Информационные модели изысканий

Формирование ИМ ОКС является не только требованием ПП 614 от 17.05.2024, но и позволяет бизнесу повысить качество и скорость выполнения задач, связанных с процессорами анализа, проектирования, строительства, получения смет и других взаимосвязанных данных.
Исходными данными для разработки информационной модели на этапе проектирования являются информационная модель изысканий. В этой статье мы посмотрим на процесс создания информационной модели изысканий от формирования технического задания до конечного результата и возможных вариантов использованная ЦИМ инженерных изысканий.

Наполнение параметрами и атрибутами, детализация элементов закладывается на этапе технического задания. Важно, чтобы заказчик понимал возможности использования ЦИМ и в техническом задании на выполнение информационной модели инженерных изысканий указывал необходимо-достаточный уровень детализации.
В ходе подготовки данной статьи были собраны требования от различных технических заказчиков. В конце статьи приведены ссылки требования.

Для выполнение площадных и линейных объектов с получением ЦИМ все требования к ЦИМ ИИ можно объединить в три основных группы:

Требований Министерства строительства и развития инфраструктуры Cвердловской области, «ТИМ-стандарт 2.0» [2]
«Файлы ЦИМ Представляют собой скоординированные между собой электронные документы, содержащие геометрические и атрибутивные данные об ОКС или его части. Формат данных – IFC.»

Требованиями к форматам от Московской Государственной экспертизы:
Техническое задание на проведение инженерных изысканий при использовании информационного моделирования
PDF (DOCX)
Программа работ по выполнению инженерных изысканий
PDF (DOCX)
Технический отчёт по результатам инженерных изысканий (текстовая и графическая части представляются в отдельных документах) и по разделам в соответствии со структурой ИИ
PDF (DOCX)
Цифровая информационная модель существующего «чёрного» рельефа
LandXML (DWG, DGN, CSV)
Цифровое информационное представление существующей ситуации
SHAPE-file (DWG, DGN)
Цифровая модель существующих инженерных коммуникаций
IFC (DWG, DGN)
Цифровое информационное представление существующих искусственных сооружений
IFC (DWG, DGN)
Данные об инженерно-геологическом строении территории изысканий (данные для проверки инженерно-геологической модели)
CSV (DWG, DGN)
Данные инженерно-экологических изысканий (данные для проверки инженерно-экологической модели)
PDF (DWG, DGN)
Результаты лазерного сканирования топографической поверхности (если предусмотрено техническим заданием)
XYZ (TXT, CSV)
Программа работ по выполнению инженерных изысканий
PDF (DOCX)

Коммерческие заказчики:
Распространены формат данных: DWG, IFC, LandXML.

Инженерные изыскания, входящие в состав документации объекта капитального строительства состоят из:
1) ЦИМ существующего рельефа
2) ЦИМ окружающей застройки
3) ЦИМ землепользования
4) ЦИМ инженерных коммуникаций
5) ЦИМ геологического строения
6) ЦИМ экологического строения
Далее на примерах различных типов объектов и различного подхода заказчиков разберем основные требования и возможную детализацию.

ЦИМ существующего рельефа представляет собой геодезическая поверхность. Используется в процессе проектирования. Позволяет решить целый набор практических задач от эскизного до рабочего проектирования ОКС. О них поговорим в конце статьи, а сейчас разберем требования к ЦИМ от Заказчиков:

• «В случае наличия на площадке топографической съёмки характерных точек рельефа (понижений, выраженных изменений геометрии склонов, крайних точек обрывов, оврагов, линий промоин, конусов выноса, скрытых под дерновым покровом ям, краёв карстовых воронок и других значительных (более 0,15 – 0,20 м) изменений высоты рельефа при съёмке в масштабе 1:500 и крупнее) осуществлять съёмку данных точек с последующей передачей в средства САПР для детализации цифровой информационной модели рельефа путём добавления вспомогательных точечных и (или) линейных объектов.»

• «ЦИМ существующего рельефа содержит оцифрованные данные инженерно-геодезических изысканий в виде поверхностей цифровой модели местности»;

• «Модель должна быть построена со всеми перепадами рельефа (откосы, ямы, бортовые камни). Высотное положение поверхности цифровой модели рельефа должно соответствовать данным геодезических изысканий.»

• «Оцифрованные данные инженерно-геодезических изысканий в виде поверхностей информационной модели (отметить характерные точки; построить пространственные структурные линии по характерным точкам; линейные объекты формировать в виде структурных линий. Линии не должны иметь разрывов на протяжении однотипных участков. Разрывы допускаются для линий, обозначающих кромку проезжей части и бровку обочины в местах пересечений и примыканий.»

• «Каждый тип поверхности (асфальт, щебень, вода, грунт и т.д.) должен иметь отдельную поверхность с назначенной соответствующей текстурой.»

Как видим из требований общим является наличие цифровой поверхности существующего рельефа. Далее заказчик уточняет детализацию и например может включить все позиции в техническое задание.

ЦИМ окружающей застройки используется для выявления возможных коллизий на этапе выполнения проектной и рабочей документации с использованием ЦИМ. Так же позволяет проектировщику и заказчику увидеть или найти (автоматически с использованием ПО) недочеты при выполнении ЦИМ и исправить их.
Основные Требования к ЦИМ окружающей застройки от Заказчиков:

• «Ситуационный объекты (здания, деревья, ограждения, опоры освещения, знаки, светофоры и т.д. – все что отображено в виде условных обозначений на плане геодезических изысканий) должны быть созданы в виде 3D примитивов, объединенных в блоки. Каждый блок должен иметь: наименование, точный внешний габарит, добавлен в слой «Геодезия_Ситуация», либо слой должен начинаться с «Геодезия_Ситуация_....»;

• « Цифровое информационное представление существующей ситуации выполняется в форме векторной параметрической модели с добавлением атрибутов для каждого вида объектов. Цифровая модель существующей ситуации состоит из точечных, линейных, площадных векторных объектов, а также из объектов с типом локализации «надпись»»;

• «Каждый блок должен иметь точку вставки в месте будущего соприкосновения с поверхностью»;

• «Деревья должны разделятся по наименованию, высоте, диаметру ствола»;

ЦИМ землепользования используется для выявления возможных пересечений (коллизий) и использования данных на этапе выполнения проектной и рабочей документации с использованием ЦИМ. Например: собрать характеристики участков, проверить на ограничение использования, проверить все ли элементы ЦИМ принадлежат участку и д.р.
Основные требования к ЦИМ от Заказчиков обычно такие :

«Цифровая модель землепользования:
Координаты земельных участков в системах координат, отраженных в требованиях по координации модели настоящего приложения.
На каждом земельном участке предусмотреть объемную полупрозрачную фигуру, построенную в результате соединения трех плоскостей земельного участка:
1) плоскость земельного участка;
2) плоскость земельного участка на отметке «– 5,000 м»;
3) плоскость земельного участка на отметке «+ 5,000 м»;
Каждой фигуре необходимо прикрепить гиперссылку на советующую кадастровую выписку в формате pdf. В выписке должна содержаться информация:
• Данные по виду разрешенного использования;
• Данные о градостроительной зоне;
• Данные о кадастровой стоимости;
• Кадастровый номер объектов капитального строительства, расположенных на земельном участке;
• Кадастровый номер земельного участка;
• Данные по наличию/отсутствию зон с особыми условиями использования территории;
• Данные о форме права собственности;
• Данные о собственнике.»

Цифровые 3D-модели наружных инженерных коммуникаций разрабатываются на основе цифровой информационной модели ситуации и представляют собой 3D-объекты круглого и прямоугольного сечения, вытянутой формы. (трубы, кабели, колодцы, короба, лотки и д.р.)

Подготовка цифровых 3D-моделей существующих наружных инженерных коммуникаций (трубопроводы) и цифровых 3D-моделей конструкций инженерных коммуникаций (колодцы, лотки) производится для:
- проверки на коллизии (пересечения) с проектируемыми сетями;
- проецирование на профили (ускоряет оформление, исключает человеческий фактор при нанесении сети вручную);
- подсчет объемов (демонтаж сети);
- точное примыкание между комплектами в ЦИМ (наружная сеть и внутренняя сеть по зданию);

Основные Требования к ЦИМ ИК от Заказчиков, варианты:

• ЦИМ инженерных коммуникаций содержит оцифрованные данные инженерно-геодезических изысканий в части трехмерного представления инженерных сетей с указанием назначения, диаметра, координаты высотных отметок.»

• Существующие инженерные сети должны иметь: правильное наименование, трассировку в плане, глубину заложения по высоте, размеры труб и колодцев в модели должны соответствовать данным изысканий. В свойствах элементов должно быть отражено: диаметр (трубы, колодца) и материал. Каждый тип сети должна быть создана в отдельном слое. (Например: Геодезия_Существующие сети_К2)Колодцы, камеры, ж/б лотки ТС, Опоры освещения/электроснабжения должны быть созданы в виде 3D примитивов и принадлежать соответствующему слою сети. При наличии недействующих сетей, каждый тип сети выделяется в отдельный слой (Пример: Геодезия_Существующие сети_К2_Недействующая)»

• «При подготовке цифровых 3D-моделей существующих инженерных коммуникаций требуется обеспечить выполнение следующих требований:

- Соответствие планового представления (вид сверху) инженерных коммуникаций линейным объектам цифровой информационной модели существующей ситуации.
- Соответствие планового представления лотков тепловых (и иных) инженерных сетей площадным объектам цифровой информационной модели существующей ситуации.
- Соответствие планового представления люков колодцев точечным объектам цифровой информационной модели существующей ситуации.
- Соответствие цифровых 3D-моделей трубопроводов по началу и концу входным и выходным отверстиям в цифровых 3D-моделях колодцев.»

ЦИМ геологического строения используются в проектировании на этапе проектной и рабочей документации с целью:
- расчетов несущей способности, а так же проверки с использованием ЦИМ;
- подсчета земляных работ (выемка, замещение грунта);
- анализа стоимости строительства объекта на этапе эскизной проработки;

А так же ЦИМ геологического строения содержит:

• План расположения горных выработок с указанием номера, результаты камеральной обработки геологических изысканий в виде, привязанные по координатам и высотным отметкам, содержащих в себе достаточную атрибутивную информацию;

• Объемное представление каждого геологического слоя;

• Объемное представление колонок скважин с указанием номера скважин, номером инженерно-геологических элементов, абсолютных отметок и мощности геологических слоев;

• Таблицы нормативных и расчетных значений характеристик грунтов;

• Допускается привязка текстовых результатов изысканий в виде динамической гиперссылки из информационной модели на страницу отчета по инженерным изысканиям.»

• Модель должна отображать данные Геологических сечений и колонок скважин: Необходимо построить 3D-тела в виде колонок скважин с указанием номера скважин, номером инженерно-геологических элементов, абсолютных отметок и мощности геологических слоев

ЦИМ экологического строения используются в проектировании на этапе проектной и рабочей документации с целью автоматического использования данных из ЦИМ для проверки размещения объектов, охранных зон, ЗУИТ и других экологических ограничений.
Основное Требование к экологической модели от Заказчиков:

• «Оцифрованные данные результатов инженерно-экологических изысканий с указанием точек и результатов геоэкологического опробования; с указанием точек и результатов замеров уровня загрязненности атмосферного воздуха, радиационного состояния и т.п.; с указанием санитарно-защитных зон, водоохранных зон и т.п. Допускается привязка текстовых результатов изысканий в виде ссылки из информационной модели на страницу отчета по инженерным изысканиям)»

Использование технологии Информационного моделирования позволяют повысить качество, точность, уменьшить сроки на внесение изменений в проектную и рабочую документацию для площадных и линейных объектов.

На примерах из практики проектирования, рассмотрим преимущества использование ЦИМ Изысканий для различных типов объектов, в сравнении с стандартной методикой «2D проектирования».

1) Использование ЦИМ Изысканий при проектировании линейных объектов: автодороги, трубопроводы и д.р. Преимущества:

• ·Точный подсчет объемов из ЦИМ (выемки непригодных грунтов, подсчет насыпи, подсчет демонтажа)

• Полуавтоматическое оформление графической части документации (продольные и поперечные профили, проецирование Геодезических инженерных сетей на профили и д.р.)

• Ускорение выполнения проверок на пересечения и соответствие норм (между существующими и проектными инженерными сетями, проверка на заглубление и д.р.)

• Повышение скорости и точности принятия решения благодаря визуализации технических решений. Так же ускоряется процесс согласований.

2) Проектирование площадных объектов: жилые комплексы, муниципальные объекты, промышленные объекты с использованием ЦИМ Изысканий. Преимущества:

• Анализ и оптимизация поверхности рельефа на этапе эскиза, планирования и расчета стоимости ОКС

• Подсчет объемов из ЦИМ для получения детальной сметы (объемы по выемки/насыпи с разделением на типы грунта по сложности разработки (котлованы, траншеи для инженерных сетей, планировка земельного участка), подсчет демонтажа с разделением на системы и типы объектов и д.р.).

Варианты по ускорению процесса проектирования:

1.Построение
- картограммы земляных масс;
- профилей документации с проецированием существующих инженерных сетей и оформлением;
- Свайных фундаментов при проектировании разделов КР/КЖ, длина каждой сваи задается до выбранной поверхности скального грунта автоматически;
- котлованов и траншей, подсчет объемов;
- выемки с разделением на ИГЭ по сложности разработки для дальнейшей передачи на смету;
- Инсоляционной модели
- Поверхность для расчетных комплексов и проверки нес
- использование связок и внутренних модулей различного специализированного ПО (например: расчетные комплексы, сметы, стоимостной инжиниринг и т.д.)

2.Подсчет объемов
- материалов;
- земляных работ;
- количественных показатели существующих объектов ЦИМ

Использование технологии информационного моделирования на этапе проектирования и эксплуатации ОКС, закрепляется на уровне законодательства.
Кто перешел и используют ЦИМ не только как требование, но как конкурентное преимущество отмечают значительное повышение качества продукта и широкие возможности по интеграции и использованию информации из ЦИМ ОКС с целью оптимизации и ускорению своих бизнес процессов на различных этапах.

ЦИМ ОКС используют в своих задачах: коммерческая служба заказчика, муниципальный заказчик, проектировщики, застройщики, сметчики.

Благодарим всех, кто дочитал до конца. Делитесь данной темой с коллегами, вместе мы вносим вклад в развитие и эффективное использование информационных технологий.

Мы с командой «СТИМПРО» желаем вам развития в области информационных технологий. Если у вас появилось желание заказать Информационную модель вашего объекта, вы можете сделать это через нашу форму на сайте или связаться с нами любым удобным способом.