Адаптация базы инженерно-геокриологических данных для конкретных целей, связанных с подготовкой проектной документации и эксплуатацией инженерных сооружений.
Минкин М.А., Рязанов А.В., Суворин А.В., Александров А.А.
ФГУП «Фундаментпроект», г.Москва, Россия.
Аннотация: создание электронных баз инженерно-геокриологических данных существенно облегчает систематизацию и обработку больших объемов информации. Развитие компьютерных технологий сегодня позволяет создавать на основе электронных баз данных комплексы программ для обработки информации, выпуска инженерно-геологических отчетов и разработки рекомендаций в автоматическом режиме.
Ключевые слова: электронная база данных, инженерно-геокриологический мониторинг, прогнозирование, оперативный контроль.
Abstract: the design of Electronic Data Banks containing information on engineering-geocryological investigations facilitates systemizing and processing a big amount of information. The development of computer technologies makes it possible to create new packages of programs on the base of electronic data banks and use them to process information, release engineering-geocryological reports and work out recommendations automatically.
Keywords: electronic data bank, engineering-geocryological monitoring, forecast, efficient control.
Интенсивное развитие компьютерной техники и программного обеспечения позволяет осуществлять накопление и хранение значительного по объему количества информации в виде электронных баз данных (ЭБД). Создание ЭБД во много раз облегчает и ускоряет поиск необходимой информации, ее систематизацию по различным направлениям. Однако на сегодняшний день использование ЭБД в качестве инструмента накопления и хранения данных во многих случаях является недостаточным. Поэтому, исходя из предназначения собираемой информации, на основе ЭБД создают программные комплексы, позволяющие осуществлять в автоматическом режиме сложные аналитические процессы и отражать их результаты в законченном, как графическом, так и табличном виде (рис. 1).
Для хранения данных инженерно-геокриологических изысканий и инженерно-геокриологического мониторинга в институте «Фундаментпроект» на основе системы управления базами данных «Clarion» и системы автоматизированного проектирования «AutoCAD» была создана электронная база данных. В настоящее время ЭБД содержит информацию приблизительно по 150 объектам, находящимся на различных нефтегазовых месторождениях Севера Западной Сибири и основана на данных по 3,5 тысячам инженерно-геокриологических скважин и точек статического зондирования. Существующая ЭБД дает возможность систематизировать содержащуюся в ней информацию пообъектно, а также по отдельным свойствам грунтов или их группам.
В связи с возрастающими объемами изысканий, выполняемых институтом, ЭБД была адаптирована для автоматизированного выпуска материалов инженерно-геокриологических изысканий, что позволило повысить скорость выдачи и качество выпускаемой продукции. В ходе автоматизированной обработки материалов изысканий в пределах исследуемой толщи пород производится выделение инженерно-геокриологических элементов (ИГЭ), расчет физико-механических свойств пород по каждому ИГЭ и формирование таблицы свойств ИГЭ. Кроме того, в автоматическом режиме осуществляется инженерно-геокриологическое районирование в контурах исследуемой территории и создание таблицы характеристик микрорайонов. Качество обработки материалов обеспечивается автоматическим контролем введенной информации на соответствие путем сопоставления данных, полученных в ходе визуального описания пород с данными лабораторных анализов проб грунтов. Дополнительно осуществляется контроль за тем, чтобы значения введенных характеристик грунтов не выходили за пределы возможных. На основе произведенной обработки материалов изысканий происходит автоматизированное построение инженерно-геокриологических разрезов и карты с учетом заданных масштабов. Получаемые графические материалы, включая таблицы, по своему содержанию и оформлению соответствуют требованиям современных нормативных документов.
Блок базы данных, отвечающий за хранение информации, полученной в процессе инженерно-геокриологического мониторинга, позволяет накапливать данные температурных наблюдений в основании сооружения и инструментальных наблюдений за деформациями. Помимо этого предусмотрен ввод дополнительной информации, характеризующей инженерное сооружение, его конструктивные особенности, технологию строительных работ и режим эксплуатации, что позволяет наиболее точно восстановить картину формирования верхних граничных условий массива грунтов основания. В соответствии с современным видением задач инженерно-геокриологического мониторинга в программе предусмотрен блок оперативного контроля за состоянием грунтов в основании сооружения, основанный на осуществлении краткосрочного прогнозного расчета температур грунтов. Для удобства восприятия результаты мониторинга представляются в графическом и табличном видах, демонстрирующих изменение температур грунтов и величины деформирования объектов как в пространстве, так и во времени. Особо выделяются объекты, состояние которых приближается к аварийному. В настоящее время ведется разработка блока системы, предлагающей в каждом конкретном случае набор возможных мероприятий, направленных на стабилизацию ситуации.
Основной проблемой на современном этапе, которая возникает при попытках реализации программных продуктов подобных вышеописанной ЭБД, является построение в автоматическом режиме инженерно-геологических и геокриологических границ на разрезах и картах. Так, например построение геокриологических границ на разрезах должно производиться с учетом имеющейся информации об условиях на поверхности грунтов (особенности рельефа, растительного покрова, снегонакопления, наличие хозяйственных объектов). Кроме того, следует иметь ввиду, что одни и те же условия на поверхности грунтов в различных климатических зонах могут оказывать как охлаждающее воздействие, так и отепляющее. Все это значительно усложняет алгоритм построения геокриологических границ и значительно увеличивает количество дополнительно вводимой исходной информации. Поэтому оптимальным решением этой проблемы на сегодняшний день является выдача в автоматическом режиме графического материала (карт и разрезов) с отражением на нем всей необходимой информации (рис. 2), которая позволяет специалисту самостоятельно оценить ситуацию и провести инженерно-геологические, геологические и температурные границы (рис. 3).
Таким образом, несмотря на достаточно высокий уровень развития компьютерных технологий, ряд вопросов, связанных с обработкой и графическим отображением в автоматическом режиме результатов инженерно-геокриологических исследований, полученных в ходе изысканий и мониторинга, остаются открытыми. Тем не менее, оснащение электронных баз данных дополнительными функциями позволяет существенным образом уменьшить трудоемкость и значительно ускорить решение задач, связанных с обработкой большого объема информации.
Рис. 1. Схема программного комплекса, созданного на основе электронной базы данных для автоматизации процессов обработки информации.
Рис. 2. Заготовка инженерно-геокриологического разреза, построенная в автоматическом режиме, с отображением всей информации, необходимой для окончательной обработки.
Рис. 3. Инженерно-геокриологический разрез после окончательной обработки вручную.