В статье рассматривается проблема контроля согласованности проектной документации в формате графической части с исходной цифровой информационной моделью здания. Актуальность работы обусловлена рутинным характером и высокой трудоемкостью процесса верификации, а также рисками возникновения ошибок при ручном сопоставлении. Предложено решение в виде специализированного модуля, реализованного в рамках плагина BIMIT для среды Autodesk Revit. Модуль автоматизирует процесс экспорта видов и листов из Revit, их передачу в программный комплекс BIMIT с последующим автоматическим сопоставление с моделями в формате IFC. Описаны принципы работы модуля.
Введение. На данном этапе развития строительная отрасль в России проходит процесс цифровизации. Постоянно выпускаются национальные стандарты, например предназначенных облегчить интероперабельность программных средств, используемых на всех этапах жизненного цикла здания. Ключевой проблемой этого процесса является необученность проектировщиков для работы с цифровыми моделями зданий, как следствие – низкое качество подготавливаемых моделей. Из-за этого происходит большой разрыв между графической частью проектной документации и моделями, на основании которых чертежи должны формироваться.
Целью данной работы является описание разработанного инструмента для верификации чертежей с цифровой информационной моделью зданий. Инструмент является одной из функций интегральной оценки качества проектной документации, созданной на основании цифровой информационной модели.
Цель исследования. Разработка и описание модуля автоматического сопоставления чертежей с цифровой информационной моделью.
Задачи исследования.
- Проанализировать существующую нормативно-правовую базу, регулирующую необходимость верификации проектной документации с цифровыми моделями зданий.
- Проанализировать существующие подходы к верификации проектной документации с цифровыми моделями зданий.
- Сформировать гипотезу и требования к программному обеспечению, позволяющему оптимизировать процесс верификации.
- Обозначить актуальность предлагаемого решения на основании существующих исследований по эффективности работы с цифровыми информационными моделями зданий.
- Разработать архитектуру и алгоритм работы модуля, встраиваемого в САПР-систему Revit для работы в ПО «BIMIT»
- Оценить результат и обозначить перспективы развития модуля.
Существующая нормативно правовая база, регулирующая необходимость верификации проектной документации с цифровыми моделями зданий. Переход строительной отрасли России на технологии информационного моделирования (BIM) — это общемировой тренд, направленный на повышение качества, сокращение сроков и стоимости строительства. Ключевым элементом этого процесса является цифровая информационная модель здания или сооружения. Однако ее использование невозможно без четкой регламентации. В России формирование нормативно-правовой базы, регулирующей необходимость верификации (проверки и сверки) традиционной проектной документации с цифровыми моделями, находится на активной стадии развития.
Несмотря на отсутствие прямых нормативных требований по верификации цифровых информационных моделей зданий с чертежами, правовая база уже содержит ряд важных положений, которые создают основу для этого процесса:
1. ПНСТ 909-2024 «Требование к цифровым информационным моделям объектов непроизводственного назначения. Часть 1. Жилые здания». Национальный стандарт позволит систематизировать и стандартизировать требования к цифровым информационным моделям жилых зданий. Автоматизация обработки данных из создаваемых цифровых информационных моделей позволит соблюсти требования законодательства и решить прикладные задачи: быстрее подготавливать проектную и рабочую документацию, заполнять ведомости строительных материалов, проводить работу с другими типовыми сценариями применения ТИМ.
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 17.05.2024 № 614 "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". Постановлением определен порядок формирования и ведения информационной модели объектов капитального строительства, в том числе состав сведений, документов и материалов, включаемых в информационную модель объекта капитального строительства и представляемых в форме электронных документов, и требования к форматам указанных электронных документов в являются обязательными к применению в случаях, установленных постановлением Правительства РФ от 05.03.2021 № 331 «Об установлении случаев, при которых 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».
На сегодняшний день в федеральном законодательстве отсутствует прямая норма, которая бы обязывала застройщика или проектировщика в обязательном порядке создавать и предоставлять на проверку цифровую модель для всех типов объектов. Традиционная бумажная или электронная PDF-документация по-прежнему остается единственным официальным документом, утверждаемым для производства строительно-монтажных работ.
Существующие подходы к верификации чертежей и цифровых информационных моделей и программные продукты, позволяющие это делать. Контроль согласованности выпускаемой графической части в проектной документации с цифровой моделью является важной задачей на заключительных этапах проектирования и проведения экспертизы. Корректная верификация показывает насколько точно собраны ведомости объемов работ, так как становится понятно, собирались объемы с цифровой модели или подсчитывались вручную
В настоящее время можно выделить два основных существующих подхода решения данной задачи:
1. Ручная верификация
Считается наиболее распространенным и используемым методом. Принцип верификации основывается на визуальном попарном сравнении каждого чертежа (вида, разреза, узла) с соответствующими элементами и сечениями в цифровой информационной модели. Процесс может выполняться проектировщиком, специалистом по контролю качества, экспертом.
Преимущества:
- Не требуется специального программного обеспечения;
- Не требуется наличия компетенций по конкретным программным продуктам, то есть метод доступен всем.
Недостатки:
- Высокая трудоемкость и стоимость;
- Низкая скорость проверки;
- Влияние человеческого фактора, возможность упустить ошибки;
- Неполнота проверки;
- Сложность систематизации данных, сложность фиксирования и дальнейшей аналитики проверенных узлов, планов, сечений.
2. Верификация через САПР систему
Метод такого контроля используется редко. В этом случае у совершающего сопоставление чертежей с цифровой информационной моделью должны быть достаточные компетенции для работы в САПР-системе. Должно быть установлено необходимое программное обеспечение. Экспертиза же не получается файлы в проприетарном формате, а взаимодействует с цифровой информационной моделью через открытый формат IFC.
Преимущества:
- Высокая точность проверки;
- Прозрачность данных для проверки;
- Возможность систематизировать данные.
Недостатки:
- Необходимо установить программное обеспечение;
- Необходимы углубленные знания в ПО;
- Если модель разрабатывалась в иностранном ПО, то организации государственного сектора не могут с ним взаимодействовать.
На данный момент автоматическая верификация 2d чертежей с цифровой информационной моделью реализована в мире только в одном продукте – Швейцарская вендер компания «Revizto»[1]. Revizto - платформа для совместной работы и координации проектных данных, ориентированная на визуализацию и управление информацией в строительстве и проектировании.
Revizto не является узкоспециализированным инструментом для автоматического сопоставления, как описано в нашей гипотезе. Его подход основан на интеграции и визуализации, что решает проблему рассогласований косвенно.
Гипотеза и требования к программному обеспечению, позволяющему оптимизировать процесс верификации цифровой информационной модели здания с чертежами. Гипотеза: Создание специализированного алгоритма автоматического сопоставления, основанного на компьютерном зрении и анализе семантических данных, позволит в автоматическом режиме с точностью не менее 95% выявлять и классифицировать рассогласования между векторными элементами чертежей и объектами цифровой информационной модели.
Ключевые положения:
1. Распознавание контекста: Алгоритм способен отличать несущие конструкции от отделочных элементов на основе анализа веса линий, типов штриховки и пространственного положения
2. Иерархия проверок: Система реализует многоуровневую верификацию - от грубого позиционирования до точного параметрического сравнения
3. Адаптивное обучение: Механизм машинного обучения позволяет системе улучшать точность распознавания на основе предыдущих проверок
Функциональные требования
1. Распознавание и парсинг чертежей
- автоматическое определение масштаба и системы координат чертежа
- распознавание слоев (layers) и их семантического назначения
- классификация векторных примитивов (линии, дуги, сплайны) по типам строительных элементов
- извлечение текстовых аннотаций и их привязка к графическим элементам
2. Сопоставление геометрии
- сравнение контуров с допуском ±5 мм в масштабе проекта
- определение соответствия пространственных позиций
- анализ пересечений и коллизий между элементами
- проверка полноты отображения элементов модели на чертежах
3. Верификация атрибутов
- сопоставление маркировок и обозначений
- проверка соответствия материалов и спецификаций
- контроль соблюдения условных обозначений
Технические требования
1. Точность и производительность
- точность распознавания: ≥95%
- время обработки одного листа: < 60 секунд
- поддержка параллельной обработки multiple sheets
2. Алгоритмические требования
- использование R-tree для пространственного индексирования
- реализация алгоритмов computational geometry для сравнения контуров
- применение NLP для анализа текстовых аннотаций
3. Обработка исключений
- фиксация частично распознанных элементов
- классификация типов несоответствий по критичности
- генерация рекомендаций по устранению ошибок
Интерфейсные требования
1. Визуализация процесса
- интерактивная карта соответствий/несоответствий
- Heat-map плотности ошибок
- дерево прогресса проверки в реальном времени
2. Настройка параметров
- регулировка чувствительности обнаружения
- настройка весов различных типов проверок
- профили проверки для разных дисциплин (архитектура, КМ, ОВВК)
Метрики успешности реализации:
- полнота охвата: 98% элементов модели должны быть корректно сопоставлены
- точность позиционирования: средняя погрешность ≤ 3 мм
- производительность: обработка типового этажа ≤ 5 минут
- минимизация ложных срабатываний: ≤ 5% от общего числа обнаруженных несоответствий
Такой модуль позволит перевести трудоемкий процесс визуального сравнения в автоматизированный режим с контролируемым качеством результатов.
Актуальность предлагаемого решения на основании существующих исследований по эффективности работы с цифровыми информационными моделями зданий.
Предлагаемое решение по автоматической верификации чертежей с цифровой информационной моделью здания должно быть актуально для всех участников жизненного цикла здания.
Так, в статье «Внедрение цифрового управления проектами строительства и эксплуатации энергоэффективных жилых домов» [2] поднимается тема перехода на цифровые технологии управления в сфере строительства и жилищно-коммунального хозяйства.
При наличии доступа инженеров службы эксплуатации к цифровой информационной моделью, они начинают не просто реагировать на поломки, но и управлять жизненным циклом здания, предсказывать проблемы, оптимизировать затраты и повышать комфорт и безопасность. Это переход от управления бумагами к управлению данными об объекте. Появляется возможность просмотреть конкретный узел из проектной документации расположенный на модели, оценить возможные подходы взаимодействия с узлом в рамках 3д-моделей окружающих конструкций, оборудования, сетей.
В статье «Экономические аспекты внедрения цифрового двойника здания на стадии эксплуатации» [3] рассчитаны и сформулированы обоснования экономической эффективности внедрения технологии цифрового двойника здания в работу управляющих компаний.
В статье «Верификация информационной модели здания на этапе перехода от проектной стадии к строительству (от D-BIM к C-BIM)»[4] показаны предпосылки и основные принципы системы проверки с инструментами для проверки моделей. Исследование показывает положительную динамику и необходимость разработки инструментов прозрачной, простой и понятной верификации цифровой информационной моделью.
Разработка первого блока специализированного модуля для верификации чертежей с цифровой информационной моделью в ПО БИМИТ.
Обоснование программного комплекса
Исследуем и проанализируем что такое BIM-технологии на примере наиболее востребованной в этой сфере программы — Revit. Этот комплекс создает возможности как для архитектурно-строительного проектирования, так и для проектирования строительных конструкций. В отличии от CAD-систем Revit воспринимает и распознает элементы проекта не как связанные друг с другом линии, а как объемные параметрические объекты. Создавая в программе стену не нужно прочерчивать ее структуру из линий, достаточно выбрать на панели функцию “стена” и найти в предложенном списке стену с необходимыми характеристиками, после, при помощи этой функции можно создавать планы, фасады и объемную модель.
Фактически, проектирование в Revit воспроизводит этапы строительства в той же последовательности. Привычное проектирование с помощью линий уходит на задний план, а создание проекта производится с помощью процесса моделирования [5].
Revit создает узлы посредством маневрирования 2D и 3D видами или загрузкой их из связанных программ [6]. Что в полной степени дает понимание о наличии взаимосвязей видов, планов и разрезов и реального их расположения в 3D моделе.
Revit характеризуется как часто используемое программного обеспечение, поэтому принять разрабатывать плагин, интегрирующийся в него.
Описание идеи
В программном продукте Revit представлены инструменты для работы с планами, разрезами, сечениями и листами. Следовательно, вся информация по расположению элементов на виде и видов на листах содержится. В API[7] планы, сечения и виды определяются классом View, листы определяются классом ViewSheet. Так как между всеми описанными элементами есть взаимосвязи, то их можно определить или рассчитать их расположение в абсолютных координатах и вычислить точное расположение в модели.
Определения
Определения, используемые в описании технической части:
1. Базовая точка (BasePoint в API). Все координаты в модели будут относительно нее.
2. BoundingBox - параллелепипед, в пределах которого находится геометрия объекта.
Подготовительный этап – базовая точка
1. Необходимы получить данные базовой точки проекта BasePoint, координаты и еще смещением от модели. Это делается, потому что все координаты модели задаются относительно неё.
2. Из данных базовой точки получаем её угол поворота относительно 0 координат.
3. Дополнительно достаем смещение модели от базовой точки, это условия частного случая, когда модель смещена от базовой точки.
Работа с видами
Все узлы, планы, сечения и разрезы располагаются на элементах класс View, далее описывается блок работы с ними
1. Делается запрос в базу и достаются элементы View, с фильтрацией и отсеиванием из коллекции DrawingSheet, ThreeD и Legend. Так как у нас нет необходимости их сопоставлять.
2. У каждого вида в API есть описание его расположения относительно модели, которые мы получаем.
3. По каждому виду определяются данные векторов Up и Normal, которые задают расположение вида в модели.
4. Достаем информацию о BoundingBox по каждому расположенному виду. BoundingBox задает границы вида, который в последствие будет расположен в модели.
5. Отдаем полученный вид в границах на печать в PDF или JPEG. Если речь про сопоставление в ПО БИМИТ, то данные передаются в печать в JPEG с указанием необходимого DPI
6. К выданному виду на печать, добавляем данные по центру BoundingBox и расположению BasePoint
Сопоставление с моделью
Все виды, обработанные ранее, передаются в ПО BIMIT в формате JPEG.
Интерфейс и отображение.
Плагин встраивается в интерфейс Revit (рис. 1). После открытия и авторизации выходит общая рабочая панель с настройками (рис.2).
В панели слева отображаются все проекты, которые будут экспортироваться. В центральной панели происходит выбор проекта в системе BIMIT, куда будут передаваться экспортируемые IFC файлы. В правой панели происходит выбор видов для экспорта, которые будут выгружаться в BIMIT и автоматически сопоставляться с моделью.
В BIMIT сопоставленные виды хранятся в инструменте «Совмещенные чертежи» (Рис. 3.), работа с ними происходит через это же окно. Они автоматически сопоставлены с моделью в IFC формате[8] (Рис. 4.).
Основные выводы, перспективы развития и ограничения. Проведенная исследовательская работа, разработка и успешное тестирование подтвердили актуальность и высокую практическую значимость задачи автоматизации контроля качества чертежей, выпускаемых на основе цифровых информационных моделей. В рамках исследования был успешно разработан и протестирован специализированный модуль автоматического сопоставления видов, создаваемых в ПО Revit и расположенных на листах ПД, экспортируемых из Revit с цифровой информационной моделью, загружаемой в среду BIMIT в формате IFC.
Ключевые выводы
1. Доказана принципиальная возможность полной автоматизации процесса верификации чертежей и модели без использования проприетарных форматов
2. Предложена архитектура модуля
3. Внедрение модуля позволяет достичь значительного экономического эффекта
4. Повышается качество получаемой проектной документации
Перспективы развития
1. Расширение экосистемы совместимости: интеграции модуля в другие САПР-системы, такие как Tekla, Renga, Civil, Archicad и другие;
2. Интеграция с другими модулями работы с цифровыми моделями;
3. Прохождение экспертизы без выпуска графической части проектной документации, а на основании документации IFC и BCF контейнера с сопоставленными видами;
4. Развитие в сторону предиктивного анализа и управления качеством.
Возможные ограничения
Сложностью на пути внедрения столь разнообразной по функционалу программы стало техническое переоснащение, ведь для поддержки и комфортной работы с Revit требуются более быстрые и мощные компьютеры, чем для AutoCAD [9]. Соответственно для наличия автоматического сопоставления и точной верификации необходимы компьютеры с программой Revit.
Проводить редактирование в данной программе может быть затруднительно, так как Revit сложная программа, которая и сама не всегда понимает, какие произвести действия при анализе. Элементы и их параметры могут пересекаться и влиять друг на друга, поэтому программа не всегда поддается простым командам [10].
Заключительный тезис
В долгосрочной перспективе развитие подобных инструментов является необходимым шагом на пути к созданию полностью автоматизированного и самоконтролируемого цикла выпуска проектной документации, что соответствует принципам сквозной цифровизации строительной отрасли. Предложенный модуль служит практической основой для движения в этом направлении.
Список используемых источников
- Revizto-bim-for-architects [Электронный ресурс]. – URL: https://revizto.com/en/solutions/bim-for-architects/ (дата обращения: 28.06.2025).
- Внедрение цифрового управления проектами строительства и эксплуатации энергоэффективных жилых домов / В. П. Грахов [и др.] // Наука и техника. 2021. Т. 20, № 1. С. 66–74. https://doi.org/10.21122/2227-1031- 2021-20-1-66-74 (дата обращения: 20.09.2025).
- Грахов В. П., Кислякова Ю. Г., Мохначев С. А., Симаков Н. К. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ЗДАНИЯ НА СТАДИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ // Вестник УМЦ. 2021. №4 (33). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekonomicheskie-aspekty-vnedreniya-tsifrovogo-dvoynika-zdaniya-na-stadii-ekspluatatsii (дата обращения: 12.11.2025).
- Кузина Ольга Николаевна Верификация информационной модели здания на этапе перехода от проектной стадии к строительству (от d-bim к c-bim) // Вестник евразийской науки. 2017. №6 (43). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/verifikatsiya-informatsionnoy-modeli-zdaniya-na-etape-perehoda-ot-proektnoy-stadii-k-stroitelstvu-ot-d-bim-k-c-bim (дата обращения: 12.11.2025).
- Петров, М.П. Переход на BIM-технологии в проектировании на примере Autodesk Revit / М.П. Петров // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. — 2015. — Т. 1. — С. 447–449. — Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=23646397 (дата обращения: 12.11.2025)
- Коломанич, А.Д. Преимущества программы Autodesk Revit в архитектурном проектировании / А.Д. Коломанич, Ю.В. Скрипкина // Молодежь и системная модернизация страны : сборник научных статей 5-й Международной научной конференции студентов и молодых ученых: в 6 томах, Курск, 19–20 мая 2020 года. — Курск: Юго-Западный государственный университет, 2020. — С. 318– 321. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=42980019 (дата обращения: 12.11.2025)
- Autodesk Revit API Documentation [Электронный ресурс]. – URL: https:// https://www.revitapidocs.com/ (дата обращения: 02.10.2025).
- BuildingSMART. Industry Foundation Classes (IFC) - An Introduction [Электронный ресурс]. – URL: https://www.buildingsmart.org/standards/bsi-standards/industry-foundation-classes/ (дата обращения: 24.08.2025).
- Susoyev I.S. Pros and cons of implementing BIM-technologies in construction [Plyusy i minusy vnedreniya BIM-tekhnologiy v stroitelstve]. Bulletin of Science and Education. 2016. No. 6(18). pp. 116–117. Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/341156449_The_implementation_of_BIM_i n_construction_projects (дата обращения: 24.08.2025).
- Поцебнева, И.В. Особенности использования технологии информационного моделирования зданий на примере приложения Autodesk Revit architecture / И.В. Поцебнева, В.В. Суханов, Д.А. Суханова // World science: problems and innovations: сборник статей XXXIII Международной научно-практической конференции, Пенза, 30 июня 2019 года. — Пенза: "Наука и Просвещение" (ИП Гуляев Г.Ю.), 2019. — С. 111–114. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=38301806 (дата обращения: 11.11.2025).
Публикация в журнале <<<Скачать файл>>>