Цели, задачи и способы использования BIM

Информационные требования должны описывать цели и задачи, которые предполагается решить с помощью BIM-моделей. От того как будет использоваться информационная модель и на какие из стадий жизненного цикла объекта планируется передавать информацию из модели, будут зависеть требования остальных разделов Информационных требований заказчика.

Этапы работ и контрольные точки выдачи информации

В данном разделе описываются этапы работ, связанные с разработкой информационной модели. В самом общем случае этапы могут повторять пункты календарного плана договора. Каждому этапу работ должна предшествовать как минимум одна контрольная точка выдачи информации. Но таких точек может быть и более (чем одна на этап), например, когда заказчик желает проводить еженедельные технические совещания или контролировать процесс разработки информационной модели.

Требования к применяемым стандартам

Помимо обычного для разработки проектной и рабочей документации списка нормативных документов (ГОСТ, СП, ОДМ, СТО и др.) заказчик может включить требования, предписывающие применять нормативные документы по информационному моделированию.

Требования к составу моделей и объемам моделирования

Ниже приведены рекомендации по составлению требований на примере инфраструктурного объекта – автомобильной дороги.

5.3.5.1 Общие требования

См. главу 4.

5.3.5.2 Требования к топографо-геодезическим изысканиям

Результатом топографо-геодезических изыскания является инженерно-топографический план, который рекомендуется выполнять на базе данных лазерного сканирования или традиционными методами (однако лазерное сканирование на данный момент является наиболее прогрессивным методом проведения топографо-геодезических изысканий, позволяющим получать высокоточную 3D-модель существующего объекта).

Обработка данных лазерного сканирования должна выполняться с учетом:

· фильтрации посторонних шумов в облаках точек;

· пересчета данных в выбранную систему координат и систему высот (зачастую выбирается МСК и Балтийская система высот, единицы – метры);

· отображения облака точек в RGB;

· классификации точек (применительно также к традиционным методам изысканий):

o поверхность (проезжая часть, обочины, разделительная полоса, откосы и поверхность придорожной полосы);

o объекты обустройства дороги, надземные коммуникации;

o растительность (лесополосы, отдельно стоящие деревья, кустарники);

o здания и сооружения.

Для обнаружения неучтенных поземных инженерных коммуникаций в полосе отвода автомобильной дороги и определения их высотного положения необходимо применение метода геофизического исследования.

При формировании топографического плана необходимо использовать векторную топологическую модель пространственных данных.

Все ситуационные объекты (точечные, линейные и площадные) должны иметь координатную и высотную привязку.

Электронная версия топографического плана может быть представлена, например, в формате DWG. Все точки (элементы) топографического плана должны иметь координаты X, Y, Z (H).

5.3.5.3 Цифровая модель рельефа (ЦМР)

Результатом обработки данных топографо-геодезических изысканий должна являться, прежде всего, цифровая модель рельефа (ЦМР).

ЦМР должна формироваться в том числе с использованием данных съемки «теневых» участков.

На ЦМР автомобильной дороги в обязательном порядке необходимо:

· отметить характерные точки: ось дороги, внутреннюю и внешние кромки проезжей части, кромки асфальта, укрепленную обочину, бровку, подошву насыпи и другие точки, а на многополосных дорогах – границы полос движения;

· 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.
ЦМР представляется в виде поверхностей (например, поверхностей AutoCAD Civil 3D).

5.3.5.4 Цифровая модель ситуации (ЦМС)

Цифровая модель местности должна включать все объекты, отражающие ситуацию инфраструктурного объекта, в трехмерном виде. ЦМС строится на геоподоснове ЦМР.

Должен быть определен набор слоев элементов, составляющих ЦМС, например:

· проезжая часть,

· обочина,

· дорожные ограждения,

· километровые столбы,

· сигнальные столбики,

· столбы освещения,

· светофоры,

· дорожные знаки,

· разметка горизонтальная,

· разметка вертикальная,

· водопропускные трубы,

· водоотводные лотки,

· бордюрные камни,

· остановки общественного транспорта,

· тротуары,

· примыкания,

· объекты дорожного сервиса,

· лесополосы,

· шумозащитные экраны.

5.3.5.5 Цифровая модель искусственных сооружений (ЦМИССО)

BIM-модели для различных ИССО, например мостовых сооружений, следует сохранять в различные файлы, структура слоев также может быть различной (например, одно сооружение металлическое, другое – железобетонное). Допускается объединение правого и левого мостов в общую модель. Структуру ЦМИССО определяет команда проекта, например:

· фундаменты опор,

· опоры,

· пролетные строения,

· узлы опирания, опорные части,

· удерживающие и регуляционные конструкции,

· деформационные швы,

· мостовое полотно,

· перильные ограждения.

5.3.5.6 Цифровая модель землепользования (ЦМЗ)

Исходными данными для модели земельных участков могут быть: 2D-чертеж DWG, выписки из Государственного кадастра недвижимости (ГКН) в формате PDF, содержащие каталоги координат границ земельных участков, выписки ГКН в формате XML, файлы в формате MID/MIF, подключение Публичной кадастровой карты по протоколу WMS (web map service).

ЦМЗ должна содержать контуры земельных участков в виде 2D-полигонов. Если система координат проекта не совпадает с системой координат точек границ земельных участков (МСК), то координаты земельных участков должны быть пересчитаны в систему координат проекта.

5.3.5.7 Цифровая модель инженерных коммуникаций (ЦМК)

ЦМК должна включать 3D-объекты подземных, наземных и надземных коммуникаций, имеющие координатную и высотные привязки.

Различные типы коммуникаций должны группироваться по соответствующим слоям. Набор слоев определяется командой проекта, например:

· ЛЭП,

· опоры ЛЭП,

· газопровод,

· кабель телефонной связи,

· колодцы коммуникаций,

· оптоволоконный кабель.

Уровень проработки элементов BIM-модели должен позволять определить внешние габаритные размеры, соответствующие объектам коммуникаций.

5.3.5.8 Цифровая модель геологического строения (ЦМГ)

Информация о геологических слоях должна иметь высотные и координатные привязки и всю необходимую информацию для их трехмерного представления как в поперечном, так и в продольном профилях автомобильной дороги (проектируемого объекта).

Все слои геологических изысканий должны быть строго классифицированы по типам и категориям объектов. Данные геологических изысканий не должны содержать неклассифицированные элементы.

Атрибуты слоев дорожной одежды рекомендуется снабдить информацией по материалам (модуль упругости марка бетона, асфальтобетона, щебня и др., коэффициент фильтрации песка и пр.), техническим и технологическим характеристикам, стоимости. Кроме этого, могут быть указаны ссылки на нормативные документы. Возможность этого определяет команда проекта по согласованию с заказчиком.

Данные инженерно-геологических изысканий должны содержать информацию по существующему состоянию дорожной одежды и земляного полотна в объеме и виде, обеспечивающих формирование трехмерного вида и содержащих информацию по конструктивным слоям, толщинам и остаточному модулю упругости с геодезической планово-высотной привязкой точек замеров в продольном и поперечном направлениях.

Данные комплексного динамического мониторинга должны быть представлены в виде, позволяющем внести их в информационную модель изысканий с координатными и высотными привязками мест проведения работ и отбора образцов.

Информация о подземных грунтовых водах должна быть сформирована в виде, обеспечивающем ее внесение в информационную модель существующей ситуации.

При выполнении радиологических, георадарных и георадиолокационных исследований данные по профилям и картограммам должны обеспечивать автоматическую (полуавтоматическую) их выгрузку в цифровую модель геологии.

Результаты геологических изысканий (исходные данные для построения ЦМГ) должны включать в себя в том числе:

· план расположения горных выработок с указанием номера;

· результаты камеральной обработки геологических изысканий в виде
геологических разрезов. Табличная информация дублируется в электронных таблицах Microsoft Excel;

· колонки скважин с указанием номера скважин, номером инженерно-геологических элементов, абсолютных отметок и мощности геологических слоев;

· таблицы нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.

5.3.5.9 Цифровая модель гидрометеорологического строения (ЦМГМ)

Материалы инженерно-гидрометеорологических изысканий выполняются с учетом их дальнейшего использования в сводной модели автомобильной дороги, объем моделирования и необходимость определяется командой проекта.

5.3.5.10 Цифровая модель инженерно-экологических изысканий (ЦМЭ)

Материалы инженерно-экологических изысканий выполняются с учетом их дальнейшего использования в информационной модели существующего состояния дороги, объем моделирования и необходимость определяется командой проекта.

Материалы должны быть проанализированы BIM-командой с точки зрения формирования информационных моделей этого типа и описано, какими объектами и элементами может быть сформована модель инженерно-экологических изысканий (при необходимости).

5.3.5.11 Требования к созданию информационной модели проектируемого объекта

BIM-модель объекта должна содержать пространственную модель проектируемого/строящегося объекта с координатной привязкой планово-высотного положения, графические материалы, текстовые и табличные документы, библиотеки трехмерных элементов. В качестве основы цифровой поверхности необходимо использовать существующие ЦМР и ЦМС.

Все составные части конструктивных элементов объектов инфраструктуры и сооружений, защитных сооружений, искусственных сооружений (ЦМИССО), производственных объектов, элементов обустройства автомобильных дорог должны быть выполнены отдельными трехмерными объектами с атрибутивной информацией (возможность и необходимость внесения атрибутов определяет команда проекта по согласованию с заказчиком).

BIM-модель объекта должна быть создана с графическим уровнем проработки конструктивных элементов, инфраструктурных сооружений, искусственных сооружений, производственных объектов, элементов обустройства с атрибутивной информацией по используемым материалам, техническим и технологическим характеристикам, стоимости, ссылки на нормативные документы, в объеме, достаточном для выпуска документации соответствующих стадий «Проектная документация» / «Рабочая документация».

Требования к единому координатному пространству

В информационных требованиях заказчику следует указать, в какой системе координат предоставлять данные. Данное требование должно распространяться на всю команду проекта (все организации).

Все ситуационные объекты информационных моделей (точечные, линейные, площадные, тела) должны иметь координатную и высотную привязку.

Зачастую кадастровые и другие виды полевых работ выполняются в местных системах координат (МСК). Если заказчик выбрал для проекта глобальную систему координат (например, WGS-84), а результаты работ выполнены в МСК, то подрядчикам необходимо предоставить ключи пересчета данных в выбранную заказчиком систему координат (выполнение пересчета данных выполняется на усмотрение заказчика).

Если принято решение выполнять BIM-проект в «системе координат проекта», то опорные реперные точки должны быть закреплены на местности и сохраняться до полного завершения всех работ по проекту. В случае когда стадии разработки проектной документации и рабочей сильно разнесены во времени – необходимо обеспечить сохранность опорных пунктов для последующих стадий (проектирование – строительство – эксплуатация).

Если линейно-протяженный объект располагается в нескольких районах (имеет большую протяженность), имеющих различные МСК, то имеет смысл в качестве системы координат выбрать WGS-84.

На этапе эксплуатации для инфраструктурных объектов зачастую используются ГИС-системы, ориентированные на использование географических систем координат. Данный факт нужно учитывать, если планируется передача информационной модели на этап эксплуатации.

Требования к уровням проработки

Информационные требования должны описывать уровни проработки элементов или групп элементов (система водоотведения, коммуникации и т. п.). Четкое определение уровней проработки в самом начале работы над проектом позволит избежать споров относительного того, что детализация и объем информации по элементам не соответствует ожиданиям заказчика, а также BIM-авторам избежать излишних временных и трудовых затрат на излишнюю детализацию, если она не требуется (например, нет смысла детализировать опору освещения до последней гайки и сварного шва, если для системы освещения установлен LOD200). Требуемые уровни проработки должны быть формализованы и согласованы в табличном виде, где по каждой категории элементов каждого раздела указаны определенные геометрические и атрибутивные свойства, необходимые для разработки в модели.

Требования к составу и форматам выдачи результатов проекта

Заказчик вправе отразить в Информационных требованиях желаемый состав и формат выдачи результатов проекта. При разработке BIM-проекта в среде продуктов Autodesk рекомендуются следующие форматы результатов проекта:

· Исходные данные – в исходных форматах (*.docx, *.xlsx, *.pdf и т.п.).

· ИМИИ – информационная модель инженерных изысканий:

o ЦМР – цифровая модель рельефа – DWG;

o ЦМС – цифровая модель ситуации – DWG;

o ЦМИССО – цифровая модель искусственных сооружений (мостовых сооружений) – DWG, RVT, IFC или любые форматы твердотельного моделирования, согласованные с заказчиком;

o ЦМЗ – цифровая модель землепользования – DWG;

o ЦМК – цифровая модель инженерных коммуникаций – DWG;

o ЦМГ – цифровая модель геологического строения – DWG;

o ЦМГМ – цифровая модель гидрометеорологического строения – определяется командой проекта;

o ЦМЭ – цифровая модель инженерно-экологических изысканий – определяется командой проекта.

· BIM-модели проектируемого объекта – DWG, RVT.

· Сводная информационная модель: NWC, NWD.

Требования к составу разделов проектной документации описаны в Постановлении Правительства РФ от 16.02.2008 № 87 (ред. от 12.11.2016, с изм. от 28.01.2017) «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию» и в большей степени относится к техническому заданию, а не к Информационным требованиям заказчика.

Требования к именованию файлов

Информационные требования должны регламентировать то, как будут именоваться файлы информационной модели и документы, относящиеся к модели. Определение правил именования позволит: во-первых, навести порядок в именах файлов и, во-вторых, избежать неоднозначности размещения полученных файлов в случае, когда информационный обмен происходит с помощью электронной почты, в-третьих, общие правила именования файлов с большой долей вероятности позволят избежать неверных ссылок в сборной модели объекта (модели, включающей модели различных дисциплин). Подробнее о правилах именования файлов см. раздел 5.12 Правила именования файлов.

Требования к качеству информационных моделей

Заказчик описывает в Информационных требованиях требования к качеству моделей. В каждом отдельном случае эти требования могут быть различными и зависеть от специфики моделируемого объекта. Также заказчик может руководствоваться ключевыми метриками, описанными ниже, и установить жесткое требование на отсутствие коллизий, определив, что считать коллизией. Коллизией может считаться не только явное недопустимое пересечение элементов объекта (например, установка опоры освещения посередине проезжей части), но и допуски по близости размещения элементов (например, подземный кабель линии электропередач может не пересекаться с водоотводным лотком, но быть в недопустимой близости с водотоком).

Требования к среде общих данных

В данном разделе заказчик определяет способ взаимодействия с исполнителями, порядок согласования. Заказчик может полностью уйти от бумажного предоставления документов на промежуточных этапах, утвердить юридическую значимость утверждения информационной модели с помощью изменения статуса в среде общих данных, регламентировать обязательность использования электронной подписи.

Требования к предоставлению ключевых метрик проекта

Для оценки качества проектных решений, разработанных и отраженных в информационной модели, могут вводиться ключевые метрики проекта. Данные метрики помогают заказчику оценить информационную модель и предлагаемое решение, не углубляясь в модель и чтение пояснительных записок к разделам. Например, этапу подготовительных работ может соответствовать метрика – площадь рубки леса в га на пог. км объекта или для отдельных узлов (развязок). Для этапа земляных работ может быть введена метрика – объем привозимого грунта в тыс. м³ на пог. км автомобильной дороги. Другие примеры метрик – толщины слоев дорожной одежды, количество коллизий и др.

При вариантном проектировании (разработка двух и более вариантов прохождения трассы) ключевые метрики являются наиболее наглядным способом сравнения предлагаемых вариантов, зачастую в качестве ключевой метрики вводят оценочную стоимость каждого из вариантов в рублях.

Требования к квалификации исполнителей

Специалисты должны иметь опыт выполнения проектов с использованием инструментов информационного моделирования.

Проектная организация предоставляет сведения по выполненным проектам с использованием инструментов BIM (портфолио).

Проектная организация предоставляет сведения о квалификации персонала, задействованного в рамках процесса информационного моделирования. Сотрудники, принимающие участие в проекте, должны иметь соответствующие сертификаты по программным продуктам.

Проектная организация представляет документы, подтверждающие квалификацию специалистов в использовании программных решений BIM.

Проектная организация назначает специалиста, отвечающего за процесс реализации BIM-проекта и коммуникации с заказчиком (или представителем заказчика).

Проектная организация должна иметь соответствующее программное обеспечение для выполнения задач информационного моделирования.

5.4 Методика планирования процесса реализации BIM-проекта

Методика планирования процесса реализации BIM-проекта определяет процедуру, состоящую из четырех этапов, необходимых для создания плана реализации BIM-проекта:

1) Определить цели, BIM-задачи и соответствующие BIM-сценарии для каждой фазы проекта.

2) Разработать общий процесс реализации BIM-проекта и карты процессов по применяемым BIM-сценариям.

3) Определить требования к информационным обменам.

4) Определить требования к материальным, нематериальным и человеческим ресурсам, необходимым для реализации проекта.

Целью данной процедуры является планирование и непосредственное общение с командой на ранних этапах проекта. Команда, ведущая процесс планирования, должна включать участников от всех организаций, играющих значимую роль в проекте. Поскольку не существует единого метода для реализации BIM по любому проекту, команда должна эффективно разработать стратегию выполнения с учетом понимания целей проекта, характеристик проекта, а также возможностей членов команды.