Роботизированная техника идет на стройку
Отечественная инженерная школа представила первый опытный отряд роботизированной дорожно-строительной техники на выставке «Дорога 2025». К серийному запуску готовы асфальтоукладчик и катки для укладки асфальта высокого уровня автоматизации. Следующий на очереди — грунтовый каток.
Фактически год потребовался проектной команде для создания роботизированной спецтехники на отечественных технологиях — ровно столько времени прошло с момента получения задания до презентации работы опытных образцов. Благодаря совместным усилиям специалистов Росавтодора, профильных ведомств, отраслевых ассоциаций, научного сообщества и производителей техники общественности представили высокоавтоматизированный асфальтоукладчик и катки с автоматизированными системами управления.
На уличной экспозиции перед МВЦ «МинводыЭКСПО», где в этом году проходила XII Международная специализированная выставка «Дорога 2025», сначала робот-асфальтоукладчик «Десна 2100» распределил асфальтобетонную смесь по участку протяженностью 60 метров, затем высокоавтоматизированный каток «Раскат» провел предварительное вибрационное уплотнение. После этого перед зрителями предстал второй каток весом 11 тонн, который также в автоматизированном режиме завершил процесс укладки верхнего слоя. Работу машин между собой синхронизировал комплекс «Прометей», а точность их перемещения на полигоне обеспечивала система «Филин».
«Дорожная отрасль — локомотив не только перемен в стране, но и в экономике. Одним из таких факторов является повышение производительности труда и автоматизация процессов. Впечатляющая демонстрация укладки верхних слоев асфальта с помощью беспилотной отечественной техники, а также технологии удаленного управления дорожной техникой при укладке нижнего слоя дорожного полотна наглядно доказывает, что это отличные помощники отрасли. Спасибо специалистам за разработку технологий, а участникам — за то, что нашли время приехать сюда, пообщаться и обменяться опытом», — заявил заместитель председателя правительства России Марат Хуснуллин.
Новая техника может выполнять задачи практически непрерывно, в том числе ночью. Благодаря «Прометею» оператор имеет возможность управлять катком дистанционно или запрограммировать его для автономной работы. За счет высокой точности позиционирования системы «Филин» дорожные работы выполняются с минимальными отклонениями, что обеспечивает высокое качество дорожного покрытия и снижает затраты.
Под чутким руководством специалистов ФАУ «РОСДОРНИИ» технику оснастили комплексом специализированного оборудования: датчиками и детекторами для контроля температуры смеси в бункере, отечественным датчиком для мониторинга равномерности распределения смеси в шнеке, системой автоматического нивелирования для точного позиционирования по опорной плоскости, системой сбора телеметрии и прочим устройствами.
Программным обеспечением, гарантирующим автономность движения и точность позиционирования техники до 2 см, занимался ВНИИ «Сигнал». В его основе заложена математика, обеспечивающая движение по заданной траектории в соответствии с технологической картой. В программной части реализованы сценарии укладки с конкретными параметрами: захваткой, перемещением и геометрией, которые должны соблюдаться по технологии. Подготовительный этап работ также включал в себя создание цифровой модели участка.
Возможности дистанционной укладки
Во второй части мероприятия разработчики продемонстрировали дистанционную укладку нижнего слоя дорожного полотна также с помощью технических средств исключительно российского производства. В режиме удаленного управления был использован бульдозер производства «ДСТ-УРАЛ». Оператор, сидя в кресле на динамической платформе, с легкостью управлял техникой, находящейся за несколько тысяч километров, — на специализированном полигоне в Челябинской области. Видео с камер передавалось в очки виртуальной реальности. Также оператор видел приборную панель, цифровую модель местности с моделью управляемой машины для лучшего ориентирования на рабочей площадке.
Оператором выступил Юрий Осолодков — кавалер ордена Мужества, ветеран СВО, получивший в боях тяжелое ранение в ногу, восстановившийся и вернувшийся к работе. Полученные им травмы обычно несовместимы с профессией бульдозериста в привычном виде, однако технологии удаленного и роботизированного управления спецтехникой позволяют маломобильным людям вернуться в профессию.
Отметим, что удаленное роботизированное управление спецтехникой — та технология, которая позволит оператору контролировать работу машин на расстоянии с использованием беспроводных каналов связи. Это может быть как локальная сеть предприятия или конкретной площадки, так и глобальная, когда расстояния между оператором и местом проведения работ достаточно существенны. Естественно, при обеспечении безопасности соединения.
Навигация высокой точности
Важным моментом стало то, что демонстрация отечественной беспилотной техники прошла в условиях фактического отсутствия мобильной связи. Как пояснил генеральный директор ГК «Роскосмос» Дмитрий Баканов, беспилотной дорожно-строительной технике помогают работать, в том числе, сервисы, позволяющие определять местоположение: «Перспективным направлением являются полностью беспилотные комплексы, способные работать без участия человека, на отдельных территориях, где отсутствует покрытие сотовой связью. Что сегодня нам очень эффективно было продемонстрировано».
Для двусторонней связи используются терминалы массой порядка 2,5 кг (скорость на приме — 80 Мбит/сек, на передачу — 5 Мбит/сек). Технология уже успешно прошла испытания в МЧС и РЖД.
Ожидается, что расширить географию связи поможет серийный запуск российских низкоорбитальных космических аппаратов одной из частных отечественных компаний. Развертывание такой группировки начнется в декабре 2025-го — январе 2026 года, а сейчас на орбите уже находятся первые шесть тестовых аппаратов.
Автоматизация грунтового катка
Параллельно над созданием отечественной роботизированной техники работает еще одна проектная команда, в состав которой входят специалисты АО «ГЛОНАСС» и подрядной компании «Нацпроектстрой». На данный момент эксперты завершили тестирование технологии полуавтономного грунтового катка (так называемое автовождение или траекторное управление), а до конца года намерены создать полностью автономную машину, которая сможет функционировать без участия человека. Отметим, что именно грунтовые катки сегодня выполняют примерно 85% строительных задач, тогда как на асфальтный приходятся остальные 15%.
«Мы сделали только первый этап — это полуавтономная работа. Но уже сейчас мы видим экономику, и буквально на днях состоится подписание с “Нацпроектстроем” первого коммерческого контракта, — говорит генеральный директор АО «ГЛОНАСС» Алексей Райкевич. — Мы “добежали” до него всего за полгода, потому что наработки, которые имеются в сельхозтехнике, полностью применимы. И оказалось, что задачи даже проще, потому что в дорожном строительстве техника двигается медленнее».
Отметим, что в сферу сельского хозяйства роботизация пришла около десяти лет назад, из которых последние семь в работе участвуют специалисты «ГЛОНАСС». По мнению Алексея Райкевича, в сегмент строительства технологии не могли прийти раньше из-за высокой стоимости.
Также над созданием роботизированной дорожно-строительной техники работают специалисты компании «Газпромнефть — Битумные материалы». А компания «Мостовик» в течение года планирует внедрить машины без водителей на одном из карьеров Донецкой Народной Республики для проведения работ по переработке щебня. «Ждем доклад на следующей выставке с оптимизацией стоимости куба щебня», — дал указание разработчикам руководитель Федерального дорожного агентства Роман Новиков.
С защитой от угона
Появление большого количества роботов требует защиты от перехвата управления. Для этого по поручению Президента России Владимира Путина совместно с федеральным Минтрансом компания «ГЛОНАСС» реализует проект по созданию единой системы идентификации всех роботов.
«Мы не только обеспечим прозрачность функционирования техники, но и впервые в стране начнем централизовано обеспечивать кибербезопасность, — рассказывает Алексей Райкевич. — Представьте себе, что будет, если управление такой тяжелой техникой будет перехвачено злоумышленником, или в результате неполадки будет утерян контроль за ней?» Для решения этого вопроса будет создана система, которая, принимая телеметрию с роботизированной техники, сможет увидеть любые аномалии: по вмешательству в управление, «перепрошивке» или потере контроля. Также появится функция принудительной остановки, если техника окажется под управлением злоумышленников с преступными целями.
Помимо этого, научное сообщество России сейчас работает над импортозамещением и обеспечением технологического суверенитета в области спутниковой связи в движении. Для обеспечения высокоточной навигации через космические спутники необходимо научиться доставлять корректирующую поправку в роботов. Отметим, что на данный момент структуры «Роскосмоса» создали российское решение по полноценной спутниковой связи, которая работает через российские геостационарные спутники, а одно из предприятий компании разработало математический аппарат для расчета корректирующей поправки высокоточной навигации.
Технологии для человека
По мнению председателя правления ГК «Автодор» Вячеслава Петушенко, применение результатов космической деятельности может открыть практически безграничные возможности для дорожной отрасли на любой стадии жизненного цикла: от технико-экономического обоснования, когда нужно выбрать вариант прохождения трассы и учесть геологические и климатические изменения, до приемки работ. Впрочем, для последнего нужна исключительная точность.
«Было бы ошибкой считать, что искусственный интеллект и нейросеть заменят человека полностью в его деятельности, отберут работу у людей, как говорили про беспилотный транспорт. Конечно же, нет! Технологии должны стать нашим основным помощником. Кроме того, мы получаем новые возможности трудоустроить тех людей, которые по какому-то признаку потеряли полную трудовую способность, а запрос у них на дорожную деятельность, машин и механизмов имеется», — подчеркнул Роман Новиков.
В России пока только набирает популярность модульное строительство. Отель «Игора. Времена года», спроектированный бюро Rhizome на территории всесезонного курорта «Игора» в Ленинградской области, собрал в 2023 году несколько архитектурных наград благодаря необычной архитектуре, применению деревянных конструкций и модульной технологии.
Отель «Игора. Времена года» располагается на 54-м километре Приозерского шоссе. Само строительство заняло девять месяцев, открылся отель в сентябре 2022 года.
В 2023 году отель получил Гран-при фестиваля «Архитектон» и победил в номинации «Лучший реализованный объект общественной функции» фестиваля. Объект также получил премию АРХИWOOD как лучшее общественное сооружение. Архитектурное бюро Rhizome награждено в рамках номинации «Проект туристического объекта или туристической инфраструктуры» конкурса креативных индустрий G8 Creative Awards.
Хотя отель отмечен «деревянной» премией АРХИWOOD, по мнению Павла Слепнева, генерального директора проектной мастерской «ПЕТЕРГОФ» (генеральный проектировщик), главная фишка — не деревянные конструкции, а модульное строительство: «Деревянные балки — не несущий конструктив здания, а пристройка к модульному зданию».
Свобода и гибкость
Для бюро Rhizome «Игора. Времена года» — очередной пример комбинирования пространственных модулей с конструктивом из клееной древесины, отмечает Евгений Решетов, партнер Архитектурного бюро Rhizome. По его словам, «Времена года» — это сотня видовых номеров, дополненных зданием ресепшн и лобби-бара.
«Будучи ограниченными высотой двух этажей и необходимостью разместить 200 постояльцев, мы сжали, изломали и искривили планировки корпусов. Мы расположили корпуса отеля на участке наподобие протяженной изгибающейся ленты. Так, чтобы из каждого номера открывался выразительный вид на поросший мхом еловый лес.
Используя современные и экологичные решения, мы стремились вступить в диалог с лучшими северными образцами архитектуры гостеприимства и здоровья середины XX века — будь то финский функционализм или советский модернизм. Отсюда — выбор примененных цветовых и формальных решений», — рассказал Евгений Решетов.
Все постройки на территории отеля сформированы из стандартных модулей площадью 20 кв. м и 40 кв. м, которые можно собирать по-разному — от обычного прямоугольного дома до сложных объемов.
Именно так собрана «змейка» корпусов, которая позволила сделать все номера видовыми.
В отеле — четыре корпуса, выносное лобби и отдельно административно-бытовой корпус — все не как в стандартном отеле, подчеркивает Павел Слепнев. По его словам, сложно выделить какие-либо нестандартные решения, их много. «Например, номера, которые состоят из двухэтажных модульных построек и снаружи — деревянная конструкция. Получается, что эта конструкция накрывает модули, то есть у нас идет двойная крыша: крыша модулей, потом полуметровое пространство, далее общая крыша, которая накрывает и модули, и террасу. Или, например, лобби сделано по совмещенной схеме: половина — из модулей, половина — традиционным способом», — поясняет Павел Слепнев.
Корпуса соединяет галерея, выполненная из клееной древесины. Поставщик — норвежская компания RamFjord. Между блоками корпусов расположены лестницы.
«Неординарным решением является само сочетание пространственных модулей на базе металлического каркаса с “обвесом” зданий из клееной древесины и деревянного погонажа. Это сочетание позволило как выполнить объект в логике высокой заводской готовности, так и избежать излишней скованности при оперировании ”кубиками” модулей номерного фонда. Дерево дает нужную свободу и гибкость», — пояснил Евгений Решетов.
Сборка проекта
Модульные технологии имеют целый ряд преимуществ. Например, не зависят от погодных условий, поскольку сборка модулей происходит заводским способом. После завоза на стройплощадку остается только правильно собрать готовые модули, что заметно сокращает сроки самого строительства.
Строительство отеля «Игора. Времена года» длилось меньше года. «Применение компонентов высокой степени заводской готовности сделало возможным производство и сборку отеля за девять месяцев», — говорит Евгений Решетов.
Генеральным подрядчиком выступил Опытный завод строительных конструкций из Гатчины.
«Выгода от модульных технологий — сроки и качество; отличие от традиционных технологий — возможность перекрывать большое пространство и решать нетиповые задачи», — утверждает Павел Слепнев.
Кроме того, модульная технология позволяет сохранять в относительной чистоте строительную площадку и не производить много шума. Это было важно, поскольку строительство велось на действующем курорте.
Возникали также сложности иного рода, касающиеся внутренней планировки отеля. Павел Слепнев пояснил: «По законодательству при эвакуации из номера надо попасть сначала в коридор, потом на закрытую лестничную клетку и только потом уже на улицу. А вариант эвакуации сразу на улицу из номера в нормах не прописан, поэтому пришлось идти за СТО и эту историю прописывать. Хотя решение, которое реализовано, более безопасно».
Но каких-либо чрезвычайных, выходящих за рамки обычного процесса проектирования и строительства нового объекта, сложностей в этом проекте не было, говорит Евгений Решетов. По его словам, проект «Игора. Времена года» является последовательным развитием методов и технологий, которые отработаны в предыдущих отельных проектах сети «Точка на карте».
«Команда проектировщиков и подрядчиков также была сработанной, все знакомы как с процессами, так и друг с другом», — уточнил он.
Назад, в будущее
Деревянное строительство на протяжении многих лет считалось уделом индивидуального строительства. Однако теперь появились нормы, которые позволяют строить не только частные домики.
Определенные требования к деревянному строительству, конечно, есть. «Главная специфика, разумеется, — в повышенном внимании к соответствию нормам пожарной безопасности здания, но, на наш взгляд, — проектная вводная, одна из многих, влияющих на проект, но не определяющих его. Важным моментом, разумеется, является понимание дерева как материала, его внутренней логики и свойств. Как в “сыром” виде, так и в виде изделий из клееной древесины. Эстетика работы с деревом для нас органична, мы не приходили в деревянную архитектуру из других дисциплин (железобетона или металла), для нас архитектурное проектирование с самого начала работы нашего бюро во многом и есть проектирование из дерева. Это наша стихия, наша среда», — говорит Евгений Решетов.
По его словам, в настоящее время уже работают новые нормативные документы, позволяющие реализовывать из древесины как жилые многоквартирные дома, так и общественные здания большой площади и емкости при соблюдении рационально необходимых подходов к проектированию и эксплуатации таких объектов. «К сожалению, пока не произошло взрывного роста в количестве реализованных проектов с использованием конструктива из клееной древесины, так как такие конструкции обычно дороже, чем более традиционные решения, а законодательного или общественного давления в разрезе экологичности, устойчивости и ограничения углеродного следа в строительстве в РФ пока не наблюдается; однако именно эти аспекты в первую очередь являются драйверами роста объемов строительства из возобновляемых источников в Европе и других передовых в отношении внедрения дерева в строительство странах», — заключил Евгений Решетов.
Новая транспортная магистраль М-12 «Восток» стала настоящим полигоном для апробации новых решений в дорожной отрасли. Здесь испытывают не только инновационные подходы в строительном процессе, но и технологии информационного моделирования на различных стадиях жизненного цикла объекта.
В соответствии с поручением первого заместителя министра транспорта Российской Федерации А. А. Костюка от 11 марта 2021 года технологии информационного моделирования (ТИМ) решено использовать при возведении нового участка скоростной магистрали М-12. В общей сложности уже оцифрованы строящийся обход городов Нижнекамск и Набережные Челны и реконструируемый участок существующей трассы М-7 «Волга» до границы между Республиками Татарстан и Башкортостан. Речь идет о 177 километрах дороги, 22 надземных пешеходных переходах, 16 мостах, 16 многофункциональных зонах, 16 транспортных развязках и 22 путепроводах. При этом одним из самых сложных искусственных сооружений является мост через реку Кама.
Концепция строительства обхода Нижнекамска и Набережных Челнов протяженностью чуть более 80 километров разработана с учетом перспективного развития скоростного маршрута М-12 на участке от Казани до Екатеринбурга. Будущая четырехполосная трасса автомобильной дороги категории IБ даст возможность автомобилям двигаться со скоростью до 120 км в час. Для обеспечения безопасности на участках примыканий в одном уровне и съездов транспортных развязок дорожники устраивают переходно-скоростные полосы, а также возводят путепроводы и мосты, устанавливают наружное освещение. Для электроснабжения объектов дорожной инфраструктуры здесь размещаются блочные комплектные трансформаторные подстанции, а в водоохранных зонах рек и ручьев специалисты оборудуют локальные очистные сооружения.
Информационная модель создана
«Была поставлена задача: все, что делается на стадиях “П” и ”Р”, объединить, чтобы можно было использовать в дальнейшем строительстве с переходом на эксплуатацию», — заявил Андрей Зенкин, заместитель главного инженера ФКУ «Волго-Вятскуправтодор», выступая на XI Международной специализированной выставке «Дорога».
С применением двух вендорных программ (S-info и clever) дорожники создали объединенную информационную модель. И теперь с ее помощью все участники процесса могут в динамике видеть ход выполнения строительно-монтажных работ. Другими словами, нажав на любой элемент в модели, можно перейти к привязанной документации, которая вышла из Главгосэкспертизы, а также изучить атрибутику документов, утверждающихся в процессе строительства. При этом доступ к информационной модели обеспечен как через браузер стационарного компьютера, так и с мобильного устройства.
В частности, на текущий момент уже проработано и в тестовом режиме происходит рассмотрение проектной и рабочей документации. Кроме того, вендоры создали возможность внесения изменений в раздел «Рабочая документация» и их согласования с применением электронной цифровой подписи.
Сейчас IT-специалисты работают над тем, чтобы участники процесса могли утверждать производство работ внутри системы. И по завершении наладки модуля каждый получит возможность изучить весь объем рабочей документации и подписать электронной цифровой подписью. При этом будет реализована возможность идентификации каждой подписи. Наведя курсор на QR-код, человек сможет получить подтверждение, что данный лист документа был подписан конкретной электронной цифровой подписью в определенный период времени.
Готовые акты журналов авторского надзора и строительного контроля уже формируются внутри системы. Цифровые документы также связаны с контрактной ведомостью, с выполнением КС и позволяют набирать в полуавтоматическом режиме практически весь необходимый перечень работ. После прохождения всех стадий согласования на документе собираются все электронные цифровые подписи, которые так же легитимны, как и живые.
Исполнительная документация пока загружается в сканированном pdf-формате, но в дальнейшем при развитии платформы появится возможность получать все данные в цифровом формате без бумажных носителей.
Формы КС-2 и КС-3 на текущий момент подписываются в полновесном формате. При этом участники видят, к каким документам привязаны все работы, как связаны с исполнительной документацией, контрактной ведомостью и журналом общих работ. Впрочем, в тестовом режиме на нескольких подрядчиках протестировано подписание КС внутри системы. И сейчас ведется работа над тем, чтобы документы автоматически выгружались в машиночитаемом виде и интегрировались с общей системой.
Как резюмировал Андрей Зенкин, на данный момент удалось осуществить взаимодействие между всеми участниками процесса: заказчиком, подрядчиком, исполнителями авторского надзора и строительного контроля, а также наладить прохождение всех документов в электронном виде, начиная с рабочей документации, которую загружает проектировщик. В тестовом режиме пройдены полные согласования томов рабочей документации с рассмотрением и отклонением замечаний, а также подписание всеми участниками процесса рабочей документации — вплоть до утверждения производства работ.
Со строгой отчетностью
Отдельное внимание разработчики уделили способам получения информации из ТИМ-модели для контроля работ на строительной площадке на основании данных, вносимых в систему подрядными и субподрядными организациями. Во-первых, создана возможность формировать отчеты автоматически по заранее настроенным шаблонам. Такой файл содержит в себе три блока: информацию о ходе разработки рабочей документации, об этапах проведения строительно-монтажных работ с разбивкой на плановые и фактические показатели в сравнении с различными периодами (за год, месяц или неделю), а также визуализацию хода выполнения работ в 3D-формате и с отображением в цифровой модели с добавлением хронологии строительства. Помимо этого, специалисты предоставили возможность оперативно получать аналитические выборки и представлять их в виде настраиваемых интерактивных дашбордов с обобщенной информацией в виде таблиц, графиков, диаграмм и фотоматериалов.
«Внедрение технологии информационного моделирования позволяет обеспечить безбумажное взаимодействие и обмен информацией абсолютно всех участников строительного процесса с использованием сводной цифровой информационной модели, которая помогает определять качество и объемы производимых работ в режиме реального времени. Кроме того, ТИМ повышает производительность труда за счет цифровизации производственных процессов в дорожной отрасли», — указал Иван Жевжиков, заместитель директора департамента цифровой трансформации ФАУ «РОСДОРНИИ».
Впрочем, уйти от бумажной документации на сегодняшний день удалось лишь частично. Дело в том, что не все государственные структуры уже перешли на «цифру».
«Как уже сказали, с Ростехнадзором у нас пока нет договоренности, поэтому, к сожалению, электронный вид не отменяет бумажного. Надо все сдавать и хранить. А что делать с исполнительной документацией? Ее надо в бумажном виде хранить в режиме ”постоянно”. Вопросов еще много», — обратил внимание Константин Могильный, руководитель «Автодор-Инжиниринг».
Работа требует средств
Еще один важный момент касается оплаты работ по содержанию и ведению информационной модели на этапах строительства и эксплуатации объекта. На текущий момент в сметы заложены только затраты, понесенные на стадиях «П» и «Р», так как работы идут с 2021 года, а учитывать стройку разрешили только в 2024 году согласно Приказу Минстроя России от 30 января 2024 года № 55/пр «О внесении изменений в Методику определения сметной стоимости строительства, реконструкции, капитального ремонта, сноса объектов капитального строительства, работ по сохранению объектов культурного наследия (памятников истории и культуры)». В состав значительного количества правок впервые вошел алгоритм расчета затрат застройщика, технического заказчика, лица, обеспечивающего или осуществляющего подготовку обоснования инвестиций, и (или) лица, отвечающего за эксплуатацию объекта капитального строительства; на формирование и ведение информационной модели при осуществлении строительства.
Метрика внедрения в деятельность субъектов инвестиционно-строительного цикла является одним из важнейших элементов использования технологий информационного моделирования. Утвержденные приказом положения позволяют отраслевым организациям использовать методологию определения затрат на технологии информационного моделирования при осуществлении строительства с учетом численности, заработной платы ТИМ-исполнителей, продолжительности строительства, коэффициента участия и индекса квалификации ТИМ-исполнителей, стоимости лицензии и поддержки ТИМ-системы, накладных расходов и сметной прибыли. «Работа по урегулированию вопросов ценообразования и сметного нормирования технологий информационного моделирования, а также по совершенствованию принципов и подходов к цифровой информационной модели будет продолжена», — подчеркнул Константин Михайлик, заместитель министра строительства и ЖКХ России.По заявлениям дорожников, на данный момент методика дает возможность покрывать около 70% понесенных затрат.
Иллюстрации: ФКУ «Волго-Вятскуправтодор», «С-ИНФО» и «Клевер»