Зростання температур, танення вічної мерзлоти й сильні шторми розхитують гірські схили, а брила, що зривається над дорогою, — уже не рідкісна подія. Інженери довго моделювали цю брилу як один об’єкт на одній траєкторії, проте здебільшого вона розбивається ще в повітрі й перетворюється на розсип уламків із різною дальністю польоту й різною енергією. Проєкт, який веде команда з Турина, перебудував розрахунок з урахуванням цього факту, а цифри, що з нього виходять, зрештою стають рішеннями про гроші й людей — і наприкінці ти можеш перевірити, як ти підходиш до оцінки ризику.
Обвал каміння — одна з тих небезпек, які з вікна автомобіля здаються простими: щось зривається високо вгорі й падає десь унизу. Тепліше повітря, танення вічної мерзлоти та сильніші дощі змушують схили осуватися частіше, а земля під ними рідко буває порожньою — гірські дороги, залізничні колії, села, збудовані там, де долина найширша. Маддалена Маркеллі (Maddalena Marchelli) з Туринського політехнічного університету (Politecnico di Torino) в Італії підсумовує, на що здатен один-єдиний удар: «Наслідки обвалу каміння можуть включати загибель і травмування людей, порушення роботи транспортних мереж, пошкодження будівель і комунікацій та значні фінансові втрати.»
Це єдине речення на практиці є переліком, кожному пункту якого хтось має призначити ціну:
Захист від усього цього коштує грошей, а гроші розподіляють на підставі розрахунку. Якщо розрахунок помиляється в зручний бік, огорожу будують на розмір меншою.
Більшість моделей обвалів розглядає брилу, що падає, як один об’єкт, який підстрибує, котиться й зрештою зупиняється. Реальність заплутаніша: брила вдаряється об схил, тріскає й рухається далі десятком окремих шматків. Маркеллі прямо формулює наслідок: «Коли камінь, що падає, розламується на кілька уламків, небезпека може різко змінитися, впливаючи на площу, що зазнає удару, та на потенційні збитки.»
Причина така ж геометрична, як і фізична. Одна траєкторія стає багатьма, розходячись убік так само, як і вниз по схилу, тож смуга території під загрозою розширюється. Кожен уламок несе меншу масу, але найшвидший може пролетіти далі, ніж пролетіла б вихідна брила. Огорожа, розрахована на один важкий удар, натомість може зустрітися з кількома легшими, що надходять разом, у місцях, яких початкова модель ніколи не позначала.
Проєкт, який узявся за це, називається RIDETHERISK. Він виконувався в Туринському політехнічному університеті за грантовою угодою 101103401, фінансувався через програму «Дії Марії Склодовської-Кюрі» (Marie Skłodowska-Curie Actions) із внеском ЄС у розмірі 238 938 EUR, з 1 листопада 2023 року по 30 квітня 2026 року. Результатом стали код під назвою RockFRAG і модель поширення, побудована на фізичних принципах, а не на кривих, підігнаних постфактум.
Модель враховує якість гірського масиву та форму блоків, калібрується за експериментальними кампаніями, а потім перевіряється на реальних подіях, що вже відбулися. Цей останній крок важливіший, ніж здається: модель фрагментації, яка узгоджується лише з іншими моделями, насправді не пройшла перевірки.
Класична практика обирає розрахункову подію — блок правдоподібного розміру, що падає з правдоподібного місця, — і розраховує захист на неї. RIDETHERISK працює навпаки: поєднує ймовірність кожної можливої події зі збитком, який вона завдала б, і то по всій множині, а не по кількох обраних випадках. Рідкісні події не випадають із суми лише тому, що вони рідкісні; вони входять до неї зі своєю вагою, і це єдиний спосіб, щоб те, що майже ніколи не трапляється, але коштує величезних грошей, узагалі могло з’явитися в бюджеті.
Методи застосували в альпійських транспортних коридорах і у відкритих гірничих кар’єрах. Ці два середовища ставлять одному й тому самому інструменту різні запитання. Коридор — це рух, який не можна перенести, і схил над ним, який не можна прибрати. Кар’єр — це робоче місце, де схили зрізають навмисно, люди працюють під ними кожної зміни, а геометрія постійно змінюється в міру видобутку.
Ця робота лежить там, де сходяться інженерна геологія, механіка й програмування: потрібно знати, чому порода ламається саме так, описати політ уламка й написати код, який проганяє все це тисячі разів. Жодна з цих трьох речей сама по собі не достатня, і саме тому в цю галузь важко потрапити, а залишатися в ній зручно.
Друга половина роботи менш технічна. Число ризику зрештою стає рішенням про витрати, і Маркеллі окреслює це через те, що дають кращі розрахунки: «Краща оцінка ризиків веде до обґрунтованіших рішень, ефективніших заходів пом’якшення та раціональнішого розподілу ресурсів — усе це сприяє зниженню ризику й посиленню стійкості.» Хтось має вміти сказати вголос, що означають ці числа, людям, які ніколи не відкриють модель.
Брила, що падає, рідко долітає цілою, а моделі довго вдавали протилежне. RIDETHERISK вніс фрагментацію в розрахунок, із кодом, що простежує шматки, і з рамкою оцінювання ризику, яка підсумовує всі можливі події замість одного зручного сценарію. Оцінки, що з цього виходять, менш комфортні й чесніші — а для дороги, що пролягає під схилом, саме така різниця має значення.
5 запитань · одна хвилина
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文