4. Построение прогнозных моделей

Оперативная оценка эксплуатационного состояния сооружения включает не только сравнение диагностических показателей с их критериальными значениями, но и проверку попадания измеренного значения в прогнозируемый интервал.

Прогнозная модель — это зависимость (формула), график или правило, с помощью которого можно вычислить ожидаемое значение диагностического показателя при любых текущих значениях нагрузок и воздействий и тем самым предсказывать (прогнозировать) величину диагностического показателя.

«Методика» (п. 4.1) допускает использование трех типов прогнозных моделей — детерминистической, статистической и смешанной.

4.1. Детерминистическая прогнозная модель

Прогнозные модели на стадии проецирования базируются на детерминистических расчетных моделях (п. 4.1 «Методики»).

Проектные расчеты по обоснованию устойчивости, механической и фильтрационной прочности ГТС по существу являются прогнозными. Однако они выполняются не на реальные нагрузки и воздействия, а на регламентированные нормами гипотетические экстремальные сочетания нагрузок. Предполагается, что превышение реальными нагрузками расчетных сочетаний маловероятно.

В качестве примера рассмотрим прогнозную детерминистическую модель, построенную генеральным проектировщиком (Ленгидропроектом) на стадии проектирования для радиальных перемещений плотины Саяно-Шушенской ГЭС.

На ветви наполнения водохранилища проектной организацией было выполнено несколько статических расчетов плотины на действие приращений гидростатического давления верхнего бьефа при УВБ, меняющемся от УМО на отм. 500 м до НПУ отм. 540 м (УВБ отм. 500, 510, 520, 530, 540 м).

Данные расчетов на приращение УВБ приведены в таблице П.П.8.

Таблица П.П.8

Приращение радиальных перемещений гребня плотины в ключе (мм)

УВБ (м)	Расчет (мм), Uпрог (УВБ)	1990 г.	1991 г.	1992 г.	1993 г.	Ветвь цикла
500-510	10,1	12,9	12,2	13,8	13,4	Наполнение
510-500		25,8	25,9	26,5	27,9	Сработка
510-520	17,9	14,3	21,0	21,5	22,3	Наполнение
520-510		22,8	25,3	25,1	25,7	Сработка
520-530	22,9	22,0	22,5	23,2	24,1	Наполнение
530-520		19,0	23,2	23,0	22,0	Сработка
530-540	40,7	40,8	34,0	30,9	33,2	Наполнение
540-530		10,1	9,4	11,2	9,1	Сработка
500-540	91,8	91,2	97,4	94,2	94,3	Наполнение

Примечания.

1 Расчет плотины на основное сочетание нагрузок в рамках той же расчетной модели, что использована для прогноза при текущих нагрузках, дает величину радиального перемещения гребня в ключе F_осн = 133,2 мм.

2. Для сравнения в таблице П.П.8 приведены данные натурных измерений за четыре года.

Данные расчетов (второй столбец таблицы П.П.8) использованы в качестве прогнозной модели. В качестве диагностического показателя взято приращение радиального перемещения U_изм (УВБ) при подъеме УВБ от УМО (отм. 500 м) до текущего УВБ.

Пусть в дни проверки УВБ был на отм. 523,3 м и 535 м. Тогда путем линейной интерполяции расчетных данных, приведенных во втором столбце таблицы П.П.8, прогнозируемые значения диагностического показателя будут:

U_прог (523,3) = 10,1 + 17,9 + 22,9/3 = 35,6 мм

U_прог (535) = 10,1 + 17,9+22,9+40,7/2 = 71,25 мм

Реальные данные натурных измерений при УВБ отм. 523,3 м за четыре года наблюдений (1990-93 гг.) дали следующие величины U_изм (523,3) и U_изм (535), см. таблицу П.П.9:

Таблица П.П.9