ТИМ пилотируют на М-12
Новая транспортная магистраль М-12 «Восток» стала настоящим полигоном для апробации новых решений в дорожной отрасли. Здесь испытывают не только инновационные подходы в строительном процессе, но и технологии информационного моделирования на различных стадиях жизненного цикла объекта.
В соответствии с поручением первого заместителя министра транспорта Российской Федерации А. А. Костюка от 11 марта 2021 года технологии информационного моделирования (ТИМ) решено использовать при возведении нового участка скоростной магистрали М-12. В общей сложности уже оцифрованы строящийся обход городов Нижнекамск и Набережные Челны и реконструируемый участок существующей трассы М-7 «Волга» до границы между Республиками Татарстан и Башкортостан. Речь идет о 177 километрах дороги, 22 надземных пешеходных переходах, 16 мостах, 16 многофункциональных зонах, 16 транспортных развязках и 22 путепроводах. При этом одним из самых сложных искусственных сооружений является мост через реку Кама.
Концепция строительства обхода Нижнекамска и Набережных Челнов протяженностью чуть более 80 километров разработана с учетом перспективного развития скоростного маршрута М-12 на участке от Казани до Екатеринбурга. Будущая четырехполосная трасса автомобильной дороги категории IБ даст возможность автомобилям двигаться со скоростью до 120 км в час. Для обеспечения безопасности на участках примыканий в одном уровне и съездов транспортных развязок дорожники устраивают переходно-скоростные полосы, а также возводят путепроводы и мосты, устанавливают наружное освещение. Для электроснабжения объектов дорожной инфраструктуры здесь размещаются блочные комплектные трансформаторные подстанции, а в водоохранных зонах рек и ручьев специалисты оборудуют локальные очистные сооружения.
Информационная модель создана
«Была поставлена задача: все, что делается на стадиях “П” и ”Р”, объединить, чтобы можно было использовать в дальнейшем строительстве с переходом на эксплуатацию», — заявил Андрей Зенкин, заместитель главного инженера ФКУ «Волго-Вятскуправтодор», выступая на XI Международной специализированной выставке «Дорога».
С применением двух вендорных программ (S-info и clever) дорожники создали объединенную информационную модель. И теперь с ее помощью все участники процесса могут в динамике видеть ход выполнения строительно-монтажных работ. Другими словами, нажав на любой элемент в модели, можно перейти к привязанной документации, которая вышла из Главгосэкспертизы, а также изучить атрибутику документов, утверждающихся в процессе строительства. При этом доступ к информационной модели обеспечен как через браузер стационарного компьютера, так и с мобильного устройства.
В частности, на текущий момент уже проработано и в тестовом режиме происходит рассмотрение проектной и рабочей документации. Кроме того, вендоры создали возможность внесения изменений в раздел «Рабочая документация» и их согласования с применением электронной цифровой подписи.
Сейчас IT-специалисты работают над тем, чтобы участники процесса могли утверждать производство работ внутри системы. И по завершении наладки модуля каждый получит возможность изучить весь объем рабочей документации и подписать электронной цифровой подписью. При этом будет реализована возможность идентификации каждой подписи. Наведя курсор на QR-код, человек сможет получить подтверждение, что данный лист документа был подписан конкретной электронной цифровой подписью в определенный период времени.
Готовые акты журналов авторского надзора и строительного контроля уже формируются внутри системы. Цифровые документы также связаны с контрактной ведомостью, с выполнением КС и позволяют набирать в полуавтоматическом режиме практически весь необходимый перечень работ. После прохождения всех стадий согласования на документе собираются все электронные цифровые подписи, которые так же легитимны, как и живые.
Исполнительная документация пока загружается в сканированном pdf-формате, но в дальнейшем при развитии платформы появится возможность получать все данные в цифровом формате без бумажных носителей.
Формы КС-2 и КС-3 на текущий момент подписываются в полновесном формате. При этом участники видят, к каким документам привязаны все работы, как связаны с исполнительной документацией, контрактной ведомостью и журналом общих работ. Впрочем, в тестовом режиме на нескольких подрядчиках протестировано подписание КС внутри системы. И сейчас ведется работа над тем, чтобы документы автоматически выгружались в машиночитаемом виде и интегрировались с общей системой.
Как резюмировал Андрей Зенкин, на данный момент удалось осуществить взаимодействие между всеми участниками процесса: заказчиком, подрядчиком, исполнителями авторского надзора и строительного контроля, а также наладить прохождение всех документов в электронном виде, начиная с рабочей документации, которую загружает проектировщик. В тестовом режиме пройдены полные согласования томов рабочей документации с рассмотрением и отклонением замечаний, а также подписание всеми участниками процесса рабочей документации — вплоть до утверждения производства работ.
Со строгой отчетностью
Отдельное внимание разработчики уделили способам получения информации из ТИМ-модели для контроля работ на строительной площадке на основании данных, вносимых в систему подрядными и субподрядными организациями. Во-первых, создана возможность формировать отчеты автоматически по заранее настроенным шаблонам. Такой файл содержит в себе три блока: информацию о ходе разработки рабочей документации, об этапах проведения строительно-монтажных работ с разбивкой на плановые и фактические показатели в сравнении с различными периодами (за год, месяц или неделю), а также визуализацию хода выполнения работ в 3D-формате и с отображением в цифровой модели с добавлением хронологии строительства. Помимо этого, специалисты предоставили возможность оперативно получать аналитические выборки и представлять их в виде настраиваемых интерактивных дашбордов с обобщенной информацией в виде таблиц, графиков, диаграмм и фотоматериалов.
«Внедрение технологии информационного моделирования позволяет обеспечить безбумажное взаимодействие и обмен информацией абсолютно всех участников строительного процесса с использованием сводной цифровой информационной модели, которая помогает определять качество и объемы производимых работ в режиме реального времени. Кроме того, ТИМ повышает производительность труда за счет цифровизации производственных процессов в дорожной отрасли», — указал Иван Жевжиков, заместитель директора департамента цифровой трансформации ФАУ «РОСДОРНИИ».
Впрочем, уйти от бумажной документации на сегодняшний день удалось лишь частично. Дело в том, что не все государственные структуры уже перешли на «цифру».
«Как уже сказали, с Ростехнадзором у нас пока нет договоренности, поэтому, к сожалению, электронный вид не отменяет бумажного. Надо все сдавать и хранить. А что делать с исполнительной документацией? Ее надо в бумажном виде хранить в режиме ”постоянно”. Вопросов еще много», — обратил внимание Константин Могильный, руководитель «Автодор-Инжиниринг».
Работа требует средств
Еще один важный момент касается оплаты работ по содержанию и ведению информационной модели на этапах строительства и эксплуатации объекта. На текущий момент в сметы заложены только затраты, понесенные на стадиях «П» и «Р», так как работы идут с 2021 года, а учитывать стройку разрешили только в 2024 году согласно Приказу Минстроя России от 30 января 2024 года № 55/пр «О внесении изменений в Методику определения сметной стоимости строительства, реконструкции, капитального ремонта, сноса объектов капитального строительства, работ по сохранению объектов культурного наследия (памятников истории и культуры)». В состав значительного количества правок впервые вошел алгоритм расчета затрат застройщика, технического заказчика, лица, обеспечивающего или осуществляющего подготовку обоснования инвестиций, и (или) лица, отвечающего за эксплуатацию объекта капитального строительства; на формирование и ведение информационной модели при осуществлении строительства.
Метрика внедрения в деятельность субъектов инвестиционно-строительного цикла является одним из важнейших элементов использования технологий информационного моделирования. Утвержденные приказом положения позволяют отраслевым организациям использовать методологию определения затрат на технологии информационного моделирования при осуществлении строительства с учетом численности, заработной платы ТИМ-исполнителей, продолжительности строительства, коэффициента участия и индекса квалификации ТИМ-исполнителей, стоимости лицензии и поддержки ТИМ-системы, накладных расходов и сметной прибыли. «Работа по урегулированию вопросов ценообразования и сметного нормирования технологий информационного моделирования, а также по совершенствованию принципов и подходов к цифровой информационной модели будет продолжена», — подчеркнул Константин Михайлик, заместитель министра строительства и ЖКХ России.По заявлениям дорожников, на данный момент методика дает возможность покрывать около 70% понесенных затрат.
Иллюстрации: ФКУ «Волго-Вятскуправтодор», «С-ИНФО» и «Клевер»
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.