Нормативная основа для цифровизации строительной отрасли: задачи, реализация, перспективы

Клецкова Юлия Сергеевна, Руководитель технического отдела ПСС ГРАЙТЕК

Библиотека Университета Минстроя

Ключевые слова: технологии информационного моделирования, информационная модель, объект капитального строительства, цифровая информационная модель, экспертиза, нормативный правовой акт, нормативно-технический документ

Автор статьи:

Шило Александр Владимирович
Главный специалист по технологиям информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы»

Курс развития в сторону цифровизации строительной отрасли, взятый Минстроем России, обозначил общей потребность в структурированных данных. В связи с этим возникла необходимость в создании такого набора требований к информации, который бы послужил основой для решения следующих проблем:

представляемые форматы не содержат структурированных данных. Широко используемые форматы PDF, JPG, DOCX и др. не дают возможности полноценно использовать и обрабатывать информацию на различных этапах жизненного цикла объекта;
отсутствие цифрового взаимодействия между участниками инвестиционно-строительного процесса (ИСП) в виду отсутствия стандартов по обмену данными;
снижение проработки проекта в связи с непрерывным сокращением сроков проектирования. Низкое качество проектирования на ранних стадиях влечет за собой снижение возможности внесения изменений в строящийся объект.

Применение технологий информационного моделирования (ТИМ) призвано решить эти насущные проблемы, и на сегодня это одно из главных направлений на пути модернизации строительной отрасли.

Уровень 1. Нормативная правовая база в области ТИМ
Вектор развития ТИМ был заложен Правительством Российской Федерации, где информационная модель объекта капитального строительства (ИМ ОКС) рассматривается как фактический способ представления информации по объекту. Таким образом ключевым направлением государственного регулирования строительной отрасли с применением ТИМ стало обеспечение «бесшовного» информационного взаимодействия между участниками ИСП в едином информационном пространстве.

Для решения этой задачи необходим целый комплекс мер, а именно:

Взаимосвязанное развитие нормативных правовых актов и нормативно-технической документации по применению ТИМ;
Формирование единой структуры ИМ ОКС;
Создание, апробация и утверждение xml-схем ИМ ОКС;
Апробация и актуализация классификатора строительной информации (КСИ), формирование однозначной методики кодирования;

Внедрение практики рассмотрения цифровых информационных моделей (ЦИМ, трехмерных моделей) для различных целей, в том числе для проведения экспертизы.

Суть нормативного правого регулирования на государственном уровне заключается в регламентации способов взаимодействия участников ИСП, то есть в закреплении порядка передачи информации на различных уровнях в рамках единого информационного пространства, при этом не затрагивая жестких правил моделирования и информационного обмена внутри каждого уровня.

Рисунок 1. Концептуальная схема единого информационного пространства взаимодействия участников ИСП (автор: С.И. Бачурина, советник президента НОПРИЗ, д.э.н.).

На уровне государства стратегия внедрения ТИМ обозначена в Градостроительном кодексе Российской Федерации (далее - Градкодекс), основополагающем документе в области градостроительной деятельности, где определены три ключевые категории. Первая из них посвящена формированию и ведению ИМ ОКС на различных этапах жизненного цикла объекта, вторая касается базовых положений применения КСИ, и третья регламентирует создание государственной информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (ГИСОГД РФ).

Рисунок 2. Основные категории нормативного регулирования в области ТИМ, закрепленные в Градкодексе

Отметим, что ИМ ОКС, выступающая в качестве совокупности «сведений», «документов» и «материалов» об ОКС на различных этапах его жизненного цикла, должна формироваться с использованием КСИ и передаваться в ГИСОГД РФ. В этой же системе должно происходить ведение и актуализация КСИ.
На текущий момент сформированы постановления Правительства Российской Федерации, подкрепляющие положения Градкодека в области применения ТИМ, и ключевыми из них являются:

Постановление Правительства РФ от 05.03.2021 № 331 (ПП РФ 331), регламентирующее перечень случаев обязательного формирования и ведения ИМ ОКС;
Постановление Правительства РФ от 15.09.2020 № 1431 (ПП РФ 1431), определяющее состав и основные правила формирования и ведения информационной модели;
Постановление Правительства РФ от 12.09.2020 № 1416 об использовании классификатора строительной информации (КСИ);
Постановление Правительства РФ от 28.09.2020 № 1558 о создании и правилах ведения государственной информационной системы обеспечения градостроительной деятельности (ГИСОГД РФ).

Данные документы следует рассматривать во взаимосвязи друг с другом. Нужно понимать, что все нормативно-правовые нововведения коснутся не только заказчиков, застройщиков и эксплуатирующих организаций, но и проектировщиков и производителей ПО.

Рис 3. Основные виды задач для информационного моделирования на предпроектной стадии.

Рассматривая последние изменения в ПП РФ №1431, отметим, что включение в состав ИМ ОКС трехмерной модели в случае ее требования в задании на проектирование является важным вехой. По мнению профессионального сообщества это безусловно поспособствует признанию ЦИМ главным источником структурированных данных по проекту.

Эти данные предполагается передавать в ГИСОГД РФ, представляющую из себя систему управления и хранения информации об ОКС. Стоит подчеркнуть, что на момент написания статьи эта система не разработана. В ней же будет вестись и КСИ, который должен стать единым цифровым языком, позволяющим однозначно идентифицировать строительные элементы на всем протяжении жизненного цикла объекта.

Однако эксперты считают, что без единой методики кодирования данный классификатор может работать только в рамках одной компании, но не на уровне государства. Поэтому в первую очередь необходимо четко обозначить цель его разработки и применения, с учетом которой разработать подробную методику с примерами закодированных моделей.

ПП РФ № 1431 устанавливает, что все «сведения», «документы» и «материалы», включаемые в ИМ ОКС, должны передаваться в формате XML. Это логичное и адекватное решение на пути к цифровизации строительной отрасли. Тем не менее данное положение не имеет смысла без закрепления на госуровне корневой XML-схемы, определяющей структуру ИМ ОКС, и XML-схем для документов, включаемых в состав информационной модели. В этой связи Минстроем России поставлена задача по разработке XML-схем, в апробации которых активно участвуют специалисты Санкт-Петербургского Центра госэкспертизы.

Уровень 2. Нормативно-техническая база в области ТИМ
Внедрение новых технологий всегда связано с решением технических, организационных и других трудностей, возникающих непосредственно при выполнении проектов. Технологии информационного моделирования не являются исключением. Для этого начиная с 2017 года активно ведется разработка нормативно-технических документов (НТД): сводов правил и национальных стандартов (ГОСТ Р). Однако следует отметить основные проблемы, связанные с их применением:

отсутствие единой связанной методологии в существующих документах;
отсутствие нормативно-технической базы по межведомственному взаимодействию;
отсутствие единой терминологической системы.

С 2017 года нормативно-технические документы по информационному моделированию разрабатывались различными командами специалистов, что неизбежно привело к противоречиям в разработанных документах.

Для комплексного решения этих проблем давно напрашивалось объединение и актуализация разрозненных документов в русле единой общей концепции. С такой инициативой выступило Частное учреждение Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» «Отраслевой центр капитального строительства», которое на данный момент занимается созданием Единой системы информационного моделирования (ЕСИМ).

Анализируя действующие своды правил стоит отметить обновленный в 2020 году СП 333.1325800, определяющий правила формирования ИМ ОКС на всех этапах ЖЦ объекта. Его содержание вызывает ряд вопросов у профессионального сообщества касаемо таблиц с атрибутивным составом для элементов. По мнению ряда специалистов, необходимо взвешенно подходить к включению требований данного свода правил в задание на проектирование.

После введения данного документа положение проектных организаций, работающих с госзаказом, становится наиболее уязвимым, отмечают эксперты. Причины кроются в отмеченном ранее несовершенстве нормативной базы, завышенных требованиях заказчика, а также сужение списка ПО, пригодного для проектирования в условиях санкционных ограничений.

В этой связи среди всего набора документов в области ТИМ следует выделить ГОСТ Р 10.0.02-2019 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства. Часть 1. Схема данных». Данный стандарт является переводом международного стандарта ИСО 16739-1:2018, описывающего схему данных для создания структурированной информации по объекту, что является крайне важным с точки зрения разработчиков ПО. Для них в свою очередь важно, чтобы ПО было конкурентоспособным и эффективным в плане интероперабельности и выгрузки данных в формат IFC. Потребность в межплатформенном взаимодействии в последнее время растет.

Уровень 3. Региональная нормативная база в области ТИМ
Все задания на проектирование объектов строительства по госзаказу должны содержать требования по применению ТИМ. Однако существующие национальные стандарты и своды правил не дают четких разъяснений, что должны содержать эти требования. В текущей ситуации именно их практическое применение выявит позиции, которые необходимо будет доработать.

В силу дефицита точных и выверенных требований по части формирования трехмерных моделей для рассмотрения их экспертными организациями в свет вышел целый ряд региональных требований и методических рекомендаций по применению ТИМ.

Экспертные организации всегда выступали в качестве связующего звена между проектировщиками, заказчиками и нормативным госрегулированием. В этой связи кадровый состав органов экспертиз должен обладать высокоспециализированными экспертами не только по профильным направлениям, но и в области ТИМ.

Санкт-Петербургский Центр госэкспертизы в течение 5 лет в инициативном порядке активно ведет собственные разработки, исследования, участвует в нормотворческой деятельности и проводит пилотные проекты по различным направлениям информационного моделирования. В результате этой работы были разработаны требования к ЦИМ, преследующие такие цели, как:

Стандартизация процесса в рамках организации/субъекта;
Повышение качества ЦИМ и как следствие проектной документации;
Возможность создания автоматизированных проверок;
Увеличение объема структурированной информации об ОКС;
Закладывание основы для дальнейшего использования и развития технологии на базе разработанных требований.

Рис 4. Фрагмент информационного моделирования для комплексного развития территории на предпроектной стадии.

На сегодняшний день сформирована система требований к цифровым информационным моделям «площадных» и линейных объектов, которые актуализируются и дополняются на постоянной основе.

Рис 5. Основные виды задач для информационного моделирования на стадии проектирования.

Разработанные документы содержат:

требования к составу, формату и размеру файлов трехмерных моделей с применением принципа открытых данных на базе использования международного открытого стандарта IFC;
описание моделируемых элементов, необходимое для однозначного понимания наполненности трехмерной модели;
требования к соответствию элементов классам IFC. Соблюдение данного требования позволяет выстроить иеррархическую классификацию элементов по стандарту IFC, распознаваемую большинством программных продуктов, реализующих функционал информационного моделирования. Такая классификация элементов по стандарту IFC позволяет выполнить автоматизированные интеллектуальные проверки трехмерной модели;
особенности моделирования элементов. Описание базовых принципов формирования элементов необходимо для корректного геометрического представления элементов в ЦИМ;
атрибутивное наполнение элементов. Требования к атрибутивному составу элементов основаны на практике применения приведенных атрибутов для различных сценариев, в частности:
- создание проверок на соответствие техническим регламентам;
- формирование сводных ведомостей по элементам для дальнейшего анализа данных по проекту;
- приведение информации в машиночитаемый вид.

С целью реализации автоматизированных проверок требуется стандартизация данных в трехмерной модели, реализуемая по следующей схеме:

Рис 6. Основные виды задач для информационного моделирования на стадии строительства объекта.

Благодаря внедрению требований и автоматизированных проверок в инвестиционно-строительный процесс и процесс проведения экспертизы проектной документации отмечается ряд преимуществ:

Увеличивается объем структурированной информации об объекте;
Повышается качество трехмерной модели и сформированной на ее основе проектной документации;
Появляется возможность автоматизированной проверки информации, благодаря чему трехмерная модель выступает в роли «цифрового ассистента» для эксперта. Стандартизованные по требованиям цифровые информационные модели служат предметом применения нормативных документов в машиночитаемом виде.

Главными преимуществами принципа стандартизации трехмерных моделей на основе открытых форматов передачи данных являются возможность использовать любые программные продукты по формированию трехмерных моделей, поддерживающие выгрузку в формат IFC, а также независимость от закрытых проприетарных форматов данных. Кроме того, в данном принципе реализуется невмешательство во внутренние рабочие процессы проектных организаций в плане способов и техники моделирования. Но при этом необходимо понимать, что при подготовке ЦИМ для прохождения экспертизы бизнес-процессы проектной команды неизбежно будут корректироваться: изменятся продолжительность и объемы работ по проекту.

Заключение
Несмотря на различного рода трудности, цифровизация строительной отрасли набирает обороты и будет продолжена. Однако в этом непростом процессе важны выверенные шаги на всех уровнях, начиная от заказчиков и исполнителей, заканчивая государственным регулированием.

Стоит отметить практику формирование нормативной основы «снизу», т.е. на уровне требований заказчика, экспертиз и строительных организаций. Такой практический опыт является наиболее полезным для отрасли. Необходимо выбирать лучшие практики и формировать на их основе взвешенные нормативные документы. Это позволит сформировать «фундамент» для цифровой трансформации в любой сфере экономики, с достижимыми целями и конкретными измеряемыми результатами.

Список источников:
1. Федеральный закон Российской Федерации от 29.12.2004 № 190-ФЗ «Градостроительный кодекс Российской Федерации».
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 15.09.2020 N 1431 (ред. от 27.05.2022) «Об утверждении Правил формирования и ведения информационной модели объекта капитального строительства, состава сведений, документов и материалов, включаемых в информационную модель объекта капитального строительства и представляемых в форме электронных документов, и требований к форматам указанных электронных документов, а также о внесении изменения в пункт 6 Положения о выполнении инженерных изысканий для подготовки проектной документации, строительства, реконструкции объектов капитального строительства».
3. Постановление Правительства Российской Федерации от 05.03.2021 № 331 «Об установлении случая, при котором застройщиком, техническим заказчиком, лицом, обеспечивающим или осуществляющим подготовку обоснования инвестиций, и (или) лицом, ответственным за эксплуатацию объекта капитального строительства, обеспечиваются формирование и ведение информационной модели объекта капитального строительства».
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 28.09.2020 № 558 «О государственной информационной системе обеспечения градостроительной деятельности Российской Федерации».
5. Постановление Правительства Российской Федерации от 12.09.2020 № 1416 «Об утверждении Правил формирования и ведения классификатора строительной информации».
6. ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства. Часть 1. Схема данных.
7. СП 333.1325800.2020 Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла.
8. ЦГЭ.ЦИМ-3.0 Требования к цифровым информационным моделям объектов капитального строительства, представляемым для проведения экспертизы; СПб ГАУ «ЦГЭ». – Санкт-Петербург, 2022.
9. ЦГЭ.ЦИМ.ЛО-1.0 (проект) Требования к цифровым информационным моделям линейных объектов, представляемым для проведения экспертизы; СПб ГАУ «ЦГЭ». – Санкт-Петербург, 2021.

Дата написания статьи 01 ноября 2022 г.

Посмотреть видеолекцию по теме "Экспертиза информационных моделей объектов капитального строительства в органах государственной экспертизы"

Курсы Университета Минстроя по направлению "Технологии информационного моделирования"