Эффективное использование информационной модели строительного объекта

1/2П11 ВЕСТНИК

j/2012_мгсу

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ СТРОИТЕЛЬНОГО ОБЪЕКТА

THE EFFECTIVE USE OF BUILDING INFORMATION MODEL

E.B. Игнатова, В.П. Игнатов E.V. Ignatova, V.P. Ignatov

ГОУ ВПО МГСУ

В статье обсуждается эффективность использования информационной модели строительного объекта. Предлагается использование модели в «постжизненном» периоде строительного объекта.

In this article some aspects of building information model usage are discussed. Building informational model is proposed to be used when the life cycle of building is over.

Проблема создания и использования информационной модели строительного объекта не является новой. Например, обсуждались теоретические предпосылки организации работы предприятия на основе виртуального объекта строительства (ВОС). Разработана система унификации информации о строительном объекте на основе IFC формата. Были разработаны программные средства для создания архитектуры виртуального здания (Virtual building), такие как ArchiCAD (Grapfisoft), Сапфир (ЛираСофт). В последнее время интенсивно внедряется BIM технология сквозного проектирования на основе информационной модели здания (Building Information Modeling). На основе такого подхода предложены программные продукты известных производителей Autodesk, Bentley, Nemetschek. Аналогичная идея BrIM технологии положена в основу разработок компании Bentley для информационного моделирования мостовых сооружений (Bridge Information Modeling). Таким образом, понятие строительного объекта трактуется шире, чем просто здание. Имеются разработки на основе платформы CITY-3D для создания трехмерной модели города, наполнения ее информацией и обеспечения широкого доступа к ней по сети Интернет. Одной из главных идей информационного моделирования является сопровождение строительного объекта в течение всего жизненного цикла.

С развитием средств вычислительной техники и расширением возможностей программного обеспечения для архитектурно-строительного проектирования все больше задач предлагается решать на основе информационной модели. При этом все больше требований предъявляется к эффективному использованию такой модели. На сегодняшний день теория и практика информационного моделирования строительных объектов позволяет сформулировать следующие положения:

1. Информационная модель строительного объекта является иерархической системой. Имеется в виду масштабность и территориальное распределение строительных объектов, например, объект-город, район, здание и т.д.

2. Информационная модель более высокого уровня не является автоматической суммой информационных моделей более низкого уровня, но базируется на них.

3. Структура информационной модели, а также взаимосвязи между ее частями определяются видом строительного объекта, полнотой и характером использования модели.

4. Информационная модель должна совмещать данные разных типов и форматов. В качестве ядра информационной модели эффективно используется геометрическая модель. На ее основе развиваются другие виды пространственно-подобных моделей, например, топографическая, архитектурная, конструктивная, прочностная. Геометрическая модель семантически связывает информацию о процессах, происходящих внутри объекта, и действиях, производимых над объектом. Геометрическая модель изначально строится как объектно-ориентированная параметрическая 3Б модель.

5. Информационная модель должна сопровождать весь жизненный цикл строительного объекта, т.е. проектирование, строительство, эксплуатацию, реконструкцию и ликвидацию. На каждом этапе жизненного цикла информационная модель дополняется и корректируется, т.е. динамически изменяется.

6. Ценность информационной модели и значимость ее элементов определяются целями их использования на разных этапах жизненного цикла строительного объекта.

7. Информационную модель нужно создавать не только для объектов нового строительства, но и для объектов, уже находящихся в эксплуатации. Составление электронного паспорта здания позволяет наладить мониторинг объекта и повысить эффективность управления таким зданием. Особое внимание должно быть уделено зданиям, представляющим культурное наследие, т.к. к временному и человеческому факторам разрушения (рис. 1) присоединились стихийные бедствия.

Рис. 1. Ликвидация городского квартала. www.goroda-net.ru

1/2П11 ВЕСТНИК

_угогт_мгсу

Традиционный подход, предлагающий использовать информационную модель только в течение жизненного цикла строительного объекта, является ограниченным. В дополнение к вышесказанному необходимо добавить, что ценность информационной модели не утрачивается при ликвидации строительного объекта, т.к. информационная модель может продолжать использоваться в «постжизненном» цикле строительного объекта. Кроме того, информационную модель можно создавать и использовать уже в «постжизненном» цикле, т.е. для полностью утраченных строений.

Обоснование изложенного логически следует из первого положения об иерархии строительных объектов и, соответственно, их информационных моделей. Объект «здание» - это составная часть объекта «город». Возникновение или исчезновение здания -это элемент реконструкции в жизненном цикле города, что необходимо отражать в информационной модели города. С формальной точки зрения описание объекта до и после реконструкции является элементом мониторинга состояния этого объекта. Создание информационных моделей утраченных зданий и сооружений повышает эффективность такого мониторинга.

С исторической точки зрения изменение архитектурного облика города представляет собой предмет исследования, отражающий изменения в политической, экономической и социально-культурной сфере. Большим успехом пользуются фотоальбомы старой Москвы, а также выставки старинных гравюр с историей города. Цифровые технологии позволяют преобразовать изображения в стереоскопические, которые при использовании цветных очков дают 3Б иллюзию старинных улиц. Быстро развивается интернет-технология панорамного обзора улиц городов на основе реальных фотосъемок местности. Однако, нет возможности получить цельное представление об историческом облике Москвы даже 70-летней давности. Например, при раскрашивании фильма «Веселые ребята» 1934 года выпуска «...цвет крыши гостиницы "Метрополь" в Москве удалось установить достаточно точно по одной сохранившейся цветной гравюре того времени. Здание же театра Московского варьете, находившееся в зимнем саду "Аквариум", не сохранилось даже в фотографиях, поэтому кадры в фильме являются уникальными документами эпохи, где цветоустановка сделана по опубликованным описаниям очевидцев».

С технической точки зрения информационная модель ликвидированного здания продолжает иметь утилитарное значение для инженерной практики. Можно выделить несколько направлений использования информационной модели в «постжизненном» цикле.

1. Создание базы данных аналогий строительных объектов. Такие базы данных должны содержать информационные модели зданий типовых серий, уникальных строительных объектов, исторических памятников архитектуры. Цель - применение готовых инженерных решений, использование лучших образцов зодчества для нового строительства.

2. Формирование базы знаний о поведении строительных объектов в различных ситуациях. Информационная модель должна передать данные о значимых изменениях состояния строительного объекта на протяжении всего жизненного цикла. На основе имитационного моделирования процессов, происходивших в строительном объекте, можно получить новые знания, в том числе о причинах разрушения и ликвидации. Особую ценность имеет информация, которую можно обрабатывать в системах искусственного интеллекта.

3. Анализ и оценка эффективности проектных решений. После завершения жизненного цикла строительного объекта, можно, наконец, подвести итоги проверки про-

екта временем и «рублем», выявить ошибки, найти их причины. Цель - разработка новых технологий проектирования и строительства.

4. Совершенствование геоинформационных систем с точки зрения временных показателей, обеспечение своего рода мониторинга состояния территорий. Цель - учет особенностей территорий, ранее находившихся под застройкой.

Длительное, разностороннее использование информационной модели строительного объекта ставит проблему наполнения информационной модели, т.е. требует выяснения двух вопросов:

- какая информация является макроинформацией, т.е. подлежит достаточно длительному хранению,

- какова свертка информации или как минимизировать количество информации при сохранении ценности информационной модели.

Литература

1. Е.В. Игнатова. BIM-актуальная тенденция в автоматизации проектирования /Научно-технический журнал, М. «Вестник МГСУ», Спецвыпуск, 2009, стр. 225-226.

2. А.А. Волков, В.П. Игнатов, Е.В. Игнатова, Р.Ф. Ваганов. Перспективные постановки задач строительных систем автоматизации проектирования /XIX Словацко-Российско-Польский семинар «Теоретические основы строительства» сборник докладов, Словакия, г. Жилино, 12-16 сентября 2010 года. - М.: АСВ, стр. 397-402

The literature

1. Ignatova E. 2009. BIM - the urgent tendency of computer aided design /Moscow, Vestnik MGSU, special, 2009, pp. 225-226.

2. Volkov A., Ignatov V., Ignatova E., Vaganov R. 2010. Perspective statements of problems of building systems of computer aided design (CAD) /The proceedings of XIX Slovak-Polish-Russian Seminar "Theoretical Foundation of Civil Engineering", Moscow, ASV, 2010, pp. 397-402.

Ключевые слова: информационное моделирование, информационная модель здания, BIM, жизненный цикл.

Keywords: information modeling, building information model, BIM, life cycle.

Рецензент: Э.П. Григорьев профессор доктор технических наук, ВНИИТЭ