Беспилотники мирных задач
В ближайшее время автопарк отечественной дорожно-строительной техники может пополниться высокоавтоматизированными беспилотниками, способными выполнять работы в любое время дня и ночи практически без участия человека. Соответствующий вызов, озвученный руководителем Федерального дорожного агентства, приняли российские машиностроители и разработчики оборудования.
С 2024 года специалисты ведущих дорожно-строительных организаций помогают машиностроителям совершенствовать отечественные образцы спецтехники. Особая рабочая группа испытывает машины и формирует список рекомендаций по доработке экскаваторов, катков, асфальтоукладчиков и автогрейдеров. В общей сложности тестирования уже прошли шесть видов техники от девяти производителей. Одновременно с этим идет разработка первой отечественной дорожной фрезы. Ожидается, что опытный образец, способный снимать покрытие шириной 1,3 м и на глубину до 200 мм, увидит свет в первом квартале 2025 года. Также в планах — разработка отечественного самоходного перегружателя, что сейчас активно обсуждается с Минпромторгом России.
«Работа, которую мы делаем вместе с дорожниками и российскими предприятиями, дает результаты. Вы видите новые образцы техники, которые выходят на рынок, видите, как постепенно российские машиностроители учатся слушать и воплощать пожелания клиентов в металле. Мы видим прогресс в этом плане. Уверен, что это продолжится и дальше, принесет свои плоды в будущем», — указал заместитель начальника Управления сельскохозяйственного, пищевого и строительно-дорожного машиностроения Минпромторга России Станислав Черторыжский.
Новая задача
Обсуждая результаты проделанной работы, глава Росавтодора Роман Новиков предложил не останавливаться на достигнутом и двигаться дальше в повышении технологичности, чтобы прийти к беспилотному управлению транспортом и дорожными машинами при производстве работ.
«В качестве новогоднего поздравления я получил ролик о том, как в Китае реализовали задачи по управлению процессами при производстве дорог. Естественно, меня это не могло не задеть. Давайте поставим задачу, чтобы к концу текущего года мы вместе с отраслевым сообществом в этом направлении уже выдали результат», — указал руководитель Федерального дорожного агентства.
Ожидается, что работа по достижению новой цели будет выстроена так же, как при переходе на асфальтоукладчики и катки российского производства. Напомним, в августе 2023 года специалисты дорожного дела поставили задачу усовершенствовать отечественные образцы и с их помощью выполнить работы на одном из объектов. Задуманное было реализовано на тестовом отрезке в Республике Башкортостан, где подрядчики использовали исключительно отечественные асфальтоукладчики и катки вместе с самосвалами местного производства. «Весь комплекс дорожных работ был выполнен. Это положительный результат, и надо таким же способом запустить беспилотные машины», — подчеркнул Роман Новиков.
На отечественных технологиях
Предложение уже нашло отклик у машиностроителей. «Мы тоже ориентированы на то, чтобы создать беспилотные машины. На самом деле это веяние времени. Передовые беспилотные технологии сейчас используются в зоне СВО для разминирования и разведки, и их необходимо использовать в гражданской сфере. Это кратчайший путь для перехода технологий в беспилотную укладку асфальта и так далее», — заявил заместитель директора Ассоциации «РОССПЕЦМАШ» Вячеслав Пронин, добавляя, что значительная часть производителей дорожно-строительной техники участвует в гособоронзаказе и является держателями технологий, что и позволяет рассчитывать на специальные бонусы для машин с высокой степенью автоматизации.
Например, в Челябинске ученые ЮУрГУ вместе со специалистами тракторного завода «ДСТ УРАЛ» создали беспилотные бульдозер и погрузчик, управлять которыми можно со смартфона. При этом погрузчик способен работать с разным типом навесного оборудования, предназначенного не только для решения коммунальных нужд (сбора мусора и снега), но и обезвреживания противопехотных мин. Сейчас такие машины, оборудованные противопехотными минными тралами, работают на территории ДНР. Другая группа ученых университета работает над автоматизированной системой, которая позволит коммунальной технике без участия человека выбирать тот или иной режим уборки, опираясь на данные о дорожной обстановке.
Помимо этого, дорожная отрасль получит и наработки, уже созданные российскими учеными для автономного судовождения и создания автоматизированных цифровых фарватеров, которые могут быть сразу перенесены в область создания высокоинтеллектуальной дорожно-строительной техники. Кроме того, в числе важных тем — интеграция беспилотной спецтехники с технологией беспилотных авиационных средств. Ожидается, что взаимодействие двух беспилотных систем позволит более точно выстраивать логику движения машин. «Российская Федерация является лидером в мире, и в настоящее время в Международной морской организации мы наиболее активны в части внедрения стандартов автономного судовождения. Конечно, это не дорожное хозяйство, но технологии уже обкатаны в Российской Федерации с участием институтов Академии наук, ведущих университетов-партнеров и позволяют достаточно быстро совершить перенос тех достижений, которые есть в других областях транспорта, на сферу дорожно-строительной техники. Я считаю, что именно в этой области беспилотная техника может очень быстро появиться и стать практически значимой», — отметил ректор Российского университета транспорта (МИИТ) Александр Климов.
Испытания уже начались
В результате отрасль получит не только беспилотные отечественные катки (уже известно, что их будут испытывать на новом полигоне вблизи трассы М-1 «Беларусь»), а также усовершенствованные российские автогредеры и бульдозеры.
Руководитель технического комитета ТК 418 «Дорожное хозяйство» Николай Быстров отметил, что иностранная высокоавтоматизированная техника, работающая на основе трехмерной модели местности по лазерному лучу, уже давно опробована целым рядом крупнейших подрядных организаций. «Одна из них внедрила такую технику шесть-семь лет назад, и когда я задал вопрос главному инженеру о возврате средств, мне ответили, что все вложения вернули за полгода. Дело в том, что раньше ночью не могли работать, потому что водитель ничего не видит, а теперь машина движется по лазерному лучу. Это направление имеет колоссальное будущее», — пояснил эксперт.
Немаловажным является и тот факт, что подобные 3D системы нивелирования, с помощью которых возводились все знаковые объекты транспортной инфраструктуры последних лет, создавались на территории России, но под иностранным брендом. В 2022 году после ухода зарубежных партнеров специалистам с 20-летним опытом пришлось искать новую работу. В итоге основная часть команды инженеров-разработчиков (бывшие сотрудники Topcon Positioning Systems Inc.) вместе с профессионалами из компании-разработчика спутникового геодезического оборудования JAVAD GNSS Inc. продолжили разработки уже в составе отечественной компании FNGROUP (входит в «ФН Системы»). За два года полностью разработаны софт и «железо» с оригинальной схемотехникой, алгоритмами и программным обеспечением. Первые 20 рабочих образцов в ноябре 2024 года уже передали в распоряжение ведущих подрядных организаций «ВАД» и ДСК «Автобан» для апробации. Сейчас тесты продолжаются на объектах Северо-Западного, Центрального и Южного федеральных округов в Ленинградской и Нижегородской областях, а также Республике Татарстан.
«Этап бета-тестирования показал, что система способна выходить на отметку плюс-минус два сантиметра, не допускает критических отключений и сбоев, обладает высокой устойчивостью к подавлению спутниковых сигналов, отличается стабильностью и плавностью работы, а также понятным интерфейсом», — рассказывает директор по развитию «ФН Системы» Михаил Алексеев, добавляя, что степень локализации соответствует критериям Постановления Правительства России от 17 июля 2015 года № 719 «О подтверждении производства промышленной продукции на территории РФ», а инвестиции в проект до 2027 составят один миллиард рублей.
Основной принцип работы заключается в следующем. В панель управления загружается цифровая модель проектной поверхности, и в результате система постоянно контролирует актуальное пространственное положение и смещение кромки рабочего органа машины, например ковша экскаватора или отвала бульдозера, относительно проектной поверхности. При этом позиционирование дорожно-строительной техники происходит в режиме реального времени, для чего используется геодезическое оборудование, принимающее сигналы глобальных навигационных спутниковых систем. Еще одним способом позиционирования является использование роботизированного тахеометра. Системы могут быть установлены на экскаваторы, асфальтоукладчики, бульдозеры, автогрейдеры и дорожные фрезы, что позволяет технике работать по схеме день-ночь в различных условиях освещенности.
Искусственный интеллект в руках профессионала вполне может превратиться в действенный инструмент, но вряд ли заменит человека — машина не умеет ни мечтать, ни фантазировать, зато прекрасно просчитывает варианты. На дискуссионной площадке международной выставки архитектуры и дизайна «АРХ МОСКВА 2024» эксперты отрасли обсудили спорный вопрос и поделились опытом применения новых технологий.
Через проекты умных городов цифровые технологии постепенно входят в сферу градостроительства и ускоряют процессы. Например, запрос данных из Росреестра сейчас занимает не 7–10 дней, а секунды. Застройщики и девелоперы начинают получать информацию об участке в автоматическом режиме. С помощью новых технологий власти осуществляют контроль за освещенностью улиц, качеством дорожного покрытия, уборкой снега и даже заполняемостью мусорных урн на остановках. Кроме того, цифровые технологии помогают налаживать связь между обществом и государством. Так, в ходе недавнего голосования за объекты благоустройства стали понятны потребности горожан.
«Но в архитектуре, к сожалению, мы не видим большого продвижения. Да, многие скажут, что используют ТИМ, но еще ни разу в российской действительности мы не видели применения этих систем от этапа проектирования до эксплуатации, а в этой плоскости есть большой потенциал, — говорит заместитель руководителя ИКМО города Казань Радик Шафигуллин. — Да, возможно, отрасль строительства консервативна, не очень хочет, чтобы все процессы были видимыми и оптимизировались, но это лишь вопрос времени — максимум два-три года. Мы видим, что на основе данных предыдущих проектов искусственный интеллект способен собрать новый и привязать его к местности».
По мнению участников дискуссии, новым технологиям вполне под силу создать надбавленную стоимость к таланту архитектора.
В ожидании умного проекта
«Множество из описанных вещей искусственным интеллектом не является. ”Если мусорка наполнилась, то пора сделать то-то” — это алгоритм. Да, цифровые технологии нужны, но искусственный интеллект — это другое. Он накапливает опыт, обучается. Мы от него находимся довольно далеко, но обязаны к нему прийти», — уверена главный архитектор Генпро Елена Пучкова.
Часть архитектурных бюро уже использует в работе новые технологии, и это не только привычный ТИМ. Например, с помощью генеративных систем создается квартирография и проектируются паркинги, в виртуальных вселенных возводятся объекты для портфолио, здесь же происходят встречи с заказчиками, нейросети помогают быстро сгенерировать облик будущих объектов, которые после утверждения клиентом концепции дорабатываются проектировщиками. «Нормана Фостера технологии, естественно, не сделают, а Заху Хадид сделают. Параметрическая архитектура производится из алгоритмов, то есть архитектор пишет алгоритм, задает код, по которому машина и рисует форму. Вы никогда не знаете, что получится в конце», — говорит г-жа Пучкова.
Однако основным остается вопрос: какое место в этом процессе занимает творческий человек? Сотрудники архитектурного бюро «Т+Т Architects» не понаслышке знакомы с искусственным интеллектом и даже участвуют в обучении системы Kandinsky, однако не уверены, что на данном этапе развития технология способна ускорить процесс проектирования. «Если проводить аналогию от умного города до умного проекта, то раздирают противоречия между надеждой и скепсисом применяемости. С одной стороны, есть визионерские ощущения, что применение нейронных сетей, искусственного интеллекта и любых генеративных алгоритмов сильно упростят нашу проектную жизнь, выведут продукт на новый уровень качества, сожмут сроки реализации до минимальных значений и уберут человеческий фактор в плане ошибки. С другой стороны, есть определенный спектр сомнений в применении прикладных инструментов, которые мы можем использовать в проектировании. Сколько раз мы ни пытались работать с нейронной сетью для получения практически применяемого результата (особенно на этапах концепции), то по времени и трудозатратам получается либо столько же, либо дольше», — говорит руководитель бюро «Т+Т Architects» Сергей Труханов.
Сущность ИИ
При этом профессиональное сообщество архитекторов уверено: машина не в состоянии работать без человека. Хорошим примером развенчивания мифа стал проект здания исследовательского центра в Торонто (Канада). Изначально заявлялось, что объект был спроектирован с применением искусственного интеллекта, но позже оказалось, что все ограничения и параметры, необходимые для проектирования, закладывались человеком, а машина, по сути, выносила только шорт-лист решений, самый эффективный из которых выбирал опять же профессиональный архитектор.
«Это не генеративный инструмент, — поясняет Радик Шафигуллин. — Он не может сказать: “Давайте здесь линию нарисуем”. Он смотрит и говорит: “Если здесь стоит эта панель, то в большинстве случаев к ней ставится этот элемент”. Пока мы не видели вариантов ИИ, который мог бы сам что-то ”допиливать”».
Другими словами, архитектор становится оператором, который может изучить сценарии, предложенные машиной, оттолкнуться от них, внести корректировки и дальше работать в привычном режиме. По словам Сергея Труханова, в технологии нет ничего удивительного: «Это не искусственный интеллект, а заранее предустановленные решения, которые могут существовать в зависимости от параметров, выбранных для проекта. Машина никогда не создаст новый контент, потому что не умеет мечтать, а может лишь брать накопленный опыт и интерпретировать его».
Компьютер предлагает среднестатистический образ объекта на основе загруженных в него данных, то есть это усредненное представление людей, которые участвовали в обучении машины. Не исключено, что технология существенно поможет тем, кто строят дома без участия архитектора, а создатели в это время продолжат претворять в жизнь уникальные здания и сооружения.
«Если мы будем разбирать исходный термин, то увидим, что имеется в виду машинное обучение алгоритмов и программ. И только русская душа наделяет его понятием “интеллект” и дает определение “искусственный”, что одушевляет предмет и побуждает вступить с ним в ментальное взаимодействие, — рассуждает сооснователь архитектурного бюро Osetskaya.Salov Александр Салов. — Можем ли мы освободить мозг творца, применяя цифровые технологии, передать им всю механическую работу, чтобы автор мог сосредоточиться только на главный мысли?» В будущем — вполне возможно. Нейросети обучаемы, и сейчас архитектор может приступить к ее тренировке, задавая параметры собственного творчества, ценности, определенные ориентиры, визуальную статистику, чтобы в конечном итоге генерации выдавались в рамках фирменного стиля компании.
Кто останется без работы?
Подобно тому, как однажды стали не нужны телефонистки, может трансформироваться отрасль проектирования. Рутинная, монотонная и повторяющаяся работа перейдет к машине. Однако одновременно с этим вырастет спрос на вовлеченных в работу архитекторов, обладающих высоким уровнем профессионализма и экспертизы.
Пару им составят специалисты по кибербезопасности. Сегодня это направление представляет собой самую большую опасность, ведь творческая разработка архитектора легко может стать доступной неограниченному кругу лиц. И этот вызов пока остается без ответа.
Системы архитектурного обогрева все активнее задействуются в эксплуатации зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии. По мнению экспертов, в перспективе технология получит еще более массовое распространение.
В большинстве российских регионов ярко выражен зимний сезон. На протяжении нескольких месяцев держится снежный покров, и наблюдаются отрицательные температуры воздуха. Данные природные факторы негативно влияют на качественную эксплуатацию зданий и сооружений. В частности, снег на кровле увеличивает нагрузку на несущие конструкции, возникают протечки, сосульки и наледи при падении могут травмировать людей и привести к другим ЧП. Свести к минимуму такие происшествия и повысить устойчивость кровли и других элементов сооружений к воздействию снега и перепадов температур способны системы архитектурного обогрева (АО).
Технологии АО все активнее задействуются в эксплуатации жилых, коммерческих, промышленных зданий и сооружений, прилегающих к ним территорий и инженерии, а также в загородном домостроении. Эксперты полагают, что архитектурный обогрев в ближайшие годы найдет еще более массовое распространение, в том числе за счет появления на рынке новых видов АО, заинтересованности собственников различных объектов в их энергоэффективности и безопасности.
Выполняя задачи
Архитектурный обогрев представляет собой кабельные системы электрического обогрева, предназначенные для борьбы со снегом и образованием наледи, рассказывает продакт-менеджер направления обогрева, бренд EKF, Артем Евстропов. «Главным элементом системы являются нагревательные кабели, которые при работе обеспечивают выполнение поставленных задач. Электрический обогрев очень удобен. По сравнению с другими видами он может применяться для решения различных задач, для любых типов кровли и площадок, размеров и т. д. Нагревательные кабели технологичны и удобны в монтаже, легко управляются с помощью специализированных контроллеров, что позволяет рационально расходовать электроэнергию. Задачи по антиобледенению встречаются везде, поэтому данные системы применяются повсеместно: это обогрев кровель промышленных цехов, площадок и ступеней в переходах метро и торговых центрах, защита от замерзания труб в частном домостроении».
Ключевые различия, которые можно выделить в системах архитектурного обогрева, – тип греющего кабеля, отмечает ГИП (главный инженер проекта) ООО «Обогрев Люкс» Игорь Скворцов. Он может быть резистивным и саморегулирующимся. Отличие кабелей в пусковых токах (у саморегулирующихся он есть, у резистивных — нет) – в материале, внутренней конструкция кабеля, а также линейной мощности обогрева (в среднем – 30 ватт на погонный метр, но может варьироваться в зависимости от применения). Высокая эффективность и долговечность систем АО достигается благодаря применению систем управления на основе датчиков температуры, воды и осадков – вовремя установленная и запущенная система обогрева сможет самостоятельно реагировать на любые изменения температуры среды и автоматически регулировать уровень отдачи тепла. Соответственно, это позволяет оптимизировать работу системы и снизить энергопотребление. «Еще можно отметить разницу между саморегулирующимися кабелями и резистивными в бытовом плане. За счет матрицы с частицами графита внутри “самрегов” кабель способен самостоятельно изменять выделение тепла (а следовательно, и электропотребление) в зависимости от температуры окружающей среды. Таким образом, его можно подключить напрямую в сеть и использовать по назначению без дополнительного контроля (например, многие используют готовые кабельные секции на основе саморегулирующегося греющего кабеля для обогрева бытовых трубопроводов). Резистивный же кабель — это кабель постоянной мощности, требующий постоянного контроля через терморегулятор», – поясняет специалист.
Улучшая характеристики
По словам руководителя направления архитектурного и промышленного обогрева компании «Теплолюкс» Константина Архипова, современные технологии не стоят на месте, и это находит отражение в разработке и производстве систем АО. В последние годы на рынке появились решения, которые не только повышают эффективность таких систем, но и делают их более безопасными и долговечными.
«Одним из ключевых нововведений стало использование передовых материалов, обладающих малодымными и негорючими свойствами. Такие материалы оболочек греющих кабелей обеспечивают не только высокий уровень безопасности, но и продлевают срок службы систем, что особенно важно в условиях эксплуатации на открытых пространствах. Также стоит отметить широкое применение саморегулирующихся греющих кабелей. Эти кабели автоматически адаптируются к условиям окружающей среды, изменяя свою мощность в зависимости от температуры воздуха и наличия влаги. Это позволяет значительно снизить энергопотребление, так как система будет работать ровно столько, насколько это необходимо в текущих условиях. Такие кабели стали особенно востребованными благодаря их высокой надежности и экономичности», – отмечает специалист.
Можно сказать, что саморегулирующийся кабель – это более современная и энергоэффективная технология в сравнении с резистивным кабелем, продолжает тему директор по продажам компании «Современные технологии нагрева» Александр Саразов. Автономное управление (метеостанция) гарантирует энергосбережение системы архитектурного обогрева, так как она работает только во время снегопада или иных осадков. Да и в целом избавляться от наледи дешевле, проще и безопаснее, чем вручную сбивать лед с крыши. Саморегулирующийся кабель – сейчас самый используемый. Его преимущество – отсутствие перегрева. Он наиболее эффективен при обогреве кровли и водостоков.
Совсем недавно мы улучшили характеристики, добавляет Александр Саразов, и резистивных нагревательных кабелей. Обновили производство серии НРК ТР FEP со фторопластовой изоляцией нагревательных жил. Это решение для систем антиобледенения и снеготаяния с улучшенными показателями. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет усиленную защиту от механических и иных повреждений. Резистивные нагревательные кабели постоянной мощности эффективны при укладке на открытых участках кровли скатных крыш и иных наружных объектов, обеспечивают равномерный нагрев по всей длине. Обновленный кабель НРК ТР FEP удобен в монтаже и имеет такие преимущества, как защита от перегрева, повреждений при укладке, УФ-лучей и агрессивного воздействия, повышенная термостойкость.
Коммерческий директор компании «Антилед-групп» Максим Павлов также отмечает, что в последнее время в производстве систем архитектурного обогрева все чаще используются инновационные материалы и технологии. Например, появились тонкие гибкие пленки, способные равномерно обогревать поверхность без создания видимых элементов. Также разработаны системы автоматизации, которые могут контролировать и регулировать температуру в зависимости от погодных условий. «Таким образом, технология АО является эффективным способом обеспечения безопасности и комфорта на различных строениях. С появлением новых решений и инноваций – как в производстве, так и в установке систем антиобледенения – данная технология становится все более популярной и востребованной в современном домостроении».
По нашим подсчетам, рассказывает руководитель направления технико-коммерческого сопровождения партнерских продаж «ИВС» (входит в ГК «ССТ») Марина Борисова, системы электрообогрева окупаются в ближайшие два-три года эксплуатации за счет экономии на расходах по вызову бригад по уборке территорий от снега и льда. Плюс это страховка от незапланированных судебных исков от собственников автомобилей, на которые могут упасть ледяные глыбы, или пешеходов, или жителей, которые могут получить травмы из-за наледи. Говоря про энергопотребление систем электрообогрева, нельзя не отметить, что решения на основе саморегулирующих кабелей на 20−30% энергоэффективнее аналогичных решений на основе резистивных кабелей. А при применении автоматизированных систем управления (АСУ) системы обогрева работают только в необходимый промежуток времени, при заданных температурах и исключительно при наличии осадков. «При выборе подрядчика мы рекомендуем обращать внимание на качество нагревательных кабелей. Все-таки система рассчитана не на один год службы, а на 10−25 лет, и лучше выбирать не дешевые китайские аналоги, а качественные изделия. Важно, чтобы вы могли в любое время обратиться за гарантийной и технической поддержкой, которую всегда окажет российский производитель», – добавляет специалист.
