isicad: Новые рабочие процессы в проектировании мостов

В недавно опубликованном обзоре конкурса AEC Excellence Award 2018 перечислено несколько интересных примеров, демонстрирующих специфику современных больших инфраструктурных объектов: высокую сложность, огромное количество данных, протяжённость, часто стеснённые условия из-за существующей застройки и городской инфраструктуры, а также большое число участников, согласовывающих сторон и мультидисциплинарность (дороги, мосты, тоннели, архитектура, транспортное моделирование и так далее).

Autodesk понимает, что успех таких комплексных проектов зависит не только от уровня автоматизации отдельных задач, но и от того, насколько удобным и быстрым будет взаимодействие внутри большой команды специалистов. Поэтому компания уделяет большое внимание развитию рабочих процессов для организации совместной работы.

1. Civil 3D + Revit + Dynamo

Первый рабочий процесс фокусируется на связке Civil 3D и Revit, двух флагманских продуктов из коллекции Autodesk для проектирования и строительства промышленных и гражданских объектов. В Revit проектируют железобетонные и металлические конструкции, разрабатывают архитектурный облик одиночных сооружений, в то время как Civil 3D хорош для работы с линейно-протяжёнными объектами, так как позволяет отрабатывать изменения параметров объекта вдоль оси – уширения, виражи на кривых. Продукты построены на разных платформах и предназначены для работы с разными моделями, но если в основе – одни и те же данные, значит можно выстроить связный процесс.

Рабочий процесс предполагает выполнение линейной части в Civil 3D и передачу геометрической информации в Revit, где моделируются конструкции и элементы могут быть дополнены необходимой информацией. В общем виде последовательность шагов выглядит так:

Подготовка модели дороги в Civil 3D:
- проектирование трассы;
- проектирования профиля;
- создание набора поперечников (конструкций);
- присвоение кодов (либо в Subassembly Composer в момент создания пользовательского элемента, либо при использовании элементов из стандартной библиотеки в момент добавления в конструкцию);
- создание коридора;
- экспорт точек коридора в Excel.
Обработка данных коридора в Dynamo:
- импорт точек коридора как точек Dynamo;
- создание дополнительной геометрии (если нужно) в Dynamo.
Создание геометрии Revit посредством скриптов Dynamo.

Мост является частью дороги, и при моделировании его пролётов и опор важно, чтобы они были связаны с плановым и высотным положением оси. Запроектировать искусственное сооружение, расположенное на кривых, напрямую в Revit – не такая простая задача. А когда ещё трасса постоянно смещается туда-сюда, увязка вручную этих смещений оси со смещением всех остальных линейных элементов моста, путепровода или эстакады становится просто наказанием. Вот почему важно, чтобы эти линейные элементы генерировались геометрией оси и кодами коридора. Для этого прекрасно подходит Civil 3D, потому что, в отличие от Revit, он понимает условную систему координат дороги в виде «пикет-смещение».

Пару слов о кодах. Если вы используете базовые элементы конструкций, то код точки задаётся в момент добавления элемента к конструкции либо редактируется потом в свойствах. Если вы строите собственные элементы конструкций в визуальном редакторе Subassembly Composer (что более вероятно), то код либо жёстко прописывается в элементе без возможности редактирования, либо определяется как параметр.

После того как вы разобрались с кодированием точек в поперечниках, строим коридор. Когда программа будет вставлять конструкции, соседние точки с одинаковыми кодами соединятся линиями, которые и определят всю геометрию. Тут важно понимать, что, когда мы запускаем извлечение данных из коридора Civil 3D с помощью инструмента Corridor Points Report на Панели инструментов, утилита будет перемещаться в каждый пикет, где вставлена конструкция, и вытаскивать все закодированные точки, которые в этой конструкции есть.

Соответственно, настраивая частоту коридора, мы можем управлять количеством данных, которые станут исходными для скриптов Dynamo.

Итак, у нас есть таблица, представляющая собой описание геометрии дороги по поперечникам. В самом простом варианте это Excel (второй по популярности инструмент проектировщика, ха), но может быть любой структурированный файл. Пример отчёта по коридору, полученный из Civil 3D:

Для скриптов Dynamo совершенно не важно, в какой последовательности идут столбцы и сколько их, потому что то, какие цифры что обозначают и как программа должна их понимать, вы определяете самостоятельно. Внутри Dynamo есть большое число уже преднастроенных штук, например чтение файлов Excel:

Вот так выглядит начало скрипта:

Что в переводе на человеческий язык означает: «Открой файл Excel вот по такому пути и посмотри в лист с таким именем». Узлы соединяются между собой «проводами», чтобы сформировать однозначную инструкцию, что после чего делать. В нашем сценарии после импорта всех точек отчёта можно восстанавливать геометрию с помощью узлов BeamByCurve (создание балок), PolyCurve (создание замкнутых контуров сечений по точкам) и SolidByLoft (создание твёрдых тел по сечениям).

Кроме готовых узлов можно пользоваться библиотекой пакетов – отлаженных скриптов, решающих те или иные задачи. Например, пакет Dynabridge от Andrzej Samsonowicz можно скачать и использовать как минимум для изучения.

2. Главный здесь – InfraWorks

Во втором сценарии драйвером является InfraWorks – приложение для концептуального проектирования – и это совсем другой подход. Сильная сторона InfraWorks и главная его отличительная особенность заключается в использовании контекстной модели. Проект начинается не с модели сооружения или его элементов, а с воссоздания окружающей обстановки: рек, гор, полей и домов. Конечно, ничего революционного в таком начале нет. Тысячи лет назад инженеры, начиная работу над мостом, также первым делом изучали ландшафт, климат и любые другие особенности местности. Просто InfraWorks выводит эту работу на принципиально другой визуальный и функциональный уровень. В отличие от больших классических САПР, он прост в освоении и использовании и потому доступен для специалистов из разных отделов. Он может выступать в качестве платформы как для взаимодействия между участниками проектной команды, так и для обсуждения решений с согласующими сторонами.

В этом рабочем процессе инженер создаёт модель моста непосредственно в контексте места, собирая её из параметрических элементов. В изначальной поставке InfraWorks библиотека состоит из очень базовых элементов, но может быть расширена неограниченным числом настраиваемых опор, балок, ограждений, созданных в Inventor. Этот изначально машиностроительный продукт – очень мощный инструмент для трёхмерного моделирования, и он идеально годится для подготовки параметрических моделей. Как и в случае с семействами Revit, практика компаний, внедряющих у себя BIM, показывает, что этим обычно занимаются выделенные инженеры, хорошо знающие специальность и свободно владеющие софтом. Они формируют контент, который остальные сотрудники используют в разных проектах.

После того как концепция утверждена, модель моста из InfraWorks отправляется напрямую в Revit и детальное проектирование ведётся именно там. Армирование, расчёты, чертежи и спецификации на основе модели – это то, что все давно научились делать в Revit на тысячах проектов зданий. Проблемой долгое время оставалось именно проектирование линейных объектов, и сейчас есть способ с этим разобраться. Давайте рассмотрим этот рабочий процесс чуть подробнее.

С помощью Конструктора модели получаем модель рельефа и открываем её в Civil 3D. Там мы можем уточнить модель в месте перехода, используя имеющиеся в распоряжении данные (геодезическую съёмку, облака точек, да даже растровые подложки). Там же, в Civil 3D, проектируются трасса и профиль – это привычно, там больше инструментов для создания точной геометрии, плюс есть проверки на соответствие СНИПам. Трасса возвращается в InfraWorks через Панель подключения данных и остаётся связанной с исходным файлом DWG.

Там, где должен находиться мост, мостовое полотно «раскатывается» от пикета до пикета – так в модели дороги появляется объект «мост», составляющие элементы которого могут быть настроены по отдельности благодаря расширенному функционалу Составных дорог.

Здесь арка была добавлена как типовой элемент. Внутри InfraWorks создать такой элемент не получится – он слишком сложный, к тому же требует добавления параметров, поэтому создавался в Inventor. Отдельно там же проектировались подвески. Отдельно, во-первых, потому, что добавление их к арке потребовало бы более сложного моделирования; во-вторых, использование отдельного типового элемента даёт больше свободы при выборе разных видов. В версии 2019.3 станет возможным типовые элементы объединять в наборы и управлять расстановкой с помощью параметров набора.

Создание BIM-контента или типовых элементов, которые могут быть использованы при проектировании мостов, – это ещё один новый рабочий процесс, но его я предлагаю рассмотреть отдельно в следующей части.