CC BY
2УДК 625.7
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Спирина А.Ю., ассистент кафедры автомобильных дорог и строительных материалов, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: alena0993@mail.ru
Степанова А.В., студент группы 14Стр(ба)АД, Оренбургский государственный университет, Оренбург
e-mail: ana199696@mail.ru
Научный руководитель: Дергунов С.А., канд. техн. наук, доцент, заведующий кафедрой автомобильных дорог и строительных материалов. Якунин Н.Н., д-р. техн. наук, профессор, заведующий кафедрой автомобильного транспорта Оренбургский государственный университет, Оренбург
В наш век высоких технологий прогресс не стоит на месте, появляются новые автоматизированные системы и комплексы. Данный процесс затронул одну из важных отраслей строительного производства - проектирование автомобильных дорог. Актуальность темы заключается в развитие автоматизированного комплекса, упрощении производства и оптимизации издержек.
Ключевые слова: проектирование автомобильных дорог, геоинформационные системы, САПР, IndorCAD, этапы автоматизированного проектирования, эскизное проектирование, цифровая модель местности.
Ведущими компаниями и организациями автодорожного строительства обозначены следующие основные перспективы развития в данном направлении:
1. предпроектные работы на основе эскизного проектирования;
2. автоматизация процедуры формирования проектной документации;
3. интеграция с различными системами проектирования;
4. облачные технологии, интернет-приложения и мобильные устройства;
5. интеграция с геоинформационными системами (ГИС).
Многие из указанных перспектив находятся в стадии активной реализации в программных комплексах, однако часть из них только на этапе достижения [4].
На стадии планирования современные технологии стремятся к тому, чтобы за минимальный срок осуществить набросок вариантов трасс будущей дороги и приблизительно оценить экономические затраты каждого из вариантов. Но стоит отметить, что главной задачей инноваций служит не только оценка экономических вложений в проектную подготовку объекта, но и оценка бюджета, необходимого для строительства с последующей эксплуатацией объекта. Такую задачу выполняют программы эскизного проектирования, к примеру, система InfraWorks 360, позволяющая проектировать объекты инфраструктуры в трехмерной среде. Данная программа создает исходную модель на основе интернет - карт или собственных данных, которые можно загрузить перед началом работ. InfraWorks 360 рассчитывает стоимость земляных работ при строительстве автомобильной дороги (экскаваторные работы, транспортировка грунта, объёмы насыпи, выемки и пр.), а также стоимость работ сопутствующих строительству (подсчет дорожной одежды, искусственных сооружения и пр.). Экономическая часть выполняется в приближенном виде, а затраты на единицу работ настраиваются в параметрах оптимизации [2].
Еще одна программа, позволяющая выполнять предпроектную подготовку объекта -IndorCAD - 10. Для выбранной территории она позволяет загружать модель рельефа из интернета, создавать поверхность, используя интернет - карты, а также выполнять эскизное трассирование и последующую визуализацию в трехмерном виде. IndorCAD - 10 автоматически подстраивается под новый рельеф местности и тем самым изменяет продольный профиль дороги, если план будущей трассы был изменен. Однако данная программа позволяет осуществить лишь представление для предварительной оценки вариантов реализации без определения объёмов инвестиций.
Результатом работы изыскательного отдела на стадии проектирования является цифровая модель местности (ЦММ), которая содержит более полную информацию о рельефе, ситуации, геологии и т.д., чем на предыдущем этапе. Инновацией на этапе проектирования является параллельная работа процесса проектирования и изысканий, которая возможна в программе Indor CAD - 10. В ходе работы ЦММ наполняется информацией о зданиях, инженерных сооружениях и т.д. Новшеством является то, что программа указывает о не состыковках в проектных решениях, что позволяет исправить ошибки на ранней стадии. Дополнительной опцией является возможность внесения инженерно-техническим персоналом, участвующего в работе, комментариев об объектах [3].
На стадии строительства современные технологии пришли к тому, что теперь вынос проекта на местность автоматизирован. Во избежание ошибок при закреплении трассы появилась система автоматизированного управления дорожно-строительными машинами (САУ ДСМ) [1]. Это программный комплекс, устанавливающийся на дорожно-строительные машины. Система управления постоянно контролирует работу строительных машин: их угол наклона, высоту подъема и т.д. Ранее существовали проблемы с передачей данных к САУ ДСМ, т.к. необходима была трехмерная модель местности, которую инженеры восстанавливали при помощи оцифровки и конвертирования чертежей, зачастую находящихся на бумажном носителе или в формате PDF, или же создавали трехмерную модель заново на основе полученных данных. Результатом такого трудоемкого процесса являлись ошибки, что приводило к сбоям в работе строительной техники и неточностям при непосредственном проложении трассы. Благодаря IndorCAD - 10 система автоматизированного управления ДСМ позволяет формировать поверхности, за счет использования цифровой модели местности, пришедшей к стадии строительства от проектной стадии. Такой подход исключил ошибки прошлых лет. Более того, во время строительства данная программа при выполнении контрольных измерений позволяет оперативно загрузить полученные данные с лазерных устройств в дорожные машины, выполняющие строительство объекта [3].
На стадии эксплуатации информационная модель построенной дороги функционирует совместно с ГИС, что позволяет вести учет данных по каждой автомобильной дороги. Но для того, чтобы вся информация корректно функционировала, стал необходим механизм обмена данными между системой автоматизированного проектирования (САПР) и ГИС. Данная проблема разрешена программным комплексом Indor. На начальном этапе эксплуатации все данные импортируются в базу данных ГИС. Сам проект автомобильной дороги помещается в общую базу. Далее эти данные непрерывно пополняются информацией о паспортизации, диагностики, коммуникациях, дорожных сооружениях и т.д. В общую базу учета попадают уточненные данные о существующих и вновь появившихся дорожных сооружениях, знаках, объектах придорожной полосы. Данные о проектировании новых объектов также заносится в общую базу данных.
Результаты выполненной диагностики сохраняются в соответствующих разделах информационной базы данных. На их основе выполняется оценка транспортно-эксплуатационного состояния дороги и в случае необходимости назначаются ремонты. Проект ремонта выполняется в САПР, в качестве исходных данных для проектирования используется информация, накопленная в базе данных во время эксплуатации дороги, а
также исходная информация о проекте дороги, выполненном на этапе проектирования. После разработки проекта ремонта и фактического выполнения работ вся информация, а также сведения о гарантийных обязательствах включаются в общую базу данных. В итоге на этапе эксплуатации различные виды данных должны циклически передаваться между САПР и ГИС в рамках единой системы.
Несомненно, одна из главных целей при проектировании, а затем и при эксплуатации дороги, является ее безопасность. Уникальным является то, что благодаря такой легкой интеграции САПР и ГИС осуществляется сбор данных о дорожно-транспортных происшествиях (ДТП), их хранение в общей базе, а также выявление участков концентрации ДТП [3].
Таким образом, на сегодняшний день в практику дорожной отрасли внедряются новейшие многофункциональные программные комплексы, учитывающие конкретный опыт проб и ошибок прошлых лет. Инновации в данном направлении позволяют открывать широчайшие горизонты плодотворного взаимодействия комплексов на всех этапах жизненного цикла дороги, от проектирования до ее эксплуатации на перспективу. При этом в различных приближениях появилась возможность своевременного формирования затрат на сопровождение объектов транспортной инфраструктуры, что позволяет стабилизировать бюджеты различных уровней.
Литература
1. Гулин, В.М., Цифровые модели для систем управления дорожно- строительными машинами / В.М. Гулин // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2015. - № 1 (4). - С. 56-59.
2. Князюк, Е.М., Обзор возможностей систем эскизного проектирования автомобильных дорог / Е.М. Князюк // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2015. - №2 (5). - С. 59-67.
3. Петренко, ДА., BIM - решения «ИндорСофт» для проектирования и эксплуатации автомобильных дорог / Д.А. Петренко, С.А. Субботин // Дорожники. - 2015. -№ 5. - С. 100-107.
4. Скворцов, А.В., Трудности перехода от автоматизированного проектирования к информационному моделированию дорог / А.В. Скворцов // САПР и ГИС автомобильных дорог. - 2015. - №2 (5). - С. 5-12.
