ЦИФРОВОЕ ДОРОЖНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО

Журнал "Дорожная Держава" № 08.2018 г.

Илья Букреев, ведущий специалист по передовым решениям Topcon ООО «Геостройизыскания»

Цифровые технологии заняли достойное место в повседневной жизни обычного человека, наполнив ее дополнительным разнообразием. Смартфоны, ноутбу­ки, смарт-телевизоры и умные дома стали неотъемлемой частью нашего быта, и мы давно не удивляемся всем этим вещам, часто используя их практически по инерции. Однако есть различные сферы деятельности человека, где цифро­вые технологии еще не набрали полную силу, – например, строительство. 

 По данным аналитической компа­нии McKinsey, на мировом рынке сложилась следующая ситуация: всего лишь 6% из опрошенных строительных компаний полно­стью переместили рабочие про­цессы в цифровое пространство. Однако 93% опрошенных компа­ний так или иначе уже используют цифровые технологии в различ­ных сферах своего бизнеса, а 100% считают, что работа в цифровом пространстве имеет огромный потенциал для конкурентоспо­собного развития. Почему люди чувствуют возможности, видят по­тенциал? Ответ достаточно прост. Кто же из управленцев откажется иметь все данные о проекте у себя в кармане, следить с дивана за раз­витием процесса строительства и видеть, как те или иные рабочие решения влияют на изменение стоимости проекта и его рента­бельность? 

Да, это не сказки, а реальность, пришедшая вместе с BIM (Building Information Modelling – Стро­ительная Информационная Модель). И если еще вчера BIM немногим отличались от GIS и решения позволяли произвести 3D-моделирование строительно­го объекта с присвоением различ­ной семантической информации, то сегодня можно смело говорить о появлении новых – 5D – BIM- моделей, учитывающих времен­ную и финансовую составляющие реализации проекта.

По данным другого аналитиче­ского агентства – McGraw Hill Construction – за последующие несколько лет информативность BIM-моделей возрастет на 50%! А это значит, что инвестиции в мо­бильные решения, программные продукты и единое цифровое пространство будут только расти. Вывод: строительной отрасли никуда не деться, альтернативы переходу в цифровое простран­ство просто нет. Но чтобы в это пространство попасть, нужно от­ворить двери, для которых суще­ствует четыре основных ключа, открывающих рост потенциала «цифры» в строительной отрасли. 

Первый ключ – это Цифровые данные. Современные приборы и инструменты сбора данных имеют абсолютную цифровую основу. С каждым годом происходит посто­янное развитие различных техно­логий и аппаратных комплексов, например таких как наземные ро­ботизированные тахеометры, бес­пилотные летательные аппараты, дроны, различные сканирующие системы, и, конечно же, спутнико­вое оборудование. Разнообразие современных инструментов очень велико, и это видно на примере линейки продуктов одного из лидеров производства позицио­нирующего оборудования и из­мерительных инструментов. Залог успеха – в цифровых инструмен­тальных технологиях, это создание продуктов от А до Я. Компания Topcon называет эту идеологию «оптомехатроникой» продуктов, что значит слияние технологий оптики, механики и электроники в одном продукте и средствами единого производителя (рис. 1).

Второй ключ – это Автоматические системы управления строительной техникой, такие как Topcon 3DМС (рис. 2). Эти решения отвечают за автоматизацию выноса проекта в натуру непосредственно строи­тельной техникой и осуществле­ние работ в полном соответствии с проектом, исключая человеческий фактор на 90%! 

Другими словами, 3D-системы нивелирования объ­единяют в себе не только этап раз­бивки, но и сводят к минимуму процесс промежуточного контро­ля и сопровождения строительства, тем самым увеличивая производи­тельность работ до двух-трех раз! И такие решения даже в нашей стране можно встретить практиче­ски на каждом участке дорожного строительства. Уже настало время, когда без 3D-системы многим под­рядчикам просто не доверяют ос­новной подряд, а субподрядчики, не имея 3D-системы нивелирова­ния, просто физически не могут поддержать необходимый темп строительства, не говоря уже о со­ответствии проекту и качестве вы­полнения работ. И, конечно же, ответственные производители 3D-систем стараются предложить рынку максимально удобный и передовой продукт. Так, на рынке уже второй год активно распространяются безмачтовые инерциальные 3D-системы ниве­лирования 3DMC-MAX, позволяю­щие машинам работать не только на повышенных скоростях, но и получать точное положение рабо­чего органа, учитывая при этом поворот, наклон и плановое поло­жение.

Третьим ключом является Единая цифровая среда, которая позво­ляет объединять полевые циф­ровые технологии с офисными программными продуктами и об­мениваться цифровыми данными абсолютно в различных направ­лениях, будь то передача между полевыми единицами, офисны­ми единицами, или объединять поле с офисом. Ярким примером такой среды являются решения Topcon 3D Enterprise. Это облач­ное решение рассчитано не только на обмен данных внутри группы продуктов Topcon, но и позволя­ет оперировать общими данными с программными продуктами Autodesk и Bentley Systems. И эти возможности наводят мост взаимо­действия проектных подразделе­ний с полевыми бригадами.

Основываясь на общей цифро­вой среде, мы можем видеть уве­ренное слияние решений в части взаимодействия ранее не совме­стимых технологий. Такое слияние – это огромный потенциал пере­вода работы в полностью цифро­вую среду. Еще недавно офисные программные продукты и изме­рительное оборудование шли по параллельным дорожкам. Но сегодня их пути не просто пересе­каются – они сливаются в единую многополосную магистраль общих цифровых данных, с взаимозаме­няемыми форматами. Слияние технологий – это основной, четвер­тый, ключ к дверям в цифровое до­рожное строительство!

Но все это было бы только словами, если бы не было решения или тех­нологии, объединяющей ключи в одну связку. Примером такого решения может служить новая тех­нология Topcon SmoothRide, рас­считанная, в первую очередь, на использование с целью восстанов­ления дорожного покрытия. Это решение основано на взаимодей­ствии всех этапов и не подразуме­вает исключения того или иного звена в порядке работы. Первым звеном SmoothRide является сбор множественных пространственных данных. Выполняется эта задача с помощью одной из последних разра­боток в области современного пози­ционирующего приборостроения, специального дорожного мобиль­ного сканера RD-M1 (рис. 3). 

Этот сканер предназначен для сбора ин­формации о состоянии поверхно­сти дороги и позволяет получить данные, которые детально харак­теризуют текущее состояние до­рожного покрытия. Следующим этапом является обработка данных и создание цифрового проекта ремонта дорожного полотна. Этот процесс можно выполнить различ­ными программными продукта­ми, например Bentley OpenRoads или Magnet Collage и Magnet Office Resurfacing (рис. 4).

Так или иначе, эти современные программные продукты рассчитаны не только на создание проектов, но и на работу с облаками точек, которые формиру­ются по результатам предваритель­ного мобильного сканирования.  Одной из важнейших частей этих современных программ являются интегрированные модули обмена данными с едиными облачны­ми хранилищами – такими, на­пример, как Topcon 3D Enterprise. Именно эта часть представляется как основа BIM, поскольку позволя­ет моментально передавать проект­ные данные в рабочие станции на строительном участке без необхо­димости какого-либо физического перемещения.

Следующим этапом SmoothRide становится выполнение работ на участке на основе данных, подго­товленных на предыдущем этапе. В работу вступает второй ключ развития цифровых технологий – система управления строительной техникой Topcon RD-MC. Обмен данными с ней возможен как тра­диционным способом с помощью электронных носителей инфор­мации, так и с помощью облачных сервисов. Особенностью данного решения является возможность работать не просто по проект­ной 3D-поверхности, а учитывать точное значение переменного слоя фрезерования на основе данных о существующей поверхности и сделанного на основе нее проекта ремонта.

Завершающим этапом технологии ремонта SmoothRide смело можно считать процесс интеллектуально­го уплотнения асфальта катками с установленными системами кон­троля уплотнения (Рис.5).

Данные системы не просто помогают ма­шинисту контролировать процесс работы по заданным параметрам, а еще и собирать данные о процессе уплотнения, картировать, структу­рировать их и с помощью третьего ключа отправлять в специальный сервис SiteLink3D. В этом сервисе любой пользователь сможет посмо­треть карту процесса уплотнения по количеству проходов, достигну­той жесткости покрытия или карту поверхностной температуры.

Описывать все возможности данного сервиса можно долго, и детальную работу представлен­ной выше технологии – тоже. Это достойно отдельного обзора. Главное, что подчеркнуто сегодня, это присутствие цифровых тех­нологий на каждом этапе работ SmoothRide. Постоянное присут­ствие цифровых данных, а также BIM-процессов в этом решении за­являет о том, что Цифровое До­рожное Строительство уже не за горами, и переход в цифровую среду уже активно набирает ход.