автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Информационная система анализа параметров и условий эксплуатации строительных объектов

На правах рукописи ¿1

Сорокин Максим Олегович

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность 05.25.05 - «Информационные системы и процессы»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005548197

1 5 МАЙ 2014

Москва 2014

005548197

Работа выполнена на кафедре «Испытание сооружений» ФГБОУ ВПО «Московский государственный строительный университет»

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор

заслуженный строитель РФ Ерёмин Константин Иванович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, член-корреспонден

Академии инженерных наук имени A.M. Прохорова

Ханухов Ханух Михайлович

Кандидат технических наук, зам. зав. центром развития информационных систем ВИНИТИ РАН

Шапкин Александр Владимирович

Ведущая организация: ОАО Центральный научно-исследовательский

и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений (ОАО «ЦНИИ Промзданий»)

Защита состоится 25 июня 2014 г в 12:00, на заседании диссертационного совета Д 002.026.01 при ВИНИТИ РАН по адресу: г. Москва, ул. Усиевича, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского Института Научной и Технической Информации РАН (ВИНИТИ РАН)

Автореферат разослан <¿9» CUljlCttJ? 2014 г.

Отзыв на автореферат (2 экз.), заверенный печатью учреждения, просим направлять по адресу: 125190, Москва А-190, ул. Усиевича, 20 диссертационный совет Д 002.026.01

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Обеспечение конструкционной безопасности эксплуатируемых строительных объектов является актуальной задачей. Не смотря на высокую технологичность современного строительства, аварии сооружений на различных стадиях жизненного цикла происходят на регулярной основе. Так, за первое десятилетие XXI века аварии и обрушения охватили весь спектр объектов строительства: это жилые и общественные здания, промышленные сооружения и постройки, и другие значимые объекты (мосты, надземные переходы и др.). Кроме того, такие происшествия сопровождаются не только экономическими потерями: внезапные обрушения эксплуатируемых объектов уносят человеческие жизни.

В сложившихся условиях большое значение приобретают мероприятия, направленные на снижение аварийности. К таковым в первую очередь относятся методы неразрушающего и разрушающего контроля состояния конструкций. Другим направлением является совершенствование существующих расчетных схем. Широко применяемым является и компьютерное моделирование. Так, модели строительного объекта применяются для моделирования воздействий комбинированных нагрузок. Использование моделей, отражающих действительное техническое состояние, позволяет проводить прогнозирование изменения технического состояния. Актуальность направления отражает и значительное внимание научного сообщества: ежегодно проводится международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений», привлекающая специалистов из разных стран. Исследование и классификация причин аварий является предметом исследований многих отечественных и зарубежных ученых. Данной тематике посвящены работы A.A. Шишкина, А.Н. Добромыслова, Б.В. Сендерова, Мак Кейга, А.И Мизюмского, А.И. Кикина, М.Н. Лащенко, К.И. Ерёмина, А.Н. Шкинева и др.

Одной из актуальных тенденций в решении задачи снижения аварийности является применение современных информационных технологий. Стоит отметить 2 направления:

1. Внедрение автоматизированных систем мониторинга параметров сооружений. Современные системы автоматизированного мониторинга — сложные программно-аппаратные комплексы. Их возможности варьируются от простого фиксирования значений измеряемого параметра до анализа результатов изменения комплекса параметров, и оценки их влияния на техническое состояние сооружения в целом.

2. Внедрение систем автоматизации процессов обеспечения безопасности строительных объектов. Такие мероприятия оправданы

с точки зрения современных подходов к управлению качеством: только качественно выполняемый процесс на всех стадиях может породить качественный результат. В приложении к безопасности эксплуатируемых объектов это означает, что разработка и внедрение таких систем позволит эффективно, в короткие сроки, с высокой точностью и достоверностью определить техническое состояние эксплуатируемого объекта.

Особый интерес представляют мероприятия второй категории: программные средства, реализующие автоматизацию по своей природе являются легко тиражируемыми, что позволяет массово применять удачные решения и получать максимальный эффект. В то же время, опыт мировой промышленности предлагает использование CALS/ИПИ технологии, заключающейся в информационной поддержке изделий на всех этапах жизненного цикла. Однако, применение данной технологии к ранее возведенным эксплуатируемым строительным объектам затруднено: отсутствует единое информационное пространство, отражающее процессы предшествующих этапов жизненного цикла. Вследствие этого выполнение мероприятий по обеспечению безопасности с использованием современных средств может быть связано с дополнительными временными и финансовыми затратами. Настоящее исследование нацелено на преодоление этой проблемы.

Вопросы автоматизации инженерных исследований при строительстве и реконструкции с научных позиций исследованы в работах А.Б. Злочевского, Ю.С. Кунина, О.В. Лужина, Г.Я. Почтовика, Г.К. Шаршукова, Ж. Авриля, М. Аркана, С. Балаша и других. В их работах рассмотрены проблемы методов измерений, автоматизированного сбора информации, организации исследований, создания измерительного оборудования и разработки специализированного программного обеспечения для обработки информации. С точки зрения CALS технологий, значительный интерес представляют работы Е.М. Кудрявцева, С.И. Роткова, P.A. Самитова, Коргина A.B. В их работах рассматривается использование проектной документации в качестве базовой информации для разработки решений, основанных на CALS/ИПИ.

Цель работы заключается в разработке информационной системы, реализующей принципы CALS/ИПИ технологий для эксплуатируемых строительных объектов.

Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

• Анализ текущего состояния информатизации процессов строительства и эксплуатации;

• Обоснование и выбор технических средств реализации информационной системы: как средств разработки, так и

вспомогательных систем обеспечения функционирования процесса разработки;

• Разработка общей концепции информационной системы, отражающей назначение, функциональные особенности и варианты использования.

• Проектирование и реализация информационной системы, включая:

° Разработку частной информационной модели эксплуатируемого

строительного объекта; 0 Разработку инфраструктуры информационного пространства

эксплуатируемого строительного объекта; ° Разработку средств автоматизации процессов контроля технического состояния строительного объекта: с отражением артефактов процесса в информационном пространстве и корректировкой модели с учетом изменения параметров технического состояния. Таким образом, результатом работы является готовое к эксплуатации программное средство.

На защиту выносятся следующие аспекты информационной системы:

• Частная информационная модель эксплуатируемого строительного объекта, отражающая техническое состояние и процессы его контроля;

• Структурная схема базы данных информационной системы;

• Организационно-методологическая модель организации процесса разработки программного обеспечения с использованием свободных инструментов;

• Алгоритм адаптивной динамической группировки данных для реализации пользовательского интерфейса архива документации строительного объекта.

Научная новизна работы заключается в применении принципов САЬБ/ИПИ для эксплуатируемых строительных объектов, в частности:

1. Разработана частная информационная модель эксплуатируемого строительного объекта.

2. Разработана единая база данных, представляющая единое информационное пространство, объединяющее частную информационную модель с процессами контроля технического состояния.

3. Автоматизированы процессы контроля технического состояния объекта с интеграцией результатов процесса в информационное пространство. Результаты процесса изменяют состояние информационной модели, что позволяет отслеживать изменение состояния с течением времени.

Практическая ценность заключается в успешной разработке программного продукта, реализующего применение принципов САЬБ/ИПИ технологии для эксплуатируемых строительных объектов. Разработанная информационная система успешно внедрена на трех строительных объектах. Благодаря модульной архитектуре система является легко расширяемой и может быть использована на широком спектре различных строительных объектов. Сформированные в системе частные информационные модели могут стать исходной информацией для построения адекватных расчетных МКЭ моделей, прогнозирования остаточного ресурса и других задач. Использование системы позволит значительно снизить уровень информационной энтропии, характеризующей техническое состояние объекта.

Апробация работы. Основные положения настоящей работы изложены на следующих конференциях:

1. V Международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений» г. Москва, 1-2 декабря 2010 г.

2. Всероссийская молодежная конференция с элементами научной школы «Теория и практика применения свободного программного обеспечения» Магнитогорск, 29-23 октября 2011 г.

3. Общероссийская конференция «Инновационные технологии в строительстве — путь к модернизации РОССИИ»

23-24 ноября 2011 г.

4. Конференция «Открытые технологии в инженерном деле» Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20 апреля 2012 г.

5. XV Международная межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых, докторантов и аспирантов «Строительство — формирование среды жизнедеятельности» Москва, МГСУ 25-27 апреля 2012 г.

Публикации. Основные положения работы изложены в 12 статьях, из них 4 в журналах, включенных в перечень ВАК.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, основных выводов, списка использованных источников из 109 наименований и 3 приложений. Работа изложена на 160 страницах и содержит 41 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность проблемы аварийности эксплуатируемых строительных объектов. Приведены статистические данные об авариях. Сформулирована общая тематика работы и подход к решению проблемы.

В главе 1 «Безопасность эксплуатируемых строительных объектов. Информационные системы в строительстве» рассмотрено

применение информационных технологий и вычислительной техники в строительстве в целом. Особое внимание уделено рассмотрению работ по применению информационных технологий к проблеме снижения аварийности эксплуатируемых объектов. Кроме того, ретроспективно рассмотрены работы отечественных и зарубежных авторов по проблеме снижения аварийности и изучению причин аварий. Рассмотрена нормативная документация и сформулированы основные понятия. Приведены сведения по развитию информационных технологий. Кратко изложены основные принципы CALS/ИПИ технологии и представлены сведения о соответствующем нормативном обеспечении. Обоснованы перспективы использования свободного программного обеспечения при разработке информационной системы.

Глава 2 «Методология и инструментарий разработки информационной системы» посвящена рассмотрению методологии и технических особенностей реализации системы. Целью главы является рассмотрение методологической базы, необходимой для успешного проектирования и реализации информационной системы. Рассмотрены различные аспекты функционирования процесса разработки программного обеспечения: методологический, организационный и технический.

Методологию разработки представляет собой объектно-ориентированный подход. Являясь наиболее популярной технологией промышленной разработки программ, объектно-ориентированный подход предлагает научные основы для анализа предметной области, проектирования информационной системы и её реализации. В работе представлены основные принципы данного подхода, сформулированные на основании работ Г. Буча. Приведены сведения о языке UML, являющимся стандартным языком проектирования объектно-ориентированных систем.

Организационный аспект представлен в качестве обзора современных методологий организации и управления процессом разработки. В частности, внимание уделено т. н. «гибким» методологиям (RUP, Scrum, MSF, ХР). Рассмотрены их преимущества относительно классического поэтапного подхода. Уделено внимание инженерным дисциплинам методологии ХР, позволяющим значительно повысить эффективность разработки. Сформулирована проблема семантического разрыва между объектно-ориентированным подходом и реляционным. Ввиду очевидной необходимости использования при разработке реляционной системы управления базой данных, рассмотрено её решение, представляющее собой технологию объектно-реляционного проецирования.

С точки зрения технического аспекта, автором выполнено формирование профиля прикладной среды для реализации процесса

разработки информационной системы с использованием технологии Java. К особенностям профиля стоит отнести использование свободного программного обеспечения. Предложенный набор программного обеспечения может быть использован для разработки прикладных систем в рамках «Национальной программной платформы». Подробно приведено описание программ, необходимых для реализации организационного аспекта: система регистрации ошибок Mantis, система контроля версий исходных файлов Mercurial, сервер непрерывной интеграции Jenkins. Приведены сведения об инструментальной библиотеке реализации принципа объектно-реляционного проецирования — Hibernate. В заключение представлено готовое решение по реализации принципа непрерывной интеграции, основанное на использовании свободных инструментов: Apache Ant, IzPack, Jenkins. Конфигурационные файлы предлагаемого решения представлены в приложении.

Глава 3 «Проектирование и реализация информационной системы» содержит описание предлагаемой частной информационной модели эксплуатируемого строительного объекта. Кроме того, рассмотрены наиболее важные проектные решения, принятые при проектировании системы. Общее содержание разделено на несколько частей: реализация модульной архитектуры, реализация электронного каталога документации, частная информационная модель строительного объекта и модули реализации паспортов объектов.

В качестве архитектуры информационной системы выбрана стратегия «Клиент-Сервер СУБД». При этом, использование современных сетевых систем управления базами данных позволяет обеспечить многопользовательскую работу в системе, целостность данных, надежность и достаточную производительность. В то же время, значительное внимание уделено проектированию архитектуры клиентской части системы. Ввиду многообразия различных видов строительных объектов и необходимости предоставления возможностей для развития и расширения функциональности системы спроектировано модульное решение. Укрупненно, архитектура клиентского приложения системы представлена на рисунке 1.

В рамках системы введено понятие укрупненной единицы абстракции: функционального модуля системы. Такой модуль спроектирован на основе паттерна проектирования «Фасад» и имеет четко определенный внешний интерфейс. Кроме того, при реализации применены возможности технологии Java Reflection, благодаря чему удалось решить проблему связанности модулей: подключение дополнительных модулей к системе возможно даже после распространения откомпилированных бинарных файлов и не требует доступа к исходному коду. На диаграмме компонентов,

изображенной на рисунке 1 представлены реализованные модули системы: Арркиппег — модуль инициализации клиентского приложения. Он необходим

гЦ

Мой*Нтр1*т*п1аС1оп

------->

> АррРиппег

1 РаироПСНТиЬ»

Рисунок 1: Модульная архитектура информационной системы

для корректной инициализации модулей и предоставления пользовательского интерфейса к ним. CatalogOfDocшnents — модуль реализации электронного каталога документации строительного объекта. Ра$зрогЮ/ЕМегрг1$еВшШ^8 — представляет собой модуль паспорта промышленного здания. И наконец РазврогЮ/ГиЬе — модуль реализации паспорта высотной дымовой трубы. Артефакт Мос1е11тр1етеп1аИоп —■ представляет собой системную библиотеку системы, содержащую реализацию частной информационной модели и абстрактного строительного объекта. Более подробно особенности реализации предложенного решения представлены в публикациях автора.

Для формирования информационного пространства, содержащего полные сведения о строительном объекте предлагается реализация модуля «Электронный каталог документации». Наличие данного модуля позволит интегрировать в систему документацию и данные о мероприятиях по контролю технического состояния, выполненных за годы эксплуатации объекта, предшествующие внедрению системы. Функциональность модуля «Электронный каталог документации», заключается в следующем:

• Формирование учетной карточки образа документа. (Предполагается выполнение оцифровки бумажной документации). Учетная карточка документа должна отражать его основные реквизиты для поиска и идентификации без просмотра образа.

• Классификация документации. Заключается в разработке набора справочников, содержащих значения типовых полей учетной карточки документа. Таким образом предотвращается избыточность данных и необходимость ручного ввода значений полей учетной карточки.

• Возможность добавления дополнительных полей к учетной карточки документа и классификации документов по их значениям.

(Необходима для добавления характеристик документа и использованию их значений при поиске).

• Поиск документации: как по текстовому запросу, так и по сложным критериям, представляющим набор значений полей карточки документа.

• Возможность выборки массива документов для выгрузки из системы. (Необходима для передачи определенных видов документации в экспертные организации при проведении инженерных исследований технического состояния).

• Регистрация заносимых документов и присвоение уникальных в рамках системы регистрационных номеров.

Базовыми сущностями модуля являются классификатор и справочник. Под классификатором понимается пополняемый набор значений одного из полей учетной карточки образа документа. Справочник — более сложная структура, предоставляющая помимо пополняемого набора значений поля возможность построения иерархии путем предоставления возможности создания каталогов и помещения в них значений классификаторов.

Стоит отметить, что значения и справочников, и классификаторов могут быть как простого типа (строка, число и т. п.), так и составного, и представлять собой сложные структуры данных, в том числе содержащие поля, так же являющиеся значениями других справочников и классификаторов. На рисунке 2 представлена диаграмма классов,

Интерфейс для наблюдения за изменением

«Interface» SaveListener

elementsaved(ei ; DictEntry)

♦ elementUpdated(el : DictEntry)

♦ e!ementDeleted(el : DictEntry)

Классификатор: способ изготовления документа

DocumentMakingMethod

makingMethod : String

Абстрактный информационный объект

DictEntry

■ id : int

- lister ers : Vector<SaveListe ner>

getldo : int

♦ setld(elld : int)

♦ addListenerflistener : SaveListener) «■ delListener(iistener : SaveListener)

♦ fireEiementSavedO

♦ fireEiementDeletedO

♦ fireEiementUpdatedO

+ IsNewQ_

getMakingMethodO : String ♦ setMakingMethodfmakingMethod : String)

Классификатор: назначение документа

DocumentFunction

docFunction : String

Классификатор: направление документа

Document Direction

• docOirection : String

■ getDocDirectionO : String

■ setDocDirection(docDirection : String)

♦ getDocFunctionO : String + setDocFunctionfdocFunction : String)

Рисунок 2: Классификаторы модуля «Электронный каталог документации»

и

отражающая классификаторы модуля «Электронный каталог документации». Предлагается использование следующих справочников: «Способ изготовления документа» {роситеММак^МеШоф, «назначение документа» {ОоситеШРипс^юп) и «направление документа» {ОоситешВкесНоп).

Предложенные классификаторы отражают природу документа, его функциональное назначение, а также направление: получен ли документ от внешней организации, или является результатом внутренних процессов. Класс ТгееБйгюг является системным классом, реализующим иерархию и представление в справочнике понятия каталог. Классы «Место хранения», «Ответственное лицо», «Организация» имеют связь с классом ТгееБ1гис£ таким образом, реализуя вложенность значений справочника в каталоги.

Предлагаемые справочники (рисунок 3) предназначены для

_DictCntry_

-id:int

- listehers:VectorgSaveUstener>

* getldO: ira

* setldtelld: int)

* addlistenerilistener: SaveListener) + deiListenerflistener: SaveListener)

♦ fireEiementSavedO

♦ fireEiementDeletedO

♦ fireEiementUpdated!)

»is№w()_

_ResponsibleFacc_

♦ name: String -surname'.String

- patronymic: String

♦ post: String

♦ contactlnfo: String

-org.'Orianizations_

«■ setName(name: String)

♦ getNameQ: String

+ setSurname(surname: String)

♦ getSurnameO: String

+ setPatronymicEpatronymic: String)

♦ getPatronymict): String

♦ getPostO: String

♦ setPostlpost: String)

*■ setContactlnfolcontactlnfo: String) + getContactlnfoO: String + setOrganizationEo: Organizations)

♦ getOrganizationQ: Organizations

Ответственное лщо

Рисунок 3: Справочники модуля "Электронный каталог документации"

идентификации содержимого документа. Благодаря наличию поля с/аулУа/яе в классе ТгееБтш иерархичные структуры различных справочников не пересекаются (в рамках одного справочника могут существовать только каталоги и вложенные в них значения). Кроме того, для классификации и

TreeStruct

• - parent: TreeStruct -name: String -ciassName: String

♦ getCiassNaroeO: String

♦ setClassNamelclassName: String)

♦ getNamel): String

♦ setNameEname: String)

♦ getParentl): TreeStruct

»setParentEparent: TreeStruct) »toStringQ: String

-storePiace: String - folder: TreeStruct

► getNamef): String

♦ setNamelname: String)

♦ getFolderf): TreeStruct

♦ setFotderffolder: TreeStruct)

Место хранения документа

__Organizations

- name: String -fuilName: String -address'.String

- folder: TreeStruct

♦ getNameO: String

♦ getfullNamel): String

♦ getAddressQ: String + setNamefname: String)

♦ setFullNamelfullName: String)

♦ setAddressEaddress.String)

♦ getFolderO: TreeStruct

♦ setFolderlfolder: TreeStruct)

Организация

характеристики образа документа предлагается справочник «Вид документа» (рисунок 4)

«Вид документа» является одним из справочников, поля которого содержат

Рисунок 4: Справочник "Вид документа"

ссылки на значения других справочников. Так, присутствует поле «Организация». Данный справочник предназначен для идентификации групп однотипных документов и предоставления возможностей по добавлению к карточке документа дополнительных полей классификации. Представленный на рисунке 4 класс Atribute предназначен для описания дополнительных полей. Кроме того, значение справочника «Вид документа» определяет формат формируемых регистрационных номеров, для добавляемых в систему документов данного вида. На рисунке 5 представлена диаграмма классов, отражающая структуру учетной карточки документа в системе. Класс Document, описывающий информационную сущность «документ» связан со значениями справочников и классификаторов, кроме того содержит поля для непосредственного хранения значений характеристик документа: его наименования, номера, количества страниц, дате занесения документа в систему. Для связи учетной карточки документа с его оцифрованным графическим образом реализован класс FileDocuments. Данный класс содержит сведения о электронном образе документа: имени файла, размере и расположении.

Рисунок 5: Справочник документов модуля "Электронный каталог

документации"

Для реализации пользовательского интерфейса модуля «Электронный каталог» в работе предложен алгоритм динамической многоуровневой группировки. Работа алгоритма лежит в основе разработанного пользовательского интерфейса, детально представленного в главе 3 диссертации. Цель разработки алгоритма заключается в формировании иерархичной структуры с заданными пользователем уровнями иерархии. Входными данными для алгоритма является набор дополнительных атрибутов документа и самих реквизитов карточки документа. Задача пользователя сводится к выбору последовательности атрибутов. Иерархичная структура при этом строится из уникальных значений выбранных атрибутов и реквизитов. При этом уровень иерархии определяется порядком выбора атрибута пользователем. Так, первый выбранный атрибут (реквизит) будет корневым уровнем иерархии, второй — дочерним элементов корневого элемента, третий — дочерним второго и т. д. Для хранения значений атрибутов используется структура данных, реализующая ветку древовидной структуры. Таким образом реализуется возможность одновременного раскрытия нескольких веток дерева. Кроме того, благодаря использованию СУБД программная реализация сводится к формированию корректных

запросов к базе данных и их выполнению. Так, например, для отбора уникальных значений при реализации используется операторы DISTINCT, для сортировки ORDER BY и др. Подробное описание и реализация представлены в работе.

Таким образом, представленные выше проектные решения позволяют реализовать единое хранилище документации строительного объекта с расширенными возможностями поиска и классификации. Однако, архив документации не отражает ни техническое состояние объекта, ни его структуру: документы являются лишь результатом выполненных процессов. Непосредственно данные являются содержанием образов, их анализ возможен только в результате изучения соответствующих документов. Для устранения этого недостатка предлагается реализация частной информационной модели эксплуатируемого строительного объекта, отражающую как структуру объекта, так и состояние отдельных узлов и конструкций. Согласно диаграмме компонентов на рисунке 1, реализация модели архитектурно располагается в артефакте Modellmplementation. Этот артефакт представляет собой библиотеку классов на языке Java, содержащую реализацию модели.

В рамках модели разработаны информационные сущности, отражающие: абстрактный строительный объект, строительную конструкцию, параметр безопасности. Абстрактный строительный объект представляет собой сущность, описывающую строительный объект в качестве совокупности строительных конструкций, узлов и соединений. Эта сущность не отражает конкретных особенностей различных видов сооружений. Такая детализация осуществляется на уровне модулей, использующих модель. Конкретные классы, описывающие определенный вид строительных объектов технически являются наследниками класса Абстрактного строительного объекта. Поэтому, они наследуют и детализируют информацию о конкретном строительном объекте. Далее представлены основные сущности модели. На рисунке 6 изображена диаграмма, отражающая информационную модель строительной конструкции эксплуатируемого строительного объекта.

Предлагаемая информационная модель отражает исчерпывающую информацию о строительной конструкции и её состоянии. Благодаря соответствующим классификаторам и справочникам введена классификация конструкций по материалу, конструктивному исполнению. Кроме того, созданы классификаторы для отражения серии и выпуска серии строительной конструкции. Предусмотрено поле для хранения признака, отражающего текущее состояние строительной конструкции. Информационная сущность, представляющая в системе строительную конструкцию (SK), содержит ссылки на классификаторы, указывающие на расположение конструкции на

строительном объекте.

Рисунок 6: Частная информационная модель: строительная

конструкция

Предполагается указание для строительной конструкции координационных осей и высотных отметок. (Сами сущности, представляющие координационные оси объекта и высотные отметки в рамках автореферата не представлены). Помимо информационной модели строительного объекта, предлагается описание процессов контроля технического состояния, реализуя таким образом следующую последовательность перехода состояний: текущее состояние конструкции, измерение контролируемых параметров (по ГОСТ 53778-2010), сравнение значений параметров с допустимыми значениями, изменение состояния конструкции и фиксирование сведений об отклонении. Информационные сущности, описывающие процесс контроля технического состояния, представлены на рисунке 7.

Категория отклонения

DefectCategory

id : int

- name: String

- comment:String

Тип процесса

5

ProccssType

id

-name: String - comment : Str ing

Отклонение

Defection

- id:int

- name: String

- dateRec '.Date

- dateFact :Date

- isFixed ¡boolean

- whencies: Set<Whence>

- remedies: Set<Remedy>

- defeat: DefectCategory

- measurement: Measurement

Измерение

Measurement

• id :int

• sk:Sk

■ measurementDate :Date - cpValue :CpValue •valueFact: Double

• mark; Double

• comment: String

■ op: Operation

• deflnfo : Defection_

Процесс

Process

- id :int

- name: String

• comment: String

- startDate: Date

- endDate :Date

- obj rBuildingObject

- face :ResponsibleFace

- stage :LifeCycleStage

- procType: ProcessType

- parent: TreeStruct_

Сред ство измерения

ControlDevices

- id: int -name: String

- number: String

- func: String

- poverkalnfo: String

- parent: TreeStruct

Стадия ЖЦ

LifeCycleStage

' id: int • name: String comment: String ■ isCanModiy :bootean

Тип

операции

ОрТуре

• id: int

• name: String

• comment: String

Операция

Operation

• id:int

• name: String

• dogovor: String vyvod: String •number: String ■dateBegin: String

• dateEhd: String type :OpType

• contragent: Organization proc ¡Process

docs: Set<Documents> DEVICES: Set<ControlDevices>

• faces: Set<Re?ponsibleFaces>

Рисунок 7: Частная информационная модель: процесс, измерение,

отклонение

В Главе 4 «Апробация результатов работы» представлены результаты практического применения результатов исследования. Рассмотрено применение модулей «Электронный каталог», и «Электронный паспорт» для производственного здания и сооружения дымовой трубы. Ниже представлена краткая характеристика конкретных объектов и полученные результаты.

Здание ООО «Первомайский хладокомбинат». На этапе производства строительных работ проведена классификация массива документации и формирование электронного архива. Обработано порядка 5000 документов, апробирован принцип динамической адаптивной группировки данных для представления массива документов. Внедрение системы на раннем этапе жизненного цикла позволило охватить широкий спектр процессов. Таким образом, сформированное информационное пространство отражает не только непосредственно документацию на строительный объект, но и документацию, характеризующую взаимодействие

с поставщиками материалов и конструкций, субподрядчиками и т. п. Кроме того, работа по формированию каталога документации для объекта «Первомайский хладокомбинат», позволила оценить общую производительность системы и правильность принятых архитектурных решений. Общий объем базы данных документации составляет более 16 гигабайт, в то же время система обеспечивает приемлемую производительность, как в режиме навигации по массиву документов, так и при выполнении поисковых запросов.

Здание главного корпуса Тобольской ТЭЦ. Объект введен в эксплуатацию в 1983 году. В ходе внедрения системы выполнено формирование частной информационной модели строительного объекта. На основании проектной документации выполнена конструктивная характеристика строительного объекта, описание объемно-планировочного решения и технологического оборудования. Для отражения технического состояния объекта на момент внедрения системы использованы данные экспертизы промышленной безопасности, проведенной в 2009 году. В системе зафиксированы результаты контроля пространственного положения конструкций и исследований прочностных характеристик бетона и стали. Для реализации учета параметров безопасности, выполнено наполнение справочника параметров безопасности. На основании предложенных по результатам экспертизы способов устранения отклонений и повреждений, заполнен справочник «Способ устранения отклонения». Результаты измерений параметров, выполненных в процессе экспертизы зафиксированы в системе. Выявленные отклонения значений и повреждения зафиксированы в системе и связаны с соответствующими конструкциями. Внедрение системы на данном объекте позволило оценить трудоемкость работ по информатизации процессов контроля технического состояния на уже эксплуатируемых строительных объектах. Выполненная работа показала значительную трудоемкость первоначального формирования частной информационной модели и наполнение справочника параметров безопасности. Не смотря на это получен положительный эффект от возможностей автоматизированного формирования ведомости дефектов и повреждений, а также протоколов инструментального измерения значений параметров безопасности. Таким образом, внедрение системы на данном объекте позволило апробировать формирование информационной модели производственного здания и пригодность принятых в системе проектных решений для отражения процесса контроля технического состояния и его результатов.

иш

Оргамидеиия: Типовой проект:

Габаритные разперы в пп*не;

Клнпатичеоий район

'Завиие главного корпусе Тобольосой ТЭЦ

{олоТпс МЯО'

Гол выпуоч проекта: Инвентарный понес:

аЗЕеоисоеич

Е

¡ООО «6ЕПД»

Урое» «> ответственности:

Гкюектмая орг»ишии: Сотрудник. заполнивший паспорт I ^ Лех«ть дгф«вст«а ..

01.2007 ;;... ¡¡о.««т>«т»{

:01.01.1983 |[Очистмть|

■13.01.2511 (...^Очиётмтъ]

¡ООО-ВЕЛД»

¡Алексеева Е. Л.

Рисунок 8: Карточка объекта "Производственное здание"

Следующим объектом является промышленная железобетонная труба, предназначенная для отвода дымовых газов от котлов и выброса их в атмосферу. Внедрение выполнено так же на стадии эксплуатации и сопровождало процесс экспертизы технического состояния. Сформирована информационная модель строительного объекта: выполнено описание конструктивной характеристики, осуществлена привязка конструкций к круговым координационным осям. Сформирован справочник параметров безопасности, зафиксированы проектные значения. Действительное техническое состояние на момент внедрения системы отражено в качестве результатов измерений параметров безопасности. Отражены выполненные этапы экспертизы: результаты измерений вертикальности ствола дымовой трубы, прочностных характеристик кирпича и бетона. Зафиксированы дефекты и повреждения, обнаруженные при визуальном осмотре конструкций сооружения.

Таким образом, выполнена апробация каждого разработанного модуля информационной системы на конкретном строительном объекте. Проведенная работа показала, что принятая модульная архитектура позволила реализовать гибкое ядро информационной системы, легко адаптируемое для различных строительных объектов. Так, разработанная частная информационная модель строительного объекта показала пригодность для совершенно различных строительных объектов: производственного здания и дымовой железобетонной трубы. Используя единое ядро, каждый модуль дополняет базовые модели специфичными моделями и структурами данных, характерными для данного вида объектов. Кроме того, положительный эффект получен и в результате интеграции модулей: так модули паспорта производственного здания и дымовой трубы используют функциональность

электронного каталога, позволяя реализовать прямую связь между строительным объектом и каталогом электронного архива.

0т««• -

Контрольный параметры

Пдоъмдоннаа тр>6а «4л«зо6е?а Инввггар^й *оч*р

Hwiep гроект* го вазкрту 3395ЭС<^ХС-35Ч*-ТР

Гете ctptwenw«» объект»

[Длиоеаи труба

Назииж CTDCwte/!tct<ï объемов

I^Pjstj'

¡Отвод ььиоеых газов от двух от ям утн/изл topos КУ-125Н л к* setôpcs 9 атнкфаду иа р=коту 55,7 четрсв

ÎÎ.07.Î002 Очистите;

Длт» ncntnot фуувз^еит» О i.09.1994 Q¡»wrríffh¡ Я»т» привел трубы C1.C7.W7 i... !;Очист»гь| Да Ti ввода трубы в мсст<г?зтаи»э 01.07.2002 Oprartoau*« ».шлузтнр)»»» тэ>€у ЭСК ООО <ургу?гмпр«1» *

ОАО »Ле«-игеач«<Ьте»*»

бИЦ СОТ »enero TQftVM

Рисунок 9: Карточка объекта "Промышленная железобетонная труба"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Применение принципов CALS технологий для эксплуатируемых строительных объектов является закономерным развитием информатизации строительной отрасли. Интеграция автоматизированных процессов в единое информационное пространство позволяет повысить эффективность их функционирования.

2. В рамках диссертационного исследования разработана частная информационная модель эксплуатируемого строительного объекта, отражающая техническое состояние, а также процессы контроля технического состояния. В рамках исследования модель представлена в виде диаграмм классов на языке моделирования UML, которые лежат в основе разработанной информационной системы. Представленные модели могут быть использованы как при модернизации существующих систем, так и при разработке новых.

3. Рассмотрены различные аспекты процесса разработки программного обеспечения: акцент сделан на организации и реализации

функционирования процесса на основе использования свободного программного обеспечения. Апробированный в рамках реализации проекта набор программ, может стать основой профиля прикладной среды разработки с использованием технологии Java в среде «Национальной программной платформы».

4. Представлены проектные решения, отражающие наиболее важные моменты проектирования системы. В частности, представлена общая архитектура системы, представляющая собой набор базовых библиотек и отдельных модулей, реализующих специфичную функциональность для различного вида строительных объектов.

5. Разработано хранилище документации строительного объекта. При этом разработана система классификации строительной документации, инструментарий поиска. В совокупности с частной информационной моделью, охватывающей значения параметров безопасности, предложенное решение может быть использовано в качестве базовой инфраструктуры информационного пространства эксплуатируемого строительного объекта.

6. Сформулирована и реализована концепция «Адаптивной динамической группировки» для реализации пользовательского интерфейса модуля электронного архива документации строительного объекта.

7. Реализованы модули системы, представляющие функциональные возможности по формированию документов «Паспорт строительного объекта», «Ведомость дефектов и повреждений» а так же протоколов измерений значений параметров безопасности для различных видов строительного объекта: промышленного здания и высотной дымовой трубы.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Портнов И.В. Сорокин М. Разработка Java приложений в Netbeans // Стандартизация в области информационных технологий. Сборник трудов участников семинаров лаборатории открытых систем. / ред. АЛ. Олейников A.B. Меркулова. - Магнитогорск : МаГУ, 2009. - С. 99-102.

2. Сорокин М.О. Организация отказоустойчивой, производительной дисковой подсистемы в Linux (Технология RAID и её использование в GNU/Linux) // Теория и практика применения свободного программного обеспечения: сборник трудов участников Всероссийской молодежной конференции с элементами научной

школы / ред. З.М. Уметбаев И.В. Попова, JI.3. Давлеткиреева. -Магнитогорск : МаГУ, 2011. - С. 115-119.

3. Ерёмин К.И., Шишкин И.В., Сорокин М.О. Безопасность спортивных сооружений в процессе строительства и эксплуатации // Предотвращение аварий зданий и сооружений, URL: http://pamag.ru/pressa/bss-pse

4. Сорокин М.О. Ерёмин К.И. Информационные системы в строительстве и национальная программная платформа. Инструментарий разработки. // Строительство-формирование среды жизнедеятельности: сборник трудов пятнадцатой международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых. - М.: МГСУ, 2012. - С. 468-471.

5. М.О. Сорокин Некоторые аспекты создания и внедрения электронных архивов документации. // Научное обозрение. - М., №5, 2012.-С. 706-710.

6. Ерёмин К.И. Шишкин И.В., Сорокин М.О. Безопасность эксплуатируемых спортивных сооружений: перспективы применения информационных систем в целях снижения аварийности // Мониторинг. Наука и безопасность. - М., №4(8) 2012. - С. 28-34.

7. Сорокин М.О. Хотеев С.Д. Свободные инструменты для организации работ по разработке информационных систем в строительстве // Электронный журнал "Молодежный научно-технический вестник", URL: http://sntbul.bmstu.ru/doc/532852.html

8. Алексанин A.B. Сорокин М.О. Обеспечение безопасности окружающей среды за счет организации рационального обращения отходов строительства и сноса. // Ежеквартальный научный журнал "Наука и безопасность". - №1(6). 2013. - С. 76-79.

9. Сорокин М.О. Алексанин A.B. Применение принципов CALS технологий в целях снижения аварийности эксплуатируемых строительных объектов // Ежеквартальный научный журнал "Наука и безопасность". - №1(6), 2013. - С. 79-84.

Ю.Сорокин М.О. Реализация принципа модульности на примере прикладной программы на языке программирования Java // Научное обозрение. - М.: №4,2013. - С. 161-166.

11.Сорокин М.О. Информационная система учета параметров безопасности эксплуатируемых строительных объектов // Механизация строительства. - М.: №7, 2013. - С. 39-43

12-Сорокин М.О. Применение CALS технологии для оценки безопасности эксплуатируемых промышленных зданий // Научное обозрение. - М.: №8,2013. - С. 44-49

Подписано в печать: 24.04.14

Объем: 1,5 п.л. Тираж: 70 экз. Заказ № 229 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинский проспект, д.2 (495) 978-66-63, www.reglet.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

04201459224

СОРОКИН МАКСИМ ОЛЕГОВИЧ

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

Специальность: 05.25.05 - Информационные системы и процессы

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -д.т.н., проф. Ерёмин К.И.

Москва 2014

Введение...................................................................................................................4

Глава 1 Безопасность эксплуатируемых строительных объектов. Информационные системы в строительстве........................................................9

1.1. Основные термины и определения.................................................................9

1.2. Безопасность эксплуатируемых строительных объектов...........................14

1.3.1 Общие сведения о развитии информационных технологий....................18

1.3.2. Классификация информационных систем................................................20

1.3.3. Программное обеспечение и информационные системы в строительстве.........................................................................................................23

1.3.4. CALS технология........................................................................................25

1.5. Свободное программное обеспечение.........................................................28

1.6. Параметры безопасности эксплуатируемых объектов...............................31

1.7. Выводы............................................................................................................33

1.8. Цель работы и задачи исследования.............................................................35

1.9. Научная новизна и реализация результатов работы...................................36

Глава 2. Методология и инструментарий разработки информационной системы...................................................................................................................38

2.1. Этапы жизненного цикла программного обеспечения...............................39

2.2. Объектно-ориентированный подход в проектировании и разработке системы...................................................................................................................42

2.3. Язык UML.......................................................................................................47

2.4. Понятие процесса разработки. «Гибкие» методологии..............................57

2.5. Технология объектно-реляционного проецирования. Библиотека Hibernate.................................................................................................................66

2.6. Технические средства разработки информационной системы..................70

2.6.1. Технология Java........................................................................................70

2.6.2. Инструментальные средства...................................................................73

2.6.3. Реализация принципа непрерывной интеграции..................................75

2.7. Выводы по главе 2..........................................................................................79

2.8. Полученные результаты.................................................................................80

Глава 3 Проектирование и реализация информационной системы.................82

3.1. Концепция информационной системы. Прецеденты использования.......82

3.2. Реализация принципа модульности..............................................................87

3.4. Методология разработки частной информационной модели....................95

3.4. Реализация модуля электронного архива документации...........................97

3.5. Адаптивная многоуровневая группировка данных в модуле

«Электронный каталог»......................................................................................102

3.6. Базовые сущности частной информационной модели.............................113

3.7. Выводы и полученные результаты.............................................................117

Глава 4. Апробация результатов работы...........................................................118

4.1. Внедрение системы при строительстве производственного комплекса «Первомайский хладокомбинат».......................................................................118

4.2. Апробация модуля «Производственное здание»......................................123

4.3. Апробация модуля «Промышленная труба».............................................130

4.5. Выводы по главе 4........................................................................................137

Общие выводы по работе...................................................................................138

Приложение 1. Ant сценарий сборки компонентов системы..........................150

Приложение 2. Конфигурационный файл сборки программы-установщика. ...............................................................................................................................153

Приложение 3. Интеграция сборки и упаковки программы-установщика информационной системы..................................................................................156

Приложение 4. Документы о внедрении...........................................................161

Введение

Обеспечение конструкционной безопасности эксплуатируемых строительных объектов является актуальной задачей. Не смотря на высокую технологичность современного строительства, аварии сооружений на различных стадиях жизненного цикла, к сожалению, имеют место. По материалам [1] за первое десятилетие XXI века (2001-2010 гг.) аварии и разрушения охватили весь спектр объектов строительства: это жилые и общественные здания, промышленные сооружения и постройки, а также иные значимые объекты (мосты, надземные переходы и др.). Важно отметить, что при этом характерны не только экономические потери: аварии часто связаны с человеческими жертвами. Ещё один вид не экономических потерь - утрата памятников истории.

Различают внезапные аварии и аварии с предварительным

оповещением. При внезапных авариях отсутствуют видимые

предупредительные симптомы аварийного состояния конструкций. Аварии с

предварительным оповещением напротив, характеризуются предшествующим

продолжительным во времени процессом деградации эксплуатационных

характеристик конструкции и/или развитием дефектов и повреждений.

Вопросы анализа и классификации аварий имеют важное значение: знание

причин аварий позволит избежать их будущем. Возможное выявление ошибок

на стадии проектирования позволит предупредить аналогичные аварии на

похожих объектах. Выявление «узких» мест типового решения позволяет

акцентировать внимание на опасных конструкциях и соединениях, что в свою

очередь повысит безопасность их эксплуатации. Так, например, в [2]

рассматривается вопрос реконструкции жилых зданий первых массовых

серий. В частности, отмечается низкая прочность стыков первых панельных

зданий серии 1-480, разработанных Гипрогражданпромстроем: «...Там

сравнительно прочные накладные детали приварены к закладным уголкам

керамзитобетонных стеновых панелей с одним анкером 10 мм, способным

выдержать усилие не более 1т, в то время как минимально допустимая нагрузка

4

без учета неравномерных деформаций и других воздействий превосходит 4 тонны». Очевидно, наличие такой информации позволит предотвратить возможные аварии зданий данной серии. Ошибки проектирования строительных конструкций рассмотрены так же А.Н. Добромысловым в монографии [3]. При этом А.Н. Добромыслов приводит общие причины ошибок на стадии разработки проекта:

• недостаточная информация;

• отсутствие широкого кругозора или его односторонним подходом при решении задач, что часто связано с предыдущей деятельностью исполнителя;

• недостаточным опытом исполнителя в данной области;

• переоценкой, как правило, в лучшую сторону, своей деятельности. Отсутствие проработок при пессимистическом развитии событий;

• отсутствием альтернативных методик и критических замечаний оппонентов;

• плохой организацией трудового процесса;

• неудовлетворительным производственным климатом: недостаток времени и средств, плохие взаимоотношения в коллективе.

В [4] рассмотрены случаи обрушений жилых зданий серий 1-447-С, 1-511, а также других кирпичных домов, возведенных в летних и зимних условиях. Выявлена недостаточная несущая способность стен в период оттаивания кладки при возведении здания в зимний период и использовании кирпича и раствора с пониженными, относительно проектных, свойствами.

Не менее распространены аварии из-за упущений в процессе эксплуатации объектов. Так, по данным [5] для зданий, предназначенных для учреждений образования характерны следующие основные причины аварий (рисунок 1.1).

■ Отступления от проекта при возведении здания

■ 7%

* Нарушения технологии производства СМР при реконтрукции

Неучтенные или изменившиеся в процессе эксплуатации природно-климатические воздействия

Рисунок 1.1: Распределение основных причин аварий зданий образовательных

Ежегодно с 2006 года проводится международная конференция «Предотвращение аварий зданий и сооружений», которая привлекает широкий круг специалистов из разных стран. По результатам данной конференции издается одноименный сборник под ред. д.т.н. проф. К.И. Ерёмина [6], [7], [8].

Исследование и классификация причин аварий является предметом исследований многих отечественных и зарубежных ученых. Данной тематике посвящены работы A.A. Шишкина, А.Н. Добромыслова, Б.В. Сендерова [9], Мак Кейга, А.И Мизюмского, А.И. Кикина, М.Н. Лащенко, К.И. Ерёмина, А.Н. Шкинева [ 10] и др.

Значительный интерес представляет применение информационных технологий для ведения учета аварий и анализа их причин. Информация о одной из ранних автоматизированных систем учета информации о авариях зданий и сооружений представлена в [4]. В 1962 году д.т.н. X. Генером в немецком институте по бетону и железобетону была применена система обработки учтенных 400 случаев повреждений различных строительных конструкций. Для хранения информации использовались перфокарты. Анализ перфорированной картотеки проводился табуляторами по нужным направлениям: по видам повреждений, причинам, возрастам конструкций и т. п. В [4] отмечаются значительные результаты анализа собранных данных. Например, «... было выявлено появление повреждений в швах клееных балок,

учреждении

которые несколько лет были исправны. В балках через несколько лет стали появляться увеличенные прогибы». Работы, проведенные X. Генером представляют значительный интерес, так как по существу представляют собой одно из первых прикладных применений вычислительной техники для хранения и анализа информации о действительной работе строительных конструкций. Разработанные классификаторы и организационная схема работ по сбору и обработке информации являлись примером одного из первых применений баз данных.

Вопросы автоматизации инженерных исследований при строительстве и реконструкции с научных позиций исследованы в работах А.Б. Злочевского, Ю.С. Кунина, О.В. Лужина, Г.Я. Почтовика, Г.К. Шаршукова, Ж. Авриля, М. Аркана, С. Балаша и других. В их работах рассмотрены проблемы методов измерений, автоматизированного сбора информации, организации исследований, создания измерительного оборудования и разработки специализированного программного обеспечения для обработки информации. С точки зрения CALS технологий, значительный интерес представляют работы Е.М. Кудрявцева, С.И. Роткова, P.A. Самитова, Коргина A.B. [11], [12], [13], [14], [15], [16]. Вопросы применения CALS/ИПИ технологии в строительстве рассматриваются в работах Е.М. Кудрявцева, С.И. Роткова, P.A. Самитова [17], [18], [19]. В их работах рассматривается использование проектной информации в качестве основы CALS/ИПИ технологий для строительных сооружений.

Кроме того, интерес представляют ряд публикаций, затрагивающих вопросы разработки специализированных информационных систем. Например, в [20] предлагается концепция многокомпонентной информационной системы для планирования и проведения работ по плановому ремонту и обслуживанию «основного оборудования». В рамках такой системы B.C. Степанянц предлагает хранить эксплуатационные параметры и параметры технического состояния оборудования, и на основе ретроспективного анализа таких данных предлагается корректировать сроки и

объемы планового обслуживания. Особо отмечается проблема отсутствия отечественного опыта в разработке подобных систем. В статье [21] вводится понятие «электронная паспортизация». Под ним авторами понимается информационная система, содержащая полную информацию о сооружении: (конструктивное решение, используемые строительные конструкции, геологические условия площадки, климатические условия района, ответственные лица и др.), а также автоматизирующую ряд эксплуатационных процессов (отчасти документооборот для некоторых операций). Однако стоит отметить, что в данных статьях рассмотрена концептуальная модель такой системы и они не содержит инженерных сведений и практических наработок для непосредственной реализации. Автор надеется, что данная работа заполнит данный пробел.

Глава 1 Безопасность эксплуатируемых строительных объектов. Информационные системы в строительстве.

1.1. Основные термины и определения

Объекты строительные — здания и сооружения, предназначенные для безопасного проживания и безопасной жизнедеятельности людей.

Безопасность конструкционная — часть промышленной безопасности, связанная с техническим состоянием несущего каркаса строительного объекта. Трактуется, как отсутствие недопустимого риска аварии. Считается достаточной, если риск аварии строительного объекта находится в области приемлемых значений.

Авария строительного объекта — абсолютное предельное состояние объекта, соответствующее либо полному разрушению конструкций несущего каркаса, либо возникновению значительных деформаций или потере устойчивости вида деформации конструкций. Достижение таких состояний может привести к полной физической непригодности объекта, значительному материальному ущербу и даже к гибели людей.

Физический (конструкционный) износ объекта — число в интервале от 0 до 1, характеризующее степень деградации несущего каркаса объекта под действием системоразрушающих факторов (дефекты, перегрузка, старение, коррозия, усталость и др.).

Энтропия (информационная) — мера неопределенности технического состояния несущего каркаса строительного объекта.

Декларирование — форма подтверждения соответствия объекта требованиям конструкционной безопасности. Процедура декларирования на стадии проекта предусматривает не только выявление в проекте грубых ошибок и последующее их устранение, но и определение условий, при которых требованиям безопасности будет отвечать конечный продукт

(построенный строительный объект). Применяется для особо опасных, технически сложных и уникальных зданий и сооружений.

Дефект — это несоответствие конструкции определенным параметрам, нормативным требованиям или проекту.

Повреждения — начальная стадия разрушения отдельных конструктивных элементов или мест этого элемента, т.е. потеря первоначальных свойств конструкции или элемента.

Техническая диагностика — это научная дисциплина, которая рассматривает технические системы в целом и отдельные их элементы, изучает и выявляет причины возникновения отказов и неработоспособности, разрабатывает методы их поиска и оценки состояния таких систем.

Мониторинг — это систематическое или периодическое слежение (наблюдение) за деформационно-напряженным состоянием конструкций, или деформациями зданий (или сооружений) в целом, за состояние грунтов, оснований и подземных вод в зоне строительства, своевременная фиксация и оценка отступлений от проекта, требований нормативных документов, сопоставление результатов прогноза взаимного влияния объекта и окружающей среды с результатами наблюдений с целью оперативного предупреждения или устранения выявленных негативных явлений и процессов.

Надежность — комплексное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения может включать безотказность, долговечность, сохраняемость, ремонтопригодность или определенные сочетания этих свойств.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течении некоторого времени или наработки.

Долговечность — свойство объекта, заключающееся в его способности не достигать предельного состояния в течении некоторого времени или наработки при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Отказ — событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта - состояния, при котором он не способен выполнять заданные функции, соответствующие требованиям нормативно-технической и (или) проектно-конструкторской документации. Отказ может быть полным, если в результате отказа наступает полностью неработоспособное состояние объекта, и частичным, если наступает частично неработоспособное состояние.

Категория технического состояния — степень эксплуатационной пригодности несущей строительной конструкции или здания и сооружения в целом, а также грунтов их основания, установленная в зависимости от доли снижения несущей способности и эксплуатационных характеристик.

Критерий оценки технического состояния — установленное проектом или нормативным документом количественное или качественное значение параметра, характеризующего деформативность, несущую способность и другие нормируемые характеристики строительной конструкции и грунтов основания.

Оценка технического состояния — установление степени повреждения и категории технического состояния строительных конструкций или зданий и с�