CC BY
68
УДК 69.003.13
BIM-ТЕХНОЛОГИИ НА СЛУЖБЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ
НАСЕЛЕНИЯ
О.В.Маковецкая-Абрамова1, С.К Лунева2, А.Г. Гаврюшина3
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого (СПбПУ),
195251, Санкт-Петербург, Политехническая улица, 29 Санкт-Петербургский государственный экономический университет (СПбГЭУ)
191023, Санкт-Петербург, ул. Садовая, 21
Целью исследования является изучение эффективного инструмента управления - цифрового моделирования зданий и сооружений, решение проблем безопасности населения через возможность мониторинга состояния объектов городской инфраструктуры. Методом исследования является сравнительный анализ. В результате сформулированы практические преимущества применения BIM-технологий, показана перспективность использования smart-решений в вопросах обеспечения безопасности.
Ключевые слова: информационное моделирование здания, пожарная безопасность, безопасность строительства, сокращение рисков, информационная безопасность.
BIM-TECHNOLOGIES ON POPULATION SECURITY SERVICE
O.V.Makoveсkaia-Abramova, S.K. Luneva, A.G.Gavryushina
Civil and Road Construction Institute of Civil Engineering St. Petersburg, Polytechnic street, 29 St. Petersburg State Economic University, 191023, St. Petersburg, ul. Sadovaya, 21
The aim of the study is to explore an effective management tool - digital modeling of buildings and structures, solving public safety problems through the ability to monitor the state of urban infrastructure. The research method is a comparative analysis. As a result, practical advantages of using BIM technologies are formulated, the prospects of using smart solutions in security issues are shown.
Keywords: building information modeling, fire safety, construction safety, risk reduction, information
security.
Введение
BIM модель использует возможности научно-технического прогресса в компьютерной индустрии и представляет современный подход к проектированию и управлению процессами строительства, что дает возможность повысить качество и эффективность строительства, качество проектной документации, дает возможность выявления ошибок на различных этапах, что способствует ускорению всех процессов и повышению конкурентоспособности организации. При этом большой объем технических работ выполняется компьютером, но при этом за человеком остается принятие основных решений по проектированию. BIM позволяет комплексно подойти к проектированию, строительству и эксплуатации сооружения: модель объединяет работу всех смежных отделов,
задействованных в разработке объекта, что упрощает процесс их взаимодействия и позволяет быстро находить и исправлять ошибки, образующиеся в работе. Информационная модель помогает автоматически получать необходимые чертежи, спецификации, способствует распределению процесса строительства по этапам.
Среди задач, которые решает BIM на стадиях сопровождения проектов, можно выделить основные:
- подготовка проектного предложения;
- получение высококачественной проектной документации;
- задание персональных параметров объекта;
- управление и контроль построения объекта на всех этапах строительства;
Маковецкая-Абрамова Ольга Валентиновна, кандидат технических наук, доцент Высшей школы промыш-ленно-гражданского и дорожного строительства СПбПУ, тел.: +7 921 556-93-06 e-mail: makovetsk_ov@spbstu. ru
2Лунева Светлана Курусовна - старший преподаватель кафедры безопасности населения и территорий от чрезвычайных ситуаций СПбГЭУ, тел.: +7 911 915-16-70, e-mail: isvetlana1508@mail.ru
3 Гаврюшина Александра Геннадьевна, магистр, Высшей школы промышленно-гражданского и дорожного строительства, СПбПУ,+7-961-607-80-05, e-mail: sashagavriushina@gmail.com
- пользование информационной моделью разными подрядными организациями;
- финансово-технический надзор;
- экологический аудит проектов;
- финансово-техническая экспертиза и аудит инвестиционных проектов;
- проверка и обоснованность сметных расчетов.
Данная система позволяет собирать все данные воедино, четко выстраивать модель, что дает возможность полноценно оценивать производственные работы и предвидеть возможные затруднения и несогласованность действий в строительном процессе, также существует возможность при необходимости производить контроль за процессами ремонта, перестройки, реконструкции и сноса зданий и сооружений. Информационное BIM - моделирование способствует отслеживанию всех этапов строительства с начального этапа, эксплуатации, а также сноса здания.
Необходимо отметить, что одним из основных задач является решение вопросов, связанных с безопасностью людей, при внедрении BIM - моделирования снижается риск совершения ошибочных действий со стороны человека на различных этапах строительства и эксплуатации здания.
Методика
В исследовании было проанализировано возможности снижения риска совершения ошибок со стороны человека при проектировании зданий в случае использования искусственного интеллекта. Проектирование зданий является одним из наиболее ответственных этапов. Ошибки, допущенные на данном этапе приводят к удорожанию строительства, а также могут привести к разрушению отдельных частей, инженерных систем, коммуникаций и самого здания, что нередко наблюдается в настоящее время. BIM-технологии дают возможность выявить риски и учесть вероятность возникновения ещё на этапе проектирования, что является важным фактором для снижения различных рисков, способствующим повышению безопасности проектируемых зданий и сооружений.
Вопросы безопасности имеют комплексный характер: безопасная эксплуатация построенных активов, безопасность при сооружении объектов, информационная безопасность данных, возникающих в процессе разработки и эксплуатации объектов, экономическая безопасность участников инвестиционно-строительных
проектов и эксплуатационных организаций, безопасность рабочих мест и трудовых процессов [1].
В статье были рассмотрены вопросы пожарной, производственной и информационной безопасности и влияние использования BIM -технологий на снижение факторов риска.
Результаты и выводы
1. Все вопросы пожарной безопасности являются важными и требуют разработки на этапе проектирования объектов капитального строительства. И в этом случае применение технологий информационного моделирования будет способствовать повышению безопасности, позволив детально проработать и оценить все риски, которые могут возникнуть в ходе эксплуатации.
Наличие электронного плана зданий и сооружений поможет не только смоделировать опасную для жизни людей ситуацию, но и на месте разработать алгоритм ее ликвидации.
Существенно облегчится и процесс автоматизации системы дымоудаления и пожаротушения. Цифровой прототип здания будет полезен пожарным расчетам в условиях сильного задымления и слабой видимости.
Безопасность объектов во многом зависит от правильной и бесперебойной работы инженерных коммуникаций, гарантировать которую могут автоматизированные информационные системы. Технология информационного моделирования предоставляет для этого много возможностей. Так, при ее использовании один технолог может контролировать работу инженерных систем здания. В случае выхода из строя система проинформирует его об аварийной ситуации и осуществит необходимые для обеспечения безопасности действия, например, закроет задвижки вентиляции. С помощью работы системы появится возможность избежать внештатных ситуаций, угрожающих жизни и здоровью людей [2].
Информационная модель поможет осуществлять мониторинг безопасности объекта в режиме реального времени в соответствии с заданными характеристиками, в том числе определить местонахождение людей в здании и помочь осуществить безопасную эвакуацию.
Оснащение подразделений МЧС соответствующими программными средствами станет целесообразным по мере развития информационного моделирования зданий. Это позволит более эффективно проводить мероприятия по
BIM-технологии на службе обеспечения безопасности населения
эвакуации людей и тушению пожаров. Помещениям с внутренней отделкой, выполненной из материалов, продукты горения которых могут вызвать серьезные отравления, должен быть присвоен более высокий уровень пожарной опасности. Таким образом, возможно существенное снижение тяжести последствий пожара, а самое главное - спасение человеческих жизней при своевременном реагировании сотрудников пожарных расчетов на возникновение возгорания и грамотной обработке диспетчерами данных, имеющихся в BIM.
2. Использование BIM-модели строительной площадки позволяет не только проводить инструктажи по технике безопасности в административно-бытовых комплексах или при входе на площадку, перед непосредственным началом работ, но и информировать персонал удаленным образом на каждом отдельном участке производства работ. Кроме того, постоянные изменения ситуаций на площадке будут незамедлительно отражены в планах движения спецтехники и персонала и в планах эвакуации. Более того, они будут формировать график тестовых и испытательных мероприятий, при которых присутствие посторонних лиц на площадке не допускается [3].
По мере строительства конкретных объектов или переходов от одного этапа строительства (эксплуатации) к другому, появляется необходимость постоянно информировать работников об изменениях в конструктиве здания или сооружения и наличии новых угроз в зоне работ. Происходит это следующим образом: на мониторе производителя работ выводится текущее изменение создаваемого конструктива, и соответствующая информация о необходимости ввести определенные атрибуты по технике безопасности. Перед началом работ смена застройщика, а также все подрядчики обязаны ознакомиться с произошедшими изменениями и принять меры по снижению рисков из-за неосведомленности.
Технология BIM содержит в себе инструменты автоматизированного контроля соответствия физического объекта и информационной модели на стадиях строительства, эксплуатации, обслуживания, вывода из эксплуатации. Это позволяет непрерывное во времени сравнение между информационной моделью и реальным объектом. Данное сравнение является важнейшим фактором, определяющим как возможность предотвращения возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС), так и быстроту и адекватность действий сотрудников и спасателей в ходе
ликвидации ЧС на объекте. Наличие актуальной информационной модели также позволяет эффективно планировать и моделировать процессы эксплуатации, обслуживания, сценарии действий в случае ЧС. Кроме того, с легкостью может быть проведена оценка рисков и последствий ЧС, включая оценку ресурсоемкости этих процессов на основе временных, стоимостных параметров и т.п.
3. Основная часть компаний не уделяют внимания вопросам информационной безопасности и перекладывают эти решения на клиента и его отдел информационных технологий. Надежную защиту информации проекта должна гарантировать инфраструктура клиента. Во многих популярных системах автоматизированного проектирования (САПР) система защиты данных отсутствует. В руках злоумышленников информация о конструкции здания, его планах, инженерных системах может создать значительные проблемы в области обеспечения безопасности. Второй момент касается использования цифровой модели для анализа возможных проблем, связанных с безопасностью проектируемого здания. BIM необходим для анализа данных, а также для расчета систем обеспечения пожарной безопасности, имитационного моделирования и численного анализа.
Информационное моделирование зданий и 3D визуальный носитель могут играть весомую роль в сокращении риска для здоровья и безопасности во время проектирования и жизненного цикла проекта. Использование методов BIM дает возможность проектной команде визуализировать проект в виртуальной среде на каждом этапе развития, а именно, провести интеграцию действий каждого участника работы в модель и улучшить коммуникации среди различных заинтересованных сторон проекта, таких как проектная группа, субподрядчики, операторы, которые способствуют процессу планирования проекта. Использование BIM облегчает выявление опасных факторов на ранних этапах. Это позволяет разработчикам ликвидировать или смягчать риски до того, как начнется работа. В тех случаях, когда невозможно устранить угрозы, работники могут быть подготовлены заранее. Аналогично, привязка цифровой модели к графику с добавлением времени и переход на 4D, позволяет отрегулировать последовательность построений в цифровом виде и выявить потенциальные опасности [4].
Используя свои знания, опыт и навыки, специалисты в области здравоохранения и
безопасности смогут выявлять проблемы и потенциальные риски при просмотре 2D планов зданий. Однако понимание может быть затруднено сложностью чертежей. SD-модели устраняют требования для пользователей визуализировать дизайн самим и обеспечивают удобную и однозначную визуализацию дизайна. Тем, кто не знаком с планами строительства это помогает понять и обсудить все на месте. В основном планы старых зданий состоят из нескольких структур и расширений, и в процессе их анализа могут возникнуть сложности. В этом случае моделирование BIM особенно полезно. Можно смоделировать структуры метро, что позволит их исследовать таким образом, каким это было невозможно в противном случае. Использование SD-моделей также означает, что здание можно оценить и обсудить из безопасного места нахождения. Например, крыша может быть оценена без необходимости того, чтобы люди были на высоте.
Заключение
Одним из эффективных путей повышения безопасности людей является полномасштабное использование возможностей современных цифровых технологий, в частности, BIM-технологий, встроенных в информационные системы управления эксплуатацией зданий с возможностью дистанционного контроля со стороны компетентных органов [5].
Выделим основные преимущества использования BIM :
1. Объекты в BIM — это не только SD модель, но и информация, способная автоматически создавать чертежи, выполнять анализ проекта.
2. Снижение затрат и проектных ошибок.
S. BIM поддерживает совместные группы,
поэтому различные специалисты могут вместе использовать эту информацию на протяжении всех этапов строительства, что исключает ошибки, утрату информации при передаче.
4. BIM-технологии дают возможность выполнить точное построение инженерных систем здания.
5. Снижение времени, затрачиваемого на разработку проекта, так как существует возможность совместной реализации некоторых операций.
6. Осуществляется более быстрый и простой процесс подбора требуемого оборудования.
7. Точная спецификация и ведомость за счет автоматизации.
8. Существует возможность прогнозирования сметы.
9. Осуществляется оптимизация процесса строительства, управления, контроля за графиком выполнения работ, за расходом материалов и средств.
10. Основные экономические и экологические характеристики здания определяются на стадии эскизного проекта, что при необходимости позволяет заранее внести изменения в проект.
Переход от плоских чертежей к построению SD-моделей продолжает развиваться в архитектурной, строительной и инженерной отраслях. BIM становится все более удобным и востребованным.
Использование трехмерных моделей позволяет более эффективно планировать и составлять точный график строительства. При проектировании с помощью BIM-технологий осуществляется тщательный контроль всех производимых операций, вследствие чего повышается безопасность строительства и эксплуатации.
Литература
1. Е.С. Рахматуллина. BIM-моделирование как элемент современного строительства. // Российское предпринимательство. - 2017. - Том 18. - № 19. -С. 2866. doi: 10.18334/rp.18.19.38345.
2. Д.Н. Давыдов, С.В. Холодков. BIM в России: перспективы и направления развития. // Журнал Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика АВОК №8'2017. С. 4-8.
S. Н.А. Субботина, Г.Е. Нам, В.В. Георгиади. BIM-моделирование как инструмент внедрения принципов OH&S в строительство // BIM-моделирование в задачах строительства и архитектуры: материалы II Междунар. науч.-практич. конф. [15-17 мая 2019 г.]; СПбГАСУ. - СПб, 2019. - С. 91-95.
4. В.В. Аленьков, В.П. Куприяновский, А.Г. Ша-клеин, М.А. Овсянников, Е.М. Чеботарев, Д.И. Ярцев, А. Н. Колесников. Использование структурированной информации BIM для охраны здоровья и безопасности работающих в строительстве. // International Journal of Open Information Technologies ISSN: 2S07-8162 vol. 6, no.5, 2018. - С. S9-49.
5. М. А. Шахраманьян. Цифровые технологии -мощный ресурс обеспечения безопасности людей при чрезвычайных ситуациях. - 2018.
