Повышение температур, таяние вечной мерзлоты и сильные штормы расшатывают горные склоны, и глыба, срывающаяся над дорогой, — уже не редкое событие. Инженеры долго моделировали эту глыбу как один объект на одной траектории, но чаще всего она разбивается ещё в воздухе и превращается в россыпь обломков с разной дальностью полёта и разной энергией. Проект, который ведут из Турина, перестроил расчёт с учётом этого факта, а цифры, которые из него получаются, в итоге становятся решениями о деньгах и людях, и в конце ты можешь проверить, как ты обращаешься с оценкой риска.
Камнепад — одна из тех опасностей, которые из окна машины кажутся простыми: что-то срывается высоко вверху и падает где-то внизу. Более тёплый воздух, тающая вечная мерзлота и более сильные дожди заставляют склоны обрушиваться всё чаще, а земля под ними редко бывает пустой: горные дороги, железнодорожные линии, деревни, построенные там, где долина шире всего. Маддалена Маркелли (Maddalena Marchelli) из Туринского политехнического университета (Politecnico di Torino) в Италии подытоживает, на что способен один-единственный удар: «Последствия камнепада могут включать гибель и травмирование людей, нарушение работы транспортных сетей, повреждение зданий и коммуникаций и значительные финансовые потери.»
Это единственное предложение на практике — перечень, каждому пункту которого кто-то должен назначить цену:
Защита от всего этого стоит денег, а деньги распределяют на основании расчёта. Если расчёт ошибается в удобную сторону, ограждение строят на размер меньше.
Большинство моделей камнепадов рассматривает падающую глыбу как один объект, который подпрыгивает, катится и в конце концов останавливается. Реальность запутаннее: глыба ударяется о склон, трескается и продолжает путь десятком отдельных кусков. Маркелли прямо формулирует следствие: «Когда падающий камень разбивается на несколько обломков, возникающая опасность может резко измениться, влияя на площадь, подвергающуюся удару, и на потенциальный ущерб.»
Причина столько же геометрическая, сколько и физическая. Одна траектория превращается во множество, расходясь в стороны так же, как и вниз по склону, поэтому полоса территории под угрозой расширяется. Каждый обломок несёт меньшую массу, но самый быстрый может пролететь дальше, чем пролетела бы исходная глыба. Ограждение, рассчитанное на один тяжёлый удар, вместо этого может столкнуться с несколькими более лёгкими, приходящими вместе, в местах, которые исходная модель никогда не отмечала.
Проект, который взялся за это, называется RIDETHERISK. Он выполнялся в Туринском политехническом университете по грантовому соглашению 101103401, финансировался через программу «Действия Марии Склодовской-Кюри» (Marie Skłodowska-Curie Actions) с вкладом ЕС в размере 238 938 EUR, с 1 ноября 2023 года по 30 апреля 2026 года. Результатом стали код под названием RockFRAG и модель распространения, построенная на физических принципах, а не на кривых, подогнанных задним числом.
Модель учитывает качество горного массива и форму блоков, калибруется по экспериментальным кампаниям, а затем проверяется на реальных событиях, которые уже произошли. Этот последний шаг важнее, чем кажется: модель фрагментации, которая согласуется только с другими моделями, на самом деле не была проверена.
Классическая практика выбирает расчётное событие — блок правдоподобного размера, падающий с правдоподобного места, — и рассчитывает защиту на него. RIDETHERISK работает наоборот: объединяет вероятность каждого возможного события с ущербом, который оно нанесло бы, причём по всему множеству, а не по нескольким выбранным случаям. Редкие события не выпадают из суммы только потому, что они редкие; они входят в неё со своим весом, и это единственный способ, чтобы то, что почти никогда не случается, но стоит огромных денег, вообще могло появиться в бюджете.
Методы применили в альпийских транспортных коридорах и на открытых горных разработках. Эти две среды задают одному и тому же инструменту разные вопросы. Коридор — это движение, которое нельзя перенести, и склон над ним, который нельзя убрать. Карьер — это рабочее место, где склоны срезают намеренно, люди работают под ними каждую смену, а геометрия постоянно меняется по мере добычи.
Эта работа лежит там, где сходятся инженерная геология, механика и программирование: нужно знать, почему порода ломается именно так, описать полёт обломка и написать код, который прогоняет всё это тысячи раз. Ни одно из этих трёх умений само по себе не достаточно, и именно поэтому в эту область трудно войти, а оставаться в ней комфортно.
Другая половина работы менее техническая. Число риска в итоге становится решением о расходах, и Маркелли обозначает это через то, что дают более точные расчёты: «Более качественные оценки рисков ведут к более обоснованным решениям, более эффективным мерам смягчения и более рациональному распределению ресурсов — всё это способствует снижению риска и повышению устойчивости.» Кто-то должен уметь сказать вслух, что означают эти числа, людям, которые никогда не откроют модель.
Падающая глыба редко долетает целой, а модели долго делали вид, что это не так. RIDETHERISK внёс фрагментацию в расчёт — с кодом, который отслеживает куски, и с рамкой оценки риска, которая суммирует все возможные события вместо одного удобного сценария. Получающиеся оценки менее комфортны и честнее — а для дороги, проходящей под склоном, именно такая разница имеет значение.
5 вопросов · одна минута
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文