ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ АЭРОДРОМНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

В настоящее время в Российской Федерации принято несколько десятков документов, которые тем или иным образом регламентируют вопросы применения технологий информационного моделирования. Следует отметить, что большинство из них разработаны для промышленного и гражданского строительства и не учитывают особенности линейных объектов (взлетно-посадочная полоса) или объектов аэродромной инфраструктуры.

Все разработанные в настоящее время документы зачастую декларируют общие принципы информационного моделирования, заимствованные из зарубежных документов, но не содержат достаточный объем требований для практического применения указанных технологий при создании цифрового двойника аэродрома и систем непрерывного мониторинга показателей состояния элементов аэродромной инфраструктуры, поэтому формирование  технического задания на проектирование с использованием технологий информационного моделирования основано как на новейших нормативных документах, включающих в себя требования по составу, правилам  формирования, обмену информацией между информационными моделями в строительной отрасли, так и на многолетнем опыте работы с проектно-изыскательскими институтами в области строительства и эксплуатации объектов аэродромной инфраструктуры и в области мониторинга за состоянием объектов.

Проведен подробный анализ нормативных документов, регламентирующих сферу применения технологии информационного моделирования в строительстве в целом. В частности, рассмотрен свод правил СП 331.1325800.2017 [1], который разработан для решения вопросов четкой организации передачи информации, увязки ее смыслового содержания и форматов обмена данными, то есть решению проблемы интероперабельности при внедрении технологии информационного моделирования. В данном документе отмечается, что внедрение технологий информационного моделирования объектов промышленного и гражданского строительства требует решения проблемы эффективного обмена информацией в гетерогенной среде информационных систем, функционирующих в проектных, строительных, эксплуатационных организациях, а также у заказчика (инвестора). При этом в гетерогенной среде возникает дополнительный системообразующий фактор - эволюционирующая в течение жизненного цикла сооружения информационная модель.

В 2018 году также введен в действие СП 333.1325800.2017 [2], который устанавливает общие требования и правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла объекта строительства и распространяется на процессы информационного моделирования в течение всего жизненного цикла здания или сооружения. В данном случае под жизненным циклом подразумевается период, в течение которого осуществляются инженерные изыскания, проектирование, строительство (в том числе консервация), эксплуатация (в том числе текущие ремонты), реконструкция, капитальный ремонт, снос здания или сооружения.

Как и в предыдущем своде правил в п. 5.2 [2] обозначено, что технология информационного моделирования в контексте жизненного цикла объекта аэродромной инфраструктуры предполагает постепенную эволюцию информационной модели от концепции до соответствия модели объекту завершенного строительства, последующее ее использование и модификацию в ходе эксплуатации.

Также данный СП предписывает постадийную разработку информационной модели, начиная от обоснования инвестиций, изысканий и проектирования, строительства до эксплуатации (управления объектом), при этом информационная модель последующей стадии не является совокупностью информационных моделей предыдущих стадий, но должна создаваться на основе информационной модели предыдущих стадий.

В соответствии с [2] обозначим основные задачи применения информационного моделирования при строительстве объектов аэродромной инфраструктуры:

1. Визуализация процесса строительства. Интеграция данных цифровой модели  и календарно-сетевого графика строительства позволяют проводить анализ и оптимизацию последовательности выполнения работ, поиск пространственно-временных пересечений, проверку выполнимости организационно-технологических решений, контроль выполненных физических объемов строительно-монтажных работ и визуализацию план-фактного анализа.
2. Управление строительством. В данном процессе ведется разработка комплексного укрупненного сетевого графика и графика производства работ, координация строительно-монтажных и пусконаладочных работ, оперативное планирование и мониторинг строительно-монтажных и пусконаладочных работ и т.д.
3. Геодезические разбивочные работы (вынос в натуру проектных решений) и геодезический контроль в строительстве (контроль объемов выполненных работ и исходной информации по регистрации прав собственности на построенные объекты).

Что касается эксплуатации объектов, то в этот период геометрические и атрибутивные данные, которые получены из цифровой информационной модели, используются для таких мероприятий как:

1. Планирование технического обслуживания и ремонта.
2. Мониторинг эксплуатационных характеристик.
3. Управление эксплуатацией зданий и сооружений.
4. Моделирование чрезвычайных ситуаций.

Проверка качества информационной модели проводится по следующим основным направлениям:

1. Проверка пространственного положения и геометрических параметров:

• проверку соответствия геометрических параметров элементов модели требованиям к уровням её проработки;
• проверку систем координат;
• проверку точности построения элементов модели с точки зрения примыканий элементов;
• проверку на отсутствие дублированных и перекрывающихся элементов.

2. Выявление коллизий с целью обнаружения и разрешения потенциальные конфликтов между элементами модели на этапе проектирования, в которую входят поиск анализ и устранения геометрических пересечений, нарушений нормируемых расстояний между элементами, пространственно-временных пересечений ресурсов календарно-сетевого графика строительства. Выявление коллизий предусматривает создание сводной модели, проведение и анализ результатов проверок, а также формирование журнала коллизий.
3. Проверка данных, которая позволит установить соответствие требованиям к уровням проработки (атрибутивной составляющей), степень систематизации и структурированности в соответствии с требованиями.

Высокое качество проектной документации, раз­работанной с применением BIM, выражается не только в его детальности, но и в возможно­сти в автоматическом режиме выявить и затем устранить коллизии. Коллизии являются самыми распространенными ошибками на этапе проектирования и за­ключаются они в несоответствии между конструкциями объекта и его инженерными сетями, например, отсутствие технологических отверстий для инженерных систем, неправильный расчет объема материалов. Количество таких ошибок, вызванных недостаточно эффективно налаженной коллективной работой между специалистами, занимающимися проектирова­нием различных разделов, уменьшается за счет работы в единой информационной среде и с использованием единых регламентов. Кроме того, существует возможность автоматиче­ской проверки на коллизии, позволяющая устранить 100 % таких случаев. Обнаружение и исправление коллизий на ранней стадии проекта повышает его качество и позволяет впоследствии минимизировать количество исправлений в проекте на стадиях подготовки рабочей документации и выполнения строительно-монтажных работ.

В качестве исходной информации для информационной модели на стадии эксплуатации предписывается использовать цифровую модель "Исполнительная", создаваемую в течение строительных и пуско-наладочных работ. Данную модель необходимо преобразовать в цифровую модель "Эксплуатационная" путем исключения из исполнительной модели избыточных данных по отношению к задачам управления эксплуатацией объекта. Требования к эксплуатационной модели формируются с учетом положений ГОСТ Р 57311-2016 от 1 июля 2017 года «Требования к эксплуатационной документации объектов завершенного строительства» [4].

В стандарте ГОСТ Р 57311-2016 эксплуатация объекта капитального строительства, принятого заказчиком, рассматривается как составная часть управления активом. Это предполагает обеспечение взаимодействия информационной модели объекта капитального строительства с информационно-управляющими системами эксплуатирующей организации, участвующими в управлении активами. Поэтому объектом информационного моделирования в процессе эксплуатации актива является его эксплуатационная информационная модель.

В случае с объектами аэродромной инфраструктуры эксплуатирующая организация задействует функции и инструменты для мониторинга состояния объектов и принятия решений:

• по осуществлению работ планового и/или внепланового обслуживания (создание заявок и нарядов на проведение работ, внесение информации о фактически осуществленных мероприятиях);
• о реконструкции или техническом перевооружении;
• о выводе из эксплуатации.

Для реализации функций эксплуатирующей организации в состав эксплуатационной информационной модели должны входить следующие:

• исполнительная 3D модель (с атрибутами);
• проектная и рабочая документация;
• исполнительная документация;
• эксплуатационная документация.

Для обмена данными между эксплуатационной информационной моделью и информационными системами эксплуатирующей организации (такими как электронный документооборот, календарно-сетевое планирование, управление материалами и запасами, управление закупками, бухгалтерский учет, геоинформационные системы и т.д.) необходимо предусмотреть двусторонние интерфейсы, в которых, кроме всего прочего, необходимо полностью исключить возможность дублирования данных и их повторный ручной ввод.

Для обеспечения эффективной работы с информацией в составе электронной информационной модели предназначена среда общих данных, в состав которой  входит серверное оборудование, каналы связи, файловые системы поиска и другие программно-технические средства. Среда общих данных обеспечивает возможность реализации таких задач, как:

• загрузка в эксплуатационную информационную модель данных и документов, их проверка и автоматическое формирование отчетов;
• интеграция данных в единую информационную модель;
• хранение информации в составе модели в течение всего жизненного цикла объекта;
• предоставление управляемого доступа к данным;
• обеспечение инструментами поиска и анализа данных и документов.

Об особых условиях (требованиях), которые могут иметь заказчики упомянуто в Национальном стандарте Российской Федерации «Системы дизайн-менеджмента. Руководство по дизайн-менеджменту в строительстве» (ГОСТ Р 57295-2016 от 1 января 2018 года) [5]. В частности, речь идет о необходимости учитывать совместимость компьютерного оборудования и программного обеспечения с системами, используемыми заказчиками и подрядчиками, с которыми работает организация. Также необходимо четко определить процедуры связанные с управлением и надежным хранением резервных копий систем и данных цифровых моделей. Все технологии, связанные с аппаратным и программным обеспечением, требуют специальной подготовки, поэтому такие процедуры, как обучение персонала, должны предоставляться его поставщиками.

В ходе разработки задания на проектирование на Предприятии дополнительно были сформулированы следующие требования к информационной модели:

1. Хранение информации в одном месте для сокращения времени на ее поиск.
2. Наглядное представление проекта, что позволит всесторонне оценить проект до начала строительства, рассмотреть альтернативные варианты реализации.
3. Выделение (отображение) этапов строительства. Возможность смоделировать этапность реконструкции или строительства. Это позволит рассмотреть несколько альтернативных вариантов порядка этапов с учетом разных факторов.
4. Многофакторный анализ ситуации на строительном объекте. Контроль сроков и объемов работ, выполненных на строительной площадке, а также осуществление анализа качества строительно-монтажных работ и охраны труда.
5. Подготовка эксплуатационной информационной модели на основе исполнительной документации.

Основным итогом формирования принципов разработки информационной модели объектов аэродромной инфраструктуры стало то, что в едином программном комплексе должны были соединены система электронного документооборота с трехмерным проек­тированием, с системой ценообразования строительных ресурсов на базе тендерной пло­щадки, а также системой календарного планирования. Все эти пять элементов и будут составлять BIM – модель, которая позволит значительно увеличить прозрачность всех процессов.

Список литературы:

1. СП 331.1325800.2017. Информационное моделирование в строительстве. Правила обмена между информационными моделями объектов и моделями, используемыми в программных комплексах [Текст]. – Введ. – 2018-03-19. М., 2017.
2. СП 333.1325800.2017. Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла [Текст]. – Введ. 2018-03-19. – М., 2017.
3. СП 47.13330.2016. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96 [Текст]. – Введ. – 2017-07-11. М., 2016.
4. ГОСТ Р 57311-2016. Моделирование информационное в строительстве. Требования к эксплуатационной документации объектов завершенного строительства [Текст]. – Введ 2017-07-01. М., 2016.
5. ГОСТ Р 57295-2016. Системы дизайн-менеджмента. Руководство по дизайн-менеджменту в строительстве. Введ. 2016-11-27. Росстандарт. – М., 2015.
6. ГОСТ Р 21.1101-2013. Система проектной документации для строительства. Основные требования к проектной и рабочей документации [Текст]. Введ. 2014-01-01. – М., 2013.