Трансформация экспертной деятельности на основе цифровой информационной модели

Шмагин Е.И., Руководитель Государственного автономного учреждения города Москвы «Московская государственная экспертиза»

В предлагаемой статье рассмотрены вопросы внедрения в деятельность ГАУ города Москвы «Московская государственная экспертиза» (Мосгосэкспертиза) технологий информационного моделирования. Представлены результаты экспертного сопровождения формирования информационной модели объектов капитального строительства, рассмотрены вопросы разработки требований к цифровым информационным моделям, создания первого классификатора для информационного моделирования и кодирования элементов модели, а также типовые ошибки, которые допускают проектировщики в процессе моделирования строительных объектов.

Развитие технологий строительства

С развитием систем автоматизированного проектирования появилась возможность моделировать строительные объекты, визуализировать архитектурные и конструктивные решения, инженерное оборудование и сети, учитывая те ресурсы и технологии, которые фактически применяются на стройке. Информационные технологии позволяют сохранять, систематизировать и получать быстрый доступ ко всем необходимым данным об объекте,
что ведет к сокращению проектных ошибок и получению возможности управлять различными процессами в реальном времени. Сегодня объекты капитального строительства (ОКС) рассматриваются в единстве строительной площадки, окружающей застройки и природной среды. Для этого используются инженерные цифровые модели местности, которые подготавливаются с помощью современных геоинформационных систем.
Активно начинает применяться лазерное сканирование, в том числе при реставрации, реконструкции и сносе объектов. С помощью лазерного сканирования создаются инженерные цифровые модели подземных объектов. Для мониторинга и контроля процессов строительства применяются беспилотные летательные аппараты. В процессе экспертизы цифровизация позволила значительно увеличить число рассматриваемых объектов. Дальнейшее развитие систем и сервисов экспертизы направлено на автоматизацию процессов сбора и анализа данных о строительном объекте для качественного экспертного сопровождения проектов, что невозможно осуществить без перехода на технологии информационного моделирования (ТИМ).

Внедрение ТИМ в Стройкомплексе города Москвы

Вопрос внедрения ТИМ был рассмотрен Минстроем Российской Федерации на заседании президиума Совета при Президенте Российской Федерации по модернизации экономики и инновационному развитию России 04.03.2014 года. На основании протокольных поручений Совета был издан приказ Минстроя Российской Федерации от 29.12.2014 №926/пр «Об утверждении Плана поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства» (далее-План).

С утверждением Плана Мосгосэкспертиза начала подготовку к проведению экспертизы «пилотных» проектов в области промышленного и гражданского строительства, разработанных с использованием ТИМ. Было принято решение о проведении обучения сотрудников ТИМ, закуплено оборудование и программное обеспечение для работы с ЦИМ. Совместно с органами исполнительной власти города Москвы Мосгосэкспертизой был разработан План мероприятий по обеспечению готовности Стройкомплекса Москвы к использованию ТИМ.

В рамках реализации комплекса мероприятий Федерального проекта «Цифровое государственное управление» национального проекта «Цифровая экономика Российской Федерации» во исполнение поручения Президента Российской Федерации от 19.07.2018.
№ Пр-1235 о переходе к системе управления жизненным циклом объектов капитального строительства (ОКС) путем внедрения ТИМ в целях модернизации строительной отрасли и повышения качества строительства  в 2018 году разработаны требования к цифровым информационным моделям (ЦИМ) ОКС  непроизводственного назначения (административно-деловые социально-реабилитационные, спортивно-рекреационные лечебно-оздоровительные, воспитательные, образовательные объекты, многоквартирные дома) и результатов инженерных изысканий. Они были утверждены в целях подготовки моделей и представления
в ГАУ города Москвы «Московская государственная экспертиза» в составе проектной документации для проведения государственной экспертизы проектных решений ОКС, разработанных с применением ТИМ и включают основные требования к разделам архитектурных и конструктивных решений, инженерных систем и оборудования здания.

Для комплексного применения требований экспертизы к ЦИМ в 2019 году Мосгосэкспертизой утвержден, а в 2022 году актуализирован классификатор для информационного моделирования – Московская строительная система классификаторов (МССК), включающая в себя 13 классификаторов для кодирования и однозначной идентификации элементов моделей.
В МССК использован фасетный метод классификации и последовательный метод кодирования. Классификатор МССК встроен в структуру автоматизированных проверок информационной системы Мосгосэкспертизы для ОКС города Москвы.

Наработки по методологии, нормативно-правовой и технической базе позволили рассмотреть
в Мосгосэкспертизе первый пилотный проект с применением ТИМ в 2019 году и выпустить положительное заключение с подтверждением затрат на проектные работы и создание модели.

В связи с запросом со стороны заказчиков и проектировщиков на проведение экспертами консультаций по вопросам качественного формирования  ЦИМ в 2020 году начато оказание услуги по экспертному сопровождению формирования информационной модели, в рамках которой Мосгосэкспертиза проводит консультации по вопросам применения требований и классификаторов для информационного моделирования; оценку наполненности и корректности моделей; оценку соответствия моделей заданию на проектирование (техническому заданию)
в части их формирования и требованиям, утвержденным правовыми актами города Москвы.

Для проведения услуги разработано специализированное отечественное программное обеспечение, включающее в себя модуль автоматической проверки модели на соответствие требованиям экспертизы, которое позволяет автоматизировать работу экспертов, уменьшить рутинные операции и ускорить время получения результатов по услуге, а также полностью заменить иностранные аналоги в части экспертизы ТИМ-моделей. К наиболее значимым объектам, которые получили услугу экспертного сопровождения информационной модели можно отнести Национальный космический центр; Учебно-образовательный кластер «Ломоносов»; Лечебно-диагностический комплекс ГБУЗ «Московский клинический научно-практический центр имени А.С. Логинова ДЗ города Москвы»; Международный центр самбо, центр бокса на территории Олимпийского комплекса «Лужники»; Здания международного медицинского кластера на территории инновационного центра «Сколково». Всего более 40 проектов.

Типовые ошибки в цифровых информационных моделях

В рамках услуги экспертного сопровождения формирования информационной модели Мосгосэкспертиза осуществляет комплексную оценку и анализ ЦИМ, выявляя большое количество ошибок и неточностей. Зачастую модель, которая должна обеспечить сбор информации и выявить различные коллизии, сама становится источником множества ошибок. К распространённым ошибкам можно отнести несогласованность координат связанных моделей по различным разделам проектной документации.
На рисунке 1 представлены примеры расхождения координат модели архитектурных решений
с моделями конструктивных решений и систем пожаротушения. Это происходит в связи с некорректной настройкой координат общей площадки при выгрузке модели или устаревшей версией инженерного ПО.

В процессе экспертного сопровождения информационной модели в Мосгосэкспертизе отрабатывается и устраняется множество геометрических коллизий.  Под коллизией понимается факт пространственного геометрического пересечения двух или более элементов модели. На рисунке 2 представлен пример пересечения систем вентиляции с системой пожаротушения. Причины появления коллизий в модели многообразны, одна из распространённых — несогласованная работа специалистов при проектировании различных разделов проекта. Коллизии могут быть сильные, когда присутствует непосредственное пересечение геометрий элементов и слабые, когда пересечения нет, но согласно нормам, такие типы элементов должны располагаться на определенном расстоянии друг от друга.

Помимо коллизий распространены ошибки в иерархии объектов. Например, объекты, расположенные объективно на разных уровнях, наследуются от одного нижнего уровня (Рис. 3). Это серьезно затрудняет анализ модели и получение достоверных технико-экономических показателей.

Встречаются такие ошибки, как некорректное назначение классов объектов при применении различных версий открытого стандарта IFC (Industry Foundation Classes). В один класс IFC, например, ifcBuildingElementProxy, включается большое количество элементов модели, которые можно было отнести к конкретным классам IFC, таким как ifcStair, IfcWindow (лестницы, окна) и т.д. На рисунке 4, к классу ifcBuildingElementProxy отнесены окна, лестницы, перекрытия, и прочие элементы ЦИМ, для которых есть регламентируемые классы IFC.Такие ошибки влияют на информационное наполнение модели, затрудняя или вовсе делая невозможным сбор необходимой информации и проведение автоматизированных проверок.

Выявление и устранение коллизий позволяет значительно снизить затраты на строительство
и дальнейшую эксплуатацию, сократить сроки строительно-монтажных работ, а в случае с типовыми объектами, например, жилыми домами, строящимися по программе реновации, ускорить проектные работы. Этот подход был реализован, в том числе, на объекте «Здания международного медицинского кластера на территории инновационного центра «Сколково», где ЦИМ объекта после прохождения экспертизы была переданы в службу эксплуатации и активно применяются.

Накопленный в Мосгосэкспертизе опыт распространяется на другие регионы, а действующие требования нашли отражение, в том числе, в проекте предварительного национального стандарта Российской Федерации «Требования к цифровым информационным моделям объектов непроизводственного назначения». Имеющиеся знания и компетенции в области ТИМ позволяют пересматривать и обновлять требования к ЦИМ, в том числе внедрить сценарный подход к формированию требований. Это позволит заказчику устанавливать необходимые требования и создавать модель исходя из конкретных целей и задач в отличие от принятого прежде подхода, когда необходимые параметры строго фиксировались. Также непрерывно совершенствуется программное обеспечение, включая в себя новые модули для объективного и быстрого рассмотрения экспертами проектной документации в форме информационной модели.