Информационная модель – основа «Умного города», или что дает Autodesk Infraworks для Smart City

Наверняка почти все из вас слышали термины «умный город» или «smart city», но немногие могут сказать, что они означают. Давайте попробуем разобраться в том, на основе чего работают технологии «умного города» и какие инструменты у нас есть для решения многочисленных задач, связанных с развитием современной городской среды.

Задачи

Все это может дать умный город.

Технологии умного города позволяют обеспечить современный уровень жизни горожан, снизить затраты и повысить эффективность использования ресурсов за счет полной интеграции всех информационных систем и служб города. Их основой служит информационная модель города. Реализация ее может быть самой разной, в зависимости от особенностей города и приоритетов в решении стоящих перед ним в настоящее время задач.

Реализация

Современные технологии обработки и анализа огромных объемов данных позволили не только создавать большие модели на персональных компьютерах, но и использовать их как основу для выбора оптимальных вариантов развития городской среды, согласования и принятия управленческих решений. Причем все это доступно не только проектировщикам, градостроителям, сотрудниками муниципальных служб, но и простым жителям города в приложениях для настольных персональных компьютеров. Недаром пользователи одного из таких приложений – Autodesk Infraworks для решения задач концептуального проектирования объектов инфраструктуры – сравнивают его по простоте освоения и работы с игрой SimCity. Именно об этом и пойдет речь в статье.

На видео ниже — пример использования Infraworks при разработке вариантов проектов застройки городской территории на примере реновации в Москве:

С чего все начинается

Но как быть, если данных нет никаких? Да еще и сроки поджимают. Думаю, многим проектным организациям знакома ситуация, когда необходимо оперативно подготовить модель к визиту начальства или заказчика, чтобы продемонстрировать свое проектное решение в окружении реалистичной городской среды.

К счастью, есть интернет, а в нем – большое количество структурированной пространственной информации практически по всей территории Земли. Autodesk Infraworks позволяет автоматически преобразовывать эту информацию на выбранной вами территории в реалистичные 3D-модели. В данном случает в качестве источников используются сервисы Bing, данные SRTM и OSM. При этом процесс создания модели займет всего несколько минут!

Рисунок 1. Создание модели в Infraworks Model Builder

Библиотека будет доступна в ближайшие дни для свободного скачивания на сайте Autodesk Knowledge Network.

С использованием этой библиотеки становится возможным максимально реалистичная визуализация районов массовой типовой застройки в большинстве крупных городов бывшего СССР.

Рисунок 2. Фрагмент описания библиотеки фасадов зданий типовых отечественных проектов

Анализируй это!

Всех этих проблем можно было бы избежать, выполнив на основе информационной модели предварительный анализ территории по совокупности всех важных для принятия решения характеристик – не только стоимости земельных участков, наличия обременений, но и обеспеченности объектами социальной инфраструктуры, загрязненности воздуха и почвы, геологических условий и т.д.

В Autodesk Infraworks такой многокомпонентный анализ можно выполнить, задав весовые коэффициенты анализируемым параметрам, тем самым указав приоритет и степень влияния на результат каждого параметра.

Рисунок 3. Результат анализа территории района Соколиная Гора

Рисунок 4. Результат анализа существующей застройки района города Ярославль

Еще больше вариантов проекта

На любой стадии можно предоставить заказчику возможность выбора из нескольких вариантов проекта с приведением основных экономических показателей (земляные работы, переустройство инженерных коммуникаций, строительство дорог, благоустройство) по каждому из них. Тем самым, проектная организация может существенно сократить объем своих работ по переделке проекта и внесению в него изменений.

А иногда, даже еще до тендера, продемонстрировав заказчику свое концептуальное видение объекта с укрупненными оценками стоимости его строительства, можно повысить свои шансы на победу.

Размещаемые в информационной модели архитектурные и конструктивные элементы, созданные в соответствующих САПР, – Revit, Civil 3D и др. сохраняют двунаправленную связь с исходными файлами. Таким образом, все вносимые в процессе уточнения и доработки моделей изменения автоматически будут отображаться в среде информационной модели Infraworks. Это сэкономит массу времени на конвертации данных разных форматов и поможет избежать связанной с этим потери информации.

Рисунок 5. Варианты застройки территории в Autodesk Infraworks

А как с нормативами?

Необходимо отметить, что в составе пакета локализации Autodesk Infraworks присутствуют стандарты для проектирования автомобильных дорог и данные по интенсивности осадков в соответствии с СНиП 2.05.02-85, СП 34.13330.2012, проектом свода правил по проектированию геометрических элементов автомобильных дорог и транспортных пересечений (Росавтодор 2013. Часть 1 и Часть 2) и пособием по проектированию элементов плана, продольного и поперечного профилей, инженерных обустройств, пересечений и примыканий автомобильных дорог, а также ВСН 63-76.

Вместе с библиотекой фасадов и руководством пользователя, стандарты из пакета локализации скоро будут доступны всем пользователям для свободного скачивания на сайте Autodesk Knowledge Network.

Время – деньги

Работая в проектной организации, я часто наблюдал такую картину – приезжает представитель заказчика, перед ним на стол выкладывается ворох чертежей, таблиц, ведомостей, карандаши, маркеры и начинается работа по согласованию проекта, в которую вовлечены инженеры по соответствующим разделам проекта. Иногда в «продвинутых» организациях часть процесса происходит с использованием электронной почты – участники проекта обмениваются сотнями писем с комментариями и вложенными pdf-чертежами с характерными названиями «последний», «самый последний», «новый» и т.д. Причем процедура согласования почти не отличается для разных типов проекта – это могут быть дорожные объекты, здания и сооружения, проекты реконструкции и т.п. Чем больше участников вовлечено в проект, тем сложнее и изощреннее становятся процессы согласования, тем больше плодится писем и чертежей (бумажных и электронных).

С началом использования информационной модели процесс согласования существенно упростился. Все участники проекта могут обмениваться замечаниями непосредственно в модели, осуществляя доступ к ней не только из Infraworks, но даже из обычного web-браузера или из приложения для iPad. Модель будет доступна в любой точке Земли со всей содержащейся в ней информацией и оставленными участниками проекта комментариями. Вообще, процедура предоставления доступа к модели очень проста – ссылка на нее создаётся непосредственно в Infraworks и отправляется по электронной почте.

Рисунок 6. Модель Infraworks в окне web-браузера

Всегда ли пробки – неизбежное зло любого большого города?

Для решения этой задачи снова используется информационная модель города. На ее основе в Autodesk Infraworks можно сначала создать модель существующих транспортных потоков, введя статистические данные по трафику на улицах города, а затем предложить варианты их оптимизации.

Если в центре города, в условиях плотной застройки, как правило, оптимизация осуществляется изменением схемы движения на перекрестках и режима работы светофоров, организацией участков с односторонним движением, то в новых районах возможно предусмотреть расширение или реконструкцию существующих магистралей и строительство развязок, мостов, тоннелей. Особенно важна эта задача в районах нового массового жилого строительства, когда кратно увеличивается количество автомобилей, выезжающих на местную дорожную сеть, а также при проектировании новых крупных торговых и офисных центров в сложившейся застройке, становящихся точками притяжения для транспортных и людских потоков.

Рисунок 7. Участок модели города до и после оптимизации транспортных потоков

Качественная визуализация проекта – это дорого?

Таким образом, действительно, удовольствие получается дорогое, и пользуются им, как правило, на завершающей стадии проекта, чтобы показать заказчику «товар лицом». В Autodesk Infraworks пользователь, работая над проектом, изначально находится в реалистичной 3D-среде, а получить качественный видеоролик с проездом по проектируемой дороге или облетом площадки можно на обычном персональном компьютере за несколько минут буквально в 3 клика.

Рисунок 8. Пример визуализации модели в Autodesk Infraworks

Использование информационных моделей позволит не только продемонстрировать все варианты проекта в максимально наглядной форме, но и (а ведь это один из элементов умного города!) разместить ссылки на варианты проектов на городском портале, организовать голосование и сбор замечаний по ним от жителей города.

Концепция – основа проектной модели

Еще одно преимущество информационной модели Infraworks – это ее интеграция как составной части в процесс работы над объектом на протяжении всего жизненного цикла. Информация о проектах дорог, инженерных коммуникаций и площадках может быть передана на следующий этап – детальное проектирование в AutoCAD Civil 3D. Использование этих двух программ для проектирования инфраструктуры, в том числе городской, позволяет сохранить преемственность проектных решений от стадии концепции до стадии проектирования и сократить время разработки проекта.

В заключение

Мы в Autodesk продолжаем экспериментировать с моделями существующих территорий в образовательных целях. Так мы воссоздали отдельные территории Москвы и Ярославля и совместно с нашими партнерами проводим обучение решению городских проблем на основе этих моделей. Этим мы хотим показать, что многие технологии умного города доступны уже сегодня.