РынокТехнологии

Информационное моделирование территорий в мире и в России

| 25.03.2021
В практике градостроительства сейчас очень актуален вопрос интеграции BIM (Building Information Modeling) и CIM (City Information Modeling).  В России, где по мировым меркам комплексное применение BIM началось относительно недавно, уже накоплен опыт в таких проектах...

В практике градостроительства сейчас очень актуален вопрос интеграции BIM (Building Information Modeling) и CIM (City Information Modeling). Для участников рынка понятие информационного моделирования зданий и сооружений уже давно стало привычным. В России, где по мировым меркам комплексное применение BIM началось относительно недавно, уже накоплен опыт в таких проектах, начиная от моделирования зданий типовых детских садов до сложнейшей конструкции Лахта-центра в Санкт-Петербурге. В то же время к практике создания цифровых двойников городов многие мегаполисы мира, в том числе и российские, только приступают. Мостом между моделированием отдельных зданий и целых городов служат небольшие территории, подходы к проектам которых в России сейчас формируются.

Термины

Говоря о моделировании территорий, мы подразумеваем создание цифровых двойников местности, застройки и инфраструктуры. На следующем уровне проработки таких проектов появляется понятие «цифровой тени» — цифровой модели, собирающей данные с реальных объектов, датчиков, камер, приложений. Цифровой двойник города — это венец применения технологий информационного моделирования, модель с двусторонней связью, позволяющая не только собирать данные, но и управлять процессами. Цифровые модели городов значительно превосходят модели объектов капитального строительства по уровню насыщения информацией. Объем необходимых для рассмотрения в рамках градостроительной деятельности данных, гораздо более масштабный и многофакторный, чем при строительстве отдельного здания или сооружения.

Программные возможности

Для создания цифровых моделей территорий используются программные комплексы, работающие с анализом существующих данных и созданием проектных сущностей. Ведущие поставщики программного обеспечения для BIM — компании Autodesk и Bentley — имеют инструменты и для CIM. Решения Autodesk, в том числе Revit и InfraWorks, поддерживают инструменты моделирования умных городов. Такие решения использовались в проектах Копенгагена, Барселоны и корейского U-City. CIM-решения Bentley широко применяются в крупномасштабных проектах цифровых двойников — Монреаля, Хельсинки, Сингапура и других городов.

На данный момент российский рынок ПО для моделирования территорий мало отличается от западного. В нашей стране высока популярность продуктов от компании Autodesk, активно применяется AutoCAD Civil 3D, завоевывает свою нишу InfraWorks. Некоторые специалисты используют решения от Bentley Systems, но массовой популярности в работе с мастер-планами и инфраструктурой они не нашли, отчасти в связи с высокой стоимостью по сравнению с продуктами Autodesk. Свою нишу имеют отечественные разработки типа GeoniCS, который работает как с AutoCAD, так и с российским программным комплексом NanoCAD.

Специалистам сейчас приходится решать задачи по взаимоувязке моделей отдельных зданий и модели всей территории, которые выполнены с помощью разных программных продуктов. Большая часть программ интероперабельны, хотя лучше всего взаимодействие происходят внутри одного программного пакета: программы Autodesk лучше работают в своей экосистеме, Bentley — в своей. Единым языком обмена данными должен быть формат IFC. Этот протокол активно применяется в сфере BIM, но для инфраструктурных объектов пока мало подходит. В 2022 году формат должны адаптировать к новым задачам — ожидается выход IFC 5.0, рассчитанного на обмен данными не только зданий, но и линейных объектов, а также территорий. ГИС-формат данных в этом вопросе стоит особняком, поскольку является заведомо более открытым, но все же надо отметить тесное сотрудничество компаний Esri и Autodesk, позволяющее удобно организовывать работу между Revit и ArcGIS.

Сингапурский опыт

Казалось бы, зачем изобретать что-то новое, когда уже есть готовые решения по развитию территорий — цифровые двойники Сингапура, Хельсинки, Ренна, Стокгольма и других городов, которые можно взять за основу для разработки модели любого другого города. Однако, сравнивая российские реалии с данными кейсами, можно сказать, что такой подход для нас слабо применим. Это связано с тем, что платформа Virtual Singapore разрабатывается в рамках коллаборации государственного института развития Сингапура и компании Dassault Systems — создателя платформы 3DExperience. Аналогично в связке с Dassault создан цифровой двойник города Ренн во Франции. Здесь в проекте также участвует родная французская компания-разработчик, кроме того, территория имеет относительно небольшой масштаб. В случае с созданием цифровых двойников городов России сложно представить себе передачу этой задачи на подряд иностранной компании, ведь в информационную модель закладывают огромное количество данных, многие из которых имеют гриф секретности. В Российской Федерации сейчас реализуется программа по созданию ГИСОГД РФ, которая в перспективе должна стать единой платформой сбора комплексных цифровых данных о городе, а заодно сформулировать требования к разработке территориальных моделей.

img

Цифровой двойник Сингапура. Источник: gisresources.com


img

Цифровой двойник Ренна (Франция). Источник: 3d.rennes2030.fr


Если говорить об адаптации западного опыта, то к российской действительности на данном этапе больше применимы инфраструктурные кейсы. К примеру, очень интересно и масштабно выглядит проект развития аэропорта Хитроу в Великобритании. В предложенном решении учитывается вся гигантская территория аэропорта, прилегающих зон и транспортных артерий, которые будут трансформированы для создания нового терминала, и прогнозируется воздействие на близлежащие населенные пункты и их сообщение.

BIM+ ГИС

Существующие цифровые модели территорий российских городов можно классифицировать в зависимости от применяемых подходов и программного обеспечения. Один подход, который практикует, например, институт Генплана Москвы, предполагает активное использование Civil 3D для создания актуальных схем местности, линейных объектов и объектов метрополитена, а также оцифровке площадок будущей реновации и разработке цифровых концепций застройки и размещения сетей. Достоинствами подхода является высокая степень детализации.

Другой подход, который используют в Градостроительном институте «Гипрогорпроект», заключается в создании гибридных решений с помощью связки инструментов «AutoDesk Revit + InfraWorks». Программный комплекс Infraworks изначально задумывался для решения задач по связи BIM с CIM и сейчас активно применяется передовыми западными фирмами для предпроектного анализа застройки и создания инфраструктурных проектов. Комбинация «AutoDesk Revit + InfraWorks» больше подходит для разработки концептуальных решений, чем Civil 3D ввиду своей простоты, наглядности и скорости реализации объемных решений. Данный подход, к примеру, применялся при формировании информационной модели территории в г. Кронштадте и подготовке проектов застройки во Владивостоке и Мурманске.

img

«Цифровой макет», город Кронштадт, регион – Санкт-Петербург. Источник: Градостроительный институт «Гипрогорпроект»


img

Проект застройки, город Владивосток. Источник: Градостроительный институт «Гипрогорпроект»


img

Проект застройки, город Мурманск. Источник: Градостроительный институт «Гипрогорпроект»


Еще один кейс такого плана — проекты цифровых генеральных планов развития территорий округов Пермского края, в которых зашито более 50 слоев — социальная инфраструктура, транспорт, инженерия, система расселения и другие — вплоть до информации о каждом кадастровом участке и о характеристиках планируемых объектов местного и регионального значения.

Комплексные модели территорий, созданные в связке «AutoDesk Revit + InfraWorks», являются базовыми кирпичиками — элементами таких систем как 3DExperience. Система 3DExperience в свою очередь является универсальной платформой для управления данными, а точнее PLM-системой (Рroject Lifecycle Management — прикладное программное обеспечение для управления жизненным циклом продукции). Вариант 3DExperience City заточен на взаимодействие со строительными проектами и обладает модулем, позволяющим импортировать в модель данные из сторонних программ для дальнейшего управления этими данными.

Повестка взаимодействия BIM и ГИС на сегодняшний день весьма актуальна. На прошедшей в конце 2020 года конференции Autodesk University было несколько презентаций, посвященных данному аспекту. Участники рынка обсуждали вопросы получения высокоточных и осознанных данных в ходе проектирования за счет использования информации из геоинформационных систем. На наш взгляд, это направление является наиболее перспективным и будет активно развиваться.

Тимофей Лютомский,

руководитель отдела информационного моделирования Градостроительного института пространственного моделирования городов «Гипрогорпроект»

Умный город (Smart City) Цифровой двойник

Журнал: Журнал IT-News [№ 04/2021], Подписка на журналы


Поделиться:

ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Livejournal Liveinternet Mail.Ru

Также по теме

Другие материалы рубрики

Мысли вслух

Мы много и часто говорим о том, что "ИТ меняют наш мир". Посмотрим, как это происходит в Китае с применением конкретных инструментов и затрагивает сотни миллионов человек.
Согласно прогнозам Gartner, к 2022 г. 75% организаций, использующих инфраструктуру как сервис (IaaS), будут реализовывать продуманную мультиоблачную стратегию, в то время как в 2017 г. доля таких компаний составляла 49%.
Все жалуются на нехватку времени. Особенно обидно, что его не хватает на самые важные вещи. Совещания, созвоны, подготовка внутренних отчетов, непонятно, насколько нужных, но которые начальство требует так, как будто это именно то, ради чего мы работаем.

Компании сообщают

Мероприятия

VI Конференция ЦИПР-2021
Нижний Новгород, ул. Совнаркомовская, дом 13, «Нижегородская Ярмарка»
15 000 руб
23.06.2021
Выставка «EXPO-RUSSIA KAZAKHSTAN 2021»
Республика Казахстан
23.06.2021 — 25.06.2021
10:00–18:00
ЖКХ Будущего. Актуальные вопросы и решения
ОНЛАЙН
10 500 руб
24.06.2021 — 25.06.2021
10:00–18:00