«Цифровые двойники» – логическое продолжение BIM проектирования

# Сканирование
# Проекты
# Реальный опыт

Новости и обновления

Тесты и обзоры

02.03.2021

В июле 2020 года компания ПРИН поставила одному из лидеров российского строительного рынка, компании Ingrad, роботизированный сканирующий тахеометр Trimble SX10 с полным комплектом программного обеспечения. BIM-технологии — не новинка для Ingrad, но это первый и пока что единственный лазерный сканер такого класса в арсенале компании.

Вместе с тахеометром специалисты Ingrad, как и многие наши клиенты, прошли обучение работе с SX10 и программами, получили постоянную клиентскую поддержку. О том, как приняли новичка от ПРИН в BIM-отделе, Ingrad рассказал на страницах своего корпоративного журнала.

Развитие технологий, наступление эры BIM-проектирования, совершенствование программного обеспечения и увеличение производительности компьютеров открывают огромные возможности цифровизации строительства. Следом за переходом проектирования из 2D в 3D появились инструменты автоматизации анализа качества строительства на основе использования цифровых двойников. Это позволяет увеличивать скорость принятия решений, повышать темпы и качество строительства. «Цифровые двойники» – это, с одной стороны, проектная трёхмерная геометрия BIM-модели, с другой – фактическая копия геометрии объекта, своего рода высокоточная объёмная фотография, получаемая методами лазерного сканирования и фотограмметрии.

Геодезист будущего уже сегодня («собака» от Boston Dynamics и сканер Trimble X7)

Досье
Яков ЯДОВ, по образованию горный инженер-маркшейдер, во время своей трудовой деятельности успел поучаствовать в строительстве станции метро «Аннино»,
перегонных тоннелей Люблинско-Дмитровской линии, Лефортовского тоннеля и десятков зданий в Москве и области. Уже пять лет работает в ГК «Инград».

Наземное лазерное сканирование (НЛС)

НЛС – метод множественного измерения расстояний с фиксацией направлений со скоростью до нескольких миллионов измерений в секунду на расстоянии более километра. результатом лазерного сканирования является плотное облако точек, имеющее несколько видов окраски (в реальных оттенках с фотографии, в оттенках в зависимости от качества отражения сигнала и т. д.), всё, что видно со станции сканирования в диапазоне работы сканера. данная технология применяется во многих сферах человеческой деятельности:

– в архитектуре – для создания копий фасадов и декоративной отделки памятников архитектуры в ходе реставрационных работ,

– фиксации и прогнозирования развития очагов разрушения, подготовки макетов;

– в горной промышленности – для вычисления объёмов выемок, фиксации геометрии выработок;

– в археологии – для фиксации положения находок, анализа и реконструкции;

– в криминалистике – для объёмной фиксации мест преступления и дтп;

– в нефтегазовой промышленности – в строительстве и эксплуатации сложного оборудования, инспектировании резервуаров;

– в авиастроении, кораблестроении, автостроении, машиностроении – для фиксации и контроля изготовления сложных геометрических форм

– в строительстве – для создания объёмных изысканий при проектировании уникальных объектов и реконструкции объектов со сложным переплетением коммуникаций и оборудования,

для обеспечения контроля точности возведения конструкций, в целях мониторинга осадок и кренов, при прогнозировании разрушений и оперативного принятия решений.

Эта технология также применяется при фиксации чрезвычайных происшествий для оценки состояния разрушенных объектов, прогнозирования развития оползней и прочего. С недавнего времени лазерное сканирование востребовано и в гражданском строительстве. это стало возможным в первую очередь с появлением относительно недорогого оборудования, широкого спектра программного обеспечения и в связи с увеличением вычислительных мощностей современных компьютеров. появились программные комплексы, способные работать с колоссальными объёмами информации и в автоматическом режиме сравнивать облако точек с BIM-моделью, фиксируя возможные отклонения и создавая шаблонные макеты.

Использование лазерного сканирования в ГК «Инград» стало логическим продолжением BIM-проектирования наших объектов. Сама философия BIM заключается в точности возведения конструкций, а это означает, что, систематически модернизируя классические методы измерений, необходимо постоянно повышать и уровень компетенции специалистов.

Проведя ряд сравнительных тестов оборудования геодезического класса точности от лидирующих мировых производителей, мы остановили свой выбор на сканирующем роботизированном тахеометре Trimble SX10. Это высокоточный геодезический инструмент с дальностью работы до 600 метров и скоростью сканирования до 26 600 точек в секунду. Помимо стандартных функций электронного тахеометра, SX10 умеет сканировать необходимые участки или всё вокруг с заданной плотностью, работать совместно со спутниковым приёмником, получая геопривязанные данные сразу, загружать и работать с BIM-моделью, выполнят автоматические наблюдения, следить за целью и многое другое.

Работа с BIM-моделью – это отдельная история, потому что в полевом ПО присутствуют технологии дополненной реальности. Работает это примерно так: видеоизображение со зрительной трубы тахеометра передаётся на экран контроллера. После пространственного ориентирования на изображение накладывается геометрия BIM-модели и любые другие CAD-объекты из проектов. Подобная визуализация процессов работы приводит к настоящему вау-эффекту.

Вместе со сканером мы приобрели и комплект программного обеспечения того же производителя (TBC и TRW). Это мощный программный комплекс с широчайшими возможностями обработки как классических геодезических измерений, так и результатов лазерного сканирования. Пройдя краткий обучающий курс работы с оборудованием и ПО, мы начали применять его на объектах компании. Выполняем сканирование и получение отклонений от проектного положения любых конструкций, спроектированных в BIM, вычисляем объёмы земляных работ, проверяем поверхности благоустройства и котлованов – всё это происходит в автоматическом режиме. Работаем над автоматизацией вычисления площадей облицовки фасадов, объёмов отделочных материалов и пр. Готовим обзорные сканы строительных площадок. Разрабатываем алгоритмы взаимодействия со смежными подразделениями компании. Так как в зону сканирования попадает значительно больше объектов, чем требуется для конечного результата, появляется возможность получить и другую информацию. Например, о провисе проводов ВЛЭП, о высоте проездов под переходами теплосетей, о кронах деревьев в зоне строительства, о местах складирования материалов, об этапах строительства инженерных коммуникаций и многом другом. В случае выполнения сканирования помещений на разных этапах строительства сохраняются данные о положении несущих конструкций и инженерных коммуникаций – своего рода объёмный «рентгеновский снимок» объекта строительства.

Однако при всех достоинствах НЛС пришлось столкнуться и с рядом трудностей. Так как технология только начинает применяться в гражданском строительстве, наработанных методик в сравнении с классической геодезией найти не удалось. Часть процессов пришлось придумывать самостоятельно, а часть – консультируясь с коллегами по всей стране.
На некоторых моментах остановлюсь подробнее.

Использование лазерного сканирования стало логическим продолжением BIM-проектирования объектов ГК «Инград»

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОФЕССИОНАЛИЗМ

Казалось бы, всё просто: взяли BIM-модель в формате IFC, загрузили в программу вместе с результатами сканирования, нажали пару кнопок – и все отклонения от проектного положения конструкций видны как на ладони! Но зачастую проектирование ведётся не в той же системе координат и высот, в которой выполнены изыскания (топографическая съёмка). Сама привязка строящегося здания к местности может отличаться от проектного положения в разбивочном чертеже на несколько сантиметров. Или же снимаемое здание на момент съёмки может иметь осадку в несколько сантиметров.

Всё это означает, что перед началом оценки отклонений конструкций от проектного положения BIM-модель необходимо «посадить» в фактические границы, иначе получим неверные данные. По всем возникающим вопросам специалисты плотно работают с нашим BIM-отделом и другими отделами департамента предпроектных и проектных работ. Абсолютно ясно, что BIM – штука новая, её необходимо всесторонне изучать и совершенствовать. И только совместными усилиями можно добиться необходимых результатов. Одним из самых сложных технологических моментов является то, что не все участники строительства имеют доступ к работе с результатами НЛС из-за отсутствия специализированного программного обеспечения. Универсального ПО, способного одновременно работать с BIM-моделью, плотным облаком точек, CAD-чертежами и растровым изображением, крайне мало, и из-за его высокой стоимости на каждый компьютер его не установишь. Решением этой проблемы могут стать существующие веб-сервисы (Trimble Clarity, США; Leica Jetstream, Швейцария; SAREX, Россия). Мы рассматриваем возможность развёртывания подобного сервиса и в «Инграде» – собственными силами либо с привлечением специализированной организации. Конечно, пока ни одна технология не способна заменить на стройке геодезиста. Но именно при помощи новых технологий работа специалистов становится намного точнее и производительнее.

Пока ни одна технология не способна заменить на стройке геодезиста. Но при помощи новых технологий работа специалистов становится намного точнее и производительнее.

Понравилась статья?
Оцените:

Всего оценок: 21