Сочинение на тему Бетонные конструкции с использованием автономных роботов

Постановка проблемы: поиск дефектов на сайтах гражданской инфраструктуры привлек большую группу исследователей в современном мире. Большинство проверок выполняется техническим специалистом, который несет единоличную ответственность за оценку и измерение дефектов. Важность: Робототехника в гражданских сооружениях в основном используется при строительстве, обслуживании и инспекции для обнаружения трещин в плотинах и определения состава смесей для строительства. Реализация: задача мониторинга состояния конструкций (SHM) автоматизирована, и машина разработана для автономной роботизированной системы, что позволяет ей автономно маневрировать в окружающей среде, получая данные от конструкций через датчики, установленные на роботе, для оценки гражданских инфраструктура в режиме реального времени. База данных используется для хранения и создания истории измерений. Результат: это, в свою очередь, приводит к увеличению продолжительности жизни гражданских инфраструктур. Будущая работа: с помощью архитектуры результаты сохраняются в огромных базах данных, что облегчает гражданскую аналитику для оценки осуществимости и стабильности огромных структур.

Введение

Контроль состояния конструкций (SHM) можно определить как диагностику состояния конструкции, составляющих ее материалов и компонентов или даже всей конструкции как системы [1]. Параметры, которые могут влиять на структурную целостность любой конструкции, могут включать старение, нагрузку, коррозию и другие. Оценка структурной целостности каркаса здания является важной задачей для определения, определения надежного характера конструкции в соответствии с первоначальной просьбой. Каркасные сооружения, такие как строительные леса, здания, туннели, атомные станции и другие, регулярно контролируются, чтобы оставаться на приемлемом уровне надежности. Поэтому, чтобы сохранить безопасность этих структур, необходимо развернуть эффективный план обслуживания; однако эффективный план может быть выполнен только с использованием надежных данных от контролируемых структур.

Эти данные получены путем регулярного аудита. В настоящее время существует много методов, упомянутых в литературе; однако квалифицированные операторы выполняют большинство проверок вручную. Этот процесс субъективен, и операторам приходится сталкиваться с неудобными и опасными условиями, такими как пыль, отсутствие света или даже воздействие токсичных веществ [2,3]. В связи с этим система, которая может быть адаптирована к различным эксплуатационным потребностям и типам конструкций с различными требованиями, является ключевым элементом для достижения успеха в непрерывной проверке и развертывании наряду с эффективным планом обслуживания.

В настоящее время автономная робототехническая система [4] стала более популярной, и они используются для замены людей в средах, где деятельность человека затруднена или опасна, например, в высотных зданиях, в узких местах, в открытом космосе, в подземных шахтах и атомные станции, среди других. Применение автономной роботизированной системы для мониторинга инфраструктур становится возможным благодаря постепенному совершенствованию и внедрению таких технологий, как вычисления, связь, приборостроение и другие [5,6]. Развертывание автономной системы может преодолеть многие недостатки, с которыми сталкиваются операторы, и может принести такие преимущества, как гибкость, интеграция и автоматизация в проверке гражданской инфраструктуры.

Для разработки архитектуры автономной роботизированной системы, позволяющей ей автономно маневрировать в окружающей среде, получая данные из каркасов с помощью датчиков, установленных на ней. Кроме того, база данных используется для хранения и создания истории измерений. Помимо этих преимуществ, полная интеграция с момента проведения проверки на месте до управления задачами, такими как план технического обслуживания и распределение рабочей силы, может быть интегрирована только в одну систему. Этот подход объединяет различные подсистемы, например сенсорные методы, автономные роботы, базы данных и вычисления, чтобы автоматизировать и интегрировать все системы от проверки на местах до системы управления. Наконец, из автоматизированной системы может быть развернута предлагаемая интеграция с компьютеризированной системой управления техническим обслуживанием (CCMS) для поддержки принятия решений.

Обзор литературы

Обзор литературы – это синтез доступной литературы по теме. В связи с ростом числа гражданских структур во всем мире, многие методы для обнаружения и измерения дефектов были изучены здесь. Эти методы используются для оценки и мониторинга конструкций с целью обеспечения безопасности пользователей, а также для снижения затрат на техническое обслуживание. Кроме того, желательно использовать методы, которые не оказывают отрицательного воздействия на эти конструкции, и именно поэтому неразрушающие методы контроля используются гораздо чаще, чем разрушающие. Здесь были изучены различные неразрушающие методы. Этот синтез объединяет выводы многих различных источников для объяснения общего понимания темы, тем самым закладывая основу как для вопроса исследования, так и для первичного исследования.

Система на основе волоконно-оптических датчиков для мониторинга состояния конструкций туннельных прокладок

<Р> К. Loupos et.al (2013) представил новую технику для мониторинга структурного состояния туннелей [1]. Структурное проектирование – это область инженерии, занимающаяся анализом и проектированием конструкций, поддерживающих или выдерживающих различные нагрузки. Исследования требований к проектированию конструкций, особенно для густонаселенных районов, показали необходимость высоких стандартов безопасности, особенно в области структурного мониторинга, с учетом последних изменений от затрат на строительство к затратам на жизненный цикл и эксплуатационным характеристикам, включая безопасность и использование. Структурный мониторинг в настоящее время поддерживается различными новыми технологиями, особенно в районах с высокой сейсмичностью, где структурный мониторинг можно считать особенно важным. Технологии оптического зондирования могут многое предложить в области структурного мониторинга, обеспечивая основу для оценки состояния до, во время или после любого события. Структурный мониторинг, основанный на волоконно-оптических технологиях, обеспечивает возможности обнаружения в режиме реального времени, беспроводной связи и дистанционного зондирования деформаций, что делает их идеальными в отношении безопасности уязвимых поперечных сечений туннелей или участков, где требуются очень высокие стандарты безопасности. Быстрая и надежная структурная оценка может быть улучшена с помощью интегрированного программного обеспечения, которое собирает и обрабатывает данные и оценивает структурную надежность облицовки. Технологии оптического зондирования в большинстве случаев поддерживаются вышеуказанными алгоритмами и технологически прогрессируют день ото дня.

Туннельная активность растет во всем мире, и растет не только объем работ [1]. Требования современных транспортных сетей означают, что туннели длиннее и шире, чем когда-либо прежде, и проходят через все более сложные грунтовые условия. Более того, несколько запланированных туннелей находятся в странах с высокой сейсмичностью, и значительная часть длин тоннелей будет находиться в густонаселенных районах и требовать очень высоких стандартов безопасности. Говоря о мониторинге состояния конструкций (SHM), мы обычно подразумеваем любой процесс, связанный с идентификацией повреждений в инженерных секторах, таких как строительство. Любое отклонение или изменение материала или геометрических свойств / граничных условий конструкции может рассматриваться как повреждение (ответственное за изменение правильной работы или производительности системы).

Здесь была разработана система, состоящая из оптимизированной системы определения деформации, основанной на волоконной оптике, для измерения деформаций железобетонных прокладок в туннелях в реальном времени и системы поддержки принятия решений (включая пользовательский интерфейс и алгоритмы, подходящие для принятия решений), которые может управлять профилактическим обслуживанием и управлением рисками землетрясений и может оценивать структурную надежность контролируемой облицовки при эксплуатационных и сейсмических нагрузках. В этой работе две различные системы мониторинга волоконно-оптической деформации сочетаются с передовыми алгоритмами для оценки состояния и оценки безопасности прокладки туннеля при эксплуатационных и сейсмических нагрузках.

Преимущества:

 
• Измерено структурное здоровье
   

• Повышенная безопасность
  
  

  Ограничения:
  

  
   
  • Только для прокладки туннелей