Что такое CIM и как эта технология представлена в России
В начале XXI века в строительной индустрии появилось новое понятие — CIM (City Information Modelling) — информационная модель города. С возникновением общей информационной модели появилась возможность создавать 3D-модели не только отдельных зданий, но и целых городов — в них содержится информация о застройках, инфраструктуре, геологические и экологические данные. В России о CIM заговорили, когда появилась идея создания в Москве системы «Умного города». Сейчас в России рынок CIM находится на начальной стадии развития. В этой области разработчики ПО для моделирования городского пространства опираются на опыт зарубежных коллег. Подобные проекты уже существуют в таких европейских городах, как Стокгольм, Антверпен и др. В России тоже есть примеры применения CIM, например, в конце 2019 г. был создан проект по реконструкции улиц и строительству трамвайной линии в Екатеринбурге, а также проект по модернизации Ильинской Слободы (Започаинья) в Нижнем Новгороде — поговорим о нем подробнее.
Структура местности в этом районе сложилась вокруг Ильинской улицы. Ильинка находится в десяти минутах от Набережной, где часто гуляют толпы туристов, однако саму улицу они почти не посещают. Можно выделить несколько причин низкой популярности места: в районе нет офисов, больших жилых домов, поэтому там невыгодно открывать кафе и рестораны. Единственное — в Ильинской Слободе расположился Строительный университет, поэтому там можно встретить много студентов и преподавателей.
Администрацию Нижегородской области давно волнует вопрос непопулярности такой уникальной части города. Поэтому в 2018 году было решено заняться проектом модернизации Започаинья, в рамках которого было необходимо разработать план по оживлению местности и привлечению к ней внимания жителей и туристов. Специалисты института «Ленгипрогор» предложили создать там ИТ-кластер для развития инновационной деятельности региона и наращивания компетенций в сфере технологий среди молодого поколения. В городе много ИТ-специалистов — около 40 тыс. человек, и это число увеличивается с каждым годом. ИТ-кластер создаст комфортные условия для работы разработчиков ПО, а также привлечёт дополнительное внимание инвесторов и чиновников к проблемам района, что в дальнейшем поможет осуществить реконструкцию Ильинки на дополнительные денежные средства.
В реализации проекта участвовали сотрудники «Ленгипрогор» и архитектурной студии Рождественка. Они создали уникальную модель всего района, используя комплексные решения Autodesk, которые помогают специалистам выполнять любые задачи — от проектирования на ранних стадиях до строительства. Применять передовые инструменты информационного моделирования (BIM) и САПР помогала компания CSoft Нижний Новгород. Подробнее об этапах создания проекта, использованных решениях и сроках исполнения предлагаем ознакомиться в этой статье.
Создание концептуальной модели
Перед исполнителями стояла задача создать комплексную цифровую информационную 3D-модель территории, которая будет включать существующие объекты инфраструктуры, а также предполагаемые проектные решения. Проект состоял из цифровой модели местности с нанесенной существующей застройкой, инженерными коммуникациями, элементами озеленения, детализированными моделями ключевых памятников архитектуры, улично-дорожной сетью и границами градостроительной деятельности.
Инженерам-проектировщикам нужен был программный продукт, который позволяет свободно работать с большой территорией, дает возможность импортировать 3D-модели в самых распространённых форматах, поддерживает работу с геопространственными данными и местными системами координат и при этом прост в освоении. С учетом этих требований для решения задачи был выбран InfraWorks®.
Концептуальная модель Ильинской Слободы в InfraWorks
Создание цифровой модели рельефа в Civil 3D
Изначально для модели рельефа предполагалось использовать данные, полученные из открытых источников, текстурированные космическими снимками. Однако из-за низкой детализации рельефа и неудовлетворительного качества снимков было принято решение создать более проработанную модель рельефа. В качестве подосновы была использована топографическая съемка в масштабе 1:500 в растровом формате *.tiff. На базе этой топосъемки в Civil 3D® была оцифрована и создана цифровая модель рельефа. Данная модель местности была передана в Autodesk InfraWorks через формат LandXML. Вместо космических снимков рельеф был покрыт ортофотопланом высокой детализации.От BIM к CIM
Основные элементы застройки были импортированы из файлов существующей геоинформационной системы в формате SHP. Зданиям были назначены высоты из соответствующих данных объектов.
Для создания детализированных моделей памятников архитектуры использовался основной инструмент 3D-моделирования Autodesk Revit®. В качестве исходных данных, отражающих фактическую ситуацию, применялись данные лазерного сканирования, полученные сотрудниками компании CSoft с использованием сканера Leica. В ReCap™ Pro эти данные подверглись предварительной обработке. Далее проектировщики совместили отдельные фрагменты сканов, а также удалили фоновые элементы озеленения, транспорта и прочие объекты, закрывавшие геометрические элементы зданий. Полученные сканы были добавлены в программу Autodesk Revit в качестве подложки, по которой в дальнейшем был детально прорисован каждый отдельный объект. Всего в модели было создано 66 зданий.
Планируемые здания
Одна из важнейших задач проекта по созданию CIM-модели — правильно расположить новые здания ИТ-кластера в Ильинской Слободе.
Модели проектируемых объектов в различных форматах были переданы исполнителям и переведены в формат 3D-объектов (*.obj), поддерживаемый Autodesk InfraWorks.
Модели проектируемых объектов в InfraWorks
Присоединение к модели инфраструктурных объектов (деревьев, дорог, знаков)
Для отображения существующего и проектного озеленения были использованы чертежи подеревной съемки в формате DWG. В рамках существующего проекта для чертежа проектировщики применили географическую систему координат MSK-52 и произвели выгрузку в точечный SHP-формат с атрибутами, соответствующими породе дерева. К количеству деревьев было очень трепетное отношение, так как Почаинский овраг — это «легкие центра города», и защитники природы должны быть уверены, что после реализации проекта экологическая ситуация не ухудшится.
Проектирование инженерных сетей
Департамент градостроительства предоставил файлы существующих инженерных сетей в формате SHP для более полного наполнения 3D-модели.
Исходные данные по проектным инженерным сетям были получены в формате DWG и добавлены в информационную систему в виде отдельных точечных (люки, опоры ЛЭП) и линейных (трубы, кабели, провода) SHP-файлов в соответствующих географических координатах.
Дополнительно для анализа проектных решений проектировщики добавили данные о различных зонах и границах, которые были предоставлены в форматах SHP и DWG и отображены как отдельные слои. По ряду импортированных данных были сформированы тематические представления, визуально отображающие внутренние характеристики объектов.
Удобство наглядной информации для заказчика и инвесторов
С применением информационных технологий подготовка проекта заняла 6 месяцев. После реализации проекта модель передали в «Институт развития агломерации Нижегородской области». Представители Института демонстрировали ее на различных собраниях местного и федерального значения, когда было необходимо рассказать о проекте и наглядно продемонстрировать, куда нужно внести изменения и как это измененное место будет выглядеть после реконструкции.
3D-визуализации, созданные с помощью BIM, помогли понять проектный замысел, внешний вид зданий, как они вписываются в существующее окружение, а также то, как люди будут взаимодействовать на новой территории.
В связи с предполагаемым привлечением частных инвесторов для выкупа и использования части зданий, в модели отобразили здания и коммуникации между ними, а также информацию о собственниках участков земли и зданий. Эта визуализация поможет инвестору лучше понять объект, который он планирует приобретать, – предполагаемое соседство, инфраструктуру, пешеходный трафик и прочие необходимые критерии для выбора инвестиции.
Здания по состоянию
Форма собственности участков
Функциональные зоны
Поддержание подобных проектов государством
Сейчас технологии CIM применяют только заказчики из коммерческого сектора. Пока что нет единой государственной нормативной базы по использованию таких инструментов в работе. По некоторым оценкам, к 2023 году завершится ее стандартизация, а к 2024 году большая часть объектов капитального строительства будет строиться с применением информационных технологий.
В данный момент в России реализуется программа по формированию комфортной городской среды, а это невозможно без информационных технологий. Модель CIM актуальна на всех этапах модернизации города, так как позволяет смоделировать изменение городской инфраструктуры, планировать коммуникации между объектами, а также создать понятный прототип города.
На сайте infrabim.csd.ru вы найдете примеры внедрения, видеоуроки, статьи и нормативную документацию по информационному моделированию инфраструктурных проектов.
Компания CSoft Нижний Новгород предоставляет полный комплекс обслуживания (продажа, установка, обучение, сопровождение) по внедрению систем автоматизации проектных работ.
*Revit®, Civil3D®, InfraWorks®, ReCap™ Pro являются зарегистрированными товарными знаками или товарными знаками Autodesk, Inc. и/или ее дочерних и/или аффилированных компаний в США и других странах.