Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Научно-методологические подходы к моделированию информационной системы экспертизы технического состояния зданий и сооружений 13
1.1. CALS-технологии как основа информационной системы 13
1.2. Формирование исходной информации в ходе жизненного цикла строительных объектов 28
1.3. Технологический процесс проведения экспертизы 31
1.4. Методы обследования и анализ причин разрушения конструкций 40
1.5. Компонентно-ориентированная архитектура системы управления процессом экспертизы зданий и сооружений 51
1.6. Выводы по главе 1 63
Глава 2. Модель процесса экспертизы зданий и сооружений... 64
2.1. Функциональная модель процесса экспертизы 64
2.2. ER-модель предметной области 88
2.3. Обоснование и выбор СУБД 105
2.4. Выводы по главе II 112
Глава 3. Ис «эксперт» и её экспериментальная отработка 113
3.1. Формирование ведомости дефектов строительных конструкций 113
3.2 Технологический процесс получения заключения о техническом состоянии строительного объекта в виде XML-документа 117
3.3. Структура прикладного интерфейса системы 120
3.4. Статистический анализ дефектов и методов усиления конструкций и потенциальные возможности прикладного применения полученных данных 122
3.5. Экспериментальная отработка ИС «ЭКСПЕРТ» 125
3.6. Выводы по главе III 133
Выводы по диссертации 135
Список использованной литературы 137
Приложения 149
- Формирование исходной информации в ходе жизненного цикла строительных объектов
- Компонентно-ориентированная архитектура системы управления процессом экспертизы зданий и сооружений
- Технологический процесс получения заключения о техническом состоянии строительного объекта в виде XML-документа
- Статистический анализ дефектов и методов усиления конструкций и потенциальные возможности прикладного применения полученных данных
Введение к работе
Строительная индустрия представляет собой одну из важнейших отраслей экономики России, где за последние годы произошли существенные структурные изменения, связанные, прежде всего, с формированием экономики переходного периода. Значительно изменились технология и организация производства работ, возросло применение современных материалов и оборудования. Увеличилась этажность зданий, расширилось многообразие их архитектурных решений, повысилась насыщенность технологическим оборудованием. В то же время повышение требований к экономии и экологии материалов, использование в проектировании зарубежных программных продуктов, не следующих российским нормам и правилам, а также увеличение скорости строительства нередко приводит к снижению качества строительных работ. Показателем данных негативных процессов являются участившиеся в последнее время аварийные ситуации на строительных объектах. Одна из наиболее тяжких - обрушение купола аквапарка московского спортивно-развлекательного комплекса «Трансвааль-Парк». Все эти факторы возводят процесс оценки безопасности строительных объектов в особо сложный вид инженерно-аналитической работы, выполнить которую могут только специализированные организации путем проведения технической экспертизы зданий и сооружений. Выполнение данного вида работ связано с накоплением, обработкой, анализом и объективированием огромного объема информации разнообразного назначения, справиться с чем на современном этапе в рамках традиционных методов проведения экспертных работ квалифицированно и быстро невозможно.
В то же время известно, что научно-методологической основой процесса обеспечения высокого качества любой продукции, в том числе зданий и сооружений, является современная теория управления процессами и информационными потоками на всех стадиях жизненного цикла изделия
(ЖЦИ). Согласно этой теории системотехническим средством повышения качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции являются CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла), успешно используемые последние два десятилетия в мировой практике авиационной, судостроительной, автомобилестроительной и других отраслях промышленности. Путем рассмотрения строительных объектов как изделий, обладающих своим собственным жизненным циклом (ЖЦСО - жизненный цикл строительного объекта), опыт, накопленный в области CALS-технологий, может быть с успехом использован в строительной индустрии, в том числе и для проведения экспертного освидетельствования зданий и сооружений.
Многообразие процессов ЖЦСО, протекающих на всех стадиях, от маркетинговых исследований до утилизации здания (рис. 1), и необходимость их интенсификации требуют активного информационного
Источники, методы и средства проектиродания иулраЬления
4=Ф
Архив документами на строительный объект
Р» Р>
а а а и
а а а п
Утилизация
Рис. 1. Жизненный цикл строительного объекта
взаимодействия различных строительных организаций, вследствие чего фактически и формируется территориально распределенное виртуальное предприятие (ВП). С ростом числа участников ВП растет объем используемой и передаваемой информации, образующей единое информационное поле (ЕИП).
Эффективность деятельности ВП напрямую зависит от развития интегрированных информационных систем (ИИС), обслуживающих ЕИП, на каждом предприятии и от способа передачи технической документации между участниками проекта. В основе ИИС лежит совместное и многократное использование данных, применение открытых архитектур, международных, национальных стандартов и апробированных программно-технических средств. Решением задач создания информационных систем в сфере эксплуатации зданий и сооружений в настоящее время занимается ряд разработчиков: А.А. Волков, С.А. Гаврилов, А.В. Егоров, В.А. Завьялов, П.Я, Паль, В.И. Теличенко, О.Е. Matthias и др. Однако большинство существующих и вновь разрабатываемых систем, таких, как «БТИ», «Экспертиза проектов», «Экотел», «Speedikon FM» и др., затрагивают отдельные компоненты ЖЦСО и имеют узкую специализацию. Задача создания ИИС экспертизы зданий и сооружений остается решенной далеко не полностью и по-прежнему является актуальной [113, 120].
В сложных долговременных проектах ИИС обеспечивает взаимодействие проектных организаций и предприятий застройщиков, поставщиков материалов, различных технических служб и конечного потребителя на всех стадиях ЖЦСО. В процессе экспертизы ВП объединяет экспертную организацию, эксплуатирующее предприятие и контролирующий орган -Госгортехнадзор.
Использование единого информационного пространства всеми
участниками характеризуется следующими принципиальными
особенностями:
7 - в отличие от локальной автоматизации и нацеленности на работу с
отдельными компонентами, ЕИП обеспечивает комплексную
информационную интеграцию на всех стадиях жизненного цикла;
-решаемые задачи создают возможности выхода за границы отдельного предприятия, участники информационного взаимодействия могут быть территориально удалены друг от друга и располагаться в разных городах;
-совместно используемая информация разнородна, поэтому способы её использования, технологии представления и корректной интерпретации данных должны быть унифицированы на основе международных и национальных стандартов;
-основной средой передачи данных являются коммуникационные каналы связи.
Для обеспечения возможности единого представления данных, включающих в себя подготовку и поддержку конструкторских и технологических решений, используется Электронная Модель Изделия (ЭМИ), которая начинает формироваться на маркетинговой стадии ЖЦ, на стадии проектирования уточняется и наполняется новым необходимым содержанием, пополняется в ходе технологической подготовки производства и используется на этапе эксплуатации изделия [80].
Информация, содержащаяся в ЭМИ, подразделяется на следующие виды:
-неграфическая или текстовая, т.е. регистрационные журналы, нормативные документы и т.п.;
-графическая, т.е. чертежи схем усиления конструкций, проектно-конструкторская документация и т.д.;
-геометрическая, т.е. двух- и трехмерные модели строительного объекта;
8 -расчетная, т.е. поверочные расчеты несущей способности
строительных конструкций объекта.
Разработка и внедрение интегрированной информационной системы для проведения экспертизы технического состояния зданий и сооружений позволит решить задачи:
-обеспечения безбумажной технологии сбора, хранения и передачи информации о техническом состоянии, наличии конструкторской, проектно-сметной и эксплуатационной документации на строительные объекты;
- организации быстрого доступа к данным электронной модели объекта
и оперативной их обработки с использованием различных пакетов
прикладных программ и нормативно-справочной документации;
-использования типовых проектных решений при проведении ремонтно-строительных работ и формировании результатов оценки технического состояния зданий и сооружений в базе данных для последующего анализа методов и средств ликвидации разрушений и восстановления строительных объектов;
-выбора оптимального варианта усиления конструкций при их разрушениях;
проведения предварительных консультаций предприятий, организаций и учреждений при выполнении планово-предупредительного ремонта в процессе эксплуатации зданий и сооружений;
сокращения рутинности ручного труда инженеров-экспертов и времени на принятие решений по устранению разрушений строительных объектов:
исключения дублирования и разночтения информации управленческими и экспертными подразделениями;
повышения качества информации, используемой при анализе, рассмотрении инженерных проблем.
9 Целью диссертационной работы является разработка
информационной системы экспертизы технического состояния зданий и
сооружений на основании нормативных документов директивных органов по
внедрению CALS-технологий в промышленность и образование РФ-
Достижение поставленной цели потребовало разработки и практического решения следующих задач:
-определения методов и области применения современных информационных технологий в процессе проведения экспертизы зданий и сооружений;
-выявления проблем, возникающих в процессе проведения экспертизы зданий, сооружений на основании анализа существующих информационных потоков;
-определения функциональных требований к процессу экспертизы строительных объектов;
-создания информационной системы (ИС) экспертизы технического состояния зданий и сооружений с использованием компонентно-ориентированной архитектуры на основании требований эффективного управления бизнес-процессами;
-необходимости проведения структурного анализа и проектирования функциональной модели основного бизнес-процесса с использованием CASE-средств;
-концептуального моделирования предметной области и структуры базы данных основного бизнес-процесса;
-алгоритмизации процессов создания и ведения тематической базы данных типовых решений по усилению железобетонных и каменных конструкций;
-создания справочника-классификатора и электронного архива схем усилений железобетонных и каменных конструкций с возможностями
10 внедрения в эксплуатацию параметров ведения и использования данных
этого блока ИС.
Предметом исследования является информатизация процесса
экспертизы зданий и сооружений.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
-использована ранее не применявшаяся методология CALS-
технологий для решения задач экспертизы технического состояния зданий и
сооружений;
-выявлен и классифицирован состав задач, решаемых при
информатизации процесса экспертизы зданий и сооружений, а именно:
. необходимость сбора и анализа данных об объекте экспертизы;
. определение фактического состояния обследуемого объекта с
фиксацией результатов;
. выполнение поверочного расчета;
. формирование заключения о техническом состоянии объекта
экспертизы;
определен состав и систематизированы источники и потоки информации между потребителем и экспертом;
разработана оригинальная модель управления процессом экспертизы зданий и сооружений на основании компонентно-ориентированного подхода к построению информационной системы;
проведено функциональное моделирование основного бизнес-процесса с использованием методологии SADT (Structured Analysis and Design Technique - технология структурного анализа и проектирования), создана древовидная структура взаимоувязанных функций;
разработаны и реализованы алгоритмы ведения и использования базы данных информационной системы экспертизы технического состояния зданий и сооружений на основании концептуальной модели.
Практическая значимость работы, выполненной во исполнение приказа Минобразования России №2674 от 12.07.2002г. «Об оценке технического состояния объектов образовательных учреждений» и «Положения об организации в РФ государственного технического учета и технической инвентаризации объектов государственной деятельности», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 04.12.2000 года, а также фундаментальной НИР «Разработка теоретических основ алгоритмов и программ геометрии и графики для параллельных технологий проектирования» (ГР № 01970004538, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет) и хоздоговорных работ, состоит в том, что на основе предлагаемых подходов и алгоритмов разработана и введена в опытную эксплуатацию в Нижегородском управлении Госгортехнадзора России информационная система проведения экспертизы зданий и сооружений, которая позволяет:
автоматизировать работу эксперта в процессе проведения оценки технического состояния строительного объекта;
оперативно, на основании применения типовых схем усиления конструкций принимать решения по устранению дефектов, возникающих в процессе эксплуатации зданий и сооружений;
повысить качество и скорость исполнения проектно-конструкторской документации по технической экспертизе строительных объектов путем замены традиционного последовательного линейного подхода комплексом синхронных, перекрывающихся во времени операций;
- проводить автоматизированный статистический анализ наиболее
часто встречающихся дефектов и схем усиления конструкций с целью
пополнения электронного архива новыми методами устранения разрушений.
На защиту выносятся:
- архитектура информационной системы управления процессом
экспертизы зданий и сооружений;
состав и классификация задач основного бизнес-процесса на основании функциональной модели;
ER-модель базы данных для сбора исходной информации, хранения результатов экспертизы и формирования отчетов;
алгоритм создания и использования тематических баз данных, в которых определяются значимые для конкретной задачи экспертизы элементы и их характеристики.
Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на Научно-технической конференции ННГАСУ «Архитектура и строительство - 2003» (Н.Новгород, 2003г.), IX нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2004г.), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов» (Йошкар-Ола, 2004г.), второй международной (VII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов «Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 2004г.); на семинарах кафедры начертательной геометрии, машинной графики и теоретических основ САПР ННГАСУ, 2001-2004гг.
Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано десять работ [112-121].
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений общим объемом 166 страниц, в том числе 148 страниц основного текста, 49 рисунков, 7 таблиц. Список использованных литературных источников включает в себя 121 позицию.
Формирование исходной информации в ходе жизненного цикла строительных объектов
Экспертиза технического состояния строительных объектов проводится на следующих стадиях ЖЦ: - разработка проектно-сметной документации на строительство; - сдача-приемка отдельных конструкций или объектов в целом в эксплуатацию; - капитальный ремонт, реконструкция, техническое перевооружение; - консервация или ликвидация. Строительство зданий и сооружений ведется по заранее разработанным проектам. Проектом называется комплект чертежей и пояснительная записка с расчетами и обоснованиями принятых решений, отражающие эксплуатационные, технические, экономические и художественные качества будущего здания [12]. Для разработки проекта Заказчик с привлечением проектной организации составляет задание на проектирование, в котором указываются все данные, необходимые для разработки проекта, начиная с указания места постройки, назначения и вместимости здания и других данных.
Проектирование начинается с геологического изыскания и технико-экономического обоснования (ТЭО) намеченного строительства, которые выполняет проектная организация. Законченный проект обычно подвергается экспертизе специалистов, назначаемой Заказчиком, после чего он им утверждается. После утверждения технического проекта здания разрабатываются документы, которые являются информационной базой для осуществления строительства, а именно: - пояснительная записка с описанием архитектурно-планировочного и конструктивного решений, технико-экономическими и эксплуатационными показателями; - общие архитектурно-строительные чертежи: планы, разрезы, фасады (М 1:100, 1:200), а также, при необходимости, фрагменты планов и фасадов (М 1:20, 1:50); - сводные спецификации индустриальных строительных изделий; - чертежи и монтажные схемы фундаментов, стен, перекрытий, крыши и покрытий (М 1:100, 1:200); - чертежи-развертки . внутренних стен с обозначением вентиляционных каналов, борозд для кабелей и т.д.; - чертежи конструктивных элементов, узлов, деталей (М 1:5, 1:20); - чертежи систем инженерного оборудования: отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации; - раздел проекта «Техническая эксплуатация».
Заказчик и его эксплуатационная служба следят за ходом строительно-монтажных работ (СМР) и контролируют качество строительства. После завершения строительства объекта установлен единый порядок приемки: вначале объект принимает Заказчик (Застройщик) от генерального подрядчика, а потом от Заказчика его принимает государственная приемочная комиссия. После сдачи строительного объекта в эксплуатацию информационная база пополняется документами, предусмотренными СНиП Ш.3-1981 («Приемка в эксплуатацию законченных строительных объектов»): - перечнем организаций, выполнявших СМР, и фамилий ИТР, отвечающих за их производство; - комплектом исполнительных рабочих чертежей с подписями ответственных лиц о соответствии выполненных в натуре работ этим чертежам и внесенным в них изменениям, сделанным лицами, ответственными за производство СМР; - актами на скрытые работы и актами промежуточной приемки ответственных конструкций; - актами индивидуальных испытаний систем, смонтированных в здании (от водоснабжения до сигнализации, телевидения, пожаротушения); - журналами производства работ, авторского надзора проектной организаций, а также материалами обследований и проверок в ходе строительства органами внешнего и внутреннего надзора. Вся эта документация после окончания работы рабочей комиссии передается Заказчику и хранится в эксплуатационной службе. Хранение документации в электронном виде правилами не регламентируется, что отрицательно сказывается на работе эксплуатационных служб во время продолжительной эксплуатации здания
При приемке объектов в эксплуатацию Заказчик получает и эксплуатационную документацию (ЭД), которую, согласно ГОСТ 2.609-79, разрабатывает одновременно с конструкторской документацией проектная организация, В состав ЭД входит техническое описание сооружения (ТО), инструкция по эксплуатации (ИЭ) и паспорт сооружения (ПС). Эти документы вместе с исполнительной документацией после проверки и приемки объекта и ЭД передаются службе эксплуатации [5, 83]. При проектировании, строительстве и реконструкции объектов, а также при заводском производстве конструкций, изделий и материалов используются нормативные документы, которые устанавливают комплекс обязательных норм, правил, положений и требований, составляющих основу системы стандартизации.
Компонентно-ориентированная архитектура системы управления процессом экспертизы зданий и сооружений
Развитие информационных технологий [55, 56, 72, 74, 84, 85, 90, 91, 92, 93, 97] и постоянно повышающиеся требования к ведению бизнеса приводят к необходимости усовершенствования деловых процессов организации. Такие попытки предпринимаются в любой организации, руководство которой осознает необходимость улучшения собственных методов работы и управления. Анализ применения ИТ [89, 95] в управлении процессом экспертизы (см. п. 1.1.4.) показывает все более полный охват этапов экспертизы различными автоматизированными системами, которые предлагают типовые решения для информационной поддержки ЖЦ как строительного объекта, так и НИР по экспертизе. Для построения информационной системы была выбрана компонентно-ориентированная архитектура, которая позволила обоснованно определить последовательность, этапы и объемы автоматизации бизнес-процессов экспертизы [114, 115, 116]. "Процесс (бизнес-процесс) — это совокупность выполняемых операций, необходимых условий и ресурсов, входных и выходных потоков информации. В ходе процесса потребляются финансовые, энергетические, трудовые и материальные ресурсы, учитываются ограничения со стороны других процессов и внешней среды " [88]. Компонентно-ориентированная архитектура представляет собой набор функционально-независимых и информационно-связанных модулей, которые обеспечивают построение конкретного варианта
ИС методом конфигурирования различных сочетаний компонентов в зависимости от отраслевой принадлежности и масштаба предприятия [69]. Некоторые модули, а также соответствующие бизнес-процессы, являются типовыми для различных предприятий различных отраслей, например «Управление персоналом», «Управление запасами», «Финансовый менеджмент». Стандартные или типовые компоненты соответствуют типовым бизнес-процессам. Типовые бизнес-процессы по управлению данными и предприятием в целом разработаны в PDM/ERP-системах [16, 70, 73] для крупных и средних машиностроительных предприятий. Решение об использовании типового компонента принимается на основе укрупненного анализа степени соответствия собственных бизнес-процессов типовым. Такой подход сочетает в себе преимущество принципа использования типовых подсистем АСУП по ГОСТ СССР, процессного подхода создания ИС, а так же CALS - технологий для информационной поддержки ЖЦИ. Информационная система управления процессом проведения экспертизы зданий и сооружений (ИС «ЭКСПЕРТ») предназначена для повышения гибкости и эффективности управления, основанных на внедрении рыночных моделей и методик, снижении издержек проведения экспертизы, а также для повышения объемов оказываемых услуг по проведению обследований. На рис. 1.9 представлена структурная схема компонентно-ориентированной архитектуры ИС «ЭКСПЕРТ».
Использование компонентно-ориентированной архитектуры построения информационной системы обеспечивает эффективную реализацию ИС «ЭКСПЕРТ» за счет следующих преимуществ: - гибкая возможность реализации полного комплекса моделей менеджмента - инвариантной модели менеджмента (управление маркетингом, управление проектом, финансовым менеджментом, управление персоналом, организация и осуществление управленческого учета, контроллинг процессов проведения экспертизы, поддержка принятия решений и интеллектуализация бизнеса); - четкость и простота архитектуры системы; - возможность независимой разработки, отладки и внедрения компонентов; - сокращение сроков создания системы за счет возможности распараллеливания работ; - сокращение затрат на создание ИС «ЭКСПЕРТ» за счёт простоты привязки типовых наборов программного обеспечения для различных подразделений по оказанию услуг экспертизы; - повышение эффективности проведения мероприятий по реинжинирингу бизнес-процессов в управленческих и производственных подразделениях; - использование системы стандартов при разработке, внедрении и эксплуатации ИС «ЭКСПЕРТ». Совокупность компонентов ИС «ЭКСПЕРТ» обеспечивает весь функциональный комплекс операций, необходимых для проведения процесса экспертизы и управления им. Цикл функционирования подразделений по оказанию услуг экспертизы начинается с выполнения функций компонента МАРКЕТИНГ, которые обеспечивают ответы на следующие вопросы: какие услуги экспертизы оказывать; в каких объемах; где оказывать (в каких районах, регионах) и по какой цене. После определения с Заказчиком перечня и объема работ на выполнение услуг экспертизы цена (стоимость) рассчитывается автоматически по разработанной методике и алгоритму расчета. После принятия маркетинговых решений может возникнуть также необходимость развития бизнеса — увеличение количества экспертируемых объектов, закупка нового оборудования, освоение новых видов услуг и т.п. Для управления процессом экспертизы необходимо открыть соответствующий проект или подпроект, используя функции компонента ПРОЕКТ: а) назначение ответственного лица; б) определение сроков выполнения проекта; в) расчёт и утверждение бюджета проекта. Именно обязательное наличие перечисленных трех элементов является признаком наличия проекта, а значит, и минимально необходимых условий достижения его целей. Открытие проекта является отправной точкой контроля жизненного цикла оказываемой услуги. Компонент УСЛУГИ формирует свойства (информационное наполнение) оказываемых услуг. На выходе компонента формируются справочники предоставляемых услуг, тарифы, цены, а также цены на используемые материалы, оборудование, нормы трудоемкости проведения экспертизы. На основе информации компонентов МАРКЕТИНГ и УСЛУГИ выполняется формирование финансовых и операционных бюджетов в компоненте ПЛАН. Бюджеты рассчитываются для всех операционных компонентов. Полный цикл бюджетирования (с анализом «план-факт», прогнозами выполнения бюджетов, оперативным пересчетом бюджетов и принятием управленческих решений) выполняется при участии компонента АНАЛИЗ (принятие решений). Формирование бюджетов составляет первый (верхний) уровень планирования для операционных компонент.
Технологический процесс получения заключения о техническом состоянии строительного объекта в виде XML-документа
Для описания структуры документа «Заключение о техническом состоянии строительного объекта» выбран язык разметки XML (см. п.2.3.1), позволяющий описывать специфическую информацию, например, строительные конструкции или математические формулы. Для разработки Заключения экспертизы с применением языка XML необходимо: — построить дерево содержания документа; — описать дерево с помощью грамматики языка DTD (Documents Туре Definitions); — создать генератор XML - документа, который выбирает из БД ИС «ЭКСПЕРТ» необходимую информацию и излагает ее в соответствии с этой грамматикой. Технологический процесс получения Заключения, сформированного на языке XML, представлен на рис. 3.2. Сгенерированный XML-документ и его DTD отправляется внешнему пользователю, который может: — просмотреть XML-документ с помощью Internet браузера; - загрузить информацию в БД, имеющую свою структуру и СУБД, написав соответствующий анализатор на удобном ему языке программирования; - составить программу преобразования полученного XML-документа в XML-доку мент с другой грамматикой на языке XSLT (Extensible Stylesheet Language Transformations). Преобразование, выраженное через XSLT, позволяет вычленить часть нужных фрагментов из полученного XML-документа, т.е. сделать из него HTML(Hyper Text Markup Language) OKyMeHT, доступный для пользователей сети Internet; — вывести данные на печать с помощью программы, написанной на языке XSLT. Дерево элементов Заключения экспертизы представлено на рис. 3.3. Каждый элемент дерева может представлять собой массив, множество, таблицу, дерево, связной список и т.д. Заключение экспертизы является виртуальным документом, который формируется путем выбора необходимой информации из БД ИС «ЭКСПЕРТ» средствами языка программирования. Одним из преимуществ XML является наличие большого числа свободно распространяемых программных средств, которые использованы при разработке ИС «ЭКСПЕРТ». Формирование Заключения экспертизы осуществляется на сервере и передается пользователю в готовом виде. При этом XML-технология может использоваться для хранения структурированной информации в экспертной организации, но не для динамического изменения на стороне внешнего пользователя.
Однако динамическое поступление заключений в виде документов XML (один раз в пять лет в соответствии с РД 22-01.97) позволит формировать клиенту (Заказчику) аналитические данные и принимать оптимальные решения по эксплуатации зданий и сооружений, Организация и разработка интерфейса является важным этапом создания любой компьютерной системы. При создании интерфейса пилотной версии ИС «ЭКСПЕРТ» и отработке предложенных алгоритмов использован модуль «Документооборот» КИС «ФЛАГМАН», разработанный фирмой ИНФОСОФТ, г. Москва с последующей ее заменой целиком на систему Oracle. В качестве СУБД взят модуль MS SQL Server Desktop Engine (см. Глава II). Это позволило реализовать важные функции ИС «ЭКСПЕРТ» без большего объема программирования путем использования средств настройки модуля. Разработанная версия позволяет решить следующие задачи: - сбор, хранение и поиска необходимой при экспертизе информации об объектах; - формирование списка дефектов, включая рекомендации экспертов по их устранению; - ведение справочников, классификаторов; - пополнение каталога методов усиления конструкций; - накопление статистических данных по видам дефектов и методам их устранения. Для решения этих задач используется два автоматизированных рабочих места (АРМ): - АРМ «ЭКСПЕРТ» содержит функции, необходимые при работе эксперта; - АРМ «ЭКСПЕРТИЗА» является служебным и предназначено для настройки системы. С этой целью оно дополнительно включает ряд функций - настройки реестров документов, настройки справочников и т.д. Оба АРМ доступны специальной группе пользователей «Эксперты». При работе с ИС «ЭКСПЕРТ» интерфейс основан на программной организации специальных экранных форм. Главное окно данной системы является стандартным окном Windows-приложения, поддерживающим соглашения по многодокументному интерфейсу MDI (Multiple Document Interface). Диалог пользователя происходит в рамках главного окна системы в дочерних окнах.
Пользовательский интерфейс системы выполнен по стандартам графического интерфейса для пользователя Windows-приложений GUI (Graphic User Interface). Вызов функций системы осуществляется через меню, пользовательскую панель инструментов. В заголовочной части главного окна располагаются системные панели инструментов: панель регистрации пользователя и панель инструментов для работы с таблицами и формами. Горизонтальное меню системы состоит из следующих пунктов: «Файл», «Правка», «Вид», «Операции», «Отчеты», «Справочники», «?». Пункт меню «Файл» используется для выполнения операций, связанных с регистрацией пользователя. Пункт «Правка» предназначен для функций редактирования и правки текста, функций работы с буфером обмена. В пункте «Вид» настраивается внешний вид головного окна системы. Основными средствами управления программными модулями являются пункты «Операции», «Отчеты» и «Справочники» (рис. 3.4).
Статистический анализ дефектов и методов усиления конструкций и потенциальные возможности прикладного применения полученных данных
Одной из основных задач ИС «ЭКСПЕРТ» является накопление и систематизация информации по дефектам и применению методов усиления конструкций [53, 96, 119]. Задачами статистического анализа в данной области являются: - выявление количества и видов часто встречающихся дефектов на предприятиях с различной степенью опасности; - анализ причин возникновения дефектов; - выявление количества и видов часто применяемых схем усилений к определенным дефектам и видам конструкций; - выявление количества и видов часто применяемых технологических операций по усилению определенных видов конструкций; - выявление количества и типов часто используемых материалов, повышающих несущую способность конструкций. За решение перечисленных выше задач будет отвечать блок обработки статистических данных ИС «ЭКСПЕРТ», включающий в себя поисково-аналитическую систему, накапливающую и анализирующую данные по следующим атрибутам: - вид конструкций; - категория дефекта; - метод усиления; - причины разрушения; - категория объекта; - номер заключения.
Сбор статистических данных необходим для оценки эффективности примененных методов усиления в соответствии с причинами возникновения дефектов. С этой целью проведен статистический анализ дефектов и методов усилений по имеющейся базе данных, сделан выбор наиболее часто встречающихся дефектов и схем усиления по видам конструкций и их элементам: - кирпичные стены и их облицовка; - кирпичные столбы и простенки; - стеновые панели; - колонны; - монолитные и сборные балки; - плиты. В таблице 3.1 приведены статистические данные за 2002-2004гт. Всего было рассмотрено 316 элементов, выявлено около 300 дефектов. К наиболее часто встречающимся видам дефектов относятся: - трещины и сколы (35,6%); - нарушение защитного слоя бетона (32%); - нарушение штукатурного слоя (26,5 %); - нарушение конструкции (3,6%). При этом основными причинами разрушения являются: - замачивание штукатурного слоя (26,5%); - осадка фундамента (21,5 %); - воздействие агрессивных сред (18,9%); - механические повреждения (17,5%); - увеличение нагрузок (9,8%); - неправильное ведение строительно-монтажных работ (3,6%). Каждому из дефектов приведен в соответствие наиболее эффективный метод усиления, выбранный на основе научно-исследовательской работы кафедр ННГАСУ в различных направлениях науки. Полученный статистический материал, позволяя удалить из БД ИС «ЭКСПЕРТ» малоэффективные методы усиления и технологические операции, является основой выбора типовых и разработки новых схем усилений, способствует снижению вероятности неудачных конструктивных решений. С целью подтверждения правильности выбранной структуры данных, работоспособности системы, комфортности интерфейса и прочих вопросов, связанных с эксплуатацией ИС «ЭКСПЕРТ», осуществлена экспериментальная отработка на примере НИР, проведенных Приволжским ПРМ ЦКП «ПЕРСПЕКТИВА» на базе Нижегородского архитектурно-строительного университета г. Нижнего Новгорода. Результаты диссертационной работы были внедрены в Нижегородском управлении Госгортехнадзора России [Приложение 4]. В БД занесена информация о двадцати семи стратегически важных для страны промышленных объектах, таких, как: ЗАО «Химсорбент» (г. Дзержинск); ОАО «Акрилат» (г. Дзержинск); ОАО «Агрофирма Павловская» (г. Павлово); МУЛ «Водоканал» (г. Н.Новгород), и др. Рассмотрим работу системы на примере одной из НИР по оценке технического состояния промышленно-опасного объекта [121].
На подготовительном этапе обследования в базе ИС «ЭКСПЕРТ» на основании заявки и технического задания Заказчика, а также библиотеки шаблонов формируется приказ о назначении экспертов и договор. Информация о договорах, стоимости и сроках проведения обследований объекта заносится в реестр документов (ХРКТ/Договор_) (рис. 3.5). Наличие сроков проведения обследования по каждому объекту позволяет автоматически формировать оперативно-календарный план выполнения работ; проводить расчеты загрузки экспертов, оборудования, обеспечения финансированием за счет НИР, т.е. решать задачи вспомогательных бизнес-процессов, связанных с планированием и управлением деятельностью экспертной организации. Внешние документы включают чертежи схем усиления, расчетные схемы, проектные документы, материалы фотодефектов, отчеты об измерениях и заносятся в соответствующие реестры.
Похожие диссертации на Информационная система экспертизы технического состояния зданий и сооружений
