IT Партнер. От кульмана до 3D-модели: как технологии меняют дорожное строительство

К 2035 году протяженность скоростных магистралей в России планируется увеличить более чем втрое: с 5 до 17,6 тысячи километров. Новые автобаны позволят сократить время пути от границы с Белоруссией до границы с Казахстаном с 27 до 18 часов, от Екатеринбурга до Черноморского побережья – с 33 до 22. Где уже есть платные дороги и как они действуют? Как строятся новые? Разбираемся с главным инженером проекта Тюменского обособленного подразделения ООО «Инстройпроект» Максимом Цуриковым.

ООО «Инстройпроект» входит в строительно-инвестиционный холдинг «Автобан», который объединяет свыше 20 предприятий с полувековым опытом дорожного строительства. 2554 км построенных дорог (с 1999 г.) из них более 778 км автомагистралей.

Первый в России экодук и «фишки» платных дорог
Институту «Инстройпроект» – 16 лет, а его тюменскому подразделению – 10. Один из интересных реализованных проектов – реконструкция дороги М3 «Украина». Там построен первый в России экодук.

Сегодня также можно оплатить проезд по платной дороге с помощью транспондера (карточка или электронный билет с возможностью пополнения покупается у оператора автодороги). Или зайти на сайт оператора и оплатить дорогу в конкретный день по определенному маршруту.

«Платная дорога – это альтернатива. Например, ЦКАД идёт в 50 метрах от обычного кольца. 200 км по платной дороге ты проедешь за полтора часа и 200 рублей, по бесплатной – за пять часов. Каждый выбирает, что важнее – время или деньги. Сейчас не все хотят платить – такой менталитет, не привыкли. Мне кажется, через пару поколений люди перестроятся», – считает Максим Цуриков.

Следующий крупный объект проектировщиков – магистраль «Европа-Западный Китай». 800 км нового направления позволят сократить время в пути от Москвы до Казани с 15 до 7 часов! «Инстройпроект» здесь разработал рабочую документацию самого протяженного участка – 136 км по территориям Нижегородской области и Чувашской республики. Уже разрешен проезд технологического транспорта по новой дороге, а ее запуск произойдет в 2024 году. Продолжением трассы станет дорога от Казани до Екатеринбурга. Часть магистрали пойдет по существующим дорогам, которые реконструируют, а 280 км нового направления (платный автобан), будет пробиваться через горы, 43 км из которых в работе у «Инстройпроект».

От чертежа на кульмане до 3D-модели
Этап проектирования и строительства автодорог начинается с технико-экономического обоснования строительства. Большие скорости, развитие прилегающих территорий, как правило, дают мощный рост экономике региона. Просчитывается востребованность транспортной артерии, прирост интенсивности автотранспорта на 25 лет. Отсюда, если речь о платной дороге, вычисляется перспективная стоимость проезда и окупаемость вложенных средств. Примерную стоимость строительства и проектирования можно оценить с помощью специальных программных комплексов. Например, Autodesk InfraWorks. Программа позволяет подгрузить спутниковые карты выбранного района, прикинуть размеры искусственных сооружений.

Затем проводятся четыре основных типа инженерных изысканий – геологические, геодезические, экологические и гидрометеорологические. В некоторых вопросах геологии и экологии по-прежнему используются инструментальные способы и ручной труд. А в геодезических изысканиях наряду с инструментальными способами применяется аэрофотосъемка и лазерное сканирование (облака точек преобразуются в цифровую модель рельефа – одну из составляющих цифровой информационной модели).

Результаты инженерных изысканий обрабатываются в системе автоматизированного проектирования. Есть три САПР, «родом из СССР» – белорусский «Кредо диалог», томская программа IndorCAD/Road и питерский Robur Топоматик.

«Все три программы выполняют полный комплекс работ по дорогам. Мы в институте регулярно делаем обзор отечественного и зарубежного программного обеспечения на рынке. Наши программные комплексы не отстают от зарубежных, а в некоторых областях – на голову выше. Так, зарубежные программы не всегда учитывают российские нормы и правила. Есть кастомные настройки, которые позволяют работать, но любое обновление от вендора – слет всего. А это не особо интересно в коммерческих реалиях», – говорит Максим Цуриков.

По словам Цурикова, проектирование автодорог сегодня переживает «вторую технологическую революцию» – внедряется 3D-проектирование. В цифровой информационной модели есть несколько уровней проработки. Предпроектная – уровень основных технических решений с приближенной геометрией. Затем следует проектная модель, соответствующая стадии проектной документации, здесь будущая дорога обретает очертания и слои. Еще больщая детализация – на стадии, соответствующей рабочей документации, можно рассмотреть уже каждый арматурный стрежень, болтик или гайку (у любой детали при этом есть набор семантических свойств). Имея такую модель можно, к примеру, с помощью сканера каждый день отслеживать объем выполненных работ. Системы только зарождаются, но уже понятно, что они позволят значительно облегчить труд стройконтроля и строительных организаций по подготовке исполнительной документации, повысить точность формирования незавершённого производства.

Технологии – залог качества и долговечности
Технологии сегодня позволяют выгрузить из САПР конструктивный элемент и поставить задачу машине. Умные экскаваторы, бульдозеры, автогрейдеры (такие есть в ГК «Автобан») выполнят весь процесс формирования дорожного земляного полотна с точностью до миллиметра.

«Современные дороги должны быть долговечными – служить лет 12 без ремонта, и это реально сделать», – считает Максим Цуриков.

Высочайшая точность особенно важна, когда речь идет о строительстве искусственных сооружений – путепроводов, виадуков, мостов. Пролеты моста сходятся посреди реки с таким изяществом, потому что строительство контролируется с момента изысканий до содержания объекта.

Вся площадь строительства высоко измерена, и геодезическая служба ежедневно мониторит погрешности. В помощь людям – нивелиры, теодолиты, а сегодня и технологии лазерного сканирования.
Кроме этого, на сооружениях работают системы мониторинга – высокочувствительные датчики определяют деформацию, вибрации, либо малейшее напряжение.
На дорогах проводится освещение, видеонаблюдение. На строящемся объекте «Европа – Западный Китай» предусмотрены также места для установки спутниковых систем – протягивается кабельная линия связи, к которой можно подключить сотовую вышку, а затем сотовый оператор построит и оборудует мачту.

Максим Цуриков считает, что уход иностранных вендоров не отразится на отрасли дорожного строительства. Компании переходят на российские аналоги материалов, оборудования и программ. К примеру, AutoCAD имеет российский аналог – NanoCAD. Сегодня от полномасштабного перехода тюменских проектировщиков останавливает только отсутствие динамических блоков, но программу обещают доработать под запросы специалистов «Инстройпроект».

Искусственный интеллект для инженеров
Применяются технологии при учете и контроле рабочего времени. Так, на стройке каждая машина оборудована GPS. Есть мобильные приложения для прорабов, где можно формировать незавершенное производство. А сегодня проектировщики в поиске эффективных программ для масштабирования бизнеса.

«Выбираем программный комплекс, который объединял бы СЭД, ИДО, планировщик, СОД, учет рабочего времени и финансов. На базе института протестировали Pilot-BIM, Pilot-ice от АСКОН, Vitro-CAD от «Витро Софт» и AutoCAD Vault. Сегодня нашим потребностям эти программы соответствуют на 30-40 процентов. Нет программного комплекса, который бы решал все задачи сообща – много времени тратится, а промедление на большой стройке стоит дорого. Недавно запустили пилот на TDMS Фарватер от CSoft, но не исключено что придется разрабатывать что-то свое», – говорит Максим Цуриков.

В институте готовят план развития и внедрения ТИМ-инженерии и искусственного интеллекта. Есть понимание, как автоматизировать процессы и с 95-процентной точностью рассчитать нормы времени на каждый вид работ. По словам Максима, он сторонник того, чтобы «создать САПР, где на этапе проектирования все специалисты работают в единой информационной среде и увязывают задачи».

ТИМ – технологии информационного моделирования. Информационная модель позволяет избежать ошибок, допущенных на стадии проектирования из-за несогласованности в работе смежных специалистов, повышает общее качество проектной документации и сокращает сроки строительства.
Уже есть отечественные аналоги программ для сферы капитального строительства, но в дорожном строительстве запрос на такой продукт меньше. «Инстройпроект» – в процессе исследования рынка, решено создать рабочую группу, которая соберет функциональные требования к подобной системе.

Важный вопрос любого проекта по внедрению – как мотивировать людей на перемены? «Не загонять из-под палки, объяснять, какую люди получат личную выгоду, и что им даст любая новая система», – говорит Максим Цуриков.