Интернет вещей и smart city: Autodesk показал, как развивается транспортная инфраструктура в России

Дмитрий Красковский

Ученые сегодня экспериментируют с дорогами, ремонтирующими себя самостоятельно, беспилотным транспортом и автобусами, которые можно вызвать через смартфон. По прогнозам, к 2050 году количество подключенных друг к другу устройств достигнет 50 млрд — сенсоры будут внедряться в автомобили, здания, светофоры и дороги и собирать данные в режиме реального времени. Прогресс не обойдет стороной и российские города. В Москве ежегодные инвестиции в информационные технологии города сопоставимы с аналогичными бюджетами в Токио, Сан­Франциско и Сингапуре — они составляют около полумиллиарда долларов в год.

Анастасия Морозова, генеральный директор Autodesk в России и СНГ, считает, что платформой для внедрения этих технологий будет информационное моделирование.

А уже на его основе будут работать интернет вещей, инструменты big data и искусственный интеллект. Все это позволит создавать инфраструктурные объекты нового уровня и принимать решения о преобразовании города на основе анализа массива данных.

BIM: эволюция и строительство

В 2007 году, когда в Autodesk впервые заговорили о технологии информационного моделирования, речь шла о ее преимуществах для проектировщиков объектов инфраструктуры. Сегодня, однако, BIM все чаще используется при строительстве дорог и других инфраструктурных объектов — например, эта технология применяется при строительстве дублера Кутузовского проспекта.

В Autodesk также отмечают, что существенное влияние на эволюцию информационного моделирования сейчас оказывает интернет вещей и использование различных датчиков. Цифровой прототип и физический объект теперь находятся в постоянном взаимодействии. Учитывая эти изменения, в прошлом году Autodesk разработал и представил Connected BIM — подход, позволяющий всем участникам проекта обмениваться, работать и получать доступ к данным, используя облачные сервисы и мобильные устройства. Информация, собранная сенсорами и дронами со строительной площадки, может быть передана в облако в режиме реального времени. Она позволяет принимать более обоснованные технические решения и совершенствовать будущие конструкции и процессы.

До 2030 года в России планируется инвестировать около 50 трлн руб. в объекты транспортной инфраструктуры — необходимо реализовывать новые проекты и регулярно следить за состоянием уже существующих объектов. От того, насколько быстро и успешно будет внедрено информационное моделирование, зависит эффективность решения этих задач.

Умные помощники BIM

В Autodesk говорят о том, что по мере развития BIM растет и количество инструментов, которые могут взаимодействовать с информационной моделью. В первую очередь речь идет о датчиках и беспилотниках, собирающих данные со строительной площадки. С помощью датчиков осуществляется мониторинг объекта в режиме реального времени, что позволяет контролировать его техническое состояние и повышать безопасность. А информация, собранная дронами и добавленная в BIM­модель, помогает быстро заметить любые ошибки, несовпадения с проектом, отставания от плана и т.п. и исправить их на ранних стадиях. В результате строительство становится более экономичным и качественным. Это особенно важно для компаний и государственных учреждений, которые планируют инициативы по рациональному управлению объектами.

Еще одна технология, о которой Autodesk впервые упомянул несколько лет назад и популярность которой сегодня стремительно растет, — имитационное моделирование. Оно позволяет, опираясь на цифровые данные, анализировать транспортные потоки, например скопления пассажиров на вокзалах и транспортно­пересадочных узлах, и снижать аварийность и загруженность городских дорог и объектов инфраструктуры. Эти данные впоследствии интегрируются в информационную модель, созданную в ПО Autodesk. В России технология использовалась на восьми новых станциях московского метрополитена — с ее помощью было оптимизировано движение пассажиров и проведена оценка их пропускной способности. А на ЖД­вокзалах с помощью имитационного моделирования осуществляется оценка путей эвакуации из зданий при возникновении нештатной ситуации в период проведения ЧМ 2018.

Нормативы BIM

Для повсеместного внедрения BIM необходимо решить вопросы нормативного регулирования — это является одним из ключевых факторов успешного использования технологии. Год назад, стремясь помочь российским компаниям, Autodesk представил первый вариант открытого шаблона BIM­стандарта для объектов инфраструктуры. Его цель — задать единые правила обмена информацией между заказчиками и субподрядчиками, а также ускорить принятие новых технологий и сократить сроки внедрения.

Резолюция
По итогам проведения четвертого BIM Конгресса
«Создание транспортных объектов инфраструктуры будущего»
6 июня 2017 года
г.Москва

Сообщество российских профессионалов в области информационного моделирования (BIM), принимая во внимание доклады круглого стола Федерального дорожного агентства «Процесс информационного моделирования автодорожных объектов»:

• Разработка временных регламентов взаимодействия участников и дополнительных разделов технического задания на выполнение работ по разработке проектной и рабочей документации на «пилотных» проектах применительно к строительству, капитальному ремонту и реконструкции объектов транспортной инфраструктуры с применением BIM­технологии с учетом положений стандартов европейских стран.
• Разработка ПНСТ «Применение BIM­технологий при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог. Общие требования».

Заключает:

Любая профессиональная деятельность нуждается в нормировании. Наличие общепризнанных норм является условием успешного взаимодействия всех участников проектов.

Применение BIM­технологий изменяет подход к осуществлению деятельности по реализации инвестиционно­строительного проекта и преобразует традиционные процессы в BIM­процессы. Так как процедуры реализации и конечные результаты BIM­процессов отличаются от традиционных, то для дальнейшего полномасштабного развития BIM­технологий необходима разработка специальных стандартов. На сегодняшний день общепринятых BIM­стандартов в области транспортного и, в частности, дорожного строительства не существует.

Разработка и последующее внедрение BIM­стандартов на национальном уровне позволит в дальнейшем аккумулировать лучшую мировую практику в области стандартизации BIM и максимально адаптировать эти стандарты для их практического применения в Российской Федерации.

Участники BIM Конгресса приняли следующие решения:

1. Одобрить представленные в рамках конгресса и круглого стола отраслевые BIM­стандарты, разработанные по заказу Федерального дорожного агентства при активном методологическом участии Autodesk.
2. Рекомендовать Федеральному дорожному агентству осуществить дальнейшую глубокую проработку представленных стандартов и обеспечить их скорейшее внедрение в практику проектирования дорожных объектов.
3. Организовать широкое обсуждение первой редакции «Временных регламентов взаимодействия участников информационного моделирования».
4. Признать необходимым детально проработать дополнительные требования к ТЗ и всей контрактной документации для обеспечения информационного моделирования на всех стадиях проекта.
5. Уделить особое внимание дальнейшей разработке классификаторов и библиотеке элементов, а также каталогов стандартных моделей. Признано, что работа в этом направлении во всем мире находится лишь на начальной стадии.
6. При дальнейшей разработке временных регламентов и ПНСТ применения BIM­технологий проработать вопросы более полного использования информационных систем, имеющихся у заказчика, в том числе и взаимодействие ERP с BIM­моделью.
7. Признать, что на этапе эксплуатации дорожного объекта информационное обеспечение осуществляется в основном при помощи ГИС­систем. В связи с этим рекомендовано в процессе дальнейшей работы над ПНСТ детально проработать пути интеграции новых ГИС­ и АБДД­систем в эксплуатационную BIM­модель.
8. Рекомендовать Министерству строительства и жилищно­коммунального хозяйства и Министерству транспорта ознакомиться с материалами конгресса, касающимися повышения эффективности проектирования и эксплуатации инфраструктурных объектов с использованием BIM­технологий и накопленным в России практическим опытом сопровождения объектов полного жизненного цикла. Внести изменения в отраслевые сметно­нормативные базы, включив дополнительный классификатор норматива с наименованием норматива «Программное обеспечение в области информационного моделирования» с целью создания более эффективной системы управления стоимостью.
9. Распространить данную резолюцию для ознакомления всем поименованным ведомствам (Минстрою, Минтрансу, Минпромторгу, Минэкономразвития) для скорейшей реализации указанных предложений.
10. Поручить Оргкомитету Конгресса выложить данную резолюцию в Интернет для публичного доступа.

Недавно компания предложила вторую версию стандарта, в которую были внесены изменения с учетом пожеланий ведущих проектных организаций России. Эта версия уже получила одобрение в резолюции ФДА Росавтодор: «Применение BIM­технологий изменяет подход к осуществлению деятельности по реализации инвестиционно­строительного проекта и преобразует традиционные процессы в BIM­процессы. Так как процедуры реализации и конечные результаты BIM­процессов отличаются от традиционных, для дальнейшего полномасштабного развития BIM­технологий необходима разработка специальных стандартов. Разработка и последующее внедрение BIM­стандартов на национальном уровне позволит в дальнейшем аккумулировать лучшую мировую практику в области стандартизации BIM и максимально адаптировать эти стандарты для их практического применения в Российской Федерации».

Умный российский город — не утопия

Эксперты Autodesk сегодня говорят о том, что у России есть хорошие перспективы не только для повсеместного внедрения всех этих технологий, но и для создания smart city. Москва находится к этому ближе остальных городов. Действительно, в столице существует одна из крупнейших в Европе систем видеонаблюдения. 140 тыс. камер, установленных в городе, регулярно следят за строительством, состоянием городской инфраструктуры и работой городских служб. С их помощью также проводится 70% расследований преступлений. Кроме того, в городе уже сейчас действует единая система мониторинга всей городской техники, количество которой составляет 32 тыс. машин. А облачные сервисы, разработанные Smart City Lab для повседневного использования, помогают существенно экономить бюджет города: например система электронного документооборота, к которой подключены более 2 тыс. учреждений в городе, экономит около 700 млн руб. в год.

Сколько стоит умный город в США

В целом, растущий интерес к развитию smart city отмечается сегодня во многих городах мира. Кроме того, увеличивается и объем инвестиций в такие проекты. Например, в Autodesk рассказали о Smart City Challenge — конкурсе среди городов, организованном Департаментом транспорта США при участии Autodesk. Город­победитель получил 40 млн долл. на создание своей версии транспортной утопии.

Власти США попросили города среднего размера разработать идеи по созданию первой в своем роде интегрированной умной транспортной системы, которая использовала бы различные новые технологии (беспилотные автомобили, умную инфраструктуру, уличные сенсоры и т.п.), чтобы сделать передвижение людей и грузов более быстрым, дешевым и безопасным. В каждом городе в создании этих планов принимали непосредственное участие местные власти и строительные компании. В итоге в конкурсе приняло участие 78 городов. В финал вышли пять из них (Остин, Денвер, Канзас Сити, Питсбург, Сан­Франциско и победивший в итоге Коламбус) — те, которые смогли предоставить самые жизнеспособные и быстро реализуемые проекты. Финалисты получили доступ к продуктам Autodesk и тренинги по ним (InfraWorks 360 — платформа для информационного моделирования, которая использует трехмерную визуализацию и данные в реальном времени для планирования масштабных инженерных проектов) и в результате представили итоговые версии своих проектов. Они предложили идеи, которые способны решить реальные проблемы сегодняшних городов: умные светофоры, реагирующие на интенсивность автомобильного потока и подстраивающиеся под него при малейших признаках пробки; интеграцию программного обеспечения бортовых компьютеров автомобилей с местными дорожными службами; приоритезацию трафика в зависимости от класса и назначения транспортного средства. Власти США ожидают, что победитель внедрит свои проекты и станет примером для других городов, которые смогут скопировать его идеи.

В Autodesk говорят о том, что у России сегодня большие перспективы в плане развития цифровой экономики и создания инфраструктуры нового уровня. Отечественные компании не отстают от западных в освоении новых инструментов и технологий. Это значит, что, возможно, совсем скоро в стране начнется новый, «умный» этап развития городов и инфраструктуры.

Во время BIM­форума Autodesk в Москве мне удалось встретиться с Мареком Сухоцки (Marek Suchocki), экспертом по применению технологии BIM в инфраструктурных проектах (компания Autodesk), который любезно согласился ответить на несколько вопросов.

Дмитрий Красковский: Многие компании трактуют термин BIM по­разному. А как его понимают в Autodesk?

Марек Сухоцки: Мы раньше публиковали наше определение BIM. На мой взгляд, главное здесь — информация, которая используется в 3D­модели. То есть должна быть модель, к которой можно привязать определенную информацию. Для правильного применения информационного моделирования также необходим грамотно выстроенный процесс. BIM — это не просто моделирование, а процесс создания, обмена и использования информации.

Д.К.: Тогда дополнительный вопрос: есть BIM 1­го, 2­го и 3­го уровня. Что под этим подразумевается?

М.С.: На первом уровне мы управляем САПР в 2D­ или 3D­формате с помощью последовательных процессов. Модели первого уровня содержат в основном базовую информацию. А на втором уровне мы, используя технологию BIM, работаем с 3D­­средой, наполненной информацией. На этом уровне сейчас находится Великобритания.

Третий уровень пока не имеет определения, мы только исследуем его в рамках программы «Цифровая Британия» (Digital Built Britain — стратегия, принятая в Великобритании для дальнейшего развития строительной отрасли).

Д.К.: А вы можете сказать, на каком уровне находится сегодня применение BIM в России?

М.С.: Я думаю, что вы находитесь на начальном этапе первого уровня. Такие инициативы, как подготовка стандартов, демонстрируют, что у вас уже есть понимание того, что BIM включает в себя процессы коллективного создания и использования информации о сооружении.

Д.К.: А как в Великобритании помогает государство?

М.С.: В Англии инициатива BIM осуществляется и на государственном уровне, и на уровне компаний. В апреле 2016 года по инициативе правительства страны BIM второго уровня стал обязательным требованием при проектировании всех государственных проектов.

Д.К.: Хорошо. Чтобы больше к термину BIM не возвращаться, объясните, пожалуйста, следующее: есть проектирование, строительство и эксплуатация зданий и объектов. К какому уровню BIM относится эксплуатация?

М.С.: Хороший вопрос. Ну, в Великобритании в рамках инициативы BIM мы обучаем всю отрасль. Самым незрелым ее сегментом является заказчик и те, кто занимается обслуживанием зданий. У нас есть, например, стандарт BS 8536­12, который определяет, какие спецификации использовать при управлении, эксплуатации и обслуживании зданий. Очень важно создать такую практику, при которой те, кто занимается эксплуатацией и поддержкой, принимали бы участие в разработке начальных спецификаций.

Д.К.: Как вы думаете, где BIM используется более активно — в строительной отрасли или в инфраструктуре?

М.С.: Тоже хороший вопрос. Конечно, BIM легче использовать в строительстве. Вертикальное строительство больше похоже на конструктор Lego, в котором мы добавляем новые и новые кирпичики. А инфраструктурные объекты могут быть очень протяженными, и кирпичики, из которых они составляются, не такие стандартные и не такие однообразные, как в вертикальном строении. Но если мы посмотрим на то, куда вкладывается больше денег в мировом масштабе, то выяснится, что они идут сейчас в основном в инфраструктуру.

Д.К.: Например, в новое транспортное кольцо в Мос­кве?

М.С.: Да. С точки зрения общественного интереса, сегодня нам нужно фокусировать больше внимания на инфраструктуре, а не на строительстве. Я не говорю, что нам не надо заниматься больницами, школами и другими общественными зданиями. Но в России в инфраструктуру планируется вложить порядка 50 триллионов рублей. А если вместо 50 потратить 40 триллионов — представляете, какая гигантская экономия будет для страны? А это улучшение всего на 20%.

Д.К.: Как вы думаете, каким образом можно убедить российское правительство вкладываться в новые технологии, всё в тот же BIM?

М.С.: Начинать надо с определения объема инвестиций. А потом, когда он будет известен, можно поставить цель — сокращение расходов. При этом мы концентрируемся не просто на экономии на этапе проектирования или строительства — мы предполагаем экономию на протяжении всего жизненного цикла. Даже небольшое перераспределение расходов, допустим, со строительства на проектирование может привести к большой общей экономии для налогоплательщиков и для того, чтобы люди получили более качественное решение.

Д.К.: В своем докладе вы упоминали Connected BIM. Что это такое?

М.С.: Это, пожалуй, следующий уровень зрелости. Сначала мы перешли от 3D к BIM, а теперь идем от одного уровня BIM к следующему. Connected BIM — это подход, при котором участники процесса работают, обмениваются и получают доступ к информации с помощью облачных технологий. Когда мы в Англии говорим о BIM уровня 3, мы пытаемся определить новые методы работы. Connected BIM как раз является частью этих новых методов.

Д.К.: Допустим, какая­то российская компания захочет внедрить Connected BIM. Какие трудности могут при этом возникнуть, и каких результатов следует ожидать от этого внедрения?

М.С.: Connected BIM — это гораздо шире, чем просто изменение технологии. Это изменение поведения, контрактной деятельности. Люди начинают действительно работать вместе. Я знаю, что в России, как и в других странах, в строительстве есть проблемы, связанные с выстраиванием контрактных процедур. В Великобритании мы приложили серьезные усилия к тому, чтобы изменить именно коммерческие отношения, чтобы те, кто будет заниматься строительством, были вовлечены в процесс на более ранних этапах проектирования. В Америке тоже есть аналогичные идеи — IPD (Integrated Project Delivery), VDC (Virtual Design Construction), то есть интегрированное строительство, при котором все участники проекта с самого начала работают как одна команда.

Д.К.: В России очень много государственных проектных институтов, в которых трудится по полторы­две тысячи инженеров. И, например, им поручили спроектировать мост или какую­нибудь федеральную дорогу. И как им перейти на Connected BIM? Они никакого отношения к стройке не имеют — их задача спроектировать и отдать заказчику. Сразу еще один пример приведу. Есть, допустим, самолетостроительная корпорация. Есть головной офис, в котором спроектировали модель какого­то самолета и передали на завод для ее производства. Эту модель приняли на заводе, а она не сведенная, то есть ничего в ней не сходится и всё расползается. И тогда уже инженеры на местах сами садятся и начинают доводить ее «до ума».

М.С.: Я думаю, вы прекрасно понимаете возможности, которые предлагает в этом плане BIM. Но для решения этих проблем не существует универсальной «волшебной палочки». Люди, заказчики, отрасль — все они вместе должны найти решение для этого разорванного процесса. В Великобритании работают по принципу push and pull, то есть «тяни­толкай» — это когда клиент тянет отрасль, просит изменения, а отрасль, наоборот, толкает клиента к изменениям, и получается взаимное согласованное движение. Все заинтересованные стороны должны вместе сесть и оценить коммерческие проблемы, которые стоят перед отраслью. И вопрос должен быть поставлен так: каким образом оптимизировать инвестиции общественных денег для того, чтобы ликвидировать препятствия, мешающие прогрессу?

Д.К.: А как вы относитесь к появлению таких новых технологий, как, например, 3D­печать или дроны? Как убедить компании все это использовать?

М.С.: Этот вопрос носит общий характер. Если есть какая­то новая возможность или инновация, что делать — инвестировать или сказать: «Это нам не нужно»? Вот у вас есть смартфон?

Д.К.: Да, конечно.

М.С.: А почему старый телефон не используете, с трубкой? Он дорогой?

Д.К.: У меня дома есть трубка.

М.С.: Это понятно, но согласитесь: вы потратили деньги на новую технологию, купив современный смартфон, и вы предпочитаете пользоваться им. Что касается строительства, то почему бы нам дроны не использовать? Почему бы нам не использовать лазерное сканирование? Цифровизация идет, и поэтому каждый человек и каждая компания имеет возможность сказать: «Это мне удобно, это полезно для дела, давайте я буду этим пользоваться».

Д.К.: Тут все зависит от цены вопроса. Взять, например, очки виртуальной реальности — сколько они стоят? Две­три тысячи долларов. На мой взгляд, не каждая компания может себе это позволить.

М.С.: Если вы видите реальные преимущества, реальную пользу от того, что вы приобретаете, вы будете в это вкладывать. Я в свое время работал в инженерной консалтинговой компании Atkins. И когда у нас там начали внедрять электронную почту, некоторые люди говорили: «Это игрушка». Да, очки виртуальной реальности сегодня не каждый будет использовать. Но я скажу, что в течение ближайших пяти лет большинство архитекторов и дизайнеров будут применять какие­то элементы виртуальной реальности, и в домашних условиях тоже. Сначала дети будут играть в игрушки, например, с этими очками, а потом, когда они вырастут и придут на работу, они удивятся: «А почему здесь этого нет?»

Д.К.: Это да, современные дети, они такие. В заключение беседы наш традиционный вопрос — что бы вы хотели пожелать нашим читателям?

М.С.: Вашим читателям, которые являются, конечно, специалистами по САПР или интересуются им, я хотел бы пожелать удачного пути к BIM и к цифровому будущему.

Д.К.: Спасибо за интересную беседу!