Умная видеоаналитика меняет строительную отрасль
В сфере строительства ИИ набирает обороты — уже 27,6% компаний применяют эту технологию. Одна из самых востребованных ИИ-технологий в отрасли — видеоаналитика. Она помогает распознавать записи с камер в режиме реального времени, анализировать архивные видео или изображения по заданным параметрам. В чем польза видеоаналитики и какие задачи с ее помощью решают застройщики, рассказывают эксперты ООО «Сбер Бизнес Софт».
Зачем застройщикам видеоаналитика
Видеоаналитика позволяет решать одну из самых актуальных задач строительной отрасли — повышать производительность труда. По данным исследования «Повышение эффективности строительства», проведенного McKinsey в 2017 году, этот показатель остается низким во всем мире с начала 1990-х годов. В России расходы, связанные со строительством, составляют порядка 6% от ВВП, это 5,5 трлн рублей, при этом ежегодный прирост производительности сектора в течение последних 20 лет не превышает 1%.
Для повышения эффективности строительным компаниям необходимо в реальном времени контролировать выполнение строительно-монтажных работ, отслеживать текущие и плановые показатели, подготовку объектов к сдаче, соблюдение техники безопасности и многое другое.
Но на практике это нетривиальная задача. Видеонаблюдение, повсеместно используемое в строительстве, не позволяет оперативно реагировать на возникающие инциденты, в реальном времени оценивать следование регламентам и выполнение норм, фиксировать возможные нарушения. Анализ собираемой видеоинформации требует значительных человеческих и временных ресурсов.
Решает проблему современная видеоаналитика с использованием ИИ — она автоматически анализирует потоковые или архивные видеоданные. Полученные в ходе такого анализа знания позволяют бизнесу оптимизировать процессы, выявлять аномалии, а в итоге контролировать качество и безопасность работ и принимать обоснованные решения на основе достоверных данных.
Ключевой компонент видеоаналитики — компьютерное зрение. С помощью машинного обучения и нейронных сетей компьютерное зрение позволяет системам «видеть» и «понимать» то, что происходит на видео: идентифицировать объекты (предметы и людей), определять их местоположение и поведение. Девелоперы используют возможности компьютерного зрения, чтобы
- контролировать соблюдение правил безопасности: отмечать наличие СИЗ (средств индивидуальной защиты), факты пересечения периметра или нахождения в заданных зонах;
- анализировать поведение и эффективность труда: фиксировать факты работы и отдыха, длительность действий, последовательность, производительность;
- получать полный отчет о работе и трудовой дисциплине сотрудников.
— Компьютерное зрение позволяет бизнесу более оперативно реагировать на важные события, происходящие при операционной деятельности, повысить качество работы за счет мониторинга производственных процессов, а также повысить производительность благодаря автоматическому учету и анализу рабочего времени, контролю простоев. Также технология может помочь повысить уровень безопасности сотрудников и имущества, минимизируя хищения и риски различных инцидентов, — отметил директор по искусственному интеллекту ООО «Сбер Бизнес Софт» Максим Иванов.
Кейсы. Как работает видеоаналитика в недвижимости
Рассмотрим задачи, которые строительные и промышленные компании сегодня решают с помощью видеоаналитики, и проиллюстрируем их конкретными примерами.
- Контроль работы сотрудников и снижение рисков производственного травматизма
Территория строительства — это многочисленные площадки, на которых работают как сотрудники застройщика, так и специалисты компаний-подрядчиков. Видеоаналитика в данном случае работает как постоянный внешний «наблюдатель», который следит за тем, как выполняются требования техники безопасности и правил охраны труда, насколько производительны сотрудники, носят ли они спецодежду, каски, жилеты, страховочные пояса. Современные системы видеоаналитики позволяют решать несколько стратегических задач в сфере контроля процессов строительства. И в России существуют успешные кейсы.
Так, девелоперская компания «Самолет» с помощью видеоаналитики повысила производительность, сократила число инцидентов на стройке, снизила себестоимость работ на 1,5% и ускорила сроки сдачи объектов на 5%.
Первоочередной задачей застройщика стала автоматизация контроля и оперативного реагирования на отклонения от плановых показателей во время строительства, а также соблюдение регламентов при проведении отделочных работ — контроль черновой и чистовой отделки, наличие мебели и санфаянса, уборка мусора после завершения работ. Также застройщик автоматизировал мониторинг наличия ограждений на открытых участках. Теперь за установкой ограждений на протяжении всего хода строительства наблюдает искусственный интеллект.
Одновременно с внутренними решениями разрабатываются и универсальные сервисы для умного видеонаблюдения на строительных объектах. Это системы, которые отслеживают технологический процесс, замеряют время работы со спецтехникой, определяют эффективность работы сотрудников, тем самым сокращая затраты на простой до 60%, на стройконтроль — до 30%. Сервисы могут фиксировать численность сотрудников и посторонних лиц на площадке, распознавать средства защиты на людях с привязкой к локации и т. д. Так, если в зоне проведения строительных работ находятся люди, не имеющие нужного доступа, без должных средств защиты и т. д., системы умного видеонаблюдения предупреждают об этом ответственных лиц. В зонах повышенной опасности сервисы могут обнаруживать запрещенные к использованию предметы без участия человека.
- Эффективное управление ресурсами
Видеоаналитика помогает эффективно и рационально расходовать материалы, а также мониторить безопасную работу оборудования. Умное видеонаблюдение может контролировать все движение на стройке — въезд и выезд транспорта, перемещение материалов, работу техники — и предупреждать о сбоях или износе оборудования. Также искусственный интеллект помогает в решении спорных ситуаций о дефектах, нехватке или подмене материалов.
Так, например, «Ростелеком» организовал мониторинг ремонтных и строительных работ на социальных объектах Республики Калмыкия. Для контроля ремонта школ и строительства фельдшерско-акушерских пунктов на объектах установили несколько десятков камер видеонаблюдения, записи с которых обрабатываются нейросетями. Заказчики — правительство республики и представители органов власти — в реальном времени отслеживали ход всех работ и могли обратиться к аналитике видеозаписей, что значительно повысило эффективность выполнения работ. Как отмечает компания, видеонаблюдение пользуется спросом и у представителей бизнеса: такие системы помогают решать конфликтные ситуации, оценивать работу персонала, обеспечивать безопасность выполнения работ и в целом принимать верные решения.
— Наша система, основанная на технологии облачного видеонаблюдения, является уникальной в своем роде и помогает в реализации федеральных и национальных программ согласно требованиям Минстроя России. Цифровое решение объединяет видеопотоки с разных объектов от нескольких подрядчиков по принципу единого окна в режиме онлайн, что обеспечивает контроль за ходом строительства — эффективностью труда работников, расходом материалов, сроками сдачи объектов. У заказчика есть возможность отследить ход стройки с любого электронного устройства из любой точки мира, — отметила директор Калмыцкого филиала ПАО «Ростелеком» Ольга Харкибенова.
- Предотвращение чрезвычайных ситуаций
Система визуального мониторинга способна мгновенно распознать нарушения, которые традиционные системы безопасности могли бы пропустить или среагировать на них недостаточно оперативно. При обнаружении задымления или пожара, оставленного предмета, незаконного проникновения на территорию ответственный сотрудник автоматически получает срочное сообщение, а на его монитор или мобильное устройство выводится видео с камеры, фиксирующей ЧС. Это позволяет немедленно принять решение, а значит, снизить возможные риски и финансовые потери.
Благодаря непрерывному анализу ситуаций на охраняемой территории умные системы видеоаналитики могут быстро обнаруживать и предотвращать несанкционированный доступ на площадку, распознавать знаки опасных грузов и улучшать контроль за ними, определять потенциально опасные события, например нахождение людей рядом с тяжелой техникой. Системы видеоаналитики защищают площадку круглосуточно, минимизируют такие инциденты, как кражи инструментов, оборудования, материалов, транспортных средств или вандализм: граффити, разбитые окна, повреждение строительного оборудования.
Например, система видеоаналитики, реализованная российским разработчиком CVC для собственника песчаного карьера, позволила заказчику сэкономить 1,7 млн рублей в месяц на хищении песка. Компания разработала и обучила нейросеть, которая анализировала изображения с видеокамер и контролировала проезд на карьер только оформленных в учетной системе транспортных средств, правила выезда грузовиков (согласно регламенту ТС должно выезжать за КПП без тента), а также оценивала, соответствует ли реальный объем кузова указанному в учетной системе.
Другой пример применения видеоаналитики уже в промышленном секторе — проект СИБУРа по строительству Амурского газоперерабатывающего завода, который реализуется в регионе со сложными природно-климатическими условиями и недостаточно развитой инфраструктурой. В связи с большой протяженностью объектов строительства и высокой сложностью работ СИБУР использует БПЛА для контроля за проведением работ, выявления действий и условий, требующих особого контроля на объектах строительства, а также применяет технологии видеоаналитики на основе нейросетей.
— СИБУР активно развивает продукт «Дрон-сервис», совершенствуя автоматизацию полетов и интеллектуальную обработку полученных данных. Эти новшества позволят минимизировать влияние человеческого фактора и как результат повысят уровень контрольной среды на предприятиях, — отметил Андрей Лантрат, владелец продукта, СИБУР.
Видео с камеры беспилотного летательного аппарата транслируется в реальном времени на планшет сотрудника отдела промышленной безопасности. Качество и детальность транслируемого видео обеспечивает возможность визуальной идентификации нарушений, осуществления оперативного реагирования и устранения нарушений. В дальнейшем полученные видеоматериалы могут обрабатываться системами видеоаналитики, разработанными специалистами цифрового СИБУРа, в том числе с целью выявлять очаги возгорания и несанкционированные свалки отходов на объектах строительства, в вахтовых городках строителей и в непосредственной близости от стройки.
Итоги
Современные системы видеоаналитики можно считать одним из необходимых компонентов цифровизации строительной отрасли. Использование систем машинного обучения и компьютерного зрения позволяют сократить время на идентификацию и оценку инцидентов безопасности, мгновенно оповещать ответственных сотрудников о подозрительной активности, опасностях, происшествиях, тем самым минимизируя последствия и сокращая затраты на их устранение.
Достоверная информация, поступающая в реальном времени, позволяет проактивно действовать, корректируя планы строительства, повышая эффективность труда, улучшая взаимодействие строительных бригад и оптимизируя использование техники на площадке.
Видеоаналитика и оперативная обработка поступающей информации минимизируют риски возникновения чрезвычайных ситуаций и сокращают затраты на расследование инцидентов.
ООО «Испытания. Диагностика. Контроль» («И.Д.К») осуществляет все виды контроля качества дорог и дорожно-строительных работ, включая лабораторное сопровождение строительства. Стационарные лаборатории компании базируются на Северо-Западе России, для выполнения заказов в других точках страны формируются мобильные лабораторные комплексы, оснащенные всем необходимым.
Наверное, каждый из нас задумывался о качестве российских дорог, хотя в последние годы сделано немало для его повышения. На Петербургском экономическом форуме бывший министр транспорта, сейчас помощник президента РФ Игорь Левитин заявил, что федеральные дороги приведены в порядок, 85% из них соответствуют установленным нормативам.
Это произошло благодаря многим факторам, в том числе кропотливой работе специалистов по контролю качества дорожного полотна в ходе строительства, ремонта или реконструкции.
Однако далеко не у каждой строительной компании имеются собственные ресурсы для осуществления полноценного контроля качества работ, материалов и изделий на объекте, ведь для этого необходимо проводить исследования и испытания с применением высокотехнологичного и сложного оборудования. Например, испытания на прочность, износ, усталость с помощью разрывных машин, или выявление дефектов с применением акустического, магнитного, ультразвукового метода. Или химические исследования свойств материалов, характеризующих их безопасность и качество.
Наряду со сложной приборной техникой требуются специалисты высокой квалификации, владеющие передовыми методами исследований.
С учетом современного уровня развития методов лабораторного анализа и дефицита квалифицированных кадров строительным компаниям трудно организовать и держать в штате подразделения по контролю качества. Целесообразно обращаться к специализированным компаниям, обладающим необходимым парком оборудования и специалистами.
Лабораторное сопровождение
Большой опыт в области контроля качества объектов дорожного строительства имеет ООО «И.Д.К» («Испытания. Диагностика. Контроль»). Если охарактеризовать основные услуги компании для дорожной отрасли одной фразой, то можно сказать, что это лабораторное сопровождение строительства. Оно осуществляется по двум направлениям: анализ стройматериалов, обследование и аудит дорог на различных этапах строительства, реконструкции или ремонта.
Спектр исследуемых материалов широк: песок, грунты, щебень, гравий, бетон, битумы, мастики, эмульсии, различные типы асфальтобетонов и т. д.
Возможности компании, включая оснащение современным оборудованием и квалификацией персонала, позволяют определять множество механических и физико-химических характеристик, влияющих на качество анализируемого материала. Это плотность, морозостойкость, растяжимость, влажность, водопоглощение, водонепроницаемость, гранулометрический состав, коэффициент уплотнения, зерновой состав и многое другое.
Испытательные лаборатории ООО «И.Д.К» соответствуют требованиям ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2019, что подтверждено аттестатом Федеральной службы по аккредитации.
Основа контроля качества
«Лабораторные исследования – это основа контроля качества дорог и дорожно-строительных работ. Мы располагаем стационарными испытательными лабораториями в Санкт-Петербурге и Великом Новгороде, – рассказывает генеральный директор ООО «И.Д.К» Александр Васильев. – Кроме того, для заказов на удаленных объектах, где наша работа рассчитана на длительный срок, мы формируем мобильные лаборатории на базе строительных вагончиков. Сейчас такие лаборатории работают на наших объектах в Мурманске, Уфе, на Дальнем Востоке в поселке Верхнезейске Амурской области на строительстве железнодорожной магистрали БАМ-2, где мы работаем уже более полугода. А, например, для объектов в Тверской области нет смысла собирать лаборатории-вагончики, целесообразнее отвезти образцы материалов в Великий Новгород».
«И.Д.К» комплектует мобильные лаборатории оборудованием на том же техническом уровне, что и стационарные, за исключением крупногабаритных установок, которые не разместить в вагончике. При этом несущие конструкции вагончика, в частности полы, усиливаются, чтобы могли выдержать соответствующую нагрузку.
Комплекс услуг
Контроль качества дорог, разумеется, не ограничивается лабораторным сопровождением, которое проводится в ходе строительно-монтажных работ (СМР). «И.Д.К» может оказывать комплекс услуг на всех стадиях реализации проекта строительства автомобильной или железнодорожной магистрали. Перед началом СМР осуществляется входной контроль проектной документации, включая проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР). После этого контролируется качество стройматериалов и изделий, поступающих на площадку. Затем проводится геодезический контроль с проверкой соответствия проекту положения элементов, частей сооружений и инженерных сетей в процессе их монтажа и временного закрепления. Потом идет операционный контроль в ходе выполнения СМР. По их окончании настает время приемочного контроля, который состоит в итоговой оценке качества выполненных работ, а также отдельных конструкций и правильности оформления исполнительной документации.
Помимо этого, «И.Д.К» по заказу партнеров может осуществлять инспекционный контроль, включающий выборочную проверку качества выполняемых работ и применяемых материалов, а также технологических карт, инструкций по качеству и технике безопасности.
В наши дни все более серьезные требования предъявляются к сохранению окружающей среды. Компания может взять на себя комплексный экологический надзор за строительными работами – контроль за рубкой деревьев, вывозом отходов и грунта, соблюдением других норм экологической безопасности. Специалисты следят, чтобы в ходе работ не загрязнялись водоемы и почва.
Плодотворное сотрудничество
«Многие подрядчики прекрасно понимают важность профессионального контроля качества строительных работ, поэтому привлекают к сотрудничеству компании, специализирующиеся в данной области», – констатирует Александр Васильев. В послужном списке компании немало крупных объектов дорожного строительства, например, скоростная автомобильная дорога Москва – Санкт-Петербург М-11 «Нева», трасса М-5 «Урал», Крымский мост.
«Контроль качества дорожного полотна и дорожно-строительных работ является важнейшим направлением нашей работы, – подчеркивает Александр Васильев. – Сотрудничество с нами помогает заказчикам быстро выявить недостатки на всех этапах строительства. Это позволяет избежать лишних затрат в будущем».
1 ноября 2023 года состоялась конференция «ТИМИ-2023 Санкт-Петербург. Технологии информационного моделирования и инжиниринга», организованная компанией «НИП-Информатика» при поддержке «СиСофт Девелопмент» и «Нанософт». В ее работе приняло участие около 200 представителей строительных компаний, проектных институтов, вузов, специалистов сметного дела и строительной экспертизы.
По мнению исполнительного директора АРПП «Отечественный софт» Рената Лашина, информационное моделирование сегодня находится в топе цифровой повестки государства. Это связано с необходимостью достижения технологического суверенитета в ближайшие 2-3 года, поскольку большинство иностранных производителей ПО для информационного моделирования ушло с российского рынка.
«Наша компания столкнулась с непростой проблемой: за ограниченное время заменить импортное программное обеспечение, не теряя при этом функциональности», – обозначил ключевую задачу российских разработчиков САПР Илья Ивахов, начальник отдела САПР ПГС «НИП-Информатика».
Компания «СиCофт Девелопмент», которая в течение 15 лет развивает это направление, сейчас выступает лидером в разработке САПР- и ТИМ-решений. Об этом говорят масштабы распространения ее программных продуктов: свыше миллиона лицензий, более 35 тысяч предприятий-клиентов и 400 тысяч рабочих мест. Не случайно лейтмотивом конференции стала программа Model Studio CS на платформе nanoCAD и практика ее применения в промышленном и гражданском строительстве. Один из наиболее популярных продуктов Model Studio CS Строительные решения включает средства 3-мерного проектирования по разделам АР, КР, графическую САПР-платформу nanoCAD, библиотеку элементов в поставке с ПО, подсистемы генерации чертежей и спецификаций на основе российских стандартов. По сравнению с первой версией 2014 года программа увеличила перечень команд с 12 до 127 и постоянно обновляется благодаря практикам с такими партнерами, как Газпром, Росатом, Роснефть и другими ведущими компаниями.
Руководитель проектов Александр Коростылев рассказал собравшимся о комплексной BIM-cистеме Model Studio CS, области ее применения, замещении иностранных программных продуктов, а также о планах и приоритетах развития программного комплекса Model Studio CS и единой информационной платформе CADLib на период до 2025 года. Среди них – поддержка ОС на базе Linux, датацентричная технология, оптимизация алгоритмов обработки больших моделей и многое другое. Другие специалисты компании подробно остановились на функционале АРМ операторов BIM-моделей, методике подготовки экспресс-смет, комплексном решении NS Project для цифровизации процессов проектирования.
В отличие от зарубежных вендоров отечественные разработчики готовы адаптировать продукт под конкретные требования, а их взаимодействие с заказчиком можно назвать командной работой. К примеру, с «ГЭХ Теплостройпроект» у «СиСофт Девелопмент» сотрудничество по разработке и внедрению автоматизированного проектирования тепловых сетей длится с 2017 года. «Во-первых, компания решила вложить усилия в создание критически необходимого для нас инструмента, которого изначально не было в Model Studio CS, – отмечает руководитель департамента технической политики, методологии и стандартизации Александр Можаев. – Во-вторых, при выборе платформы нас склонили в пользу nanoCAD, а не AutoCAD, поэтому 2022-й не стал для нас неожиданностью».
С подобными прикладными кейсами выступило несколько заказчиков, что говорит о широком потенциале отечественных САПР.
Российские программные продукты далеко не первый год заменяют зарубежное ПО, и с каждой новой версией разработчики зачастую предлагают по-настоящему инновационные решения. Например, специалисты «Нанософт разработка» представили первые в России smart-нормативы для проверки информационных моделей через алгоритмизацию семантического анализа. Другие разработки компании – обработка данных 3D-сканирования с помощью модульной платформы ReClouds или автоматизация поиска нормативных нарушений в цифровой модели – также вызвали большой интерес участников конференции.
«Мероприятие в Санкт-Петербурге стало живой площадкой общения в силу того, что в городе и в Ленинградской области растет пул компаний, влившихся в цифровую трансформацию, – подвел итоги конференции директор представительства ГК «СиСофт» Александр Белкин. – Здесь мы познакомились с интересными практиками выбора и внедрения софта и вновь пополнили свое портфолио темами, которые могут стать перспективными направлениями развития».