Лазерні та інформаційні технології контролю динамічних зміщень просторових структур об'єктів за дії активних техногенних і природних чинників ризику аварій


  • L. S. Sikora Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів https://orcid.org/0000-0002-7446-1980
  • N. K. Lysa Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів
  • V. I. Sabat Українська академія друкарства, м. Львів
  • B. I. Fedyna Українська академія друкарства, м. Львів https://orcid.org/0000-0001-9487-2851
  • V. I. Kunchenko-Kharchenko Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси
Ключові слова: конструкція; вібрація; лазер; сигнал; динамічні процеси; активні чинники; дані; система; інформація; проект; ризики; аварія

Анотація

На сучасному етапі розвитку науки для технологічних і техногенних енергоактивних систем вироблено системні методи ідентифікації структури, динаміки, оцінення ризику, тоді як для просторових об'єктів цю проблему повною мірою не вирішено. Це стосується будівництва та експлуатації таких об'єктів з просторово розподіленою структурою, як мости, великі павільйони, висотні будинки, агрегатні лінії на спільному фундаменті для кольорового друку, які піддаються великим динамічним неоднорідним за потужністю навантаженням, що діють упродовж тривалого часу експлуатації. Їх руйнація при сукупній дії динамічних і статичних неоднорідних потокових у часі чинників великої енергетичної потужності, призводить до аварій і людських втрат. Основний чинник, який призводить до когнітивних помилок у проектуванні просторових конструкцій, є те, що фахівці у процесі розроблення проекту не до кінця враховують поняття фізичної сили, енергії потужності та фізичної енергії чинників з потоковою випадковою структурою. На цей аспект проблеми динамічної стійкості конструкції за дії чинників із стохастичною структурою звернув увагу Я. П. Драган, ввівши поняття "стохастичного процесу скінченої енергії" і "скінченої потужності потоків (послідовностей) активних фізичних силових дій". За певних умов комплексна дія силових чинників призводить до виникнення солітонів, тобто формування піку енергії та потужності у певний момент часу у найслабшому вузлі конструкції, що її руйнує. Якщо проектант, через свої когнітивні здібності і рівень знань, не враховує енергетичну сутність чинників як руйнівних сил, тоді це призводить до руйнування інфраструктурних об'єктів (міст у Генуї (Італія 2018 р.)), збудований у 1967 р., Китай 2019 р.), руйнівних повеней, пожарів, транспортних катастроф, цунамі. Щодо мостів з металоконструкцій у США (Нью-Йорк), побудованих з урахуванням методів вібраційних розрахунків С. Тимошенко, то вони експлуатуються понад 100 років, за відповідного технічного обслуговування. Оцінка вібраційної стійкості просторових конструкцій, як наявних, так і нових проектів, залишається складною проблемою створення систем контролю і діагностики, не вирішеною повною мірою, і тому розроблення інтегрованих інтелектуальних методів проектування систем контролю методом дистанційного лазерного зондування є актуальною. Інтенсивний розвиток як соціальної, так і техногенної інфраструктури призводить, внаслідок дії транспортних потоків, електростанцій, виробництв з шкідливими викидами, до росту силового екологічного навантаження на просторові конструкції, корозію металевих складників, росту вібраційних впливів на елементи об'єктів. Подальший розвиток таких негативних процесів призводить до зменшення міцності конструкцій, їхньої стійкості, експлуатаційної надійності та руйнування. Зниження якості несучих конструкцій, через невраховані негативні впливи, унеможливлює прогноз моменту настання аварійних ситуацій. Відповідно, розроблення методів дистанційного контролю вібрацій просторових елементів несучих конструкцій є для різних галузей актуальною проблемою.

Біографії авторів

L. S. Sikora, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, професор, кафедра автоматизованих систем управління

N. K. Lysa, Національний університет "Львівська політехніка", м. Львів

д-р техн. наук, ст. викладач, к-ра інформаційних систем та технологій

V. I. Sabat, Українська академія друкарства, м. Львів

канд. техн. наук, доцент, к-ра інформаційних мультимедійних технологій

B. I. Fedyna, Українська академія друкарства, м. Львів

канд. техн. наук, доцент кафедри автоматизації та комп'ютерних технологій

V. I. Kunchenko-Kharchenko, Черкаський державний технологічний університет, м. Черкаси

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри інформатики, інформаційної безпеки та документознавства

Посилання

Akoff, R., & Emeri, F. (1974). O tceleustremlennykh sistemakh. Moscow: Sov. radio, 272 p. [In Russian].
Augusti, G., Baratta, A., & Casciata, F. (1984). Probabilistic Methots in Structural Engineering. London, 584 p.
Barsegian, A. A. (2009). Analiz dannykh i protcessov. St. Petersburg, 512 p. [In Russian].
Batrakov, A. S., Butusov, M. M., & Grechka, G. P. (1981). Lazernye izmeritelnye sistemy. Moscow: Radio and communication, 456 p. [In Russian].
Bibikov, Iu. N. (1991). Mnogochastotnye nelineinye kolebaniia i ikh bifurkatcii. Leningrad: LSU, 141 p. [In Russian].
Bobrykin, N. A. (Ed.). (1985). Agregatnye kompleksy tekhnicheskikh sredstv ASU-TP. Leningrad, 271 p. [In Russian].
Borntcev, G. B. (Ed.). (1985). Metody statisticheskoi obrabotki izobrazhenii i polei. Novosibirsk: NETI, 130 p. [In Russian].
Bychenok, N. N., Gaiduk, O. V., Mostovoi, V. V., Tereshhenko, V. S., & Senchenko, A. D. (2000). Prognozno-analiticheskaia sistema podderzhki priniatiia reshenii po regionalnoi bezopasnosti. Control systems and machines, 4, 88–95. Kiev. [In Russian].
Chikrii, A. A. (1992). Konfliktno-upravliaemy protcessy. Kiev: Scientific thought, 384 p. [In Russian].
Didenko, K. I. (1984). Proektirovanie agregatnykh kompleksov tekhnicheskikh sredstv ASU-TP. Moscow: Energoatomizdat, 168 p. [In Russian].
Drahan, Ya. P. (1997). Enerhetychna teoriia liniinykh modelei stakhostychnykh syhnaliv. Lviv: TsSD, 361 p. [In Ukrainian].
Drahan, Ya. P., Sikora, L. S., & Yavorskyi, B. I. (2014). Systemnyi analiz stanu ta obgruntuvannia osnov suchasnoi teorii stokhastychnykh syhnaliv: enerhetychna kontseptsiia; matematychnyi substrat; fizychne tlumachennia. Lviv: SPF "Ukrainian Technologies", 240 p. [In Ukrainian].
Draizdel, D. (1990). Vvedenie v dinamiku pozharov. Moscow: Stroiizdat, 424 p. [In Russian].
Druzhinin, G. V., & Sergeeva, I. V. (1990). Kachestvo informatcii. Moscow: Radio and communication, 172 p. [In Russian].
Druzhinin, V. V., & Kontorov, D. S. (1982). Konfliktnaia radiolokatciia. Moscow: Radio and communication, 124 p. [In Russian].
Durniak, B. V., Sikora, L. S., Antonyk, M. S., & Tkachuk, R. L. (2013a). Kohnityvni modeli formuvannia stratehii operatyvnoho upravlinnia intehrovanymy iierarkhichnymy strukturamy v umovakh ryzykiv i konfliktiv. Lviv: Ukrainian Academy of Printing, 449 p. [In Ukrainian].
Durniak, B. V., Sikora, L. S., Atonyk, M. S., & Tkachuk, R. L. (2013b). Avtomatyzovani liudyno-mashynni systemy upravlinnia intehrovanymy iierarkhichnymy orhanizatsiinymy ta vyrobnychymy strukturamy v umovakh ryzyku ta konfliktiv. Lviv: Ukrainian Academy of Printing, 514 p. [In Ukrainian].
Durniak, B. V., Sikora, L. S., Hrunyk, A. I., & Tymchenko, O. V. (2011). Lazernyi kontrol vibratsii ahrehativ transportnoi infrastruktury. Lviv: Ukrainian Academy of Printing, 157 p. [In Ukrainian].
Durniak, B. V., Sikora, L. S., Lysa, N. K., Tkachuk, R. L., & Yavorskyi, B. I. (2017). Informatsiini ta lazerni tekhnolohii vidboru potokiv danykh ta yikh kohnityvna interpretatsiia v avtomatyzovanykh systemakh upravlinnia. Lviv: Ukrainian Academy of Printing, 644 p. [In Ukrainian].
Filippov, A. T. (1990). Mnogolikii soliton. Moscow: Science, 288 p. [In Russian].
Gladun, V. P. (1987). Planirovanie reshenii. Kiev: Scientific thought, 168 p. [In Russian].
Gusev, A. S. (1989). Soprotivlenie ustalosti i zhivuchest konstruktcii pri sluchainykh nagruzkakh. Moscow: Engineering, 248 p. [In Russian].
Hryhoruk, V. I., Korotkov, P. A., & Khyzhyiak, A. I. (1994). Lazerna fizyka. Kiev: MP "Lesia", 478 p. [In Ukrainian].
Impuls. (1975). Integralnyi metod izmereniia impulsov. Moscow: Sov. Radio, 280 p. [In Russian].
Isimaru, A. (1981). Rasprostranenie i rasseianie voln v sluchaino neodnorodnykh sredakh. Moscow: World, 279 p. (Vol. 1), 317 p. (Vol. 2). [In Russian].
Karzov, G. P., Margolin, B. Z., & Shvetcova, V. A. (1993). Fiziko-mekhanicheskoe modelirovanie protcessov razrusheniia. St. Petersburg: Polytechnic, 391 p. [In Russian].
Kheili, E. Dzh., & Kumamoto, Kh. (1984). Realiability engineering and risk assessment. Moscow: Engineering, 528 p. [In Russian].
Kheis, D. (1981). Prichinnyi analiz v statisticheskikh issledovaniiakh. Moscow: Finance and Statistics, 255 p. [In Russian].
Kogan, R. I. (1986). Intervalnye otcenki v geologicheskikh issledovaniiakh. Moscow: Nedra, 160 p. [In Russian].
Kovalenko, I. N. (1980). Analiz redkikh sobytii pri otcenke effektivnosti i nadezhnosti sistem. Moscow: Sov. Radio, 208 p. [In Russian].
Krapivin, V. F. (1972). Teoretiko-igrovye metody sinteza slozhnykh sistem v konfliktnykh situatciiakh. Moscow: Sov. radio, 192 p. [In Russian].
Kunchenko-Kharchenko, V. T. (2015). Informatsiino-upravlinske dokumentuvannia v iierarkhichnykh systemakh: Kontseptsii zabezpechennia zakhystu informatsii. Lviv: Ukrainian Academy of Printing, 376 p. [In Ukrainian].
Lbov, G. S. (1981). Metody obrabotki eksperementalnykh dannykh. Moscow: Science: Sibirskoe otdelenie, 157 p. [In Russian].
Longren, K., & Skott, E. (Eds). (1981). Solitony v deistvii. Moscow: World. [In Russian].
Makarov, B. P., & Kochetkov, B. E. (1987). Raschet fundamentov sooruzhenii na sluchaino neodnorodnom osnovanii pri polzuchesti. Moscow: Stroiizdat, 256 p. [In Russian].
Marshal, V. (1989). Osnovnye opasnosti khimicheskikh proizvodstv. Moscow: World, 671 p. [In Russian].
Medykovskyi, M. D., & Sikora, L. S. (2002). Avtomatyzatsiia keruvannia enerhoaktyvnymy obiektamy pry obmezhenykh resursakh. Lviv: TsSD, 298 p. [In Ukrainian].
Mesarovich, M., Mako, D., & Takakhara, I. (1973). Teoriia ierarkhicheskikh mnogourovnevykh sistem. Moscow: World, 344 p.
Napartovich, A. P. (Ed.). (1991). Spravochnik po lazernoi tekhnike. Moscow: Energoatomizdat, 540 p. [In Russian].
OKonor, D., & Makdermat, Y. (2018). Systemne myslennia i poshuk neordynarnykh tvorchykh rishen. Kiev: Our format, 240 p.
Pavlov, V. V. (1982). Konflikty v tekhnicheskikh sistemakh. Kiev: Higher school, 184 p. [In Russian].
Perkhach, O. L., & Podolchak, N. Yu. (2014). Korporatyvni konflikty ta metody yikh podolannia. Lviv: Publishing House NU "LP", 192 p. [In Ukrainian].
Pospelov, D. A. (1986). Situatcionnoe upravlenie: teoriia i praktika. Moscow: Science, 288 p. [In Russian].
Pospelov, D. A. (1989). Modelirovanie rassuzhdenii. Moscow: Radio and communication, 184 p. [In Russian].
Poturaev, V. N., & Belobrov, V. I. (1989). Analiz dinamiki mekhanicheskikh sistem. Kiev: Higher school, 151 p. [In Russian].
Printcipy. (1972). Mekhanizmy i printcipy tcelenapravlennogo povedeniia. Moscow: Science, 295 p. [In Russian].
Ragulskie, K. N. (Ed.). (1987). Shirokopolosnye vibroudarnye generatory mekhanicheskikh kolebanii. Leningrad, 75 p. [In Russian].
Roberts, F. S., & Geiman, A. I. (Ed.). (1986). Diskretnye matematicheskie modeli s prilozheniiami k sotcialnym biologicheskim i ekologicheskim zadacham. Moscow: Science, 496 p. [In Russian].
Roitman, A. G. (1990). Preduprezhdenie avarii zhilykh zdanii. Moscow: Stroiizdat, 240 p. [In Russian].
Shapar, A. H., & Mikheev, O. V. (2018). Kontseptualni pidkhody do rozuminnia protsesiv antropohennoi destabilizatsii ekolohichnykh system. Bulletin of the National Academy of Science of Ukraine, 3, 56–66. [In Ukrainian].
Sikora, L. (1999). Informatsiino-resursna kontseptsiia identyfikatsii i syntezu robastnykh system upravlinnia. Lviv: TsSD, 372 p.
Sikora, L. S. (1988). Lazerni informatsiino-vymiriuvalni systemy dlia upravlinnia tekhnolohichnymy protsesamy TSS. (Vol. 2). Lviv: Kameniar, TsSD "EBTES", 445 p. [In Ukrainian].
Sikora, L. S. (1998). Systemolohiia pryiniattia rishen ta upravlinnia v skladnykh tekhnolohichnykh strukturakh. Lviv: Kameniar, 453 p. [In Ukrainian].
Sikora, L. S. (2001). Robastni ta informatsiini kontseptsii v protsedurakh syntezu systemy upravlinnia. Lviv, 577 p. [In Ukrainian].
Sikora, L. S., Medykovskyi, M. D., & Hrytsyk, V. V. (2002). Perspektyvni informatsiini tekhnolohii v systemakh avtomatychnoho upravlinnia enerhoaktyvnymy obiektamy vyrobnychykh struktur. Lviv: DNDI, 416 p. [In Ukrainian].
Skurikhin, V. I., Kvachev, V. G., Valkman, Iu. R., & Iakovenko, L. P. (1990). Informatcionnye tekhnologii v ispytaniiakh slozhnykh obektov: metody i sredstva. Kiev: Scientific thought, 320 p. [In Russian].
Smoliakov, E. R. (1986). Ravnovesnye modeli pri nesovpadaiushhikh interesakh uchastnikov. Moscow: Science, 221 p. [In Russian].
Sviridov, V. V. (1978). Kontrol v slozhnykh sistemakh. Moscow: Knowledge, 61 p. [In Russian].
Tikhonov, V. I. (1970). Vybrosy sluchainikh protcessov. Moscow: Science, 392 p. [In Russian].
Timochenko, S. P. (1967). Kolebaniia v inzhenernom dele. Moscow: Science, 444 p. [In Russian].
Timoschenko, S. P. (1955). Vibration Problems in Enginiring. New York.
Timoshenko, S. P. (1967). Kolebaniia v inzhenernom dele. Moscow: Science, 444 p. [In Russian].
Tivilov, T. A. (Ed.). (1988). Dynamics of High-speed Vehicles. Transport, 274, 215. [In Russian].
Tkachuk, R. L., & Sikora, L. S. (2010). Lohiko-kohnityvni modeli formuvannia upravlinskykh rishen intehrovanymy systemamy v ekstremalnykh umovakh. Lviv: Liha-Pres, 404 p. [In Ukrainian].
Vasylenko, V. A. (2017). Heneza, zmist i shliakhy realizatsii kontseptsii mizhnarodnoi ekolohichnoi bezpeky. Bulletin of the National Academy of Science of Ukraine, 7, 89–96. [In Ukrainian].
Volik, B. M. (Ed.). (1985). Metody analiza i sinteza struktur upravliaiushhikh sistem. Moscow: Energoatomizdat, 296 p. [In Russian].
Опубліковано
2019-06-27
Як цитувати
Sikora, L. S., Lysa, N. K., Sabat, V. I., Fedyna, B. I., & Kunchenko-Kharchenko, V. I. (2019). Лазерні та інформаційні технології контролю динамічних зміщень просторових структур об’єктів за дії активних техногенних і природних чинників ризику аварій. Науковий вісник НЛТУ України, 29(6), 128-135. https://doi.org/10.15421/40290625
Розділ
Інформаційні технології галузі

Найбільш читаємі статті цього автора (авторів)