Совершенствование геодезического мониторинга плотин с использованием лазерного сканирования и технологии информационного моделирования (BIM) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Наануа Юсеф Хассан

• Наануа Юсеф Хассан
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Наануа Юсеф Хассан

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ПЛОТИН

1.1 Гидростатическая структура и методы мониторинга для обеспечения безопасности плотин

1.2 Краткий обзор нормативных документов России, применяемых для мониторинга плотин

1.3 Применение методов мониторинга на различных объектах

1.3.1 Катастрофические последствия разрушения плотин Эденвилл и Сэнфорд в Мичигане вследствие отсутствия постоянного мониторинга

1.3.2 Система спутникового мониторинга Нижнекамской ГЭС

1.3.3 Система мониторинга на Саяно-Шушенской ГЭС

1.4 Требования к современным методам мониторинга деформаций плотин

1.5 Характеристики и особенности расположения плотины Караун

1.6 Методы мониторинга на плотине Караун

1.7 Геодезическая сеть и картографические проекции в Ливане, используемые для мониторинга плотины

1.8 Выводы

2 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СОВРЕМЕННОГО ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛАЗЕРНОГО СКАНЕРА

2.1 Обзор методов и перспективы информационного моделирования зданий (BIM) для плотин

2.2 Применение технологии BIM для мониторинга плотины Караун

2.3 Применение технологии BIM для мониторинга плотин с использованием датчиков

2.4 Выводы

3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

3.1 Доказательство эффективности использования лазерного сканирования для мониторинга деформационного состояния плотин в 3D-моделировании

3.2 Оценка качества проекта геодезической сети для наблюдений за положением плотины Караун

3.3 Обработка результатов измерений

3.3.1 Обработка результатов измерений, выполненных на пунктах полигонометрического хода

3.3.2 Обработка и анализ 3D-облаков точек

3.4 Усовершенствованная методика определения деформаций с использованием Revit Autodesk

3.5 Технологическая схема интеграции данных ГНСС с BIM для визуализации деформаций плотин в реальном времени

3.6 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование геодезического мониторинга плотин с использованием лазерного сканирования и технологии информационного моделирования (BIM)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. Мониторинг структурной целостности плотин играет важную роль в обеспечении защиты жизни людей, минимизации затрат на поддержание плотины в рабочем состоянии и предотвращении катастрофических инцидентов. Совершенствование геодезического мониторинга плотин значительно расширяет возможности для выявления потенциальных проблем в теле плотины и способствует эффективному снижению рисков её разрушения.

Диссертационная работа посвящена вопросам адаптации и использования геодезического мониторинга как наиболее эффективного метода, применяемого в современной практике наблюдения за состоянием плотин. В работе подчеркивается важность получения точных геодезических данных для математического моделирования и оценки состояния объектов. В исследовательской работе акцент делается на использование современных инструментов и методов геодезического мониторинга, что позволяет повысить точность и надежность наблюдений за деформациями и поведением таких сооружений. В частности, внимание уделяется такому методу, как лазерное сканирование для получения облака точек. Эти данные, интегрированные с различными геодезическими моделями, обеспечивают полное понимание состояния объекта, облегчают своевременное принятие решений по управлению рисками.

Апробация выполнена на примере плотины Караун, которая по своим параметрам является типичным объектом для условий повышенной сейсмической активности и эксплуатации в сложных гидротехнических условиях. Подобные условия характерны и для ряда объектов в Российской Федерации, что делает результаты исследования применимыми в практике мониторинга гидротехнических сооружений на территории РФ

Результаты данного исследования подчёркивают первостепенную важность совершенствования геодезического мониторинга в обеспечении безопасности гидротехнических сооружений, демонстрируя его превосходящие возможности по

сравнению с традиционными подходами. Использование современных технологий, таких как лазерное сканирование и геодезические инструменты, открывает потенциал для значительных улучшений в практике мониторинга подобных объектов, способствуя лучшему взаимодействию между командами, ответственными за обслуживание и управление этими сооружениями. Интеграция данных геодезических инструментов и GNSS-сенсоров с технологиями информационного моделирования (BIM) обеспечивает мониторинг в реальном времени и 3D-визуализацию состояния каждого блока сооружения. Это позволяет всесторонне понимать текущее состояние объектов и принимать упреждающие решения для оперативного устранения потенциальных рисков.

Степень разработанности темы. Диссертант опирался на работы следующих авторов: Афанасьева Э. П., Брынь М.Я., Грассо Флоранб, Дегбе Косси Жорж Эпифан, Журкин И.Г., Карпик А.П., Кафтан В.И., Майоров А.А., Малинников В.А., Михайлов А.П., Ниази Саида, Ознамец В.В, Савиных В.П, Цветков В.Я., Чибуничев А.Г. и др. Также использовались работы зарубежных исследователей в области структурного мониторинга крупной плотины с помощью наземного лазерного сканирования: Alba М., Fregonese L., Prandi F., Scaioni М., Кроме того, были использованы отчеты, подготовленные для рассмотрения Агентством Соединенных Штатов Америки по международному развитию (USAID). Эти отчеты были составлены Международной ресурсной группой (IRG), они охватывают такие важные темы, как мониторинг плотин, обучение, инспекции и планы обеспечения безопасности. В частности, для плотины Караун, отчеты включают в себя обучение роверов и инспекцию плотины, план мониторинга безопасности и план действий в чрезвычайных ситуациях.

Цель исследования. Целью данного исследования является совершенствование геодезического мониторинга плотин с использованием лазерного сканирования и технологии BIM.

Основные задачи исследования.

- Доказать эффективность применения лазерного сканирования для определения состояния плотины.

- Исследовать возможности применения программного обеспечения Revit Autodesk для обработки данных о состоянии плотины, выполнения модификаций, структурного анализа и управления, а также для улучшения координации и совместной работы инженеров в рамках технологии BIM.

- Разработать технологическую схему использования программы Dynamo для интеграции данных ГНСС-измерений с BIM-технологией.

- Обосновать возможность использования технологии трехмерного моделирования (BIM) для анализа и прогнозирования состояния плотины.

Научная новизна результатов исследования заключается в следующем.

1. Разработанная и впервые предложенная технологическая схема использования программы Dynamo, в отличие от существующих методов, позволяет интегрировать данные ГНСС-измерений с технологией BIM для визуализации деформаций плотин в режиме реального времени в формате SD-модели.

2. Усовершенствованная методика определения деформаций обеспечивает синергетический эффект от комплексного использования данных лазерного сканирования и программного продукта Revit Autodesk.

Теоретическая значимость результатов исследования заключается в совершенствовании технологической базы комплексного использования современных методов геодезических измерений и технологии BIM для SD-моделирования деформационных процессов уникальных зданий и сооружений.

Практическая значимость исследования заключается в обосновании возможности определения деформационного состоянии гидротехнических сооружений, расположенных в сейсмоопасных районах, с использованием современных геодезических приборов, таких как лазерный сканер, ГНСС-оборудование, и технологии BIM и в разработке технологической схемы, обеспечивающей создание 3D-модели плотины, пригодной для анализа и прогнозирования ее деформаций.

Методология и методы исследования включают сочетание теоретических и эмпирических методов научного познания, включая измерения, эксперимент, сравнение, а также использование теории математической обработки геодезических измерений для оценки точности и надежности данных. В работе применены современные геодезические инструменты, такие как лазерные сканеры, GPS и та-

хеометры, а также методы анализа и интерпретации полученных данных для дальнейшего использования их в научных исследованиях и мониторинге объектов.

Положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Доказана на основании сравнения с классическими линейно-угловыми измерениями эффективность и удовлетворительная точность использования лазерного сканирования для получения данных о деформационном состоянии плотины.

2. Усовершенствована методика определения деформаций, базирующаяся на использовании программного продукта Revit Autodesk, и позволяющая на основании результатов лазерного сканирования создавать SD-модель для анализа деформаций и координирования действий по их наблюдению.

3. Разработана технологическая схема использования программы Dynamo, обеспечивающая интеграцию данных ГНСС-измерений с технологией BIM для визуализации деформаций плотин в режиме реального времени в SD-модели.

4. Обоснована возможность использования технологии трехмерного моделирования (BIM) для анализа и прогнозирования состояния плотины в момент получения данных.

Степень достоверности и апробация результатов исследования. Основные результаты диссертации докладывались, обсуждались и получили одобрение на следующих шести научных конференциях (которые состоялись в Санкт-Петербургском горном университете, Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) и ООО «ИГИИС» - Институте геотехники и инженерных изысканий в строительстве):

1) XVI Международный форум-конкурс студентов и молодых исследователей «Актуальные вопросы рационального использования природных ресурсов». Санкт-Петербургский горный университет, 17 июня 2020 г.;

2) Международная научная конференция «Пространственные данные: наука, исследования и технологии». Московский государственный университет геодезии и картографии (май 2020 г.);

3) 76-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (Москва, апрель 2021 г.). Доклад «Создание трехмерной модели и цифровой документации замка Бофорт с помощью лазерного сканера и цифровой фотограмметрии»;

4) Международная научная конференция «Пространственные данные: наука, исследования и технологии». Московский государственный университет геодезии и картографии (май 2022 г.);

5) V-я Общероссийская научно-практическая конференция (Москва, апрель 2023 г.). «Инженерные изыскания в строительстве» для молодых специалистов, аспирантов и студентов»;

6) 78-я научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК (Москва, апрель 2023 г.). Доклад «Мониторинг плотины путем создания 3Э-модели с использованием лазерного сканера».

Публикации. По теме исследования опубликовано 4 статьи, в том числе три статьи в журналах, входящих в перечень ВАК. Из них одна статья - в изданиях, индексируемых библиографической и реферативной базой данных Scopus.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, трех разделов, заключения, списка сокращений и списка использованной литературы. Материал изложен на 122 страницах и включает в себя 52 рисунка и 8 таблиц. Список литературы содержит 90 наименований, из которых 62 — на английском языке.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ МОНИТОРИНГА БЕЗОПАСНОСТИ ПЛОТИН

1.1 Гидростатическая структура и методы мониторинга для обеспечения

безопасности плотин

Плотины — это колоссальные сооружения, выполняющие множество жизненно важных функций, включая хранение воды, контроль наводнений, выработку гидроэлектроэнергии и орошение. Учитывая огромные размеры плотин и их ключевую роль в поддержании нужд общества, структурная стабильность плотин имеет первостепенное значение. Мониторинг движения плотин является важным элементом управления безопасностью, поскольку даже незначительные сдвиги плотин или другие аномалии могут привести к катастрофическим последствиям. Раннее обнаружение и устранение проблем могут предотвратить возможные аварии, спасти жизни людей, защитить имущество и окружающую среду. Плотины, как инженерные барьеры, создают водохранилища, поддерживающие множество важнейших видов деятельности. Вода необходима для орошения сельскохозяйственных угодий, для питьевых и промышленных нужд. Плотины играют ключевую роль в выработке возобновляемой энергии и смягчении последствий наводнений. Миллионы людей по всему миру живут ниже по течению от плотин, и структурная целостность плотин напрямую связана с общественной безопасностью и экономической стабильностью.

Мониторинг движения плотин важен по нескольким причинам. Одна из самых значимых — предотвращение катастрофических ситуаций, поскольку история уже показала, какими разрушительными могут быть обрушения плотин. Так, например, разрушение плотины Банцяо в Китае в 1975 г. привело к гибели более 171 000 человек и вызвало массовые разрушения [46].

Непрерывные системы мониторинга позволяют на ранних стадиях обнаруживать структурные проблемы, такие как трещины, осадки или наклоны в теле плотины. Выявление этих проблем на ранней стадии позволяет своевременно вмешиваться и устранять их и тем самым предотвращать подобные катастрофы.

Структурная целостность плотин также подвергается угрозам из-за усталости и напряжения материалов. Со временем бетон, земля и другие материалы, используемые при строительстве плотин, испытывают интенсивное давление воды и воздействия окружающей среды. Экстремальные погодные условия, естественный износ и огромное давление воды могут ослабить структуру плотины. Мониторинг помогает инженерам оценить текущее состояние этих материалов и при необходимости принять меры по усилению конструкции плотины. Сейсмическая активность представляет еще одну угрозу стабильности плотин, особенно для тех плотин, которые расположены в сейсмически активных зонах. Землетрясения могут вызывать значительные движения и напряжения в структуре плотины, что приводит к потенциально опасным сдвигам или трещинам в теле плотины. Непрерывный мониторинг предоставляет данные о последствиях сейсмических событий и помогает направлять необходимые усилия по укреплению и ремонту плотины для поддержания ее стабильности.

С экологической точки зрения аварии на плотинах также могут стать катастрофическими. Помимо непосредственной угрозы для жизни людей и имущества, обрушение плотины может уничтожить целые экосистемы, загрязнить водоемы и привести к потере биоразнообразия. Тщательный мониторинг движения плотины и ряда других факторов позволяет инженерам предотвращать экологические катастрофы. Более того, управление осадками плотины становится проще благодаря мониторингу движения, который предоставляет информацию о накоплении осадков и моделях их потока в водохранилищах. Это важно для предотвращения накопления осадков, которое может повлиять как на стабильность плотины, так и на её эксплуатационную эффективность.

Для плотин, участвующих в выработке гидроэлектроэнергии, поддержание структурной целостности плотины критически важно для обеспечения стабильного

и надежного энергоснабжения. Стабильная плотина позволяет бесперебойно вырабатывать электроэнергию, что, в свою очередь, поддерживает потребности регионов в энергии. Кроме того, точный мониторинг движения плотин помогает лучше управлять водными ресурсами, обеспечивая оптимальную работу плотины для различных целей, таких как орошение, водоснабжение и контроль наводнений.

Таким образом, мониторинг плотин играет ключевую роль в обеспечении безопасности, эффективности и долгосрочной функциональности этих грандиозных сооружений. Независимо от того, идет ли речь о предотвращении катастрофических сбоев, поддержании структурной целостности, защите окружающей среды или обеспечении эксплуатационной эффективности, постоянное наблюдение и своевременные вмешательства являются ключевыми факторами управления многими рисками, связанными с инфраструктурой плотин.

Мониторинг движения плотины включает в себя использование различных технологий, которые играют важную роль в обеспечении стабильности и функциональности этих сооружений.

Инженер-геодезист может предоставить более глубокое понимание того, как эти технологии способствуют безопасности плотины. Ниже приведено расширенное описание каждого метода, с особым акцентом на наземный мониторинг.

1. Геотехнические инструменты:

- инклинометры - эти инструменты используются для измерения угла наклона или крена плотины или прилегающей территории. Они необходимы для обнаружения боковых перемещений, особенно на земляных плотинах, где смещение грунта может свидетельствовать о потенциальной структурной проблеме. Инклинометры предоставляют данные в реальном времени о том, как перемещается плотина или склон с течением времени, что позволяет инженерам оценивать риск оползней или деформации конструкции;

- пьезометры устанавливаются в структуре плотины или в окружающем основании для измерения порового давления воды. Повышенное давление воды может ослабить плотину, особенно если вода начинает просачиваться через трещины или стыки. Мониторинг изменений давления воды помогает инженерам

выявлять ранние признаки внутренней эрозии или потенциального разрушения, вызванного гидравлическими силами.

2. Технологии дистанционного зондирования:

- спутниковые технологии обеспечивают широкий обзор плотины и окружающего рельефа. Спутники могут фиксировать крупномасштабные изменения в ландшафте, такие как оседание, оползни или движения, вызванные сейсмической активностью. При непрерывном мониторинге спутники предлагают эффективный способ выявления структурных изменений с течением времени, однако им не хватает точности для выявления более мелких, детализированных перемещений, непосредственно влияющих на целостность плотины;

- дроны стали незаменимым инструментом для инспекций плотин, предлагая изображения высокого разрешения в тех областях, которые сложно осматривать непосредственно. Они позволяют проводить детальный осмотр поверхности плотины, а также выполнять воздушные съемки, предоставляющие детальные визуальные данные о трещинах, эрозии или растительности. Дроны позволяют проводить частый и гибкий мониторинг, дополняя другие методы визуальными данными о состоянии плотины с течением времени.

3. Наземный мониторинг играет решающую роль, особенно с точки зрения геодезии, так как он обеспечивает наиболее точные данные для обнаружения маломасштабных движений в структурах плотин:

- GPS (Глобальная система позиционирования): Высокоточные GPS-системы - одни из самых эффективных инструментов для обнаружения даже самых незначительных движений в конструкции плотины. Современные GPS-сети способны отслеживать смещения на уровне миллиметров в реальном времени. Это особенно важно для выявления горизонтальных или вертикальных смещений, которые могут быть невидимы невооруженным глазом, но указывать на потенциальные напряжения или деформации в плотине. Геодезия играет ключевую роль в настройке и поддержании этих точных GPS-сетей, обеспечивая непрерывный мониторинг на протяжении долгого времени;

- лазерное сканирование (LIDAR) - мощная геодезическая техника для создания детализированных SD-моделей плотин. Эта технология позволяет точно отслеживать любые деформации или смещения, которые происходят с течением времени. Система LIDAR работает следующим образом: излучаются лазерные лучи на поверхность плотины и измеряется время их возвращения, создается детализированное облако точек структуры плотины. Эти модели можно анализировать для выявления малейших изменений в геометрии плотины. С точки зрения инженера-геодезиста, составление экспертизы в обработке и интерпретации этих 3D-данных является очень важным этапом работы для выявления потенциальных структурных рисков до того, как они станут критическими;

- тахеометры — еще один наземный геодезический инструмент, широко используемый для мониторинга перемещений плотин. Тахеометрами измеряют углы и расстояния с высокой точностью, и при стратегическом размещении их вокруг плотины можно отслеживать смещения в положении конструкции плотины. Как и GPS, тахеометры способны фиксировать малейшие движения, а также предлагают дополнительную гибкость в измерении относительных позиций в различных точках плотины. В рамках комплексной геодезической системы мониторинга тахеометры обеспечивают ценную избыточность и точность в отслеживании перемещений.

Подчеркивая важность наземного мониторинга, следует отметить, что наземные методы мониторинга, такие, как GPS, лазерное сканирование и тахеометры, являются ключевыми инструментами для обеспечения структурной целостности плотин. Эти методы обеспечивают непревзойденную точность, позволяя своевременно обнаруживать даже самые незначительные деформации или смещения. Наземные методы мониторинга предоставляют данные в реальном времени, а интеграция этих данных с технологиями BIM (информационного моделирования зданий) позволяет проводить комплексный анализ и прогнозное моделирование. Эта интеграция точных геодезических данных с передовыми BIM-системами составляет основу современного подхода к управлению безопасностью плотин, обеспечивая повышенную точность, эффективность и возможность предотвращения катастрофических последствий.

Классификация плотин по высоте, типу конструкции и грунтов основания важна не только для проектирования и строительства, но и для выбора методов мониторинга плотины. В каждой стране эта классификация помогает инженерам определить соответствующие технологии для отслеживания состояния плотин -лазерное сканирование, BIM и геодезические методы, в зависимости от критичности сооружения. Таким образом, мониторинг крупных и высокорисковых объектов требует применения более точных и современных систем наблюдения.

1.2 Краткий обзор нормативных документов России, применяемых для

мониторинга плотин

В России классификация плотин и других гидротехнических сооружений регулируется ГОСТ Р 55260.1.4-2012, который устанавливает четыре класса ГТС (I, II, III и IV) в зависимости от их высоты и типа грунтов основания.

Так, для плотин из грунтовых материалов на скальных основаниях (тип А) к классу I относятся сооружения, высотой более 80 м, а к классу IV —сооружения высотой менее 20 м. Для бетонных и железобетонных плотин к классу I относятся сооружения высотой более 100 м, а к классу IV— менее 25 м. Подробная классификация представлена в таблице 1.1 [5].

В стандарте СТО НОСТРОЙ 2.1.198-2016 геодезический мониторинг направлен на обеспечение безопасности зданий и сооружений в процессе их строительства и эксплуатации [7]. Мониторинг охватывает измерение различных деформаций объектов, таких как смещения контрольных точек, крен и прогиб конструкций. Эти измерения помогают выявлять изменения в положении элементов сооружений, что позволяет оперативно реагировать на любые отклонения от проектных норм и предотвращать возможные аварийные ситуации. Важным аспектом является точность измерений, которые проводятся с использованием современного геодезического оборудования и соответствуют требованиям метрологических стандартов.

Таблица 1.1 - Класс основных гидротехнических сооружений в зависимости

от их высоты и типа грунтов оснований

Сооружения Тип грунтов оснований Высота сооружений, м

Класс I Класс II Класс III Класс IV

1. Плотины из грунтовых материалов А Б В Более 80 Более 65 Более 50 От 50 до 80 От 35 до 65 От 25 до 50 От 20 до 50 О т 15 до 35 От 15 до 25 Менее 20 Менее 15 Менее 15

2. Плотины бетонные, железобетонные и др. сооружения, участвующие в создании напорного фронта А Б В Более 100 Более 50 Более 25 От 60 до 100 От 25 до 50 От 20 до 25 От 25 до 60 От 10 до 25 От 10 до 20 Менее 25 Менее 10 Менее 10

З.Подпорные стены А Б В Более 40 Более 30 Более 25 От 25 до 40 От 20 до 30 От 18 до 25 От 15 до 25 О 12 до 20 От 10 до 15 Менее 15 Менее 12 Менее 10

Примечания: 1. Грунты: А — скальные; Б — песчаные, крупнообломочные и глинистые в твердом и полутвердом состояниях; В — глинистые водонасыщенные в пластичном состоянии. 2. Высоту ГТС и оценку его основания следует принимать по данным проекта.

В документе СТО 70238424.27.140.035-2009 [18] указывается, что технической системой мониторинга являются приборные измерительные устройства (ИУ), контрольно-измерительная аппаратура (КИА), автоматизированные (АС, АСО, АСДК) и информационно-диагностические (ИДС) системы для получения, обработки и оценки достоверной оперативной информации наблюдений, информации о работе и состоянии сооружения.

В соответствии со стандартом СТО НОСТРОЙ 2.1.198-2016 [18] выявление трещин в конструкциях осуществляется с помощью визуальных обследований, проводимых специализированными организациями, с последующим составлением акта осмотра, включающего фотографии трещин, карту дефектов и необходимые замеры. Размещение трещин на чертежах фиксируется в привязке к осям и линиям конструкций, указывая их направление, длину, ширину и глубину. Для наблюдения за развитием трещин и раскрытием швов организуются систематические наблюдения с уста-

новкой марок, щелемеров и маяков, а карты дефектов уточняются при каждом цикле мониторинга. Выбор методов наблюдения зависит от конструктивных особенностей объекта и требуемой точности измерений. Измерение длины и ширины трещин проводится с использованием линейных инструментов, таких как линейки, штангенциркули и микроскопы, а ультразвуковые приборы применяются для определения глубины трещин. Особое внимание уделяется измерению температурно-осадочных швов с использованием щелемеров, которые устанавливаются по высоте сооружений, а в случае повреждения марок и щелемеров проводится их повторная установка и бетонирование. Для контроля деформаций трещин используются автоматизированные устройства с датчиками смещений и возможностью передачи данных. В случаях, когда прямое измерение трещин невозможно, применяются геодезические методы с использованием электронных тахеометров для определения координат деформационных марок по обе стороны трещины, что позволяет вычислять ширину и длину трещины по привязанным координатам крайних точек.

Организация геодезического мониторинга предполагает несколько этапов, начиная от получения технического задания и разработки программы измерений, до закладки пунктов сетей наблюдений и проведения регулярных замеров. Регистрация и обработка данных мониторинга, а также метрологическое сопровождение позволяют своевременно предоставлять информацию о состоянии объектов. Это позволяет обеспечить долговечность и безопасность зданий и сооружений на протяжении всего их жизненного цикла.

В нормативном документе ГОСТ Р 22.1.11-2002 [4] приводятся требования к содержанию и составу работ при мониторинге плотин и их оснований. В пункте 5.2 документа, в частности, указано, что «мониторинг состояния водоподпорных ГТС осуществляют постоянно с установленной периодичностью по основным контролируемым показателям в соответствии с программой наблюдений», а в пункте 5.3 - «для ГТС I, II и III классов, как правило, используют автоматизированные системы контроля их состояния (АСК). ГТС IV класса оснащают контрольно-измерительной аппаратурой при специальном обосновании. В случае невозможности создания АСК на сооружениях этих классов применяют информа-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Наануа Юсеф Хассан, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Богданец Е. С., Черемухина О. О. Изучение процессов деформаций с использованием автоматизированной системы мониторинга // Master's Journal. - 2014. - № 1. - С. 82-90.

2 Булаева, Е.А. Разработка методики применения спутникового метода для геодезического мониторинга и прогнозирования состояния геологической среды и гидротехнических сооружений: дис.... канд.техн. наук: 25.00.32 - Моск. гос. ун-т геодезии и картографии. - Москва, 2013. - 136 с.

3 Брынь М.Я. Вычисление плоских прямоугольных координат, сближения меридианов и масштаба проекции Гаусса в 6-градусной зоне по геодезическим координатам. Геодезия и картография. 2014. № 2. С 11-13.

4 ГОСТ Р 22.1.11-2002. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг состояния водоподпорных гидротехнических сооружений (плотин) и прогнозирование возможных последствий гидродинамических аварий на них. Общие требования (принят постановлением Госстандарта РФ от 24 октября 2002 г. N 389-ст).

5 Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29.12.2004 N 190-ФЗ (ред. от 08.08.2024) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2024).

6 Журкин И.Г., Карпухин С.С., Карпухина О.А., Никишин Ю.А. Стратегии обработки гиперспектральных изображений в задачах мониторинга возделывания сельскохозяйственных культурю. Геодезия и картография. 2011. № 2. С 37-42.

7 Инструкция по полигонометрии и трилатерации. - М., Недра,1980.

8 Кузнецова, А.А. Применение наземного лазерного сканирования для выявления отклонений конструкций от их проектных значений / А.Л. Кузнецова // Геодезия и картография. - 2018. - Т. 79. - No 12. - С. 2-7.

9 Наануа Ю.Х. Моделирование мониторинга плотины Караун в 3d с использованием современных геодезических приборов. ИНЖЕНЕРНЫЕ ИЗЫСКАНИЯ

В СТРОИТЕЛЬСТВЕ ,28 апреля 2023 - № 1- с. 114-121. E LIBRARY ID: 54177060.

10 Наануа Юсеф, Васютинская С.И. Создание точной 3d-модели для мониторинга плотины с использованием технологии BIM (информационная модель здания), 2023. № 8. С.97-102.

11 Наануа Ю.Х. , Ознамец В.В. Научно-технический журнал ИНФОРМАЦИЯ КОСМОС. Современные геодезические методы и их интеграция для автоматизированного мониторинга плотины Ка-раун в реальном времени. 2025. № 1. С.50-55.

12 Никонов, А. В. Особенности применения современных геодезических приборов при наблюдении за осадками и деформациями зданий и сооружений объектов энергетики // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 4 (24). - С. 12-18.

13 Нормы строительного проектирования АС в атомной энергетике с реакторами различного типа. Правила и нормы ПиН АЭ-5.6.

14 Сальников В. Г., Применение современных автоматизированных геодезических приборов для мониторинга гидротехнических сооружений ГЭС/ Сальников В. Г., Скрипников В. А., Скрипникова М. А., Хлебникова Т. А. // Вестник СГУГиТ. - 2018. - Т. 23, № 3. -С. 108-124.

15 Сальников В.Г., Скрипников В.А., Скрипникова М.А., Хлебникова Т.А. Применение современных автоматизированных геодезических приборов для мониторинга гидротехнических сооружений ГЭС // Вестник СГУГиТ. 2018 № 3. С. 108 -124.

16 Скрипников В. А., Скрипникова М. А., К вопросу модернизации плановой сети для определения деформаций плотин ГЭС / Скрипникова // Геодезия и картография.- 2012. -№ 1. - С. 4-7.

17 СП 39.13330.2012 Плотины из грунтовых материалов. Актуализированная редакция СНиП 2.06.05-84.

18 СТО 70238424.27.140.035-2009 Гидроэлектростанции. Мониторинг и оценка технического состояния гидротехнических сооружений в процессе эксплуатации. Нормы и требования.

19 СТО НОСТРОЙ 2.1.198-2016 Объекты использования атомной энергии Геодезический мониторинг зданий и сооружений в период строительства и эксплуатации.

20 Савиных В.П., Майоров А.А., Матерухин А.В. Построение пространственной модели загрязнения воздуха на основе использования потоков данных от сетей геосенсоров. Геодезия и картография. 2017. № 12. С 39-43.

21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), ЧУ ГК «Росатом» «ОЦКС». Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов, 1 июля 2021.

22 Федеральный закон от 30.12.2009 N 384-Ф3 (ред. от 25.12.2023) «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».

23 Федосеев Ю.Е. Проблемы геодезического обеспечения строительства и эксплуатации современных высотных зданий и уникальных сооружений/ Ю. Федосеев, В. Найденко // Инженерные изыскания.- 2009.-С. 54-57.

24 Шарафутдинова, А.А. Опыт применения наземного лазерного сканирования и информационного моделирования для управления инженерными данными в течение жизненного цикла промышленного объекта / А. А. Шарафутдинова, М.Я. Брынь // Вестник СГУГиТ. - 2021. - Т. 26. -N0 1. -С. 57-67.

25 Шумейко В. И., Кудинов О. А. Об особенностях проектирования уникальных, большепролетных и высотных зданий и сооружений [Электронный ресурс] // Инженерный вестник. Дон.электронный научный журнал. - 2013. - № 4 (27). -С. 281. - Режим доступа: Шр://еНЬгагу.ги/йет.а8р?1ё=21452385.

26 Цветков В.Я. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ГЕОИНФОРМАТИКЕ . Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 4-3. - С. 646-646.

27 Цветков В.Я., Ознамец В.В. Мониторинг литорали с применением беспилотного летательного аппарата. Геодезия и картография. 2020. № 5. С 2-10.

28 Чибуничев А.Г. Теоретические основы комплекса программ фототриангулирования инженерных объектов. Известия высших учебных заведений. геодезия и аэрофотосъемка. 1991.№ 3 С 83-91.

29 Швигер Ф., Карпик А.П., Горобцова О.В. Современные тенденции и направления в развитии геодезии: прогноз на ближайшие пять-семь лет. Геодезия и картография. 2016. № 10. С 2-11.

30 (USAID)., U.S.A.f.I.D., Litani river basin management support (LRBMS). Qaraoun dam safety monitoring plan, March 2011: p. 10.

31 A, B.-M., Variation of slip and creep along the Levant rift over the past 4,500 years. Tectonophysics, 1981: p. 80: 183-197.

32 Aish, R., Building Modelling: The Key to Integrated Construction CAD // CIB 5th International Symposium on the Use of Computers for Environmental Engineering related to Building. July 1986: p. 7-9.

33 Ambraseys NN, B.M., The 1759 earthquake in the Bekaa Valley: Implications for earthquake hazard assessment in the eastern Mediterranean region. Journal of Geophysical Research, 1989. (B4): 4007-4013: p. 94.

34 Azhar, S., Khalfan, M., & Maqsood, T., Building information modeling (BIM): Now and beyond. Australasian Journal of Construction Economics and Building, 2012: p. 15.

35 B. Di Martino, C.M., F.F. D'Abrunzo, L. Fiorillo, N. Iovine, C. Trebbi, A. Pavan, A semantic and rule based technique and inference engine for discovering real estate units in building information models. In: 2019 IEEE Second International Conference on Artificial Intelligence and Knowledge Engineering (AIKE), Beijing, China, 2019: p. 81-88.

36 B. Motik, P.F.P.-S., B. Parsia, C. Bock, A. Fokoue, P. Haase, R. Hoekstra, and A.R. I. Horrocks, U. Sattler, OWL 2 Web Ontology Language: Structural Specification and Functional-Style Syntax. W3C Recommendation,, 2009.

37 Bank, T.W., Dam safety: A primer on the essentials of dam safety. 2010.

38 Becerik-Gerber, B., Jazizadeh, F., Li, N., & Calis, G., Application areas and data requirements for BIM-enabled facilities management. Journal of Construction Engineering and Management, 2012: p. 431-442.

39 Carton H, S.S., Tapponnier P, Elias A, Briais A, Sursock A, Jomaa R, King GCP, Daëron M, Jacques E, and B. L, Seismic evidence for Neogene and active shortening offshore of Lebanon (Shalimar cruise). Journal of Geophysical Research, 2009: p. 114.

40 Chen, J., Geodetic network design and monitoring for dams. In Proceedings of the 2019 Geo-Congress: Earthquake Engineering and Soil Dynamics p. 389-398.

41 Coetzee, G.L., Smart Construction Monitoring of Dams with UAVS - Neckartal dam Water Project Phase 1. Swansea, Smart Dams and Reservoirs - Proceedings of the 20th Biennial Conference of the British Dam Society., 2018.

42 D.L. McGuinness, F.V.H., OWL Web Ontology Language Overview. W3C Recommendation,, 2004.

43 D.L. McGuinness, F.V.H., OWL Web Ontology Language Overview. W3C Recommendation, 2011.

44 Dams, T.I.J.o.H., Interntional Association for Hydraulic Research; International Commission on Irrigation and Drainage. 15: p. 77.

45 Diaz, P., Analysis of Benefits, Advantages and Challenges of Building Information Modelling in Construction Industry. Journal of Advances in Civil Engineering, 2016: p. 1-11.

46 Eastman, C.F., David; Lafue, Gilles; Lividini, Joseph; Stoker, Douglas; Yessios, Christos., An Outline of the Building Description System. Institute of Physical Planning, September 1974.

47 Fish, Eric (2013-02-08). "The Forgotten Legacy of the Banqiao Dam Collapse". The Economic Observer. Archived from the original on 2021-05-06. Retrieved 2020-0325.

48 Frequently asked questions about the national BIM STANDARD-UNITED STATES. 4 января 2023; Available from: nationalbimstandard.org.

49 G. Hou, L.L., Z. Xu, Q. Chen, Y. Liu, B, A BIM-based visual warning management system for structural health monitoring integrated with LSTM network. KSCE J. Civ. Eng. 25 (8), 2021.

50 G. Hou, L.L., Z. Xu, Q. Chen, Y. Liu, X. Mu, visual management system for structural health monitoring based on web-BIM and dynamic multi-source monitoring data-driven. Arab. J. Sci. Eng, 2022: p. 47.

51 G. Ren, H.L., S. Liu, J. Goonetillake, A. Khudhair, S. Arthur, Aligning BIM and ontology for information retrieve and reasoning in value for money assessment. Autom. Constr. 124, 2021.

52 Garfunkel, Z., Internal structure of the Dead Sea leaky transform (rift) in relation to plate kinematics. Tectonophysics, 1981 p. 81-108.

53 Geosystems, L., Leica ScanStation P40 / P30 - High-Definition 3D Laser Scanning Solution. https://leica-geosystems.com/products/laser-scanners/scanners/leica-scanstation-p40--p30, 2023.

54 Jiao, Y., Zhang, S., Li, Y., Wang, Y., & Yang, B., Towards cloud Augmented Reality for construction application by BIM and SNS integration. Automation in Construction, 2013: p. 37-47.

55 José Nuno Lima, J.C.a.MJ.H., Accuracy of Displacement Monitoring at Large Dams with GPS. ResearchGate, January 2006.

56 K. Farghaly, R.K.S., W. Collinge, M.H. Mosleh, P. Manu, C.M. Cheung, Construction safety ontology development and alignment with industry foundation classes (IFC). J. Informat. Technol. Construct, 2022.

57 Kacprzyk, Z., & Kçpa, T, Building information modelling-4D Modelling technology on the example of the reconstruction stairwell. Procedia Engineering, 2014: p. 91.

58 Kivits, R.A., & Furneaux, C., BIM: Enabling sustainability and asset management through knowledge management. The Scientific World Journal, 2013.

59 M. Valinejadshoubi, A.B., O, Moselhi, Development of a BIM-based data management system for structural health monitoring with application to modular buildings: case study. J. Comput. Civ. Eng. 33 (3), 2019.

60 M. Venugopal, C.M.E., R. Sacks, J, Semantics of model views for information exchanges using the industry foundation class schema. Adv. Eng.Inform. 26 (2), 2012.

61 M. Venugopal, C.M.E., R. Sacks, J, Semantics of model views for information exchanges using the industry foundation class schema. Adv. Eng.Inform. 26 (2), 2012.

62 Matt, B., Model-based Design Powers China Dam Construction. West Allis: Informed Infrastructure., 2013.

63 Mugnier, C.J., the Lebanese Republic. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 2020. 86(11): p. 661-663.

64 Naanouh Yousef, V.S., Digital Documentation and a 3-D Model of Beaufort Castle via RTK GNSS, Terrestrial Laser Scanner and UAS-based Photogrammetry. Monitoring of Land, Natural Resources and Emergencies, 15 October 2021.

65 NN, A., The earthquake of 1 January 1837 in Southern Lebanon and Northern Israel. Annali di Geofisica, 1997. XL (4): p. 923-935.

66 P. Hitzler, M.K.o., B. Parsia, P.F. Patel-Schneider, S. Rudolph, OWL 2 Webnn Ontology Language Primer (Second Edition),. W3C Recommendation,, 2012.

67 P. Pauwels, T.K., W. Terkaj, J. Beetz, Enhancing the ifcOWL ontology with an alternative representation for geometric data. Autom. Constr. 80, 2017.

68 P. Pauwels, W.T., EXPRESS to OWL for construction industry: towards a recom-mendable and usable ifcOWL ontology. Autom. Constr, 2016: p. 63.

69 Pardel, D.L., A., Edenville and Sanford Dam Failures: Field Reconnaissance Report. American Society of Civil Engineers, 2021.

70 Phalen, J., et al. Risk of Seismic Deformation of a 1960's Rockfill Dam in Lebanon. in Proceedings of the 10th National Conference on Earthquake Engineering. 2014.

71 Russell, S., & Jackson, T., Construction of a pre-cast concrete service reservoir using BIM. Belfast, Maintaining the Safety of Our Dams and Reservoirs - Proceedings of the 18th Biennial Conference of the British Dam Society., 2014.

72 S, R., Architectural design exposed: from computer-aided-drawing to computer-aided-design. Environments and Planning B: Planning and Design, 1986 March 7: p. 385-389.

73 S. Ait-Lamallam, I.S., R. Yaagoubi, O. Doukari, Towards an ontological approach for the integration of information on operation and maintenance in BIM for road infrastructure. in: Proceedings of Sixth International Congress on Information and Communication Technology, Springer, London, England, 2022: p. 701-712.

74 Safavi, A.A., & Hasanlou, M, Evaluation of geodetic points in the monitoring of dams. Evaluation of geodetic points in the monitoring of dams, 2014: p. 9.

75 Succar, B., Building information modelling framework: A research and delivery foundation for industry stakeholders. Automation in Construction, 2009: p. 357-375.

76 Survey, N.G., Geodetic Networks. https://geodesy.noaa.gov/NETWORKS/geodetic.shtml, 2021.

77 Surveyors, N.S.o.P., Traversing and using a total station. https: //www.nsps. us. com/page/Traversing_and_Total_Station., 2021.

78 Suter, G., Modeling multiple space views for schematic building design using space ontologies and layout transformation operations. Autom. Constr, 2022(134).

79 Tang, H., Chen, R., Liu, Y., & Chen, Y., Monitoring of a concrete dam based on laser scanning and geodetic network. Journal of Earth Science,, 2020.

80 Team, C.c., Cloud to cloud distance. http://www.cloudcompare.org/doc/wiki/index.php/Cloud-to-Cloud_Distance, October 2015.

81 Van Nederveen, G.A.T., F.P, Modeling multiple views on buildings Automation in Construction. 1992.

82 W.H. Collinge, K.F., M.H. Mosleh, P. Manu, C.M. Cheung, C.A. Osorio- and Sandoval, BIM-based construction safety risk library. Autom. Constr, 2022: p. 141.

83 Wang, K.C., Wang, S. H., Kung, C. J., Weng, S. W.,, Applying BIM and visualization techniques to support construction quality management for soil and water conservation construction projects. 2018.

84 Wazne, M. and S. Korfali, Spatial and temporal assessment of metal pollution in the sediments of the Qaraoun reservoir, Lebanon. Environmental Science and Pollution Research, 2016. 23: p. 7603-7614.

85 X. Shu, T.B., Y. Li, K. Zhang, B. Wu,, Dam safety evaluation based on intervalvalued intuitionistic fuzzy sets and evidence theory. Sensors 20, 2020.

86 X. Shu, T.B., Y. Zhou, R. Xu, Y. Li, K. Zhang, Unsupervised dam anomaly detection with spatial-temporal variational autoencoder,. Struct. Health Monit., 2022.

87 Xu, X., Ma, L., & Ding, L., A framework for BIM-enabled life-cycle information management of construction project. International Journal of Advanced Robotic Systems, 2014: p. 1-13.

88 Y. Cheng, Z.L., and Y. Li, Geodetic Monitoring of Large Dams: Concepts, Techniques and Case Studies. Journal Sensors, 2017.

89 Y. Pan, L.Z., A BIM-data mining integrated digital twin framework for advanced project management. Autom. Constr, 2021: p. 124.

90 Yuhang Zhou, T.B., Xiaosong Shu, Yueyang Li, Yangtao Li, BIM and ontology-based knowledge management for dam safety monitoring. Automation in Construction, 2023: p. 145.

91 I.R.G., Litani river basin management support program emergency action plan for qaraoun dam. United States Agency for International Development (USAID). September 2019.