ГИС-технологии в строительстве и проектировании инженерных коммуникаций

Предпосылки применения ГИС-решений

Задачи, решаемые с помощью ГИС в строительстве, а также при проектировании и управлении инженерными сетями

Эффективность комплексных решений

Предпосылки применения ГИС-решений

В настоящее время системы, полностью или частично автоматизирующие различные виды работ, применяются практически во всех экономически и социально значимых областях деятельности, позволяя коммерческим и общественным организациям, государственным и муниципальным структурам реализовывать возложенные на них задачи быстрее и качественнее, чем до автоматизации.

Особо стоит отметить отрасли деятельности, в которых цена ошибки на этапе создания и проектирования продукта достаточно высока. К таковым относятся строительство и создание инженерных коммуникаций, где даже незначительное отклонение в расчетах может привести к серьезным последствиям, как в плане увеличения расходов на реализацию проекта, так и в плане снижения уровня безопасности для пользователей объектов строительства или инженерной инфраструктуры. Недооценка глубины залегания и уровня сезонного подъема грунтовых вод при выборе места под строительство здания может впоследствии привести к подтоплению подвальных и цокольных этажей уже построенного здания, разрушению фундамента и прочим малоприятным для застройщика последствиям. Прокладка подземной высоковольтной линии, выполненная без учета близости прохождения магистрального трубопровода, давно нуждающегося в ремонте, а на некоторых участках — и в замене труб, может также привести к аварии при последующем повреждении изоляции высоковольтной линии.

Подобных ошибок при проектировании систем инженерных коммуникаций и подготовке к строительным работам позволяет избежать использование специализированных ГИС-решений. Эти системы призванных не только автоматизировать рутинную работу специалистов, но и снизить риски ошибок, связанные с влиянием человеческого фактора. Например, действующая на основе заранее определенных алгоритмов и правил, прикладная ГИС просто не позволит выбрать участок под строительство на частично затапливаемой местности или нестабильном грунте для здания не на свайном фундаменте. А при проектировании маршрута прокладки силовой высоковольтной линии — предупредит пользователя о непозволительно близком расположении старого магистрального водопровода, укажет на дату его введения в эксплуатацию и давно просроченный ремонт, что в совокупности может привести к аварийной ситуации вследствие прорыва трубопровода вблизи силовой линии.

Располагая необходимой совокупностью данных, представляемых в режиме реального времени, пользователи имеют возможность вырабатывать при помощи ГИС наиболее оптимальные и безопасные решения, что, в конечном итоге, позволяет организациям действовать более эффективно, повышая качество своих работ и минимизируя затраты.

Вопрос о применении прикладных геоинформационных систем уже не стоит — эффективность их использования доказана временем. Сейчас все вопросы сводятся к тому, какие ГИС и для решения какого комплекса задач оптимально применять с целью достижения наиболее явного экономического эффекта от профильной деятельности организации? Но об этом чуть позже, а сейчас более подробно рассмотрим основные задачи, решаемые геоинформационными системами в строительстве и при проектировании инженерных коммуникаций.

Задачи, решаемые с помощью ГИС в строительстве, а также при проектировании и управлении инженерными сетями

ГИС в строительной отрасли используются для решения следующего комплекса задач:

• Выбор участка под застройку с учетом всех необходимых параметров (удаленность от промышленных зон, характеристика почвы и глубина залегания грунтовых вод, точные границы административных районов, состояние и параметры рынка недвижимости на прилегающих территориях и т.д.);

• Планирование размещения объектов распределенной социальной инфраструктуры в районе застройки с учетом уже имеющейся инфраструктуры прилегающих территорий;

• Проектирование инженерных и энергетических сетей района застройки с учетом рельефа местности и характеристик грунта;

• Планирование транспортной сети в районе застройки, основных и вспомогательных маршрутов движения маршрутных транспортных средств;

• Определение и оптимизация требующегося количества техники, сил и средств для выполнения строительных работ;

• Определение ближайших поставщиков строительных и отделочных материалов, специализированных организаций, предоставляющих инженерные и другие необходимые в процессе строительства услуги;

• Расчет наиболее подходящих маршрутов доставки строительных материалов с целью сокращения сроков и минимизации стоимости доставки.

И это лишь часть общих для строительной отрасли задач, которые эффективно помогают решать прикладные ГИС.

Для проектирования сетей инженерных коммуникаций и управления ими из семейства геоинформационных систем постепенно выкристализовался такой класс как инженерные ГИС, которые обладают внушительным набором специализированных функций. Их применение позволяет эффективно решать следующие задачи:

• Проектирование инженерных сооружений (в т.ч. строительство дорог, подготовка стройплощадок, расчеты по гидрологии и гидравлике и т.д.);

• Проектирование профилей наружных коммуникаций (сети водо- и теплоснабжения, газопровода и канализации);

• Управление сетью инженерных коммуникаций на основе неограниченной детализации описания объектов сети — от точного месторасположения на карте (схеме) с характеристиками местности до состава материалов объектов сети, сроков их службы, данных организации, осуществлявшей установку или ремонт объектов сети;

• Сбор и анализ данных об эксплуатационной нагрузке инженерных коммуникаций;

• Подготовка и ведение графиков плановых ремонтов сети;

• Проведение обследований объектов инженерных сетей, анализ их технического состояния;

• Точная географическая локализация мест поломок и аварий на инженерных коммуникациях;

• Автоматизация составления нарядов на ремонт, смет на приобретение необходимых запчастей для осуществления ремонтных и восстановительных работ;

• Отслеживание действий ремонтных бригад при устранении аварийных ситуаций и при проведении планового технического обслуживаниосталяет я объектов сетей;

• Взаимодействие с организациями, выполняющими работы на объектах сети в рамках подряда;

• Предоставление данных, необходимых для расчета амортизации инженерных коммуникаций и другие задачи.

При проектировании маршрутов прокладки трасс инженерных коммуникаций приходится решать целый комплекс типовых задач:

• по определению общей необходимой протяженности трассы, количественных и качественных характеристиках пересечений предполагаемого маршрута сети с природными препятствиями (карьерами, водоемами, заболоченными или труднопроходимыми участками местности и т.д.);

• по оценке удаленности маршрута трассы от транспортных коммуникаций, по которым будут доставляться к месту строительства материалы, техника и люди, задействованные в работах;

• по комплексному анализу характеристик грунта в месте прокладки трассы (поскольку участки с неплотным или разнородным грунтом (песчаный или каменстый грунт и др.) серьезно увеличивают объем работ и повышают общую стоимость строительства).

При этом в расчетах необходимо использовать большие объемы точных данных о структуре ландшафта, физико-географических, инженерно-геологических свойствах и экологическом состоянии исследуемой местности с целью детализированной оценки территории.

Высокая трудоемкость, а значит себестоимость решения этих задач отражается на количестве и качестве прорабатываемых вариантов выбора маршрута трассы. Проектная команда старается выбрать для прокладки трассы тот маршрут, данные по которому более-менее известны — из открытых источников, либо вследствие проведения подобных работ на данной территории ранее. Естественно, далеко не во всех случаях качество уже имеющихся данных можно назвать удовлетворительным — они часто отличаются по форме представления, своей актуальности и точности. В результате качество даже того небольшого количества вариантов маршрута, что было проработано проектной командой, оставляет желать лучшего.

Повысить качество решения таких сложных и трудоемких, при ручной или частично автоматизированной обработке информации, задач, а также существенно сократить сроки на их выполнение помогают средства пространственного моделирования и анализа ГИС. Это стало возможным за счет автоматизации комплексной оценки параметров местности по которой предполагается прокладка трассы. Использование прикладных ГИС позволяет создавать несравненно большее количество вариаций маршрутов, сопоставлять их характеристики и выбирать действительно оптимальный вариант прокладки трассы. Причем, при минимальных затратах времени и трудоресурсов. Развитые средства импорта данных позволяют использовать в прикладных ГИС федеральные, муниципальные и отраслевые базы данных, информацию проектных и научно-иследовательских институтов и других заинтересованных организаций в стандартных форматах. Это существенно сокращает затраты на получение исходной информации о характеристиках исследуемой территории. Кроме того, пространственные данные, впервые получаемые при производстве инженерно-изыскательных работ заносятся в базу ГИС один раз, а используются впоследствии многократно и для решения самых разнообразных задач.

Эффективность комплексных решений

Эффект от использования прикладных ГИС существенно повышается в том случае, если с ними синхронизирована работа других систем, используемых организацией, например, систем мониторинга подвижных объектов и используемых ими коммерческих реляционных систем управления базами данных (MS SQL Server, Oracle и др.).

Во-первых, эти системы функционально дополняют друг друга. Так, организация имеющая ERP-систему, построенную на основе СУБД, обеспечивающей корректный обмен данными с ГИС и системой мониторинга подвижных объектов, получает возможность:

• использовать данные о движении транспортных средств компании (например, ремонтных бригад на автотранспорте) для отображения их местоположения относительно обслуживаемых сетей инженерных коммуникаций или объектов строительства в режиме реального времени;

• контролировать соблюдение графика ремонтов или правильности доставки нужных грузов в конечные точки в нужное время;

• снизить расход горюче-смазочных материалов за счет оптимизации маршрутов движения;

• правильно расставлять приоритеты для первоочередного решения задач, требующих немедленной реакции и т.д.

ERP-система, используя данные ГИС и системы мониторинга подвижных объектов, поможет автоматически учесть все материалы, израсходованные в ходе внеплановых ремонтов, начислить работниками из ремонтной бригады премиальные за успешно предотвращенную аварийную ситуацию или сверхурочные за проведение ночного внепланового ремонта, определить по конкретному транспортному средству экономию или перерасход топлива и выяснить причину этого факта и т.д.

Во-вторых, организация взаимодействия между этими системами поможет расширить функциональность каждой из них посредством возможности решения качественно новых задач — так, ERP-система за счет ГИС-технологий сможет обзавестись функциями пространственного анализа сбыта продукции, активности клиентов, перспективности освоения новых территориальных рынков, эффективности региональных рекламных кампаний и т.д.

В-третьих, подобный подход, за счет кумулятивного эффекта от использования внедренных систем, позволяет снизить совокупные издержки на их обслуживание и создает предпосылки для выхода организации-пользователя на новый уровень управления технологическими и бизнес-процессами, комплексно обеспечивая ответственных руководителей всей необходимой информацией для принятия верных и своевременных управленческих решений.

Рассмотрев основные аспекты применения ГИС в строительстве и инженерно-изыскательных работах, мы можем вернуться к вопросу о том, какие же все-таки ГИС и для решения какого комплекса задач оптимально применять с целью достижения наиболее явного экономического эффекта от профильной деятельности организации?

Как показывает практика, наиболее оптимальным решением является создание прикладной ГИС с тем набором функций, который нужен конкретной организации. При этом важную роль будет играть основа прикладной системы — базовая ГИС, обладающая необходимым набором инструментов, необходимых для создания специализированного решения, с возможностью последующего расширения функционала этой системы без изменения базовой ГИС.

Грамотно спроектированное и профессионально реализованное ГИС-решение не только повысит эффективность работы организации в результате внедрения системы, но и поможет избежать незапланированных затрат при ее дальнейшем масштабировании.

Специалисты компании «Радикс-Тулс» будут рады проконсультировать Вас по вопросам выбора базовой ГИС и особенностям создания комплексного прикладного ГИС-решения, в полной мере отвечающего потребностям Вашей организации.