Информационное моделирование сибирских дорог

Компании ООО «КРЕДО-ДИАЛОГ» (г. Москва) и ОАО «Проектно-изыскательский институт «ТюменьДорПроект» (г. Тюмень) стали победителями Всероссийского конкурса «BIM-ТЕХНОЛОГИИ 2019/20», итоги которого были подведены в Москве. Компании заняли I место в номинации «Информационное моделирование транспортных коммуникаций» за совместный проект «Строительство транспортной развязки в двух уровнях по типу «Полный клеверный лист» на пересечении автомобильной дороги «Обход г. Тюмени» с проездом Воронинские горки».

История компаний, деятельность, услуги

О компании «КРЕДО-ДИАЛОГ». Начиная с 1989 г. «КРЕДО-ДИАЛОГ» создает программные технологии КРЕДО и входит в число ведущих разработчиков отечественного ПО для выполнения инженерных изысканий и проектирования объектов транспортного строительства и ПГС. Программы КРЕДО стали основой технологических процессов более чем в 12 тыс. производственных организаций и включены в образовательные курс свыше 300 технических вузов и колледжей. Информационные технологии КРЕДО внесены в единый реестр российских программ для ЭВМ и баз данных Минкомсвязи РФ.

Программы КРЕДО активно используются для информационного моделирования в сферах:

• инженерных изысканий;
• проектирования объектов промышленного, гражданского и транспортного строительства;
• разведки, добычи и транспортировки нефти и газа;
• создания и ведения крупномасштабных цифровых планов городов и промышленных предприятий.

Специалисты «КРЕДО-ДИАЛОГ» и партнерских компаний не только ведут разработку программного обеспечения, но и обучают пользователей, осуществляют технологическую поддержку, готовят проекты внедрения технологий КРЕДО в производственные процессы, активно сотрудничают с учебными заведениями и различными общественными организациями. Компания имеет собственную инфраструктуру, технические средства и современную отработанную технологию разработки программного обеспечения. Команда разработчиков включает в себя 82 человека. Специалисты компании обладают доскональными знаниями требований существующих и разрабатываемых отечественных нормативных документов, а также значительным опытом разработки ПО для моделирования существующих и проектируемых объектов.

«Компания обладает мощным научно-техническим и интеллектуальный потенциалом. Собственные программно-инструментальные платформы разработки ПО; инфраструктура разработки; высокий профессиональный уровень; уникальные алгоритмы и библиотеки, обеспечивающие обработку измерений; эксклюзивная база геометрических элементов для проектирования, строительства и ремонта инфраструктурных объектов; отечественная система управления строительной техникой; методы работы с машинным обучением и искусственным интеллектом; многие достижения по скорости, точности и объему обрабатываемых данных превосходят мировые аналоги», – убежден генеральный директор ООО «КРЕДО-ДИАЛОГ» Аркадий Калинин.

О компании «Проектно-изыскательский институт «ТюменьДорПроект». Компания ведет свою историю с 7 декабря 1960 г. Именно тогда была организована первая проектно-сметная группа. В 1972 г. на ее базе создано проектно-сметное бюро (ПСБ). В 1981 г. (1 апреля) на основе ПСБ организована проектная контора объединения «Тюменьавтодор». В 1990 г. (1 июля) проектная контора была переименована в проектно-изыскательскую организацию «ТюменьДорПроект» (ПИО «ТюменьДорПроект»). 

В 1999 г. (15 апреля) ПИО «ТюменьДорПроект» переименована в Государственное предприятие Тюменской области проектно-изыскательский институт «ТюменьДорПроект» (ГП ТО ПИИ «ТюменьДорПроект»). В 2006 г. (30 марта) ГП ТО ПИИ «ТюменьДорПроект» реорганизовано путем преобразования в Открытое акционерное общество «Проектно-изыскательский институт «ТюменьДорПроект» (ОАО «ПИИ ТюменьДорПроект»).

Институт выполняет полный комплекс проектно-изыскательских работ и предоставляет услуги по проведению инженерных изысканий для строительства; в топографо-геодезической сфере; проектированию производственных помещений, включая размещение машин и оборудования; промышленному дизайну; архитектурной деятельности; проектированию, связанному со строительством инженерных сооружений, включая гидротехнические сооружения; проектированию движения транспортных потоков. 

Численность сотрудников – 62 человека. Компания «ТюменьДорПроект» совместно с компанией-разработчиком «КРЕДО-ДИАЛОГ» выбрала путь максимальной эффективности и разработала производственную «дорожную карту», с учетом индивидуальных технологических особенностей и запустила процесс внедрения технологии информационного моделирования. 

«В настоящее время проектные решения выполняются на основе полноценных инженерных цифровых моделей местности в виде информационных моделей с оптимизацией вариантов проработки и необходимой информационной наполняемостью, в зависимости от целей и задач конкретного объекта. Сводная модель содержит в себе все проектные решения с детализацией LOD 200-300 и обеспечивает интерактивный доступ к проектной документации заказчика, экспертов и строителей. В ближайшее время завершается отладка процессов формирования интегрированных графиков строительства для всех элементов сводной модели, позволяющих управлять процессами строительства на этапе реализации проекта», – отметила инженер I категории ОАО «Проектно-изыскательский институт «ТюменьДорПроект» Ирина Матвеева.

О конкурсном проекте

На конкурс была представлена комплексная разработка, включающая в себя: проекты капитального ремонта и реконструкции пересекаемых автомобильных дорог, путепровода, переустройства коммуникаций, организации дорожного движения, а также проекты благоустройства и озеленения.

Архитектурно планировочные решения конкурсной работы (для объекта)

«Конфигурация данной развязки разработана, исходя из условий обеспечения непрерывности и удобства движения по всем направлениям, а также обеспечения максимальной безопасности движения с наименьшими потерями времени. Зоны «переплетения» потоков имеют достаточную длину, от 130 м до 180 м, для безопасного перестроения. Транспортная развязка проектируется на пересечении существующих дорог Iб и III технических категорий. 

В рамках проекта участок дороги Iб категории проектировался по параметрам магистральной улицы непрерывного движения с центральной разделительной полосой, а участок дороги III категории по параметрам магистральной улицы регулируемого движения с центральной разделительной полосой до проектируемого путепровода и без центральной разделительной полосы на путепроводе и до конца трассы. На застроенной территории, для исключения большого количества примыканий к частной застройке, предусматривается местный проезд с примыканием к основной трассе», – пояснили специалисты компаний «КРЕДО-ДИАЛОГ» и «ТюменьДорПроект». 

Технологические решения конкурсной работы (для программных разработок)

В процессе создания информационной модели объекта разработчики стремились к достижению зрелости BIM уровня 2 путем организации совместной скоординированной работы структурных подразделений на основе сводной модели, размещаемой в среде общих данных. «Для обеспечения интероперабельности форматов данных использовались как проприетарные, так и открытые форматы и виды представления данных. Совместная работа проектировщиков и изыскателей стала возможна благодаря использованию среды общих данных (СОД) в виде специально разработанной структуры хранилища документов КРЕДО. 

Проектировщики, посредством СОД, подключены к актуальной информационной модели местности, создаваемой изыскателями. Работа в СОД дает возможность обнаруживать конфликты на ранних стадиях проектирования и корректировать проектное решение задолго до строительства. Структура организации данных в хранилище документов КРЕДО разработана на основе принятых в «ТюменьДорПроект» правил хранения и работы с документами», – прокомментировали один из разделов конкурсной работы Аркадий Калинин и Ирина Матвеева. 

В процессе проектирования были созданы новые элементы корпоративной библиотеки, что позволит в будущем многократно применять их в новых разработках. Улучшены шаблоны для повышения автоматизации и уменьшения доли ручного труда при оформлении выгруженных чертежей и ведомостей.

Эффективность проекта

В качестве исходных данных для создания информационной модели местности использовались городские планшеты М 1:500, была получена выписка из каталога координат, пройдены ходы полигонометрии, создано съемочное обоснование с привязкой к пунктам местной опорной геодезической сети. В полевых работах использовались приборы: тахеометры Leica TS 06, Topcon OS 101L. 

Единая информационная модель местности включает в себя модели рельефа, ситуации, с учетом инженерных сетей и коммуникаций, а также объемную геологическую модель. Преимущества заключаются в том, что все элементы этих моделей содержат необходимую атрибутивную информацию с возможностью их оперативного редактирования и внесения изменений, на которые сразу же реагируют проектировщики и другие смежные специалисты. Например, объемная инженерная информационная геологическая модель уточнялась и корректировалась геологами в процессе проектирования.

В ходе работы над проектом были разработаны информационные модели архитектурно- и объемно-планировочных решений:

• концептуальная модель – план развязки автомобильной дороги, схема путепровода;
• конструкция надземных пешеходных переходов;
• конструкция опор пролетных строений;
• продольные и поперечные профили;
• конструкция дорожной одежды;
• наружное электроосвещение автомобильной дороги, развязки, в том числе путепроводов, эстакад, съездов, въездов, пешеходных тротуаров и переходов, автобусных остановок;
• расстановка ТСОДД.

Концептуальная модель проекта. Модель рельефа с вариантами трасс в совокупности с трехмерным представлением может использоваться для предварительной оценки вариантов реализации и объемов инвестиций. При необходимости модель, полученная на этой стадии, может быть выгружена в форматах LandXML или IFC для обмена с другими программными системами или использована непосредственно в КРЕДО на следующем этапе.

Твердотельная информационная модель. На смену моделям, представляющим собой сочетание элементов геометрии и традиционной триангуляции, пришли новые объекты, которые позволяют не только видеть реалистичные изображения, но и мгновенно вносить корректировки и получать необходимую информацию. Работа над всем объектом (транспортной развязкой) велась с постоянным контролем конструкций дорог и съездов в виде специальных 3D-тел.

Сводная единая информационная модель. Для формирования сводной единой модели проекта пользовались загрузкой в создаваемую модель проектной поверхности различных 3D-объектов, выполненных с использованием специализированных программных средств, поддерживающих распространенные форматы данных (DХF, IFC, OBJ). Например, конструкции мостовых сооружений, обустройство, специальные конструкции для обслуживания и т.д.

Параметрическая модель. Расстановка ТСОДД была автоматизировано выполнена в КРЕДО ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ. Все элементы ОДД являются параметрическими объектами. Проектирование выполнялось отдельными специалистами в параллельном режиме.

Конструкции ДО (более 160 вариантов). Была дополнена поставочная библиотека типовых решений КРЕДО, в которую пользователь может вносить собственные элементы. Помимо конструкций поперечного профиля, библиотека содержит также типовые конструкции дорожных одежд. Таким образом, в модели дорог вносились заранее рассчитанные в КРЕДО РАДОН варианты конструкций дорожной одежды.

Переход от концептуальной к информационной модели проекта осуществлялся за счет проектирования плана, продольных и поперечных профилей по съездам, а также полностью автоматизированного функционала по проектированию соединительных съездов с увязкой проезжих частей и откосов.

Контроль строительства. В результате проектирования постепенно формировалась полноценная проектная 3D-модель дороги, детально описывающая конструктивное решение. При этом детализация проектной модели такова, что позволяет получить информацию о поверхностях всех конструктивных элементов дорожной одежды, делая возможным использование модели на этапе строительства, как для обеспечения самого процесса строительства, так и для его контроля. 

Дополнительно были созданы послойные цифровые модели (ЦМ) для передачи в системы 3D-нивелирования дорожно-строительной техники. Это набор поверхностей и структурных линий по каждому слою земляного полотна при многослойном его обустройстве, по каждому из слоев дорожной одежды, а в случае проекта ремонта — и по поверхностям фрезерования, сохраняемые в одном из форматов, поддерживаемых практически всеми современными системами управления дорожно-строительными машинами. В процессе строительства могут проводиться контрольные исполнительные съемки фактически построенной поверхности. 

Такие измерения могут выполняться как традиционными методами (тахеометрической съемкой), так и с применением набирающих популярность мобильных лазерных сканирующих систем. При необходимости КРЕДО позволяет легко загрузить результаты таких съемок и визуализировать их, показывая места, в которых отклонение от проектной поверхности превосходит допустимые значения.

«Следует помнить, что технология информационного моделирования подразумевает под собой не только использование соответствующего программного обеспечения, но и повышение зрелости применения технологий: изменение стереотипов мышления, подходов к организации процессов применительно к каждому этапу жизненного цикла автомобильных дорог. Безусловно, в современном мире любая развивающаяся технология, относящаяся к информационному моделированию, должна поддерживать открытую инфраструктуру, то, что принято обозначать как OpenBIM. КРЕДО поддерживает эту тенденцию в полной мере. Интеллектуальный импорт и экспорт данных во все современные САПР, ГИС, BIM-системы является безусловным конкурентным преимуществом уникальной отечественной разработки для информационного моделирования в сфере инженерных изысканий и проектирования объектов промышленного гражданского и транспортного назначения», – сообщил Аркадий Калинин.

Перспективные планы применения технологии информационного моделирования

«Компания «КРЕДО-ДИАЛОГ» постоянно развивает возможности систем комплекса КРЕДО в части применения технологий информационного моделирования. Перспектива на ближайшие несколько лет направлена на расширение функций и повышение удобства работы с информационными моделями, обмена и передачи в программы других производителей, а также расширение их применения на всех этапах жизненного цикла транспортных сооружений, с учетом расчета стоимости и управления процессом строительства», – рассказал Аркадий Калинин.

Подходят к логическому завершению обширные работы по реструктуризации данных с целью поддержки возможностей совместной одновременной работы команды специалистов в среде общих данных (СОД) над всеми конструктивными элементами транспортных объектов. Основополагающими задачами являются:

• обеспечение возможности работы с шаблонами объектов – сохранение и повторное использование структурированных каталогов с наследованием использовавшихся ролей и прав доступа к информации;
• настройка возможностей автоматического именования файлов модели в соответствии с принятой системой кодирования и классификации информации;
• создание и использование произвольных семантических свойств для сохранения дополнительной значимой информации по проектам, чертежам и ведомостям – статусы, исполнители и т.п.;
• одновременное проектирование несколькими специалистами профилей и конструктивных элементов выбранной трассы автомобильной дороги с автоматическим контролем взаимоисключающих изменений;
• расширение динамических связей между конструктивными элементами транспортных объектов с целью поддержки автоматического обновления моделей зависимых элементов вследствие изменений основного объекта;
• обеспечение возможности моделирования водопропускных труб;
• организация прямого доступа из файловых менеджеров (проводник, TotalCommander и т.п.) к проектам с данными и отчетным документам, хранящимся в СОД (хранилище документов);
• создание новых возможностей работы с данными мобильного лазерного сканирования и др.

В IV квартале 2020 г. у пользователей КРЕДО также появится возможность выбрать и заказать новые виды услуг консалтинга и аудита для повышения эффективности внедрения новых технологических функций.

«Основополагающей стратегией «ТюменьДорПроект» является применение и внедрение самых передовых и эффективных технологий в области использования информационного моделирования, которые обеспечивают сегодня повышение не только заветных тендерных преимуществ на рынке, но и дают возможности снижения основных производственных затрат», – прокомментировала ближайшие планы компании Ирина Матвеева.

Что дает участие в конкурсе?

Аркадий Калинин и Ирина Матвеева убеждены: «Участие в мероприятиях, подобных IV Всероссийскому конкурсу «BIM-ТЕХНОЛОГИИ 2019/20», дает уникальную возможность поделиться опытом и последними разработками с лидерами отрасли информационного моделирования. Наряду с обострившейся в последнее время «гонкой за инновационными технологиями», а также ужесточением конкуренции у большинства руководителей все чаще возникает необходимость в постоянной модернизации и повышении эффективности существующих технологических возможностей своих компаний. С этой позиции конкурс «BIM-ТЕХНОЛОГИИ» не только способствует распространению и развитию информационного моделирования в РФ в целом, но и создает площадку для поиска и определения наиболее эффективных способов трансформации существующих производственных технологий».