных стенках, распорках, балках, колоннах.

Принцип действия основан на измерении резонансной частоты колебаний металлической струны, натянутой внутри корпуса датчика. При деформации конструктивного элемента, к которому закреплён датчик, изменяется натяжение струны — и, соответственно, её резонансная частота. Измерение частоты с высокой точностью позволяет вычислить величину деформации.

Струнная (вибрационно-струнная) технология измерений обладает рядом принципиальных преимуществ для задач долгосрочного строительного мониторинга:

• нечувствительность к длине кабеля — показания не зависят от сопротивления линии, что особенно важно при распределённом размещении датчиков на протяжённых сооружениях;
• высокая долгосрочная стабильность — частотный сигнал не подвержен дрейфу, характерному для резистивных датчиков;
• устойчивость к электромагнитным помехам — критично для портовой среды с развитой электросиловой инфраструктурой.

Погрешность ±0,1% — один из лучших показателей в классе струнных датчиков деформации — обеспечивает высокую достоверность данных о напряжённо-деформированном состоянии конструкций на всём жизненном цикле объекта.

Принцип действия — также вибрационно-струнный. Датчик фиксируется на поверхности контролируемого объекта с помощью анкерных болтов: два анкера закрепляются на смежных конструктивных элементах, между которыми необходимо измерить взаимное перемещение. Диапазон измерений 0–150 мм охватывает как штатные температурные деформации деформационных швов, так и аварийные раскрытия, требующие немедленного реагирования.

ЧЕТВЕРТЫЙ ТИП: Датчики давления струнные ISSO-WP-50

Предназначены для контроля фильтрационного режима грунтов засыпки и основания, а также оценки работы дренажной системы.

Конструкция датчика давления ISSO включает герметичный корпус с натянутой внутри металлической струной-резонатором. Один конец струны закреплён неподвижно, второй связан с чувствительной мембраной, воспринимающей давление жидкости. При изменении давления мембрана деформируется, изменяя натяжение струны — и её резонансную частоту, которая считывается электромагнитной катушкой.

Полевой уровень формирует распределённую измерительную сеть датчиков ISSO, установленных в критических узлах конструктивных элементов в соответствии с расчётными схемами нагружения и требованиями нормативной документации. Шкафы сбора данных (ШСД), распределённые по территории комплекса, выполняют первичную аналого-цифровую обработку сигналов и защищённую передачу на верхний уровень.

Верхний уровень — центральный сервер и автоматизированное рабочее место оператора — реализует полный цикл обработки: визуализацию показаний в режиме реального времени, ведение долгосрочного архива измерений, расчёт трендов и накопленных деформаций, а также автоматическое формирование предупреждений при достижении контрольных и критических уровней контролируемых параметров.

Система предусматривает три режима работы:

1. Автоматизированный режим — основной. Данные поступают от датчиков через ШСД на сервер в непрерывном режиме без участия оператора. Обработка и хранение происходят автоматически.
2. Автономный режим — резервный. При потере связи между ШСД и сервером данные накапливаются локально в буфере регистратора и передаются на сервер после восстановления соединения. Режим обеспечивает отказоустойчивость системы при кратковременных сбоях инфраструктуры.
3. Ручной режим — для ввода данных инструментальных измерений, выполненных с помощью переносных приборов (периодические обходы). Данные вносятся оператором через АРМ и интегрируются в общий массив для сквозного анализа.

Трёхрежимная архитектура обеспечивает непрерывность мониторинга даже в условиях технических сбоев или планового обслуживания оборудования.

Нормативная база и класс ответственности

Рабочая документация АСДК ГТС Корсаковского порта разработана в строгом соответствии с действующей нормативной базой:

• СП 58.13330.2019 «Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003» — пп. 4.11, 4.14, 4.15;
• СП 23.13330.2018 «Основания гидротехнических сооружений» — пп. 4.10, 4.11, 4.12;
• ГОСТ Р 54523-2011 «Портовые гидротехнические сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».

Гидротехнические сооружения объекта отнесены к II и III классам ответственности. Для объектов данных классов нормативные документы предъявляют требования к:

• составу контролируемых параметров;
• достаточности количества и расположения точек измерения;
• регламенту наблюдений и периодичности съёма данных;
• порядку обработки, хранения и представления результатов.

Выполнение этих требований является обязательным условием ввода объекта в эксплуатацию и подтверждения безопасности сооружений на всём их жизненном цикле.

Результат

Введённая СМИК обеспечивает круглосуточный автоматизированный мониторинг девяти гидротехнических сооружений Корсаковского порта. Система фиксирует отклонения в режиме реального времени, сокращает риски аварийных ситуаций и обеспечивает доказательную базу для принятия решений по техническому обслуживанию и ремонту.

Заключение. Мониторинг как инструмент управления безопасностью

Опыт проектирования АСДК ГТС для Корсаковского рыбного порта демонстрирует подход НТЦ «КСМ» к задачам мониторинга критической инфраструктуры: комплексность измерений, соответствие нормативным требованиям, применение собственного оборудования с подтверждёнными метрологическими характеристиками и трёхуровневая архитектура системы, обеспечивающая надёжность в условиях удалённого объекта с агрессивной средой эксплуатации.

Система мониторинга — это не формальное выполнение требований проекта. Это инструмент управления безопасностью объекта на всём его жизненном цикле: от строительства до вывода из эксплуатации. Своевременное обнаружение отклонений, документирование состояния конструкций, обоснованное планирование технического обслуживания — всё это становится возможным только при наличии достоверных, непрерывных, структурированных данных измерений.

ООО НТЦ «Комплексные системы мониторинга»
10 ЛЕТ создаем и внедряем передовые решения систем мониторинга и управления на базе собственных разработок.