На всех парах
Триста промышленных предприятий и тридцать тысяч специалистов в сфере строительства и проектирования будут задействованы в реализации одного из самых масштабных инфраструктурных проектов стоимостью 2,349 трлн рублей. Детали возведения высокоскоростной магистрали между Москвой и Санкт-Петербургом приоткрыли на полях Транспортной недели в рамках XVIII Международной выставки и форума «Транспорт России».
Максимальное ускорение
«Весной был дан старт строительству высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург. Первые поезда нового поколения должны по планам выйти на линию уже через четыре года. А значит, от всех участников кооперации требуется высочайшая собранность и, конечно, строгое соблюдение графика», — указал премьер-министр России Михаил Мишустин.
В общей сложности при возведении высокоскоростной магистрали Москва — Санкт-Петербург будут задействованы примерно 30 тысяч специалистов из области строительства и проектирования. В настоящий момент часть из них работает над проектной документацией. Как стало известно на полях Транспортной недели, решение для участка от Москвы до Твери уже находится в высокой степени готовности, а работа над остальными отрезками переходит в активную фазу. При этом к работе подключена команда из 25 иностранных специалистов, представляющих пять стран мира. Ожидается, что с их помощью удастся локализовать технологии и в будущем использовать при строительстве новых высокоскоростных линий.
«ВСМ даст рывок в технологиях, промышленности, образовании и науке, — заявил Роман Старовойт, министр транспорта России. — Когда проект будет реализован, Россия войдет в элитарный клуб государств, где запущено высокоскоростное движение».
Полное импортозамещение
В отличие от иностранных коллег, российским специалистам предстоит сразу запустить отечественный высокоскоростной поезд, а проект строительства реализовать, опираясь исключительно на отечественные технологические решения. По сути, в стране должны быть созданы абсолютно новые технологическая, научно-образовательная платформы вместе с промышленными площадками. И эта амбициозная задача полного импортозамещения, по словам Романа Старовойта, кратно усиливает вызов.
Напомним, высокоскоростные магистрали существуют в Китае, Франции, Испании, Турции, Германии, Италии, Великобритании, Австрии, Бельгии, Швейцарии, Нидерландах, Саудовской Аравии, Республике Корея и Японии. При этом в мире есть всего несколько компаний, обладающих ключевыми компетенциями производства подвижного состава для скоростей свыше 250 км/ч, а большинству стран приходится импортировать технологии. Даже Китай с разветвленной сетью ВСМ смог запустить собственный поезд только через пять-семь лет после старта движения по магистрали.
Работа над российским подвижным составом уже идет полным ходом. Технологический заказчик работ в лице института развития АО «ГТЛК» уже сформировал базовый запрос на 41 серийный поезд, и еще два подобных тестовых состава машиностроители должны изготовить непосредственно по заказу РЖД.
«Сейчас мы переходим на совершенно новый технологический уровень — строим новый поезд, и даже представить нельзя, сколько трудностей и проблем необходимо преодолеть для того, чтобы он получился», — отметил Евгений Дитрих, глава «ГТЛК», добавляя, что работа идет совместно с компанией «Синара», которая этот поезд проектирует и разрабатывает.
Если вдаваться в детали, то российским инженерам предстоит создать поезд завтрашнего дня с обработкой поверхностей 7-го класса, какой в России пока еще никто не делал. Помимо экипажной части, необходима разработка тягового привода, токосъема, систем управления и кондиционирования при соблюдении жестких весовых ограничений — нагрузка на ось не должна превышать 17 тонн.
По словам Дмитрия Пумпянского, президента Свердловского областного союза промышленников и предпринимателей, предстоит создать более 30 тысяч узлов, деталей и комплектующих, из которых 1400 требуется разрабатывать вновь. В работу уже вовлечено около 300 предприятий. В результате с производства выйдет подвижной состав, на 80–85% состоящий из отечественных комплектующих.
Отличается от традиционного и само железнодорожное полотно высокоскоростной магистрали. Как отмечают аналитики Центра экономики инфраструктуры (ЦЭИ), подобные конструкции дороже в строительстве, но позволяют снизить расходы в период эксплуатации, требуют меньше технического обслуживания и дольше сохраняют проектное положение при интенсивном движении. Однако для достижения подобных эффектов строителям предстоит использовать инновационные технологии, чтобы трасса имела высокую точность. Если говорить в цифрах, то допустимая просадка на всем протяжении срока эксплуатации в 50 лет не должна превышать 15 мм.
«С таким технологически сложным проектом мы (и индустрия в целом) сталкиваемся впервые, — говорит Роман Пивовар, заместитель генерального директора по стратегии и развитию подрядной компании ”Нацпроектстрой”. — Вес одной балки, которую будем укладывать, чтобы обеспечить подобного рода устойчивость, составляет 740 тонн. Их станут отливать на 12 заводах, которые предстоит построить вдоль железнодорожного полотна. И каждая из этих площадок займет примерно 20 гектаров с идеально ровной поверхностью наподобие взлетно-посадочных полос».
Кроме того, «Нацпроектстрою» необходимо будет создать два завода по производству плит. Один из них расположится в районе Великого Новгорода, а второй — возле Твери.
С экономической эффективностью
Обычно концессии подобного рода финансируются государством. Однако при строительстве данной ВСМ все произойдет иначе: 75% используемых средств поступят из негосударственных источников, а все, что вложит бюджет, в будущем будет полностью возвращено государству.
Одним из главных выгодополучателей станет РЖД. Во-первых, компания выступит генеральным подрядчиком большой стройки. Во-вторых, получит подвижной состав нового поколения вместе со значительным приростом пассажиропотока. И, в-третьих, обращает внимание Юрий Бакерин, заместитель генерального директора компании «Российские железные дороги», все это делается с привлечением банковского сектора. Наконец, при реализации уникального проекта за счет строительства пассажирской инфраструктуры будут созданы возможности для дополнительной перевозки грузов в направлении портов Северо-Запада в размере порядка 30 млн тонн.
Согласно отчету ЦЭИ, выделенная линия для высокоскоростного движения позволит разгрузить существующую линию. Дело в том, что запуск «Сапсанов» между Москвой и Санкт-Петербургом привел к необходимости практически полностью ликвидировать грузовое движение на главном ходу Октябрьской железной дороги, а также кардинально сократить количество пригородных электропоездов. Грузовые поезда теперь следуют через Сонково в Тверской области или Ярославль, а это большие перебеги, финансовые и временные потери для грузоотправителей. Создание специализированной линии решит эту проблему, также перестанет возникать «конфликт ниток трафика», когда для пропуска одного скоростного поезда требуется снять несколько медленных грузовых или пригородных. В результате провозные мощности вырастут на 70%.
Кроме того, ожидается развитие территорий в зоне притяжения новой магистрали. По словам Владимира Косого, президента Центра экономики инфраструктуры, подобный эффект наблюдался в Московской области при пуске линии МЦД: уже на старте проекта был зафиксирован рост среднегодового ввода площадей в 2,5 раза. Например, инвесторы начали активно застраивать пустующие земли вблизи станции Перерва на МЦД-2.
В сухих цифрах расчеты эффективности проекта ВСМ, полученные по методике № 1512, показывают: каждый рубль, вложенный в строительство, даст 1,5 рубля прироста; суммарный прирост бюджетных доходов от всех видов эффектов составит 2,7 трлн рублей; прирост ВВП за период стройки и первых 20 лет эксплуатации в ценах соответствующих лет — 10,5 трлн рублей. Кроме того, на 5% увеличится производительность труда в агломерации при удвоении численности населения.
Планы на будущее
В общей сложности специалисты ЦЭИ оценили эффективность запуска шести перспективных высокоскоростных линий общей протяженностью 5597 км, проходящих через 11 городов-миллионников. Их работа может обеспечить прирост внутреннего валового продукта за время стройки и первых 20 лет эксплуатации на уровне 27,5 трлн рублей, а каждый вложенный рубль принести 2,3 рубля.
Так, вслед за флагманским проектом до Петербурга предлагается начать строительство линии, связывающей столицу с южными регионами через Воронеж и Ростов-на-Дону до Адлера, а далее двинуться от Москвы на восток. Первоочередным для ВСМ до Екатеринбурга может стать участок Москва — Нижний Новгород — Казань, запроектированный еще в 2010-х, затем будет построен отрезок между столицами Татарстана и Башкирии, а к 2040 году предлагается запустить линию Набережные Челны — Екатеринбург с вариантом продления до Челябинска. Завершающими в формировании опорного каркаса высокоскоростных магистралей призваны стать ВСМ Москва — Минск и Москва — Рязань. Представлен и футуристический план, согласно которому к 2074 году участки, проходящие по территории Российской Федерации, будут встроены в общую сеть, которая явит собой протяженный высокоскоростной маршрут от города Марракеш в Марокко до Сингапура в Юго-Восточной Азии.
Теперь Россия сама может проводить ускоренные испытания конструкций дорожных одежд, проектных решений и материалов, применяемых при возведении автомобильных магистралей. В этом году полигон со специальным комплексом «Циклос» начал работу в подмосковном Голицыне.
Практика ускоренных испытаний дорожной одежды позволяет в относительно короткие сроки понять, какое из решений является наиболее эффективным, а какое требует корректировок. Другими словами, теперь российские ученые имеют возможность за один-три месяца опытным путем определить, в каком состоянии будет только что построенная дорога через пять-десять лет: останется в нормативном состоянии или потребует капитального ремонта досрочно.
Речь идет о методе контролируемого приложения циклической нагрузки колесом к поверхности исследуемой дорожной одежды для определения параметров деформативности. Подобное направление требует опыта, который страна может наработать самостоятельно либо взять за основу работу других государств.
До недавнего времени собственные полигоны для ускоренных испытаний были только в странах Европейского союза, Южной Африки, Австралии, Индонезии, США и Бразилии. Согласно научным публикациям, ученые чаще всего исследовали проблемы колееобразования (устойчивости к пластическим деформациям) и усталостного трещинообразования, а в качестве причин детально изучали варианты морозного пучения, замораживания и оттаивания, остаточных деформаций и многое другое. Кроме того, зарубежные дорожники особое внимание уделяли влиянию модификаторов на свойства асфальтобетона в слоях покрытия и основания, изучали горизонтальные и вертикальные напряжения в конструктиве, нелинейность свойств грунтов, полужесткие и жесткие дорожные одежды, созданные с использованием различных материалов, эффективность применения асфальтогранулятов и полимербетонов, а также новые технологии ремонта и содержания автомобильных дорог, в том числе с использованием индукционных систем.
Собственный «ЦИКЛОС»
Первые испытания прошли во время строительства новой скоростной магистрали М-12 «Восток». В отдалении от основного хода на пикете 2620 специалисты устроили два отрезка (первый в соответствии с проектным решением конструкции дорожной одежды, а второй — с экспериментальным) и смонтировали «ЦИКЛОС». В течение некоторого времени установка имитировала однонаправленный грузовой трафик путем циклического перемещения четырех тележек, тогда как специальные датчики в различных слоях дорожной одежды посылали непрерывный поток информации о влажности, температуре и вертикальном давлении.
В 2024 году специально для СКН «ЦИКЛОС» был построен особый дорожно-испытательный полигон в Голицыне.
Анализ зарубежного опыта показал, что различные типы установок по ускоренным испытаниям требуют определенной инфраструктуры для обеспечения достоверного сбора информации, анализа и дальнейшего внедрения в нормативно-технические стандарты, — пояснил заместитель директора департамента научно-технического развития и стандартизации ФАУ "РОСДОРНИИ" Александр Конорев во время выступления на одном из крупнейших мероприятий дорожно-строительной отрасли. — Симулятор колесной нагрузки "ЦИКЛОС" мы дополнили системой линейных перемещений, которая позволяет создавать нагрузку с точки зрения нормального распределения на участке автомобильной дороги».
Полигон предназначен для единого методологического обеспечения проводимых испытаний и исследований, учитывающего комплексный подход для получения качественного результата. К настоящему времени здесь созданы условия для круглогодичной работы симулятора колесной нагрузки, а оснащение позволяет контролировать заданные параметры условий испытаний и производить техническое обслуживание «ЦИКЛОСа». В частности, специалисты соорудили три полномасштабные испытательные секции для устройства дорожных одежд и одну неглубокую — для испытаний, например, свойств асфальтобетона в дорожной конструкции. В непосредственной близости от них расположилась лабораторная база с административно-производственным блоком.
Отдельное внимание уделено современной системе сбора данных. Для выполнения ускоренных испытаний при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд осуществляется монтаж комплекта средств мониторинга, включающий датчики температуры, влажности, вертикального давления, горизонтальных напряжений, ускорений и перемещений, а также остаточных деформаций, с помощью которых получают новые научные данные о напряженно-деформированном состоянии дорожных одежд. Данные с датчиков мониторинга собираются с помощью многоканальной системы сбора и обработки данных через программное обеспечение Dewesoft X, предназначенное для одновременного измерения сигналов, поступающих от различных источников, отображения данных и их сохранения. Все это дает возможность детально изучить процессы, происходящие внутри конструкции дорожной одежды, и понять причины преждевременных разрушений и деформаций. Ожидается, что на основании полученных данных будут уточняться параметры расчетных моделей дорожных одежд для создания прогнозных моделей изменения транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог, а также выполняться разработка эмпирических зависимостей для совершенствования методов проектирования и расчета дорожных одежд.
В качестве первого опыта строительства дорожных одежд в испытательных секциях специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» попросили подрядчиков возвести две дорожные конструкции. Первая представляет собой аналог участка автомобильной дороги, который находится на трассе М-5 «Урал», а вторая — аналог классической дорожной конструкции на основном ходу магистрали М-12 «Восток».
Одновременно с этим идет работа по созданию нормативной базы. Внедрение и развитие метода ускоренных испытаний требует методологического и нормативно-правового обеспечения для того, чтобы испытания были легитимны и могли проводиться единообразно. На данный момент специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» запатентовали установку и разработали стандарт организации по методам ускоренных испытаний, а сейчас работают над созданием СТО «Ускоренные испытания дорожных одежд. Обработка и систематизация данных», «Ускоренные испытания дорожных одежд. Организация и производство работ по строительству дорожных одежд в испытательных секциях» и «Ускоренные испытания дорожных одежд. Монтаж датчиков мониторинга в испытательных секциях. Общие положения».
Программа исследований
Симулятор колесной нагрузки позволяет оценивать различные параметры, и в настоящее время исследования проводятся по характеру воздействия на дорожную конструкцию и по конструкционно-материальным решениям.
Для анализа долговечности специалисты ФАУ «РОСДОРНИИ» планируют изучать величину нагрузки в 10, 11,5 и 13 тонн. Кроме того, есть возможность детально исследовать влияние различных типов шин на долговечность, а также давление внутри них: 0,6 МПа применялись в ОДМ, а 0,8 МПа указаны в ПНСТ, но сейчас некоторые участники дорожной отрасли предлагают увеличить допустимый показатель в связи с ростом транспортного потока. При изучении конструктивно-материальных решений полигон дает возможность измерить тепловлажностный режим в конструктивных слоях дорожной одежды, а также оценить эффективность применяемых проектных решений, модификаторов, отходов промышленности или инновационных технологий в конструировании. Результаты проведенных исследований позволят уточнять параметры расчетных моделей дорожных одежд, а также эмпирических зависимостей, исследовать причины преждевременного разрушения, искать пути повышения устойчивости к колееобразованию и усталостному трещинообразованию, анализировать и прогнозировать транспортно-эксплуатационное состояние автомобильных дорог и в конечном итоге совершенствовать методы проектирования и расчета дорожных одежд.
Тем для исследований — большое количество. На данный момент разработан проект целевой программы исследований до 2030 года, а программа на первые три года вынесена на совет при Федеральном дорожном агентстве. Одно из предложений — подвергнуть изучению шесть вариантов материала в одном из слоев основания с точки зрения оценки изменения их характеристик в процессе эксплуатации. Если идея будет одобрена, то в течение 2025 и 2026 годов специалисты сравнят работу ЩПС из горных пород, щебня из горных пород М400 и М1000, ЩПС из активных и неактивных шлаков, а также щебеня из шлаков М400/1000 при прочих равных условиях и толщинах слоев в основании.
Практическая конференция «Технологии информационного моделирования и инжиниринга» вызвала огромный интерес у представителей бизнеса. Было много специалистов из строительной отрасли. В определенной степени мероприятие можно назвать знаковым, так как оно проходило почти сразу после введения очередного пакета санкций США, предписывающих иностранным компаниям не оказывать услуги в сфере ИТ и облачных сервисов в России.
Организаторами конференции выступили «СиСофт Девелопмент», разработчик программного комплекса Model Studio CS и «РОМБИТ», партнер-эксперт отечественного разработчика.
Среди прочих на конференцию пришли девелоперы, проектировщики, архитекторы, представители органов власти. И это неслучайно. Можно сказать, одномоментно строительная отрасль лишилась всего программного обеспечения, которое использовала многие годы.
С 12 сентября 2024 года американским технологическим компаниям запрещено оказывать консультационные и проектные услуги в России. Запрет распространяется на всех юридических и физических лиц России. Более того, оказывать ИТ-услуги для России не могут лица, находящиеся на территории США, а также американские граждане и организации, которые живут за пределами Америки. Санкции распространяются и на иностранцев, живущих и работающих в нашей стране. Можно сказать, с этого момента любой зарубежный софт, используемый на территории страны, частично или полностью прекратит свою работу.
Самым распространенным программным обеспечением в строительной отрасли долгие годы была система автоматизированного проектирования AutoCAD. Разработчик — американская компания Autodesk. У представителя заокеанского бизнеса есть еще один продукт для информационного моделирования зданий (BIM технологии). Это Revit. На рынке активно используется и более узкое ПО: Sketchup, Civil 3D, Tekla Structures, Sap2000, Procore и другие программы. Однако это все зарубежные продукты, подпадающие под санкции. Поэтому для представителей российской архитектурно-строительной сферы огромный интерес вызвало обсуждение отечественной системы 3D-проектирования Model Studio CS. Особенно это касалось уже накопленного опыта при проектировании тепловых пунктов, кабельных хозяйств и других гражданских объектов.
«Мы рады, что на ТИМИ-2024 к диалогу присоединились не только промышленные предприятия, но и крупные застройщики. Прошедшая конференция — это очередная ступень нашей работы на пути расширения использования российского инженерного программного обеспечения на предприятиях реального сектора экономики и, как следствие, импортонезависимости от иностранных решений», — сказал генеральный директор компании «РОМБИТ» Игорь Титаренко.
3D российской действительности
Участники конференции с интересом знакомились с отечественными разработками. А если говорить о строительной отрасли, здесь интерес вызвала система 3D-проектирования Model Studio CS. Это информационная среда, в которой аккумулируются все необходимые данные в режиме реального времени. Специалисты назвали важным аспектом работы системы возможность настройки атрибутивной информации элементов. После чего дерево проекта позволяет быстро находить все нужные элементы. Помимо создания 3D и 2D-элементов, система позволяет настраивать уровень детализации и создавать немоделируемые элементы, которые не отображаются графически, но содержат информацию, выводимую в спецификациях.
Сейчас Model Studio CS уже используется при реализации крупных проектов строительства — от прокладки метрополитена до строительства жилых домов — и помогает управлять на всех этапах работ. Не менее важным оказался и тот факт, что система учитывает все требования отечественного законодательства.
Ведущий инженер отдела проектирования ГУП «ТЭК СПб» Надежда Евстигнеева рассказала: «При внедрении системы Model Studio CS в компании рассчитывали добиться сразу нескольких результатов. Во-первых, оптимизации бизнес-процессов и выявления ошибок на ранних стадиях проектирования. Это давало снижение затрат на строительство и последующую эксплуатацию. Этого удалось добиться за счет визуализации проекта, эффективного планирования и минимизации непредвиденных работ». Эксперт также отметила сокращение сроков проектирования за счет параллельной работы специалистов и сокращения времени взаимодействия.
По словам ведущего инженера тепломеханического отдела проектирования компании «НордЭнергоИнжиниринг» Анастасии Кожаровой, для выбора программного обеспечения были заданы несколько параметров. Софт должен быть отечественным, иметь интуитивно понятный интерфейс и предоставлять комплексное решение. Не менее значимо было требование для быстрого обучения персонала.
«На данный момент 75% рабочей и проектной документации в компании выпускается на основании 3D-модели, выполненной в Model Studio CS», — констатировала Анастасия Кожарова.
Внедрение комплекса проходило в несколько этапов. Сначала были проведены аудит и обучение. Процесс внедрения системы начался с пилотного проекта. После чего были прописаны стандарты и регламенты. И уже тогда начался переход на работу Model Studio CS.
Со своей стороны, руководитель отдела внедрения инженерного ПО компании «РОМБИТ» Сергей Устинов добавил, что протокол перехода на Model Studio CS предполагает и подбор программного обеспечения, исходя из потребностей предприятий, а также возможность технического сопровождения работы системы.
Своими силами
Стоит сказать, что у участников конференции очередной пакет введенных санкций не вызвал особого пессимизма. Скорее, даже наоборот. Все с огромным воодушевлением слушали доклады о возможностях российского программного обеспечения и переходе на отечественный софт. Тем более что за последние годы российская ИТ-индустрия совершила огромный рывок вперед. По словам руководителя проектов по внедрению компании «СиСофт Девелопмент» Александра Корыстылева, на отечественном рынке программного обеспечения отечественные разработки уже занимают более 50% рынка. И доля продолжает увеличиваться.
Из выступлений участников конференции можно было сделать вывод: наиболее активными пользователями отечественного софта оказались экономические гиганты и предприятия — лидеры из разных отраслей. Объясняется это просто. Во-первых, таким образом компании минимизируют судебные риски, так как обязаны пользоваться исключительно лицензионными продуктами. Во-вторых, защищают себя от других непредвиденных ситуаций, которые могут случиться в будущем. Однако главным был другой посыл: отечественный софт позволяет подстраивать программное обеспечение под потребности любого бизнеса и конкретно взятого предприятия.
«Мероприятие стало отличной площадкой для обмена опытом и знаниями о современных технологиях информационного моделирования. Наша цель — помочь специалистам в их профессиональном развитии и предоставить им возможность познакомиться с новыми подходами и инструментами», — сказал заместитель директора департамента внедрения «СиСофт Девелопмент» Александр Белкин.
С поддержкой
Использование технологий информационного моделирования давно стало обязательным для гражданского строительства. Если говорить о Санкт-Петербурге, в нашем городе инновационный подход задолго стал визитной карточкой строителей и проектировщиков. Современное программное обеспечение помогает архитекторам, инженерам и строителям создавать точные и эффективные проекты, управлять ресурсами и координировать работу больших команд.
Однако, как выясняется, многие до последнего оттягивали переход на отечественное программное обеспечение. Хотя о необходимости такого шага все говорят давно. Например, весной этого года председатель правительства России Михаил Мишустин на конференции «Цифровая индустрия промышленной России-2024» говорил, что к 2030 году 80% российских предприятий должны перейти на отечественный софт. Для этого федеральные власти разрабатывают меры поддержки, так как переход на отечественное ПО может потребовать значительных затрат. Особенно для крупных проектов. Поэтому правительство намерено компенсировать бизнесу до половины затрат на внедрение отечественного инженерного и промышленного программного обеспечения. Кроме этого, рассматривается возможность предоставления дополнительных преференций организациям, которые отдают предпочтение отечественным разработкам. Среди прочего речь идет о выдаче кредитов по льготной ставке на модернизацию программного обеспечения.