Russian Federation
The article raises the problem of using predictive analytics to minimize and prevent emergency situations at capital construction sites at stages of the life cycle. The concept and procedure for carrying out current and major repairs of an object are defined, the main regulatory documents in the area under study are reviewed, and the need for a transition from scheduled repairs to repairs as needed is substantiated, i.e. to reduce risks and prevent emergency situations at capital construction projects, it is necessary to carry out a systematic transition from capital repairs according to standard deadlines to repairs based on the actual state of structural elements and create a mechanism for flexible adjustment of capital repair programs, which will allow timely repairs of objects in a worn-out condition. Emergency situations are analyzed by nature and type of sources of occurrence in 2022, as well as in comparison to 2021. The prospects for using predictive analytics to minimize and prevent emergency situations at capital construction sites are considered.
predictive analytics, current repairs of the building, major repairs of the building
Введение
Несмотря на то, что строительная отрасль продолжает стремительно развиваться, строительные организации при возведении и эксплуатации объектов капитального строительства все еще сталкиваются с проблемами по обеспечению безопасности работников, предотвращению несчастных случаев и чрезвычайных ситуаций.
В тоже время в настоящее время значительное количество зданий и сооружений по всему миру требуют частичного или полного ремонта, не только внешнего вида – фасадов, но и внутреннего обустройства - конструкций. При этом на многих из них даже не проходят плановые технические осмотры, позволяющие определить сроки ремонта или смену конструкций.
Подтверждением данного факта служат статистические данные, содержащиеся в «Стратегии развития строительной отрасли и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации до 2035 года». Так, по состоянию на конец 2018 года объем жилищного фонда, признанного аварийным, составлял 15,3 млн. кв. м. Доля аварийного жилищного фонда составляла 0,6 %, доля домов с износом более 70% составляла 1,8% общей площади МКД.
Основные причины признания жилищного фонда аварийным: физическое старение и моральный износ жилищного фонда, несвоевременное и не в полном объеме проведение текущего и капитального ремонтов, несвоевременное освобождение временного жилья, расширение городов и передача муниципалитетам заселенных помещений в промышленных районах, не предназначенных для проживания. И эти данные касаются только жилищного фонда. Однако любое старое сооружение превращается в потенциально опасный для жильцов и окружающих объект, который может привести к чрезвычайным ситуациям.
И несмотря на то, что существуют нормативные акты и руководящие принципы, направленные на минимизацию рисков, в большинстве случаев организациям не хватает способности выявлять и устранять потенциальные опасности до того, как они перерастут в серьезные инциденты.
В то же время сегодня появились новые технологии и инструменты, позволяющие повысить безопасность и предотвратить чрезвычайные ситуации. Так, одним из инновационных способов выступает предиктивная – прогнозная или предсказательная аналитика. Анализируя исторические данные и тенденции, организации могли бы использовать передовые алгоритмы и машинное обучение для выявления потенциальных рисков и опасностей до того, как у них появится возможность причинить вред.
Текущий и капитальный ремонт объекта: понятие и порядок проведения
Каждый объект капитального строительства должен иметь технический паспорт, отображающий особенности его конструкции и характеристики, для учета ремонтных работ также необходим журнал технической эксплуатации, содержащий информацию о выполненных осмотрах и работах и являющийся основным документом, характеризующим состояние эксплуатируемых объектов.
В рамках действующего законодательства и нормативной документации, в частности «Градостроительного кодекса Российской Федерации» (ГрК РФ), каждое здание со временем нуждается в ремонте. Это обусловлено износом конструкций и материалов, использованных при его сооружении и отделке. Так ремонт подразделяется на капитальный и текущий, и по отношению к этим видам применяются различные правила.
Согласно ч. 8 ст. 55.24 ГрК РФ текущий ремонт зданий, сооружений проводится в целях обеспечения их надлежащего технического состояния. Под надлежащим техническим состоянием понимаются поддержание параметров устойчивости, надежности зданий, сооружений, а также исправность строительных конструкций, систем инженерно-технического обеспечения, сетей инженерно-технического обеспечения, их элементов в соответствии с требованиями технических регламентов, проектной документации.
Так, согласно положению о ремонте и реконструкции жилых зданий, текущий ремонт должен проводиться с периодичностью, обеспечивающей эффективную эксплуатацию здания или объекта с момента завершения его строительства (капитального ремонта) до момента постановки на очередной капитальный ремонт (реконструкцию). При этом должны учитываться природно-климатические условия, конструктивные решения, техническое состояние и режим эксплуатации здания или объекта.
Согласно п. п. 3.6, 3.7 «Положения о ремонте зданий» работы по текущему ремонту производятся регулярно в течение года по графикам. Повреждения непредвиденного или аварийного характера устраняются в первую очередь.
Рассмотрим понятие «Капитальный ремонт». На основании п. 14.2 ст. 1 ГрК РФ капитальный ремонт объектов капитального строительства – это замена и (или) восстановление строительных конструкций объектов или элементов таких конструкций, за исключением несущих строительных конструкций, замена и (или) восстановление систем инженерно-технического обеспечения и сетей инженерно-технического обеспечения объектов капитального строительства или их элементов, а также замена отдельных элементов несущих строительных конструкций на аналогичные или иные улучшающие показатели таких конструкций элементы и (или) восстановление указанных элементов.
Согласно п. 3.20 «Положения о ремонте зданий» капитальный ремонт производственных зданий и сооружений может быть комплексный, охватывающий ремонтом здание или сооружение в целом, и выборочный, состоящий из ремонта отдельных конструкций здания, сооружения или отдельного вида инженерного оборудования.
В то же время, чтобы обезопасить людей от несчастных случаев, связанных с несвоевременным ремонтом и неправильной эксплуатацией зданий текущий и капитальный ремонт объекта должны выполняться согласно регламентам, точным срокам и с соблюдением норм качества.
Анализ чрезвычайных ситуаций по характеру и виду источников возникновения
Несвоевременный ремонт зданий может быть вызван множеством факторов и некоторыми из наиболее распространенных причин являются естественный износ, отсутствие технического обслуживания, некачественные методы строительства и экстремальные погодные условия.
Кроме того, если здание не поддерживается в надлежащем состоянии, незначительные проблемы могут быстро перерасти в необходимость капитального ремонта, именно поэтому важно проводить регулярные проверки, мониторинг технического состояния объекта и ремонтные работы, чтобы выявлять и устранять любые проблемы на ранней стадии. Поскольку в конечном счете несвоевременное реагирование и техническое обслуживание являются причиной чрезвычайных ситуаций.
Так согласно данным Государственного доклада «О состоянии защиты населения и территорий Российской Федерации от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» в 2022 г. на территории Российской Федерации произошли 242 чрезвычайных ситуации, в том числе:
- федерального характера – 2;
- межрегионального характера – 2;
- регионального характера – 19;
- межмуниципального характера – 9;
- муниципального характера – 150;
- локального характера – 60.
На долю от общего числа ЧС пришлось:
- техногенных ЧС – 67,8 %;
- природных ЧС – 32,2 % (рис. 1).
Число погибших людей в результате ЧС в 2022 г. составило 199 чел.,
из которых:
- при техногенных ЧС – 181 чел. (91 % от общего количества погибших);
- при природных ЧС – 18 чел. (9 % от общего количества погибших).
Число людей, пострадавших в результате ЧС в 2022 г., составило 235 274 чел., из которых:
- при техногенных ЧС – 100 912 чел. (42,9 % от общего количества пострадавших);
- при природных ЧС – 134 362 чел. (57,1 % от общего количества пострадавших), (рис. 1).
Рис. 1. Распределение ЧС и пострадавшего в них населения по видам в 2022 г.
Общий материальный ущерб от ЧС в 2022 г. составил 7 828 394,733 тыс. рублей, из которых:
- от техногенных ЧС – 596 540,7343 тысяч рублей (7,62 % от общего материального ущерба);
- от природных ЧС – 7 231 853,9987 тысяч рублей (92,38 % от общего материального ущерба).
В разрезе федеральных округов в 2022 г. на территории Российской Федерации техногенные ЧС распределились следующим образом:
- Центральный федеральный округ – 38;
- Северо-Западный федеральный округ – 10;
- Северо-Кавказский федеральный округ – 6;
- Южный федеральный округ – 43;
- Приволжский федеральный округ – 21;
- Уральский федеральный округ – 5;
- Сибирский федеральный округ – 20;
- Дальневосточный федеральный округ – 21, (рис. 2).
Рис. 2. Динамика изменения числа техногенных ЧС в 2021-2022 гг. по федеральным округам
При этом порядка 25% пострадавших приходится на ЧС, связанные с ОКС. Например, ЧС, связанная с горячим водоснабжением, в ТЦ «Времена года» в Москве привела к подтоплению нескольких помещений, расположенных в подвальных помещениях минус первого этажа и гибели 4 человек. Еще несколько получили травмы различной тяжести.
Основной причиной ЧС принимается износ коммуникаций, возраст которых приближается к 20 годам. В тоже время при возможности отслеживания фактического состояния конструктивных элементов и инженерии – с большей вероятностью данную ситуацию можно было предотвратить.
Таким образом, любые даже незначительные поломки инженерных коммуникаций и конструктивных элементов могут привести к чрезвычайным ситуациям, при этом уже сегодня есть решение, способное минимизировать риск возникновения ЧС – прогностическая аналитика, позволяющая отслеживать состояние коммуникаций в режиме реального времени, выявляя аномалии и проблемы до того, как они превратятся в катастрофы.
Применение предиктивной аналитики для минимизации и предотвращения чрезвычайных ситуаций на объектах капитального строительства
Для обеспечения устойчивости [1-3], а также снижения рисков и предотвращения чрезвычайных ситуаций на объектах капитального строительства в первую очередь необходимо осуществить планомерный переход от капитального ремонта по нормативным срокам к ремонту по фактическому состоянию конструктивных элементов и создать механизм гибкой корректировки программ капитального ремонта, что позволит осуществлять своевременный ремонт объектов, находящихся в изношенном состоянии.
Помимо этого, одним из самых мощных инструментов в этом отношении является предиктивная (прогностическая) аналитика, которая позволяет выявлять и прогнозировать потенциальные проблемы безопасности и несчастные случаи до их возникновения.
С помощью прогностической аналитики ответственные специалисты могут получить доступ к огромному количеству данных об оборудовании и его гарантийного срока, ранее обнаруженных поломках, техническим и ремонтным работам.
Используя сложные алгоритмы и методы моделирования, анализируя прошлые данные, можно выявить закономерности и тенденции, которые позволяют предсказать потенциальные риски или чрезвычайные ситуации, которые могут возникнуть в будущем.
Например, если известно, что определенный тип оборудования неисправен, или если существуют определенные погодные условия, которые могут увеличить риск несчастного случая, эти данные могут быть использованы для прогнозирования и предотвращения любых будущих инцидентов.
Аналогичным образом, прогнозная аналитика также может использоваться для мониторинга использования оборудования и графиков технического обслуживания, обеспечивая раннее предупреждение о потенциальном отказе оборудования или неисправности в работе.
Располагая этой информацией, можно своевременно предпринять шаги для устранения проблем до того, как они станут более серьезными, сокращая время простоя и сводя к минимуму риски для безопасности. И несмотря на то, что в настоящее время уже существуют работы в области использования предиктивной аналитики [4-], они носят все же пионерский характер и больше относятся к объектам энергетики.
Таким образом, предиктивная аналитика может стать мощным инструментом минимизации и предотвращения аварийных ситуаций на объектах капитального строительства.
Выводы
В статье поднята проблема использования предиктивной аналитики для минимизации и предотвращения чрезвычайных ситуаций на объектах капитального строительства на этапах жизненного цикла. С целью снижения рисков и предотвращения чрезвычайных ситуаций на объектах капитального строительства за счет осуществления планомерного перехода от капитального ремонта по нормативным срокам к ремонту по фактическому состоянию конструктивных элементов и создать механизм гибкой корректировки программ капитального ремонта, что позволит осуществлять своевременный ремонт объектов, находящихся в изношенном состоянии.
1. Volkov A., Shilova L. Some criteria of critical infrastructures stability // V sbornike: MATEC Web of Conferences. 5th International Scientific Conference on Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education, IPICSE 2016. 2016. S. 05009.
2. Shilova L.A. Informatsionnaya podderzhka upravleniya ob"yektami zhizneobespecheniya s uchetom kriteriyev inzhenernoy i funktsional'noy ustoychivosti na sluchay chrezvychaynoy situatsii // Informatsionnyye resursy Rossii. 2014. № 6 (142). S. 24-27.
3. Volkov A.A., Shilova L.A. Obespecheniye ustoychivosti ob"yektov zhizneobespecheniya v usloviyakh vozniknoveniya chrezvychaynoy situatsii // Vestnik MGSU. 2014. № 4. S. 107-115.
4. Shcherbatov I.A., Tsurikov G.N., Maksimova E.V., Bukanyov A.N., Nazarenko A.S. Data processing in predictive analytics system for energy facilities // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2019. № 16. S. 92-94.
5. Andryushin A.V., Shcherbatov I.A., Tsurikov G.N. Obnaruzheniye vybrosov dannykh v sistemakh prediktivnoy analitiki dlya oborudovaniya energetiki // Matematicheskiye metody v tekhnike i tekhnologiyakh - MMTT. 2019. T. 10. S. 112-115.
6. Andryushin A.V., Shcherbatov I.A., Tsurikov G.N. Ustraneniye anomaliy i vybrosov v vyborkakh dannykh sistemy prediktivnoy analitiki energeticheskogo oborudovaniya // V sbornike: Problemy upravleniya i modelirovaniya v slozhnykh sistemakh. Trudy XXI Mezhdunarodnoy konferentsii. V 2-kh tomakh. Pod redaktsiyey S.A. Nikitova, D.Ye. Bykova, S.YU. Borovika, YU.E. Pleshivtsevoy. 2019. S. 206-210.
7. Andryushin A.V., Shcherbatov I.A., Tsurikov G.N., Titov F.M. Sozdaniye sistem prediktivnoy analitiki dlya energeticheskikh ob"yektov // V sbornike: Upravleniye razvitiyem krupnomasshtabnykh sistem (MLSD'2019). Materialy dvenadtsatoy mezhdunarodnoy konferentsii. Pod obshchey redaktsiyey S.N. Vasil'yeva, A.D. Tsvirkuna. 2019. S. 452-460.
8. Lipatov M. Pervyy v Rossii kompleks prediktivnoy analitiki dlya energeticheskogo i promyshlennogo oborudovaniya // Ekspozitsiya Neft' Gaz. 2016. № 3 (49). S. 82-83.
9. Shcherbatov I.A., Nazarenko A.S., Dmitriyeva M.A. Analiz ob"yektov energetiki dlya sozdaniya sistem prediktivnoy analitiki // Novoye v rossiyskoy elektroenergetike. 2021. № 8. S. 14-23.
10. Grigor'yeva T.A., Bayeva A.YU. Primeneniye prediktivnoy analitiki v energetike // Trudy Bratskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Yestestvennyye i inzhenernyye nauki. 2021. T. 1. S. 16-19.
11. Shcherbatov I.A. Metodologicheskiye osnovy sozdaniya avtomatizirovannykh sistem diagnostiki i prediktivnoy analitiki ob"yektov energetiki // Matematicheskiye metody v tekhnologiyakh i tekhnike. 2021. № 5. S. 92-100.
