ВШЭ: компактная антенна фиксирует источник колебаний с точностью до 4%

Исследователи из МИЭМ ВШЭ и ИПКОН РАН разработали математическую модель системы мониторинга, которая позволяет в реальном времени определять источник опасных подземных вибраций рядом с горными предприятиями. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе университета.

Подземные колебания возникают при взрывных работах и движении горной техники. Они распространяются на сотни метров и постепенно разрушают фундаменты зданий, дороги и инженерные сети. Особенно опасны низкочастотные колебания: они уходят значительно дальше, способны входить в резонанс со строительными конструкциями и вызывать трещины даже при относительно слабом воздействии.

Сложность задачи в том, что рядом с карьером одновременно работают несколько источников вибраций: стройки, транспорт, производственное оборудование. Отличить взрыв в шахте от грохота соседней техники существующими методами крайне сложно. Сети датчиков дороги в развёртывании, а одиночные станции не позволяют точно указать на источник.

Созданная система основана на малоапертурной сейсмической антенне — компактной группе из десяти датчиков, расположенных рядом друг с другом. Датчики одновременно регистрируют колебания грунта, а специальные алгоритмы анализируют сигналы и вычисляют направление на источник вибрации. Расчёты показали: уже на расстоянии более 10 метров погрешность не превышает 7%, а на дистанции свыше 50 метров снижается до 4%. При этом система сохраняет точность даже в условиях сильных фоновых помех.

"Сегодня во многих случаях меры принимаются уже после того, как на зданиях появляются трещины. Мы предлагаем другой подход: сначала определить источник опасного воздействия, оценить риск — и только потом принимать меры. Наша система позволяет получать такую информацию быстро и с высокой точностью", — отметил профессор МИЭМ ВШЭ Сергей Нефедов. Практическую разработку и проверку математической модели вёл аспирант МИЭМ ВШЭ Максим Икренников.

Благодаря малым размерам антенну можно устанавливать непосредственно у жилых домов, что существенно снижает расходы на монтаж. В перспективе данные от таких систем будут автоматически поступать на цифровые платформы управления предприятием: это позволит превентивно корректировать режим взрывных работ ещё до появления видимых повреждений инфраструктуры.