ИИ на стройке
Искусственный интеллект все плотнее входит в жизнь строительного сектора. В Москве чиновники уже доверяют машинным алгоритмам проверку проектной и рабочей документации, создание квартирографии для домов по программе реновации и надзор за строящимися объектами. Впрочем, на подходе и новые сервисы.
Пять лет назад в России была утверждена Национальная стратегия развития искусственного интеллекта на период до 2030 года. Согласно документу, Россия должна активно внедрять новые технологии. Так, доля органов государственной власти, крупных и средних компаний, использующих ИИ, к 2030 году должна вырасти до 20%.
«Россия должна стать мировым лидером не только по созданию, но и по масштабам применения, проникновению искусственного интеллекта во все сферы нашей жизни, — заявил президент России Владимир Путин во время выступления на конференции «Путешествие в мир ИИ» в декабре 2024 года. — Процессы, на которые сейчас нужны годы, будут осуществляться (а в некоторых областях уже идут) не за дни, а за часы, минуты и даже секунды».
Одной из отраслей, где машинные алгоритмы допущены к работе, является строительный сектор. Напомним, в дорожной карте федерального проекта «Искусственный интеллект» говорится, что отрасль при помощи нейротехнологий должна улучшить качество строительного процесса за счет обнаружения ошибок, моделировать и анализировать потенциальные опасности (пожарные риски и риски разрушения здания), а также повышать качество архитектурного планирования за счет анализа изображений окрестностей.
Роботы проектирования
В начале 2024 года в столице начал работу Центр искусственного интеллекта в градостроительстве, созданный на базе ГБУ «Мосстройинформ» при Департаменте градостроительной политики. Именно здесь, по словам мэра Москвы Сергея Собянина, происходит разработка и внедрение инновационных решений для решения различных задач строительной сферы.
Работа новой структуры началась с детального изучения процессов, проходящих на стадиях предпроектной подготовки, проектирования и строительства объектов. Более того, сотрудники центра определили ключевые этапы, на которых возможно использование ИИ, и опросили участников строительной отрасли о том, какое программное обеспечение они используют на указанных этапах и какие из задач могли бы отдать машине. В результате появился список перспективных сервисов, способных сократить временные затраты на прохождение отдельных стадий жизненного цикла объектов капитального строительства. Отметим, что каждый из них направлен на оптимизацию деятельности участников инвестиционно-строительной деятельности.
В числе перспективных направлений для применения искусственного интеллекта в строительстве оказались подбор строительной площадки и принятие финансовых решений при предпроектной подготовке, проверка проектной документации, поиск коллизий в информационных моделях зданий на стадии проектирования; а во время работ по возведению объекта — строительные роботы, мониторинг строительной площадки, в том числе в части мониторинга качества и сроков строительства, умные гаджеты, например для оценки качества бетона, прочности фундамента, оценки состояния персонала, предсказательная аналитика в части стройматериалов и техники.
За полгода работы Центра ИИ в градостроительстве столичные чиновники запустили в работу четыре сервиса. В частности, с помощью программы «Аналитика градостроительного плана земельного участка» искусственный интеллект извлекает и структурирует данные для анализа и прогнозирования. Через «Цифровой нормоконтроль» машинные алгоритмы проверяют оформление проектной и рабочей документации. «Калькулятор процедур в сфере строительства» дает возможность планировать жизненный цикл проекта в режиме онлайн, где ИИ помогает свериться с актуальной нормативно-правовой базой. Сервис «Квартирография» занимается разработкой планировочных решений по программе реновации в автоматическом режиме. Кроме того, в стадии создания — и другие инновационные программные решения: «Мониторинг хода строительства», «Поиск коллизий в BIM-моделях», «Планирование застройки и развитие городских территорий на базе эволюционных вычислений».
Как поясняют в Центре искусственного интеллекта в градостроительстве, востребованность сервисов подтверждается результатами опроса участников рынка — застройщиками, генеральными подрядчиками, проектировщиками, участвующими в строительстве объектов столицы.
Квартирография — в руках ИИ
Идея доверить искусственному интеллекту работу над квартирографией для программы реновации уже доказала свою эффективность. К слову, в момент первоначального исследования Центра ИИ в градостроительстве «за» привлечение алгоритмов в процесс формирования проектной квартирографии типовых (в том числе строящихся по программе реновации) многоквартирных домов высказались девять респондентов из числа участников стройсектора Москвы. И это вывело позицию в лидеры.
«Сервис разработали специально для программы реновации. Он позволяет не только эффективнее планировать здание, но и на 35 процентов оптимальнее использовать жилые площади. В итоге в новостройках появляются удобные холлы, пространство для перемещения жителей с велосипедами и детскими колясками, маломобильных групп населения, грамотно организуется размещение квартир», — рассказывает руководитель Департамента градостроительной политики Москвы Владислав Овчинский.
Отметим, что «Квартирография» генерирует архитектурно-планировочные решения для многоквартирных домов по заданным параметрам. Для работы сервису нужны характеристики земельного участка, пользовательские и нормативные ограничения, а также требования к зданию: максимальная этажность, количество и вариативность планировок, площадь квартир, показатели инсоляции помещений. Сервис, основанный на эволюционных вычислениях и генеративных моделях, был разработан Санкт-Петербургским национальным исследовательским университетом информационных технологий, механики и оптики совместно с Центром искусственного интеллекта в градостроительстве.
Нейросеть на стройплощадке
Постепенно искусственный интеллект приходит и на строительную площадку. О деталях эксперты рассказали на IX Межрегиональной конференции органов государственного строительного надзора субъектов Российской Федерации.
«Коллеги с помощью искусственного интеллекта занимаются риск-ориентированным подходом. Они выявляют те рисковые направления, где искусственный интеллект должен подсказывать, в каком направлении дальше инспекторам двигаться. Но это только первый этап, то, что мы с вами видим через программное обеспечение», — говорит заместитель министра строительства и ЖКХ России Сергей Музыченко.
Например, сейчас в целях профилактики Москва намерена охватить все строящиеся объекты в городе камерами, датчиками, дронами, что позволит сразу видеть проблемы, вызывающие негатив у жителей города: шумы, грязь от стройки, ненадлежащее складирование строительных материалов.
«На сегодняшний день в городе проводится пилотный проект по оснащению всех строительных площадок камерами, которые позволяли бы выявлять все части потенциальных нарушений. Это установка камер на саму стройку, индикаторы шума, потому что жители часто жалуются, что застройщики торопятся сдать объекты и создают избыточное шумовое давление. В рамках этих “пилотов” с использованием технических средств мы можем своевременно доводить до застройщиков проблемы, которые нужно решать», — подчеркивает председатель Комитета государственного строительного надзора города Москвы Антон Слободчиков. Из 1700 объектов в стадии строительства порядка 600 уже оснащены камерами, сигнал с которых поступает в цифровое хранилище данных. По оставшимся строительным площадкам с застройщиками подписаны дорожные карты по дооснащению объектов, во втором квартале 2025 года эта работа будет завершена. Кроме того, органы надзора намерены получать информацию с камер, установленных на соседних со стройкой домах.
На следующем этапе федеральный Минстрой видит непосредственное внедрение искусственного интеллекта при выполнении строительно-монтажных работ. Новый подход не заменит инспекторов строительного надзора, но поможет оценить и обеспечить соответствие проекту — особенно тому, что запроектирован при использовании технологий информационного моделирования. «Эти проекты с точки зрения геометрии, конструкций во многих случаях завязаны с программным обеспечением, которое присутствует на строительной площадке, поэтому привязать эту конструкцию через геодезическую съемку, обеспечить геометрические параметры путей эвакуации, толщины конструкций, поперечного сечения конструкций сейчас можно. Москва и Московская область этим активно занимаются, внедряют», — отмечает Сергей Музыченко, добавляя, что в перспективе оценка соответствия геометрических параметров конструкций уйдет в область автоматической оценки с помощью приборов инструментального контроля с применением искусственного интеллекта.
«Искусственный интеллект для Московской области — это основа основ, — обращает внимание министр правительства Московской области по государственному надзору в строительстве Артур Гарибян. — Мы берем на себя функцию госаутсорсинга, чтобы хлопоты были наши, а идея — застройщика. Да, это достаточно сложная задача, потому что проадминистрировать 5500 проектов, а именно столько находится на сопровождении в Центре содействия строительству, невозможно человеку. Конечно, нам нужен помощник — искусственный интеллект. Дальше мы идем по логике этого же развития и хотим, чтобы искусственный интеллект сопровождал возможность обращения за услугой за сотрудника органов власти. Ну, и высший пилотаж — сделать так, чтобы искусственный интеллект полностью отвечал на заявку, то есть оказывал услугу не человек, а искусственный интеллект, который автоматически сформирует этот импульс и отправит в личный кабинет застройщика готовую услугу».
Отметим, что Московская область имеет большой опыт взаимодействия с искусственным интеллектом. Более 65 тыс. камер системы «Безопасный регион» с внедренным ИИ следят за порядком в более чем семи тысячах дворах Подмосковья. В рамках проекта «Чистая территория» нейросеть не только находит нарушения на улицах, но и автоматически ставит задачи на их устранение, а затем проверяет выполнение. Кроме того, на некоторых автобусных остановках с 2024 года алгоритмы помогают следить за чистотой. Нейросеть анализирует видеопоток и, если фиксирует переполненные урны или мусор на остановках, то ответственные сотрудники получают сигнал для устранения проблемы.
Экспериментируют с искусственным интеллектом и производители строительных материалов, внедряя алгоритмы для динамичного ценообразования. В частности, система самостоятельно меняет цену и анализирует, как это влияет на спрос, после чего находит оптимальный баланс цены, при которой выручка и маржа максимизируются. В результате эксперимента одному из ведущих игроков рынка удалось увеличить валовую прибыль на 23%.
Спасением зданий-памятников в Петербурге занимаются городские власти, но все чаще в реконструкции и реставрации исторического наследия участвуют девелоперы. Работа с объектами культурного наследия в составе жилых комплексов сопряжена с рядом рисков и серьезными затратами. Однако нередко это делается не ради корысти.
Центр Петербурга почти целиком состоит из исторических зданий, в том числе объектов культурного наследия. Немало их и за пределами центра, в том числе на старых промышленных территориях. А примерно 20% всех ОКН в Петербурге — жилые дома. Город проводит масштабную программу реставрации фасадов исторических зданий. Планируется привести в порядок 225 зданий со сложными архитектурными изысками в 2022–2032 годах. В частности, в текущем году работы идут на 45 зданиях, проектная документация разрабатывается на 33 дома. В бюджете на это заложено 2,8 млрд рублей.
Кроме того, за счет городского бюджета идет реставрация Московских триумфальных ворот, Гатчинского и Аничкова дворцов, Спасо-Преображенского собора, памятников деревянной архитектуры.
В 2024 году начались работы в домах Невского проспекта. Бюджет проекта — 2,5 млрд рублей. В течение четырех лет планируется привести в порядок 85 фасадов и 62 крыши.
Частная филантропия
Реставрация и реконструкция исторических зданий — недешевое и рисковое удовольствие, особенно в рамках проектов редевелопмента промышленных земель. Девелоперу необходимо не только провести реставрационные работы, но также учесть современные требования к техническим параметрам зданий. Возможно, именно по этой причине в реставрацию вписываются опытные устойчивые компании. Интересными и сложными проектами отметились Группа RBI, Холдинг Setl Group, Холдинг AAG, «Балтийская коммерция», РСТИ и некоторые другие.
Как правило, затраты на реставрацию — серьезная статья расходов. Так, затраты на реконструкцию Левашовского хлебозавода, приспособленного под культурно-деловое пространство, Группа RBI оценивает более чем в 1 млрд рублей. Деловой центр «Крюммель Хаус» в здании бывшего гаража фирмы Карла-Людвига Крюммеля стоил свыше 9 млн долларов. Здание газгольдера, приспособленное под паркинг, обошлось примерно в 10 млн долларов.
Холдинг AAG вкладывает порядка 19 млрд рублей в проект на территории бывшей трикотажной фабрики «Красное знамя», в том числе реконструирует бывшие фабричные корпуса, приспосабливая их под современное использование.
Setl Group оценивает реставрацию канатного цеха с водонапорной башней завода «Красный гвоздильщик» в 3 млрд рублей.
Серьезные расходы возникают почти сразу. Иван Донкин, директор департамента заказчика компании AAG, указывает на «некую неопределенность», если в составе проекта ЖК есть объект культурного наследия. По его словам, прежде надо определиться с будущей функцией ОКН. «Если сначала выполняются работы по реставрации, а поиск коммерчески привлекательного назначения объекта откладывается на потом, скорее всего, отреставрированный объект будет стоять без дела. А когда решат его под что-то приспособить, придется выполнять новую нарезку, привлекать дополнительные ресурсы, из-за чего снизится инвестиционная эффективность всего проекта», — рассуждает он.
Как отметил Александр Бойцов, вице-президент по производству Группы RBI, в перечне главных «камней преткновения» для потенциального инвестора — плохое состояние памятников и исторических зданий, строгие ограничения охранных ведомств, которые делают проблемным приспособление зданий под новый функционал.
«Из-за этого сложны все процессы — проектирование, согласование, не говоря уже про собственно строительство. Трудно бывает даже спрогнозировать сам объем предстоящих работ, оценить внутренне состояние здания. Многие детали выясняются уже ”в процессе”», — отметил он.
По словам Александра Бойцова, плохое состояние памятника обычно подразумевает необходимость замены и усиления значительной части конструктива. А иногда речь может идти и о пересадке всего сооружения на новое свайное основание, как это было с водонапорной башней на Пискаревском проспекте.
«В RBI ”проходили” это при реконструкции Левашовского хлебозавода — после расчистки от старой внутренней отделки пришлось переоценить состояние внутренних конструкций. А это значит — новое проектирование, новые затраты, что, конечно, сказывается на бюджете и сроках реализации проекта», — пояснил он.
«На этапе внешней оценки невозможно выявить все дефекты и сложности. Компания, которая берется за такую работу, должна убедиться, что проект будет рентабельным и по себестоимости, и по срокам», — подчеркивает Иван Донкин.
Так, по его словам, ярким примером неопределенности стали работы по реставрации деревянного особняка Бремме в составе ЖК «АМО». Сначала было проведено техническое обследование особняка, по результатам которого состояние здания было признано удовлетворительным. Но уже в ходе производства работ дополнительные исследования показали, что для реставрации необходимо куда больше трудозатрат, чем нам представлялось вначале.
Как отмечает Владислав Шипунов, руководитель дирекции специальных проектов Setl Group, самый известный памятник Петербурга в стиле конструктивизма достался компании в удручающем состоянии. Основной сложностью при реставрации был материал заполнения стен: это монолитный шлакобетон, и он местами был разрушен. Пришлось разработать специальный метод для его реставрации.
Также Александр Бойцов указывает на дополнительные риски для инвесторов, связанные с активностью градозащитников. Девелоперу удавалось переубедить граждан, однако история знает и менее удачные примеры, когда перед проектами зажигался красный свет. Эти случаи на слуху, и многих это отпугивает, полагает Александр Бойцов. «Здесь важно сохранять открытость и готовность широко презентовать собственный проект общественности, обсуждать его. Тогда появляется возможность создать проект, который и городу принесет пользу, и для девелопера станет поводом для гордости», — заключил он.
Из любви к искусству
Хотя сложностей в процессе реставрации возникает немало, девелоперы не отказываются от подобных проектов. AAG продолжает реставрацию особняка Бремме на Васильевском острове, текстильной фабрики Эриха Мендельсона в Петроградском районе.
Холдинг Setl Group приобрел на Васильевском острове участок, где расположен ансамбль «Кожевенный завод А. А. Парамонова». Два объекта культурного наследия и исторические здания будут отреставрированы и приспособлены под социальные и деловые объекты.
Стартовал филантропический проект ВТБ — банк выступил заказчиком реставрации Дома Радио, где по окончании реставрации будет организован многофункциональный культурный центр.
«В работе над Домом Радио нам очень важно сохранить исторические слои и раскрыть подлинные элементы архитектуры этого здания. Сейчас строители уже демонтировали элементы, не представляющие исторической ценности, разобрали устаревшие инженерные сети, обустроили временную кровлю. Сегодня в здании раскрыты исторические проемы и ниши. Мы видим подлинные объемы и конструкции, какими они были задуманы создателями Дома Радио. В здании достаточно декоративных элементов, и сейчас реставраторы приступают к расчистке и восстановлению живописи и лепнины в аванзале и других помещениях», — рассказала Дарья Филиппова, управляющий директор — вице-президент банка ВТБ.
Петербургские компании и впредь собираются заниматься реставрацией исторических зданий Петербурга, хотя к имиджу это мало что прибавляет — не всем клиентам это интересно.
«Желание повторить опыт есть, и мы будем его повторять, — уверен Иван Донкин. — В любом случае, плюсов в реставрации объектов культурного наследия больше, чем минусов. Берясь за такую работу, девелопер демонстрирует преемственность поколений, свою социальную ответственность, свои возможности и то, как он ценит и сохраняет историческое наследие города. Это очень созидательное дело, которое приносит вдохновение».
ГК «АРАСАР» поделилась опытом проведения подводных демонтажных работ при реконструкции Верхне-Свирской ГЭС. Уникальный по сложности проект стал знаковым не только для компании, но и для всей демонтажной отрасли.
Промышленный демонтаж считается одним из самых сложных в своем сегменте. Для успешной реализации работ необходима их тщательная организация, специализированное оборудование и высокая квалификация специалистов. В особенности сложен такой демонтаж, когда работы проводятся под водой. ГК «АРАСАР» в 2023 году реализовала такой проект, приняв участие в своем этапе реконструкции Верхне-Свирской гидроэлектростанции в Подпорожском районе Ленинградской области.
Верхне-Свирская ГЭС начала возводиться в 1932 году. Гидроагрегаты запущены в работу в 1951–1952 годах. Промышленная постройка является объектом культурного наследия России регионального значения и в настоящее время продолжает работать. Решение о реконструкции Верхне-Свирской ГЭС было принято для улучшения безопасности ее эксплуатации и повышения работоспособности. Одним из ключевых этапов реконструкции стал демонтаж монолитного железобетонного массива, расположенного под водой.
Проведенные нами работы, рассказывает основатель ГК «АРАСАР» Александр Штарёв, стали настоящей проверкой на прочность. Особенность проекта заключалась в условиях его выполнения. Верхняя кромка железобетонного массива находилась на глубине около 10 метров, нижняя — на глубине 20 метров. Подводное пространство полностью лишено видимости, что значительно осложняло любые работы, особенно связанные с точным демонтажем. Специалистам пришлось учитывать не только технические аспекты, но и влияние погодных условий: суровая карельская зима внесла свои коррективы.
«Это абсолютно уникальные по своей сложности работы даже в мировой практике. Представьте себе: действующая гидроэлектростанция, подводные работы, зима с температурами до минус 35 градусов и необходимость демонтажа железобетонного массива объемом более 500 кубометров. Такой проект требует тщательной подготовки, профессионализма и инновационного подхода», — отмечает Александр Штарёв.
Для выполнения задачи компания задействовала собственное оборудование, включая канатную гидравлическую машину мощностью 45 кВт. Она была специально разработана для этого проекта и не имеет аналогов в России. Без такого оборудования компания бы не смогла справиться с задачей в срок. Техника позволила работать точно, безопасно и эффективно. Помимо гидравлической машины, были задействованы технологии, адаптированные к экстремальным зимним условиям. Важно было не только выполнить задачу, но и обеспечить безопасность рабочих и стабильность гидроэлектростанции в процессе реконструкции.
Работы проходили в течение нескольких месяцев. Каждая их стадия требовала высочайшей точности, ведь любая ошибка могла привести к непредсказуемым последствиям. Слаженная работа команды и использование современных технологий позволили завершить демонтаж в срок, несмотря на все сложности.
«Этот проект стал для нас знаковым. До него мы не сталкивались с задачами такой сложности, и я уверен, что подобные работы крайне редки даже в мире. Это действительно важный для нас опыт, которым мы гордимся», — резюмирует основатель ГК «АРАСАР».
Стоит добавить, что демонтаж подводных монолитных конструкций Верхне-Свирской ГЭС, проведенный ГК «АРАСАР», был удостоен премии Russian Demolition Awards-2023 в категории «Промышленный демонтаж». Профессиональные эксперты по достоинству оценили сложность и нестандартность проекта, а также принятые инновационные решения в его реализации.