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%.
Руководство страны готовится запустить новую государственную программу, направленную на ускоренное развитие инфраструктуры малых городов и сельских населенных пунктов. В рамках поручений президента с 2025 года проекты строительства и восстановления дорог, школ, больниц, жилья и общественных пространств вдали от мегаполисов получат приоритетное финансирование и, как следствие, позволят остановить миграцию населения в миллионники.
Уже больше года специалисты Министерства сельского хозяйства России заняты разработкой новой масштабной госпрограммы. «Это стратегическое направление должно быть запущено в 2025 году в рамках реализации задач инициативы Правительства РФ «Города больших возможностей» и направлено на возрождение малых форм расселения и достижение целей Стратегии национальной безопасности Российской Федерации, Стратегии пространственного развития страны», - отметила руководитель направления развития опорных населенных пунктов Министерства сельского хозяйства Юлия Кандыкова.
Потенциал сельских агломераций
По данным последней переписи, в России насчитывается чуть более 155 тысяч населенных пунктов, из которых 153 тысячи являются сельскими с населением порядка 37 млн человек. Усиленно развивать предлагается не все, а только те, что вошли в список сельских агломераций.
Сейчас приоритетное развитие осуществляется в масштабе городских агломераций. Их сформировали несколько лет назад, включив в состав крупные города с прилегающими населенными пунктами. Сельские агломерации созданы по похожему принципу - из опорного населенного пункта и прилегающих к нему территорий. При этом важным и первостепенным условием является то, что сельские и городские агломерации не пересекаются, то есть госпрограмма «Города больших возможностей и возрождение малых форм расселения» призвана охватить новые территории. Согласно распоряжению Правительства РФ, опорным населенным пунктом может стать поселение с населением от 3 до 50 тысяч человек, где располагается предприятие агропромышленного комплекса, промышленное производство или ведется добыча полезных ископаемых. При этом расстояние от новой точки роста до крупного города должно быть не менее 50-ти километров.
В сентябре этого года Минсельхоз завершил большую работу по формированию пространственного каркаса из 1788 опорных с прилегающими более чем 122 тысячами малых населенных пунктов. В целом речь идет о территориях, на которых суммарно проживает порядка 40 млн человек. С 2025 года именно они получат приоритет на федеральное финансирование.
«Если говорить в масштабе стратегических целей до 2030 года, такие населенные пункты за счет приоритезации финансирования на их инфраструктурное обустройство должны стать более привлекательными для проживания, - подчеркивает Юлия Кандыкова. - Когда человек принимает решение переехать из малого населенного пункта, то, как правило, выбирает крупный город или уезжает из региона в столицу, в города-миллионники, и здесь возникают вопросы национальной безопасности, обезболивания пространства. Почти 1800 опорных пунктов при ускоренном развитии и повышении качества жизни за счет строительства инфраструктуры должны стать центрами притяжения, конкурентоспособными в части привлечения человеческого капитала, ради сохранения населения на сельских территориях и в малых городах».
Ставка на дороги
Другими словами, предполагается ускоренное развитие социальной, транспортной, инженерной и информационно-коммуникационной инфраструктуры в границах опорных населенных пунктов, которыми будут пользоваться и жители прилегающих территорий.
На данный момент специалисты министерства работают с коллегами из профильных ведомств, чтобы синхронизировать и увязать между собой программы развития сельских агломераций и работу в части других госпрограмм, например национального проекта «Безопасные качественные дороги». К слову, уже решено, что с 2025 года действие последнего будет распространено на города с населением от 100 до 200 тысяч человек, а также населенные пункты Дальнего Востока численностью до 20 тысяч человек.
Качество жизни в малых населенных пунктах напрямую зависит от доступности школ, больниц, детских садов и других социально-значимых объектов, поэтому восстановление дорог и транспортного сообщения внутри сельских агломераций выходит на первый план. В данном случае идет речь не только о ремонтных работах на внутренних трассах, но и о расширении маршрутной сети общественного транспорта. Масштабы работ озвучат после завершения аналитической части.
Предполагается, что развитие инфраструктуры в сельских агломерациях будет идти в ускоренном режиме, что прописано в стратегии под названием «Агрессивное развитие инфраструктуры», презентованной вице-премьером Маратом Хуснуллиным. Документ как раз говорит о плане развития сельских агломераций до 2030 года. Чуть позже - в конце 2022 года - чиновники прописали точные критерии создания сельских агломераций (распоряжение Правительства РФ №4132-р от 23.12.2022) и приступили к формированию пространственной схемы. С 2025 года данные территории получат приоритет при распределении бюджетных средств.
Комплексный подход
Параллельно с этим власти на местах разрабатывают стратегии развития своей сельской агломерации на срок до 2030 года, обозначая, какие именно объекты инфраструктуры качественно поднимут уровень жизни местного населения. Вместе с муниципалитетами над решением этого вопроса работают специалисты Минсельхоза, а для повышения качества работы на местах проводят обучение на базе Научного центра изучения прдоблем сельских территорий. «Рассчитываем, что такой подход позволит комплексно решать вопрос улучшения качества жизни населения и повышать синергетический эффект бюджетных инвестиций», - говорит глава Министерства сельского хозяйства Дмитрий Патрушев.
Важным условием является и синхронность планов по строительству инфраструктуры в рамках государственных программ различных уровней (соответствующее указание президент РФ дал 02.02.2023). Например, в Подмосковье опорными населенными пунктами стали города: Луховицы, Волоколамск, Шатура, Талдом, Можайск, Истра, Зарайск, Руза, а также рабочие поселки Серебряные Пруды, Лотошино, и Шаховская, а 2028 вошли в границы прилегающих территорий. Для каждого местные чиновники прописали ускоренные планы развития инфраструктуры, которые в будущем планируется синхронизировать с мероприятиями госпрограмм Московской области.
Отметим, что последние годы в стране увеличиваются расходы на развитие сельских территорий. Если в 2020 году они составляли 380 млрд рублей, то к 2022 году выросли до 619 млрд рублей. В рамках программы комплексного развития сельских территорий активное строительство идет в малых городах и исторических населенных пунктах и также требует координации всех возможных государственных программ (федеральных, региональных, муниципальных) и частных инициатив, чтобы добиться бóльших результатов и запустить процессы стратегического развития территории. Для примера, в муниципальном образовании Полярные Зори Мурманской области, которое стало участником программы, в процессе разработки плана местные власти связались с ресурсоснабжающими и управляющими организациями, чтобы понять, как развивать, какие сети заменить, какие дома уже включены в планы по ремонту.
Замглавы города Вячеслав Семичев обращает внимание на необходимость работы с местными жителями: «В первом проекте «Северное Сияние» мы в меньшей мере привлекали к работе население, но поняли, что без активных сообществ мы ничего сделать не сможем. На втором этапе подготовки мы усилили взаимодействие, проводили встречи с представителями территорий и молодежи, чтобы услышать их мнение. Менялся состав рабочих групп, добавлялись необходимые структуры, предприниматели, мы стали привлекать и спрашивать предприятия. Необходимо синхронизировать планы развития территорий, чтобы их благоустраивать, ремонтировать дома, приводить все в порядок». В целом специалисты «Агентства стратегических инициатив» сейчас оценивают наработанный опыт развития малых населенных пунктов и собирают удачные кейсы, на основе которых могут появиться рекомендации для местных чиновников.
Строительная отрасль является одной из ключевых отраслей экономики. Каждый строительный проект требует комплексного подхода, начиная от проектирования и заканчивая строительством и сдачей в эксплуатацию. В этом процессе неотъемлемую роль играют проектные организации, которые разрабатывают проекты и осуществляют контроль и надзор за их выполнением.
ГК ПСК на протяжении многих лет развивает свое сотрудничество с проектными организациями, предлагает проектировщикам идеи для оптимизации проектов. В каждом подразделении холдинга ПСК работают опытные инженеры, способные предложить и обосновать новые идеи по своему направлению.
Инженер-проектировщик часто рассматривает несколько альтернативных вариантов: классический и инновационный.
В качестве примеров можно привести два ярких проекта. В 2016 году ГК ТРИО при строительстве нового сахарного завода выбрала традиционный проект металлического силоса. Однако после обсуждений и демонстрации детализированных моделей инженеры ПСК доказали, что применение скользящей опалубки при возведении железобетонного сооружения сократит расходы, сроки строительства и увеличит долговечность конструкции. Как результат, 60-метровое сооружение было возведено всего за месяц. Готовый завод сразу после завершения строительства был продан заказчиком французскому холдингу «Sucden».
Роль проектировщиков сложно переоценить и в деле национальных проектов. Так при строительстве трассы М-12 «Восток» для соблюдения сроков, поставленных президентом В.В. Путиным, проектировщики трассы не побоялись внедрить массу современных решений: от систем преднапряжения, деформационных швов и опорных частей до скользящей опалубки на всех крупных опорах, включая новый вантовый мост через р. Оку, который торжественно открыт в сентябре 2023 года. Проблема повышенной густоты армирования при этом была успешно решена применением технологии механического соединения арматуры с конической резьбой, которая ускорила весь комплекс арматурных работ и позволила сэкономить время и деньги заказчика.
В областях, где важно не экономить на качестве и безопасности, например, в энергетике, благодаря новым решениям проектировщиков происходит прогресс в технологиях. «Гидропроект» при разработке нового корпуса «Волжской ГЭС», крупнейшей гидроэлектростанции в Волжско-Камском каскаде и в Европе, согласовал использование механических соединений арматуры «Concon», что позволило отказаться от сварочных работ на сложных узлах и ускорить весь строительно-ремонтный процесс на объекте.
ГК ПСК благодарит всех инженеров-проектировщиков за их смелость, открытость и продуктивное сотрудничество. Желаем вам плодотворной работы, новых идей и возможностей для развития. С Днем проектировщика!