CC BY
90
УДК 69.05
СОВРЕМЕННЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В АСПЕКТЕ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
Кожевников М.М., ассистент кафедры «Информационные системы, технологии и автоматизации в строительстве», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Гинзбург А.В., д.т.н., заведующий кафедрой «Информационные системы, технологии и автоматизации в строительстве», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет» Кожевникова С.Т., инженер НИиИЦ «МГСУ СТРОЙ-ТЕСТ», ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский
государственный строительный университет»
На данный момент концепция информационного моделирования зданий активно внедряется в строительную отрасль на международном и отечественном уровне. Особенностью информационного моделирования является работа с информационной моделью в течение всего жизненного цикла сооружения, и даже дольше. Визуальная модель может включать последовательность выполнения строительных работ для того, чтобы проектировщики, подрядчики и даже заказчик строительства смогли проанализировать весь процесс от начала до конца и принять необходимые эффективные решения по его реализации. В статье рассмотрен вопрос применения информационного моделирования в аспекте дорожно-транспортного строительства, а также проведен анализ преимуществ от внедрения для различных участников строительства. Авторами установлено, что визуализация и работа в едином информационном пространстве способствуют интуитивному восприятию и пониманию всего процесса, сокращению сроков согласования организационно-технологических решений, а также улучшению контроля за строительством, что особенно актуально для объектов дорожно-транспортного строительства.
Ключевые слова: информационная модель, дорожно-транспортное строительство, организация строительства, контроль, сроки, качество.
MODERN DIRECTIONS OF INFORMATION MODELING IN THE ASPECT OF ROAD
TRANSPORT CONSTRUCTION
Kozhevnikov M., assistant of the Information Systems, Technologies and Automation in Construction chair, FSFEI HE «National Research
Moscow State University of Civil Engineering» Ginzburg A., Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Information Systems, Technologies and Automation in Construction chair, FSFEI HE «National Research Moscow State University of Civil Engineering» Kozhevnikova S., Engineer of Research and testing center «MGSU STROY-TEST», FSFEI HE «National Research Moscow State University of
Civil Engineering»
At the moment the concept of information modeling of buildings is actively being introduced into the construction industry at the international and domestic level. A feature of information modeling is the work with the information model throughout the entire lifecycle of the structure and even longer. The visual model can include a sequence of construction works so that designers contractors and even the construction customer can analyze the whole process from start to finish and take the necessary effective solutions for its implementation. The article considers the application of information modeling in the aspect of road construction and also analyzes the benefits of implementation for various construction participants. The authors found that visualization and work in a single information space contribute to an intuitive perception and understanding of the entire process a reduction in the timing of harmonization of organizational and technological solutions as well as improved control over construction which is especially important for road construction facilities.
Keywords: information model, road construction, construction organization, control, timing, quality.
Период ХХ - XXI вв. связан с активным развитием информационных технологий и ознаменовался появлением принципиально нового подхода в архитектурно-строительном проектировании, который заключается в создании цифровой модели планируемого здания с большим объемом данных [1-3]. Это принципиально иной подход к строительству, оснащению, эксплуатации и ремонту объектов, к управлению жизненным циклом, включая экономическую составляющую [4].
Концепция информационного моделирования зданий (BIM -Building Information Modeling) вошла в строительную отрасль на международном уровне [5]. В настоящее время и в России данная технология находит применение. Темпы ее внедрения пока достаточно низкие, но количество сторонников данной концепции возрастает.
Информационное моделирование позволяет в цифровом формате собрать, подобрать по назначению, просчитать, совместить и согласовать создаваемые специалистами и компаниями различных направлений компоненты и системы планируемого сооружения, заранее проверить пригодность и эксплуатационные параметры, а также избежать внутренних нестыковок в проекте [6-7]. В отличие от традиционных систем, создающих геометрические образы, результатом информационного моделирования является объектно-ориентированная цифровая модель целого объекта или строительства. Информационная модель развивается в течение всего жизненного цикла объекта, соответственно находящаяся в ней информация может меняться, заменяться, дополняться, отображая текущее состояние здания или сооружения [8-11].
С применением технологии информационного моделирования
объект может рассматриваться не только в пространстве, но и во времени (4D) [12]. Сегодня данное проектирование можно встретить в ряде проектов, причем как со стороны проектировщиков, так и со стороны строителей. Если необходимо выполнить такое моделирование, отображающее технологию выполнения строительно-монтажных работ, становится понятно, что монолитная конструкция создается по частям, и в 3D-модели она должна быть представлена в виде нескольких частей в соответствии с планом строительного производства [13, 14]. Это подчёркивает то, насколько важно понимать, каким должен быть конечный результат и как к нему следует направляться.
Если более детально рассмотреть модели в формате 4D, то несомненно первые расширяют возможности трехмерных моделей, что в свою очередь приводит к определенным преимуществам, а именно к возможности содержать план строительно-монтажных работ в виде календарного и сетевого графиков [15]. В итоге участники строительства имеют наглядный план работ, что способствует улучшению взаимопонимания участников строительства. При использовании четырехмерной модели может быть произведен анализ всей очередности выполнения работ по проекту, проведен анализ пространственных коллизий в проектных решениях, а также обнаружены пространственно-временные коллизии на этапе монтажа. На наш взгляд, данный подход помогает предотвратить ряд проблем до начала строительства.
Визуальная модель, включающая последовательность производства строительно-монтажных работ создается для того, чтобы проектировщики, производители работ, служба строительного контроля и даже заказчик строительства смогли полноценно провести анализ
Рисунок 1 - Преимущества работы с технологией информационного моделирования для архитекторов и инженеров
Рисунок 2 - Преимущества работы с технологией информационного моделирования для подрядчиков и заказчиков
всего процесса от начала до конца и принять необходимые эффективные решения по его реализации [16, 17]. Моделирование может выполняться как целиком, так и по частям, представляя проект в виде отдельных моментов времени, причем любые корректировки плана или 3D-модели немедленно отображаются и в самой модели.
В рамках оценки направления применения информационного моделирования в аспекте дорожно-транспортного строительства был произведен опрос специалистов, работающих с информационными моделями. По результатам анализа были построены диаграммы, отображающие преимущества работы с информационной моделью для участников строительства: архитекторов, инженеров (рисунок 1), подрядных организаций и заказчиков (рисунок 2).
Как видно из названия, концепция BIM разрабатывалась целенаправленно для проектирования зданий, однако при использовании технологии информационного моделирования в других видах строительной индустрии, таких как строительство автомобильных дорог, возникает ряд трудностей. Искусственные сооружения, такие как мосты, путепроводы, эстакады и т. д., имеют в большинстве своем линейно-протяженный характер. В связи с этим, их конструкции подразумевают наличие множества опорных частей, которые пере-
секают огромное количество сетей и коммуникаций. Таким образом, возникает необходимость в обработке большого массива данных растянутого по длине проектируемого сооружения и, как следствие, подобных проектов сейчас представлено немного (рисунок 3).
В настоящее время проблемы дорожно-транспортного строительства и эксплуатации возведенных сооружений имеют большую актуальность. Это связано с тем, что транспортный поток на дорогах постоянно возрастает и, как следствие, увеличивается нагрузка на искусственные сооружения.
Благодаря разработанному программному продукту Infraworks 360 от компании Autodesk Inc., в который возможна выгрузка и объединение данных из других программ, а также быстрое построение концептуальной модели на конкретном участке местности, решение данных задач стало возможным и потенциал технологии информационного моделирования может быть полностью раскрыт применительно к объектам дорожно-транспортного строительства.
Визуализация строительного процесса в контексте реального времени на площадке значительно упрощает понимание проводимых работ на объекте для всех участников строительства. В большинстве случаев это отражается на скорости анализа и при-
Сканирование
Визуализация
Модель дороги
Искусственные сооружения
Рисунок 3 - Комплекс взаимосвязанных структур, обеспечивающих функционирование модели
нятия решений, а также дает возможность решать логистические задачи. Другими словами, визуализация и работа в едином информационном пространстве способствуют интуитивному восприятию и пониманию всего процесса, сокращению сроков согласования организационно-технологических решений, а также улучшению контроля за строительством, что особенно актуально для объектов дорожно-транспортного строительства.
Экономический эффект для подрядной организации и службы строительного контроля, не смотря на необходимость подготовки кадров для обеспечения корректной работы с информационной моделью, будет положительным и напрямую зависеть от сокращения сроков строительства объекта за счет улучшения организации строительного производства [18-20]. Для заказчика строительства будет наблюдаться снижение затрат при осуществлении мониторинга за эксплуатируемым сооружением.
На основании проведенных исследований, можно сделать вывод о том, что направление информационного моделирования на данный момент набирает актуальность, особенно при рассмотрении в аспекте дорожно-транспортного строительства. Вследствие чего считаем необходимым рассмотрение информационной модели на примере конкретного сооружения с указанием данных, которыми необходимо ее наполнить. Данные исследования дадут возможность решению ряда организационных проблем, возникающих в процессе организации производства, что, в конечном счете, положительно скажется на сроках строительства.
Литература:
1. Волков А.А. Современные и перспективные информационные технологии в строительстве // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 9. С. 5-6.
2. Прохорский Г. В. Информационные технологии в архитектуре и строительстве. М.: КноРус, 2012. 264 с.
3. Building Information Modelling. Industrial strategy: government and industry in partnership Projects [Электронный ресурс]. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. URL: https://www.gov.uk/government/ uploads/system/uploads/attachment_data/file/34710/12-1327-building-information-modelling.pdf (дата обращения 22.04.2017).
4. Гинзбург В.М. Проектирование информационных систем в строительстве. Информационное обеспечение. М.: Ассоциация строительных вузов, 2008. 368 с.
5. McGraw Hill Construction Report on BIM and Large Projects [Электронный ресурс]. Систем. требования: AdobeAcrobatReader. URL: https://www.smacna.org/docs/default-source/building-information-modeling/bim-links-and-resources/measuring-the-impact-of-bim-on-complex-buildings-2015-printable.pdf?sfvrsn=2 (дата обращения 27.04.2017).
6. Козлова Т.И., Романова Л.С., Талапов В.В. Информационное моделирование зданий - опыт применения в реконструкции и реставрации. САПР и графика. М.: 2009. № 8. с. 4-7.
7. Криницкий Е. В. Информационная модель здания (BIM) // Инженерно-строительный журнал. 2010. № 2. C. 16-18.
8. Васадзе С.Т., Трескина Г.Е. Методы подтверждения соответствия показателей качества и безопасности строительных материалов / Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании: сб. материалов Междунар. науч. конф. (Москва 12-13 нояб. 2014 г.): МИСИ МГСУ, 2015. С. 277-280.
9. Кирюхин С.А., Кожевников М.М., Свиридов В.Н. Система менеджмента качества организации или проекта в строительстве и роль руководства в определении политики и принятии решений / Современный российский менеджмент: состояние, проблемы, развитие: сб. статей XXIV международной научно-практической конф. (Пенза 30-31 мая 2016 г.): Изд-во АННМО «Приволжский Дом знаний», 2016. С. 19-23.
10. Болотова А.С., Кожевникова С.Т., Свиридов В.Н., Кожевников М.М. Оценка и обследование технического состояния монолитных железобетонных конструкций транспортных сооружений // Научное обозрение. 2016. № 8. С. 33-37.
11. Гинзбург А.В. Информационная модель жизненного цикла строительного объекта // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 9. С. 61-65.
12. Солодкий А.И. Календарное планирование строительства и ремонта автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1988. 120 с.
13. Синенко С.А. Информационная технология проектирования организации строительного производства. М.: Изд. НТО «Системотехника и информатика», 1992. 286 с.
14. Емельянов В. В., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Теория и практика эволюционного моделирования. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 432 с.
15. Птухин И.А., Морозова Т.Ф., Ракова К.М. Формирование ответственности участников строительства за нарушение календарных сроков выполнения работ по методу PERT // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 3(18). С. 57-71.
16. Бадагуев Б.Т. Организация строительного производства. Производственная и техническая документация. М.:Альфа-Пресс, 2013. 455 с.
17. Бирюков А.Н., Ивановский В.С., Куделко Н.М., Лапшин О.Е. Основы организации, экономики и управления в строительстве. М.: Спецстрой России, 2012. 432 с.
18. Сергеенкова О.А. Календарное планирование строительства комплекса объектов с учетом особенностей программных средств // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. 7 (22). С. 176-193.
19. Кожевников М.М. Оценка применения технологий информационного моделирования при организации строительства мостовых сооружений // Экономика и предпринимательство. 2017. № 5 (ч.1). С. 640-643.
20. Деверадж С. Тайны ИТ: Измерение отдачи от инвестиций в информационные технологии. М.: Букпресс, 2006. 192 с.
