РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа.
Пояснительная записка: 119 с., 26 рис., 8 табл., 15 источников, 4 приложения.
СОСТОЯНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, СЛОЖНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ, ОБОБЩЁННАЯ ОЦЕНКА, ОБРАБОТКА СОБЫТИЙ, ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС, ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ.
Целью работы являются разработка и практическая реализация программного комплекса формирования обобщённой оценки состояния сложных технических объектов на основе обработки событий, разработка новых методов мониторинга состояния объектов инфраструктуры, повышение качества формирования обобщённой оценки состояний объектов мониторинга.
Программный комплекс спроектирован по методологии UML и реализован на языке программирования C++ в среде Qt 5.4.1.
Основное назначение программного комплекса - формирование обобщённой оценки состояния объекта на основе обработки событий. Функциональными возможностями программного комплекса являются: предоставление информационных отчетов и ведение справочной информации, доступ к которым осуществляется в соответствии с правами пользователей.
программный мониторинг технический инфраструктура
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Описание процессов мониторинга технического состояния зданий и сооружений
1.2 Обзор аналогов
1.3 Таблицы принятия решений
1.4 Модель анализа Unified Modeling Language
1.4.1 Диаграмма вариантов использования
1.4.2 Сценарий вариантов использования
1.4.3 Диаграмма граничных классов
1.4.4 Диаграмма сущностных классов
1.4.5 Диаграмма классов управления
1.4.6 Логическая структура базы данных
2. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ
2.1 Архитектура и платформа реализации
2.1.1 Операционная система Windows 7
2.2 физическая структура БД
2.3 Расчет комплекса технических свойств(КТС)
2.3.1 Расчет необходимого объема внешней памяти
2.3.2 Расчет необходимого объема оперативной памяти
2.3.3 Расчет времени реакции системы
2.3.4 Требования к техническому и программному обеспечению
2.4 основные интерфейсы
2.5 Описание программной реализации
2.6 Программа и методика описания
2.7 Контрольный пример
2.8 Руководство оператора
2.9 Руководство программиста
2.10 Схема сложного алгоритма
3. ВНЕДРЕНИЕ И АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ
3.1 Описание планируемого объекта внедрения
3.2 Бизнес-план
3.2.1 Технико-экономическое обоснование внедрения программного комплекса, формирования обобщённой оценки состояния сложных технических объектов на основе обработки событий
3.2.2 Расчет внедрения программного комплекса, формирования обобщённой оценки состояния сложных технических объектов на основе обработки событий
4. ОРГАНИЦАЦИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И САМОРАЗВИТИЕ
4.1 Сведения о деятельности возглавляемого микро коллектива
4.2 Перечень публикации
4.3 Перечень участия в конференциях
4.4 Перечень выполненных в период обучения курсовых работ и проектов
4.5 Портфолио
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Задача предотвращения чрезвычайных ситуаций и смягчения их последствий для населения, необходимость безопасности жилых зданий и предприятий стали основными предпосылками к созданию Автоматизированных информационных систем предупреждения и ликвидации ЧС.
Зачастую приходится принимать решения в условиях неполной информации об объекте, когда логические процедуры не могут дать однозначного (детерминированного) решения проблемы. В таких случаях оператор-диспетчер привлекает хранящуюся в его памяти информацию о частотах появления тех или иных технологических признаков, возникновения тех или иных ситуаций для принятия вероятностных решений.
В выпускной квалификационной работе планируется реализовать программный комплекс формирования обобщённой оценки состояния сложных технических объектов (жилых зданий, предприятий) на основе обработки событий и таблиц решений.
1. СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Описание процессов мониторинга технического состояния зданий и сооружений
Мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для [1]:
- контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению этого состояния;
- выявления объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния;
- обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние;
- отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения.
При выборе системы наблюдений необходимо учитывать цель проведения мониторинга, а также скорости протекания процессов и их изменение во времени, продолжительность измерений, ошибки измерений, в том числе за счет изменения состояния окружающей среды, а также влияния помех и аномалий природно-техногенного характера. Программу проведения мониторинга согласовывают с заказчиком. В ней, наряду с перечислением видов работ, устанавливают периодичность наблюдений с учетом технического состояния объекта и общую продолжительность мониторинга.
Методика и объем системы наблюдений при мониторинге, включая измерения, должны обеспечивать достоверность и полноту получаемой информации для подготовки исполнителем обоснованного заключения о текущем техническом состоянии объекта (объектов).
В ходе длительных наблюдений и при изменении внешних условий необходимо обеспечить учет изменения условий и компенсационные поправки (температурные, влажностные и т.п.) для измерительных устройств.
Используемые для наблюдений средства измерений и оборудование должны быть сертифицированы, поверены (калиброваны) и аттестованы уполномоченными органами.
В результате проведения каждого этапа мониторинга должна быть получена информация, достаточная для подготовки обоснованного заключения о текущем техническом состоянии здания или сооружения и выдачи краткосрочного прогноза о его состоянии на ближайший период.
Первоначальным этапом мониторинга технического состояния зданий и сооружений (за исключением общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений) является обследование технического состояния этих зданий и сооружений. На этом этапе устанавливают категории технического состояния зданий и сооружений, фиксируют дефекты конструкций, за изменением состояния которых (а также за возникновением новых дефектов) будут осуществляться наблюдения при мониторинге.
Общий мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для выявления объектов, изменение напряженно-деформированного состояния которых требует обследования их технического состояния.
Рисунок 1 - Способ мониторинга и прогнозирования технического состояния зданий и сооружений
При общем мониторинге, как правило, не проводят обследование технического состояния зданий и сооружений в полном объеме, а проводят визуальный осмотр конструкций с целью приблизительной оценки категории технического состояния, измеряют динамические параметры конкретных зданий и сооружений.
Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует нормативному или работоспособному техническому состоянию, то повторные измерения динамических параметров проводят через два года.
Если по результатам повторных измерений динамических параметров их изменения не превышают 10%, то следующие измерения проводят еще через два года.
Если по результатам приблизительной оценки категория технического состояния здания или сооружения соответствует ограниченно работоспособному или аварийному состоянию или если при повторном измерении динамических параметров здания или сооружения результаты измерений различаются более чем на 10 %, то техническое состояние такого здания или сооружения подлежит обязательному внеплановому обследованию.
По результатам общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений исполнитель составляет заключение по этапу общего мониторинга технического состояния зданий и сооружений и заключения о техническом состоянии каждого здания и сооружения, по которым проводился общий мониторинг технического состояния.
При мониторинге технического состояния зданий и сооружений, категория технического состояния которых соответствует ограниченно работоспособному или аварийному состоянию, контролируют процессы, протекающие в конструкциях зданий и сооружений и грунте до выполнения работ по восстановлению или усилению объектов и во время проведения таких работ.
На каждой стадии мониторинга технического состояния конструкций зданий и сооружений и грунта проводят следующие работы:
- определяют текущие динамические параметры объекта и сравнивают их с параметрами, измеренными на предыдущем этапе;
- фиксируют степень изменения ранее выявленных дефектов и повреждений конструкций объекта и выявляют вновь появившиеся дефекты и повреждения; - проводят повторные измерения деформаций, кренов, прогибов и т.п. и сравнивают их со значениями аналогичных величин, полученными на предыдущем этапе;
- анализируют полученную на данном этапе мониторинга информацию и делают заключение о текущем техническом состоянии объекта.
1.2 Обзор аналогов
Программно-технический комплекс мониторинга состояния и предупреждения ЧС на критически важных и потенциально опасных объектах “БАЗИС” (ПТК СМИС/СМИК объекта)
Назначение
ПТК СМИС/СМИК объекта [2] используется для построения автоматизированных систем мониторинга и предупреждения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера РСЧС.
ПТК СМИС/СМИК предназначен для:
- получения в режиме реального времени сообщений об инцидентах, авариях, пожарах, свидетельствующих о возможности развития чрезвычайных ситуаций (ЧС) от объектов, оснащенных СМИС;
- своевременного информирования соответствующих дежурно-диспетчерских, оперативно-диспетчерских, аварийно-спасательных, пожарных, надзорных и других служб о получении сообщений об авариях, пожарах, угрозах террористического характера, нарушении работоспособности критически важных для безопасности инженерных систем объектов в соответствии с заключенными соглашениями об обмене информацией;
- контроля развития ситуаций по устранению инцидентов, аварий, пожаров, угроз террористического характера, восстановлению работоспособности критически важных для безопасности инженерных систем на объектах, оснащенных СМИС.
СМИС проектируется в составе раздела “Перечень мероприятий ГОЧС” в соответствии с требованиями ГОСТ Р 22.1.12-2005.
СОСТАВ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
В ПТК СМИС/СМИК объекта входят:
1. Программно-технический комплекс подсистем сбора данных и передачи сообщений структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (ПТК ССП СМИС) включает в себя:
- программный комплекс информационного взаимодействия структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений объекта (ПК ИВ СМИС объекта) - предназначен для передачи XML-сообщений в органы повседневного управления и отображения информации на АРМ СМИС;
- программный комплекс сервера сопряжения структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений объекта (ПК СС СМИС объекта) - предназначен для приема сигналов от систем инженерно-технического обеспечения, формирования XML-сообщений и передачи их на сервер СМИС;
- программный комплекс автоматизированного рабочего места структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений объекта (ПК АРМ СМИС объекта), включающий мониторы оперативного мониторинга и поддержки принятия решения - предназначен для визуализации и редактирования информации об объектах;
- датчики контроля инженерных систем зданий и сооружений объекта, свободно программируемые контроллеры.
2. Программно-технический комплекс подсистемы связи и управления в кризисных ситуациях (ПТК СУКС) включает в себя:
- программируемые ретрансляторы радиосвязи;