Аннотация. Основным источником информации о состоянии автомобильных дорог на стадии их эксплуатации являются данные диагностики, получаемые посредством дорожных диагностических лабораторий. Препятствием для передачи данных диагностики в информационные системы, поддерживающие жизненный цикл информационных моделей объектов капитального строительства и недвижимости (примерами таких информационных систем являются: на государственном уровне – ГИСОГД, ЕГРН, ЕГРЗ и др.; на отраслевом уровне – АБДД, СКДФ) является то, что каждая дорожная диагностическая дорожная лаборатория имеет свои форматы данных диагностики и под каждую лабораторию, как правило, создается своя база данных (информационная система), которая решает текущие задачи управления состоянием дорог на основе данных только с этой лаборатории. Решением проблемы доступности (интероперабельности) данных диагностики дорог для различных информационных систем общегосударственного и общеотраслевого уровней является обоснование и разработка открытого обменного формата (ООФ) для данных диагностики автомобильных дорог на основе языка XML. Этот подход позволяет хранить, передавать и восстанавливать данные на основе набора правил кодирования документов в формате, который является как удобочитаемым, так и машиночитаемым.
Введение
Применение технологии информационного моделирования (ТИМ) в парадигме ИнфраТИМ (ТИМ инфраструктурных линейных протяженных объектов капитального строительства) обуславливается использованием информационных (ИМ) моделей и цифровых информационных моделей (ЦИМ) на каждом этапе жизненного цикла автомобильной дороги. На этапе эксплуатации (ремонта и содержания) автомобильной дороги ЦИМ представлена в ГИС (геоинформационной системе), благодаря чему решаются задачи по паспортизации, учету и анализу дорожно-транспортных происшествий, кадастровому и бухгалтерскому учету и т.д.
Независимо от используемой методики определения показателей транспортно-эксплуатационного состояния инструментом для оценки являются дорожные диагностические лаборатории. Данные оценки служат показателем качества автомобильной дороги.
Важную роль в процессах ИнфраТИМ играет интероперабельность (функциональная совместимость) данных. Наличие интероперабельности является показателем качества конечного продукта в процессе, так как исключается, как минимум, человеческий фактор, что повышает вероятность ошибок и неточностей. На сегодняшний день для обработки данных с каждой диагностической лаборатории используется соответствующее программное обеспечение (ПО) и информационная система или ГИС, что исключает возможность обработки этих данных в любом ПО или ГИС. Возникает необходимость создания открытого обменного формата данных диагностики дорог (ООФ ДДД).
Опыт использования открытых форматов, данных в концепции BIM/ТИМ
На сегодняшний день существуют и активно применяются форматы открытые обменные форматы данных в концепции BIM/ТИМ, такие как:
- IFC – формат для хранения всех характеристик зданий и сооружений
- TopoXML – формат для хранения данных о цифровых моделях местности
- GeoSCiML - формата для обмена геологическими данными
- GMLCity – формат трехмерных городских геопространственных данных
Формат IFC, разработанный некоммерческой организацией «buildingSMART», описывается международным стандартом ISO 16739-1:2024. Применение формата позволяет использовать подход OpenBIM (реализация 151 этапов жизненного цикла с использованием открытых форматов данных). Это позволяет использовать различные САПР, информационные системы, как со стороны заказчика, так и со стороны подрядчика и его субподрядчиков (при наличии), для создания и проверки данных, например, в виде информационной модели стадии П на этапе проектирования ОКС в виде автомобильной дороги.
Перечисленные открытые форматы данных развиваются и дорабатываются со временем. Например, к недостаткам формата CityGML (версия 2.0) можно отнести сложности с обработкой файлов большого размера, гибкость для его использования в различных сценариях и т.д.
Соответственно, после разработки «ООФ ДДД» возникнет необходимость его постоянного усовершенствования и развития на основе обратной связи от отрасли.
Обоснование разработки открытого обменного формата данных дорожных диагностических лабораторий
На сегодняшний день для обработки данных с каждой диагностической лаборатории используется соответствующее программное обеспечение (ПО) и информационная система или ГИС, что исключает возможность обработки этих данных в любом ПО или ГИС. В архитектуре программных средств НПО «Регион» (рис. 1) для обработки данных с дорожной диагностической лаборатории используется программное обеспечение «RoadLAB», после обработки данные через программу «DataManager» публикуются в ИС «SVPD».
Рассматривая архитектуру программных средств АО «СНПЦ РДТ» (рис. 2), стоит отметить, что для обработки данных дорожной диагностической лаборатории используется отличное от используемого НПО «Регион» ПО «RDT LINE», а публикация данных диагностики осуществляется в ручном режиме в ГИС «IndorRoad». При этом не существует возможности оценки данных лаборатории НПО «Регион» в ПО «RDT LINE» и отсутствует автоматизация процесса передачи данных оценки в различные ГИС.
Открытый обменный формат данных диагностики дорог позволит использовать различные ИС и ГИС для обработки данных, полученных с различных лабораторий (рис. 3).
Таким образом будет обеспечена интероперабельность данных для реализации следующих сценариев:
- Камеральная обработка результатов диагностики и представление их в ООФ ДДД
- Размещение данных диагностики в информационных (геоинформационных) системах
- Прогнозирование изменения показателей эксплуатационного состояния
- Выбор стратегии и назначение ремонтных мероприятий.
Сценарии использования открытого обменного формата данных дорожных диагностических лабораторий
В концепции ИнфраТИМ ЦИМ автомобильной дороги существует по средствам геоинформационных систем. На примере работы системы зарубежных коллег представлена теоретическая схема оценки показателей ТЭС и назначения ремонтных мероприятий (рис. 4). На физическом уровне выполняется сбор исходных данных: данные с предыдущих этапов жизненного цикла, данные диагностики с дорожных лабораторий, данные с пунктов учета интенсивности движения, данные в виде фото- и видеоматериалов. На уровне базы данных выполняется классификация данных, полученных на предыдущем этапе. Данные классифицируются по принципу их использования в том или ином процессе программного модуля ГИС (прогнозирование показателя «продольная ровность», оценка показателя «поперечная ровность»). На серверном уровне (уровне ГИС) по средствам работы программных модулей выполняются основные функции, а именно оценка поперечной ровности, прочности дорожной одежды, прогнозирование продольной ровности, назначение, ранжирование и оптимизация ремонтных мероприятий. На прикладном уровне выполняется формирование отчетов и результирующих документов.
Существуют сценарии применения «ООФ ДДД» не только с целью оценки показателей, но и с целью их прогнозирования, а как результат – назначение ремонтных мероприятий.
При условии частоцикличной передачи данных об интенсивности и составе транспортного потока с пунктов учета и интенсивности движения на сервер ГИС, существует возможность оценки динамически изменяемого показателя «продольная ровность в настоящий момент времени».
Зная динамически изменяемый показатель «продольная ровность в настоящий момент времени», существует возможность мониторинга итогового балла ранжирования ремонтных мероприятий на сети автомобильных дорог по методическим рекомендациям Министерства транспорта Российской Федерации (рис. 5).
Выводы и предложения
Разрабатываемый открытый обменный формат (ООФ ДДД) позволит:
- Упорядочить регламенты работы с данными диагностики дорог, как на общегосударственном и отраслевом, так и на региональном уровнях
- Повысить доступность (интероперабельность) данных диагностики для их применения для решения широкого круга задач, возникающих при проектировании, строительстве и эксплуатации автомобильных дорог
- Унифицировать подход к организации данных, как на действующих дорожных диагностических лабораториях, так и вновь разрабатываемых
- Упорядочить процессы эффективного внедрения технологий информационного моделирования (ИнфраТИМ) автомобильных дорог на стадии их эксплуатации, а также последующих ремонтов и реконструкций участков дорожной сети.
Статью подготовили: Комиссаров В.Н. ассистент кафедры "Строительство и эксплуатация дорог" (ФГБОУ "МАДИ"), Бойков Н.В. Член совета директоров, группа компаний «Индор».