Инновации большой дороги
Автомобильные трассы активно насыщаются технологиями и занимают полноправное место в ряду умных объектов. В работу запускаются системы управления трафиком, мониторинга обстановки и диагностики, а вдоль дорог специалисты прокладывают квантовые магистральные сети для защиты данных.
Новые возможности
Дорога перестает ассоциироваться исключительно с проезжей частью, а становится настоящей экосистемой. Придорожная инфраструктура в союзе с цифровыми решениями и искусственным интеллектом уже анализирует транспортные потоки, вырабатывает подходы для повышения пропускной способности, подсказывает водителям метеорологические условия и кратчайшие пути к месту назначения, рекомендует среднюю скорость для наименьшего расхода топлива. Все это позволяет не только повысить безопасность каждого участника дорожного движения в городах, но и развивать беспилотные транспортные коридоры на больших магистралях.
Напомним: фуры без водителей начали курсировать между двумя столицами полтора года назад по трассе М-11 «Нева». Весной 2025 года маршруты расширились, включив в себя ЦКАД и часть М-12 «Восток». Ожидается, что успешный опыт ГК «Автодор» по созданию умной начинки для транспортных объектов ляжет в основу стандарта цифровизации дорожной инфраструктуры и постепенно начнет находить применение в различных регионах страны. Первые на очереди — те, где ведет работу госкомпания.
Министр транспорта России Андрей Никитин подчеркивает, что в числе задач ближайшего будущего — обеспечение коммерчески эффективной перевозки грузов беспилотным транспортом. Ожидается, что в 2026 году проект выйдет из разряда пилотных и начнет полноценную работу на участке от столицы Татарстана до Санкт-Петербурга.
«Безусловно, у этого проекта есть очень серьезная подоснова. Это и камеры, которых более 800, и детекторы транспорта, и электронные знаки, и табло, и цифровой двойник, и технологии искусственного интеллекта, которые позволяют значительно сократить время реагирования дорожных служб, обеспечить снижение количества ДТП и смертности, а также сопровождение беспилотных систем», — указывает министр. По официальным данным, сервисы дали возможность снизить количество ДТП до 20%, сократив факты серьезных последствий до 50%. Преимущества предоставила система «Свободный поток», уменьшив время в пути до 15%, а вместе с отсутствием необходимости менять скоростной режим это выразилось в сокращении количества выбросов на 35%.
Сегодня технологии продолжают совершенствоваться. В частности, разработан транспондер, с помощью которого можно оплачивать услуги парковки, МФЗ, заправку или зарядку, не выходя из транспортного средства. Более того, за счет связи с придорожной инфраструктурой устройство отображает информацию о дорожной обстановке на бортовом экране авто и оповещает голосовыми подсказками об аварии, плохой видимости, дорожных работах и многом другом. Расширяется функционал и привычных фоторадаров: помимо фиксации нарушений, они управляют дорожным движением, организуют работу умных светофоров, ведут видеонаблюдение и собирают статистику, распознают номера, автоматически измеряют скорость, классифицируют типы и определяют марки машин, а интегрируясь с различными сервисами, могут проверять и осуществлять поиск транспортных средств по базам данных.
Старший партнер концерна «Телематика» Марсель Нигметзянов отмечает, что в числе главных трендов будущего развития — масштабирование применения ИИ, рост автономных перевозок, переход к государственно-частным партнерствам и акцент на кибербезопасность как «неотъемлемую часть устойчивости транспортной инфраструктуры».
«Бесшовное небо»
Генеральный директор Фонда НТИ Вадим Медведев оценивает внедрение новых технологий в жизнь современного дорожного хозяйства достаточно успешным. «Экономика технологических решений имеет критическое значение. Дорога сама по себе является сегодня набором технологий и частью большого проекта, который мы называем “Бесшовное небо”. Умная машина – часть этого проекта, умная дорога — часть этого проекта, умный дрон — часть этого проекта, умное управление движением — часть этого проекта, умный и доступный космос — часть этого проекта, потому что все это живет сегодня как совокупность технологий, и одно без другого не является по-настоящему эффективным», — говорит эксперт, добавляя, что сейчас Фонд НТИ проводит конкурс по проведению научно-исследовательской работы для анализа вариантов реализации спутниковой компоненты для системы контроля управления высокомобильными беспилотными и роботизированными объектами, а также передачи целевой информации. Ожидается, что с помощью космической связи будет улучшено, в том числе, загоризонтное управление любыми беспилотными системами — хоть на дороге, хоть в воздухе.
Впрочем, для успеха задуманного еще требуется работа по четырем направлениям. Во-первых, необходимо обеспечить надежную и высокоскоростную связь на каждом участке автомобильных дорог. При движении фуры без водителя в колонне крайне важна мгновенная реакция на аварийную ситуацию, поэтому связь с задержкой даже на доли секунды может стать критическим препятствием для внедрения технологии. Во-вторых, важно распределение вычислительных мощностей приближения к транспортным средствам — адаптация светофоров должна происходить достаточно быстро с учетом ситуации на дороге. Кроме того, для эффективности маршрутов нужно не просто реагировать и прогнозировать заторы и аварии, но и оперативно их предотвращать. Для этого требуется объединить все данные с камер и радаров, сенсоров при автономном вождении в одно информационное поле. Наконец необходимы решения для интеграции связи и радиолокации, чтобы одновременно передавать данные и сканировать окружающую среду, то есть видеть, где едет машина и что с ней происходит практически в режиме реального времени.
Отметим, что часть поставленных вопросов могут быть сняты за счет расширения взаимодействия со спутниковой системой «ЭРА-ГЛОНАСС» для предиктивного выявления инцидентов на дороге.
Выход на квантовый уровень
Важно и то, что массивы цифровой информации в стратегической отрасли транспортировки грузов будут обеспечены защитой на квантовом уровне. Отметим, что инновационная разработка начинает пилотирование именно в дорожной инфраструктуре. «Первый сегмент магистральной квантовой сети уже создан между Санкт-Петербургом и Москвой, о чем доложено президенту. Сейчас идет развитие в восточном направлении. Сеть дошла до Казани и в следующем году будет проложена до Екатеринбурга. Важно, что к ним уже можно подключаться», — рассказывает советник генерального директора по науке ООО «СМАРТС-Кванттелеком» Владимир Егоров.
Сама идея квантовой связи основана на новой инфраструктуре симметричного шифрования, безопасность которой базируется на принципах квантовой физики, когда информация передается с помощью одиночных фотонов. Их нельзя отвести или скопировать, чтобы подслушать, а также повторно измерить, чтобы заказчик и нарушитель получили одинаковую версию. Другими словами, технология обеспечивает кибербезопасность на новом уровне. На автомобильной дороге можно защищать данные между соседними узлами связи, разными трассами или центрами управления и мониторинга. Также в России есть наработки по атмосферной квантовой связи (когда речь идет о взаимодействии автомобиля и инфраструктуры) и спутниковой — для масштабов страны.
ИИ для пунктов пропуска
Одновременно с этим на границе России постепенно будут появляться пункты пропуска нового образца. Именно здесь специалисты станут осуществлять досмотр грузовиков за десять минут, установленные президентом. Для сравнения: сейчас фура проходит необходимые процедуры в среднем за 38 минут.
Тесты интеллектуальной системы пропуска уже начались. На границе с Азербайджаном специалистам удалось выйти на показатель среднего времени контрольных процедур в восемь минут, оставив две минуты на передвижение транспортного средства по территории пункта пропуска. Также новую систему изучают в Амурской области на новом АПП Кани-Курган. Первая очередь этого объекта, расположенного в непосредственной близости от Китая, уже введена в эксплуатацию, а на полную мощность он начнет работать в следующем, 2026 году. По словам заместителя председателя правительства Амурской области Павла Пузанова, типовые и понятные грузы гелиевой продукции на экспорт также проходят необходимые процедуры за восемь минут при условии заранее оформленного груза в электронной системе. «Но есть проблема на въезд. Порожний транспорт на полтора часа зависает на нашем пункте пропуска. Мы связываем это с тем, что не до конца расшита инфраструктура. Но каждая минута простоя — это недоимка в бюджет», — говорит чиновник.
Отметим, что интеллектуальный пункт пропуска представляет собой комплекс технических и информационных систем, позволяющих осуществлять автоматический сбор, хранение и анализ информации о лицах, транспортных средствах и грузах в целях сокращения времени контроля, повышения безопасности и обеспечения принятия решений со стороны контролирующих органов управления движением через государственную границу. Такой АПП оснащенпортальными инспекционно-досмотровыми комплексами (ИДК), весогабаритными комплексами, системами автодосмотра, видеоаналитики, электронной очереди, сбора биометрии, обеспечивающими возможность работы с навигационными пломбами, а также электронными перевозочными документами и разрешительной документацией для учета движения товаров.
Первый заместитель министра транспорта Валентин Иванов подчеркивает, что досмотры в таком формате будут проходить не все транспортные средства, а только те, что признаны безрисковыми (соответствующие договоренности с контролирующими органами уже достигнуты). Так, грузовик будет делать всего одну остановку для взаимодействия с семью надзорными госструктурами. При этом вся документация должна будет поступать заранее в электронном виде через «единое окно» национальной цифровой транспортно-логистической платформы «ГосЛог». В бумажном виде потребуется только паспорт водителя.
Отметим, что на Дальнем Востоке планируется обеспечить необходимой инфраструктурой еще пять пунктов пропуска в 2026 году и еще десять пунктов пропуска — до 2030 года. В частности, потребуются комплексная реконструкция и строительство семи объектов, а восемь будут обустроены и дооснащены. В целом по стране системами интеллектуального пункта пропуска будут оснащены 55 автомобильных пунктов.
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».