Дорогие дороги: какой будет цифровизация дорожного строительства
Как цифровизация улучшает качество работ
Согласно опросу ВЦИОМ, в 2022 году 52% россиян были удовлетворены качеством и доступностью автомобильных дорог и отмечали улучшения дорожно-транспортной инфраструктуры. По данным рейтинга регионов по качеству дорог, в пятерку лидеров вошли: Москва, Ханты-Мансийский автономный округ — Югра, Краснодарский край, Республика Ингушетия, Челябинская область. В этих регионах более 80% автомобильных дорог общего пользования регионального или межмуниципального и местного значения отвечают нормативным требованиям.
Далее — Белгородская, Кемеровская, Тюменская области, республики Адыгея и Дагестан: процент соответствия нормативам здесь от 70% до 73,8%. Самое низкое качество дорог в Архангельской области (10,3%), а также в Кировской, Амурской, Магаданской областях, республиках Алтай, Марий Эл, Крым, Ненецком автономном округе: доля дорог, которая отвечает требованиям, ниже 30%.
В 2022 году правительство утвердило план по строительству и реконструкции дорог на 2023-2027 годы. Его главная задача — привести в нормативное состояние не менее 85% автомобильных дорог опорной сети, потому что они имеют особое значение для развития экономики страны, а также 85% дорог в 105 крупнейших агломерациях и более 50% дорог в регионах. На все мероприятия выделено более 13 трлн рублей.
Цифровизация играет одну из главных ролей для реализации плана и должна охватывать все жизненные циклы дороги, от строительства до эксплуатации. Причем последний этап стратегически важен для повышения качества. С помощью IT становится возможен новый подход к управлению состоянием дорог на основе анализа остаточного рабочего ресурса. Уже сейчас есть первые отечественные нейронные сети, которые в режиме реального времени сканируют дефекты. Сканирование выполняется с помощью навесного оборудования, которое крепится к легковой машине. После обработки автоматически формируются ведомости, необходимые для ремонта. Например, такая система запущена в Тюмени локальными разработчиками в конце 2022 года. Нейросеть способна выявлять четыре вида дефекта — трещины и выбоины на дорогах, отклонения в разметке и знаках. После обнаружения система размещает все проблемы на виртуальной карте с указанием места и даты, далее подрядчик их устраняет. За счет цифровизации, которая позволяет оперативно реагировать, регион уже наблюдает тенденцию к снижению тяжести последствий ДТП.
Каких IT-решений мы ждем в ближайшие годы
Масштабной задачей всей дорожно-строительной отрасли до 2027 года должен стать полный переход от традиционного документно-ориентированного подхода к модельно- и дата-ориентированному подходам управления жизненным циклом объекта моделирования и информационной модели. Это соответствует планам федеральных проектов национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации».
1. Единый источник информации и общие протоколы обмена
Такая разработка поможет собрать вместе всех участников процесса и исключить потерю информации: это позволит эффективнее принимать решения на любом этапе жизненного цикла объекта.
Сейчас системы плохо интегрированы между собой, потому что на каждой стадии данные передаются в разных форматах. На стадии проектирования — в виде чертежей, 2D- и 3D-моделей и ведомостей Excel. На этапе строительства — исполнительная документация в виде классических PDF, а на стадии эксплуатации у продвинутых собственников — геоинформационные системы в формате векторной графики. При переходе от проектирования к эксплуатации теряются массивы информации, а при строительстве в принципе отсутствует обмен данными. Это усложняет весь процесс работы над объектами.
В последние два-три года начали появляться установленные Минстроем «XML-схемы»: это уже машиночитаемый формат, благодаря чему не нужно сканировать бумажные документы и переводить их в электронный вид. Например, в обычной жизни мы давно сталкиваемся с XML: межевой план и схема расположения земельного участка, которые мы получаем в Росреестре, созданы в этом же формате. На стадии разработки в 2020 году эти схемы были созданы для проведения государственной экспертизы проектной документации. С начала перехода на XML улучшилось качество заключений и, по данным ФАУ «Главгосэкспертиза России», сроки выдачи заключений экспертизы сократились более чем в 40 раз.
К середине апреля 2023 года опубликовано 7 XML-схем для этапа проектирования и 17 — для этапа строительства. По нашему опыту их использования, это решение пока самое успешное, оно позволяет исключить ошибки при вводе данных на разных стадиях. Важно продолжать создавать такие схемы для каждого этапа — от экспертизы до эксплуатации, чтобы интегрировать все стадии в общую картину дорожно-строительной отрасли в России. Это поможет ускорить жизненный цикл дороги.
2. Новая модель расчета сметы
В 2023 году начался переход на ресурсно-индексный метод расчета стоимости: один из источников ее формирования — Федеральная государственная информационная система ценообразования в строительстве (ФГИС ЦС). Это означает, что при расчете сметы откажутся от региональных индексов и по всей стране будут использовать федеральную базу в ценах 2022 года на стройматериалы, технику и труд рабочих. Таким переходом, по данным Минстроя, пока заняты всего шесть субъектов: Ростовская, Ивановская, Нижегородская, Новосибирская области, Алтайский и Приморский края, во II квартале 2023 должны перейти еще десять.
Сейчас объемы и стоимость работы рассчитываются вручную по нормативным документам. Из-за человеческого фактора и невнимательности часто случаются ошибки — например, остаются неоцененными целые конструкции, что приводит к увеличению стоимости строительных работ до 10% в 90% объектов. При возникновении такой ситуации существует несколько вариантов развития событий. Например, стройка приостанавливается, меняется документация, проводится дополнительная экспертиза, увеличиваются лимиты финансирования — и, как следствие, растут сроки строительства. Возможен другой вариант, когда заказчик принимает решение либо вообще исключить какую-либо систему из объекта, либо реализовать ее в усеченном варианте. В любом случае это негативно сказывается на пользователях дороги.
Автоматизация расчета сметной стоимости строительства на основе интеграции цифровой информационной модели со сметными базами увеличит прозрачность и достоверность стоимости. Это повысит гарантию, что строительство дорог будет завершено вовремя, в рамках бюджета и качественно.
3. Развитие ТИМ
Без оцифровки постоянно растет количество документации в бумажном виде. Если на любом этапе проекта присоединяются другие подрядчики, изменяются сроки поставок, появляется еще больше документов, а с ними — и разрозненность в данных.
ТИМ (технологии информационного моделирования, или BIM, Building Information Models) позволяют этот хаос упорядочить и предоставляют всем участникам процесса доступ к полной и объективной информации об объектах на разных этапах. В России ТИМ ввели в правовое поле только в 2020 году после выхода соответствующего постановления правительства. Их применение в стране сейчас больше распространено среди девелоперов, но и в дорожном строительстве есть объекты, которые спроектированы при помощи ТИМ, к примеру, построенная ГК «Автобан» ЦКАД-4.
Необходимо дальше делать упор на развитие технологий и внедрять 4D: такой подход, помимо стандартной 3D-модели объекта в пространстве, поможет отслеживать динамику строительства во времени, составить планы работы и рассчитать стоимость, а главное — увидеть недоработки на каждом этапе. Это позволит не только определить все параметры на этапе проекта организации строительства, но и снизит сроки строительства и упростит эксплуатацию дороги.
Национальный масштаб
Отечественные системы автоматизированного проектирования автомобильных дорог (САПР) появились еще в 80-х годах: переход от ручных чертежей к автоматизированной подготовке позволил сократить разработку проектных решений до нескольких месяцев — в зависимости от протяженности объекта. Специалисты в области проектирования активно начали использовать российские САПР (например, nanoCAD) еще за несколько лет до ухода Autodesk из России и прекращения работы AutoCAD в 2022 году.
Однако те масштабные цели, которое ставит правительство страны перед отраслью, требуют дальнейшего развития отечественного ПО. Например, после ухода с рынка иностранных вендоров отсутствует САПР, способный выполнять задачи по подготовке документации на мосты. Не только в России, но и в мире нет программного обеспечения, позволяющего автоматизировать подготовку исполнительной документации. Поэтому работа над импортонезависимостью должна ускориться.
Для повышения согласованности действий участников на всех этапах жизненного цикла цифровой автомобильной дороги крайне необходимо создать бесшовную технологическую цепочку, которая основана на отечественных «коробочных» ПО: так можно будет адаптировать функционал системы под разные задачи. Главное — это улучшит взаимодействие, потому что сейчас все работают кто как может: кто-то передает документацию на дисках, кто-то перекидывает по почте, кто-то формирует хранилище на общедоступных облачных сервисах.
Таким образом, чтобы реализовать все планы по строительству и реконструкции дорог до 2027 года, необходимо полностью отойти от бумажного вида документации, устранить противоречия в действующих документах, обеспечить бесшовную передачу данных, разработать стандарты технологии информационного проектирования с минимальным сроком 10-15 лет и ускорить развитие отечественных САПР. Благодаря этому в проектировании будет создана модель, которая позволяет отражать реальные материалы и объемы работ, проводить автоматизированную проверку на соответствие нормативно-технической документации. А в строительстве — обеспечена прозрачность актирования выполненных работ и автоматизированный контроль за ходом реализации. Такая цифровизация повысит эффективность использования ресурсов всей дорожной отрасли.
Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора