Анализ приливов и отливов
Кильский канал — самый загруженный в Германии — используется в качестве международного судоходного пути в течение более чем 100 лет. Соединяя Северное и Балтийское моря, канал позволяет судам не только сэкономить на расстоянии примерно 280 морских миль, но и избежать потенциально опасных штормов на севере датского полуострова Ютландия — прибрежных штормовых ветров и сложных изменений приливных волн в проливе Скагеррак между Данией и Норвегией.
По прошествии века интенсивного движения Министерство по вопросам транспорта, строительства и городского развития Германии решило модернизировать и повысить показатели безопасности шлюзов Управления водных путей и перевозок (WSA г. Брунсбюттель). Кильский канал является одним из наиболее оживленных искусственных водных путей в мире, а отрасли экономики и предприятия многих стран в значительной мере зависят от функционирования канала. Закрытие Кильского канала на срок до семи лет для осуществления этого проекта строительства было бы немыслимым, так как канал является жизненно важной артерией и воротами, которые соединяют немецкие порты с Балтийским морем. Таким образом, необходимо добавить пятую шлюзовую камеру к существующей инфраструктуре. Эта пятая камера, завершение строительства которой ожидается в 2020 году, будет осуществлять судоходное сообщение до окончания ремонта более старых шлюзов.
Анализ приливов и отливов
Кильский канал функционирует не только как судоходный путь, но также нейтрализует влияние колебаний приливо-отливных уровней в Северном море и уровня воды в шлюзах, который постоянно колеблется, поднимаясь и опускаясь приблизительно на 3 метра в течение шести часов, в зависимости от изменения приливов. Система шлюзов в городе Брунсбюттель также обеспечивает существенную защиту побережья от грозных перепадов уровня воды в Балтийском море, которые происходят из-за штормовых ветров и ливневых паводков с моря.
WSA г. Брунсбюттель располагает большим количеством датчиков воды, которые постоянно собирают данные об уровне воды, чтобы предвидеть возможные трудности, связанные с водными ресурсами, для инфраструктуры шлюзов и прилегающей к Каналу зоны, и предоставляют огромное количество хронологических данных для анализа. Геодезическая система мониторинга также расположена на объекте и постоянно фиксирует огромное количество данных. В дальнейшем для проверки данных понадобится программа, которая может снимать показатели с датчиков и объединять информацию в ПО обработки данных.
Перед началом строительства следовало оценить стабильность этого огромного проекта. Новая инфраструктура поставила перед компанией ответственные технические и логистические проблемы, которые необходимо было принять во внимание. После завершения строительства размеры пятой шлюзовой камеры будут примерно 350 м в длину, 45 м в ширину, с подводным порогом шлюзовых ворот на 14 м ниже уровня моря. Камера будет встроена в шлюзовую секцию между большим и малым шлюзами и потребует удаления примерно 1,6 миллиона кубометров почвы (в основном глинистой). Три месяца мониторинга существующей системы шлюзов в городе Брунсбюттель необходимы для того, чтобы проанализировать стабильность конструкции перед началом строительства. После начала проекта, мониторинг места строительства будет осуществляться в течение семи лет, вплоть до завершения работ.
Мониторинг движения во время строительства
Компания Kirchner Engineering Consultants GmbH была привлечена для осуществления мониторинга движений конструкции в процессе строительства. Ключевым требованием WSA было учитывать данные всех существующих датчиков воды, расположенных вразброс возле шлюза в Брунсбюттеле, и сразу же интегрировать эту информацию для автоматического анализа геодезического мониторинга в режиме реального времени.
ALLSAT GmbH, компания, специализирующаяся на геомониторинге с использованием высокоточных электронных тахеометров и осуществляющая сбор геодезических данных в Брунсбюттеле в течение некоторого времени, заключила договор субподряда с Kirchner. Проект требует наиболее точных замеров отклонений, а используемое ALLSAT программное обеспечение Leica GeoMoS Monitor обеспечивает самую высокую точность +/- 2 мм.
После сбора и анализа новых и предшествующих данных в течение трех месяцев, можно будет начать строительство камеры. Во время строительства три раза в час будет проводиться мониторинг стенок камеры рядом с местом строительства и проверка на наличие любых стандартных отклонений (2 мм) и любой деформации более, чем на 15 мм от положения и высоты каждой измеренной точки, подлежащей мониторингу.
Данные для ворот и стенок существующих камер были собраны с использованием четырех электронных тахеометров Leica Nova TM50, установленных на столбах по всей инфраструктуре шлюза, а также мониторинговых призм Leica Geosystems.
Установки были завершены ALLSAT, которая использовала программное обеспечение Leica GeoMoS для обработки данных и визуализации. Наверху измерительных колонн были также установлены соединительные коробки связи с GPRS-модемами, которые осуществляли передачу данных посредством операторов мобильной связи. Электронные тахеометры были также обеспечены протекторами метеорологических элементов.
Нужда всему научит
Из-за особых требований WSA, Leica Geosystems добавила новый редактор форматирования в программное обеспечение GeoMoS. Этот новый редактор может автоматически обрабатывать данные из одного или нескольких источников, например, датчиков, устройств регистрации данных, файлов или баз данных. С помощью этого редактора был активирован Интеллектуальный открытый интерфейс, обеспечивающий интеграцию любого файла данных с разделителями-запятыми (CSV-файла). После одноразовой настройки контента, CSV-модуль GeoMoS может автоматически обрабатывать любые новые неструктурированные данные от датчиков воды на водоотливных горизонтах береговой полосы вокруг шлюзов. Для каждого поля данных с разделителем-запятой в CSV-файле были установлены определенные параметры конфигурации, такие как формат времени, идентификатор, результаты наблюдений, сегмент и местоположение. С помощью этой информации любой CSV-файл может быть обработан в заранее установленные сроки. В этом случае неструктурированные данные об уровне воды объединяют с координатами системы геодезического мониторинга.
С помощью редактора виртуального датчика, система может обрабатывать деформации, исправленные под влиянием прилива, чтобы получить полный анализ мониторинга.
С помощью этого нового редактора форматирования файла, ПО для мониторинга стало очень гибким и теперь предоставляет возможность считывать любой программный интерфейс. Данные датчиков, доступные через Интернет можно быстро интегрировать для анализа в режиме реального времени. Все изменения уровней воды в канале могут быть приняты во внимание при анализе геодезических замеров на наличие допустимых уровней деформации. Программное обеспечение также обрабатывает эти данные, переводя их в понятные и доступные визуализации, которые можно подстроить под уровень и потребности тех, кто несет ответственность за прием информации.
Если какой-либо замер данных превышает установленные максимальные пределы деформации, второй замер производится сразу же после завершения этого цикла. Если этот второй замер данных по-прежнему превышает максимальные допустимые пределы, ответственные лица в Kirchner должны быть немедленно проинформированы путем автоматической отправки письма по электронной почте, чтобы принять необходимые меры.
Автор: Кэтрин Лемуллер, июнь 2016 г.
- Пакеты сервисной поддержки для пользователей приборов Leica GeosystemsСервисы для поддержки клиентов (Customer Care Packages или CCP) от компании Leica Geosystems обеспечивают достижение максимальной выгоды от ваших инвестиций.Пакеты сервисной поддержки для пользователей приборов Leica Geosystems
- Почему происходит повреждение коммуникаций?Инфраструктура сетей инженерных коммуникаций (электричество, газ, телекоммуникации, водоснабжение и др.) — важная часть экономического благосостояния страны. Для управления этими ресурсами в растущих городах внедряют многочисленные технологии.Почему происходит повреждение коммуникаций?