Структурно-модульная параметризация дорожно-строительного потока в системе информационного моделирования

Анализ реализации сложных строительных проектов в России и за рубежом с использованием BIM-технологий выявил важность оптимизации проектных решений на стадии календарного планирования. Неадекватное отражение в процессе моделирования реальных условий линейного дорожного строительства приводит к нарушению сроков ввода объектов в эксплуатацию, снижению эффективности организационно-технологических решений. Цель данного исследования: обеспечить адекватность модели и оптимизацию сроков строительства автомобильных дорог непосредственно в процессе информационного моделирования комплексного потока. Для решения проблемы использована теория структурно-параметрического синтеза потоковых систем. Комплексный дорожно-строительный поток рассмотрен на двух уровнях: микроуровень – параметры отдельных звеньев специализированных потоков; макроуровень – параметры взаимодействия специализированных потоков в качестве самостоятельных объектов моделирования между собой. Структурная декомпозиция объекта представлена в виде графа с вертикальным разделением на третьем уровне на относительно однородные участки с выделением двух видов модулей – линейных и сосредоточенных проектно-технологических модулей (ЛПТМ и СПТМ). Реализована концепция, основанная на конвергенции ранее созданных имитационных моделей оптимизации комплексного дорожно-строительного потока и информационного моделирования, с переходом модельного времени с постоянным шагом ∆t к модельно-событийному. Представлена математическая постановка задачи, определены ограничения и целевая функция. В качестве демонстрационного примера представлен расчет оптимального календарного графика строительства дороги при заданных ресурсах в программе MS Project. Инструментарий программы позволил учесть изменение режима работы предприятия в течение года, особенности перехода к зимним технологиям. График Ганта, рассчитанный с использованием данного метода, трансформирован в линейный график в осях «продолжительность – протяженность».

1. Khodabandelu A., Park J. W. Agent-based modeling and simulation in construction // Automation in Con struction. 2021. Vol. 131. P. 103882. DOI 10.1016/j.autcon.2021.103882.

2. Doukari O., Greenwood D. Automatic generation of building information models from digitized plans // Automation in Construction. 2020. Vol. 113. P. 103129. DOI 10.1016/j.autcon.2020.103129.

3. Возгомент Н. В. Современные вызовы и перспективы развития BIM-моделирования в России в эпоху цифровизации // E-Management. 2020. Т. 3, № 3. С. 20–27. DOI 10.26425/2658-3445-2020-3-3-20-27.

4. Kabanov V. N. Organizational and technological reliability of the construction process // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 1 (77). P. 59–67. DOI 10.18720/MCE.77.6.

5. Kalugin Yu. B., Romanov R. S. Scheduling workflows for scattered objects // Magazine of Civil Engineer ing. 2018. No. 8 (84). P. 29–40. DOI 10.18720/MCE.84.3.

6. Earned Schedule min-max: Two new EVM metrics for monitoring and controlling projects / P. Ballesteros Pérez, E. Sanz-Ablanedo, D. Mora-Melià [et al.] // Automation in Construction. 2019. Vol. 103. P. 279–290. DOI 10.1016/j.autcon.2019.03.016.

7. Боброва Т. В., Дубенков А. А., Тытарь И. В. Совершенствование организационно-технологического проектирования линейных транспортных объектов на основе моделирования их пространственной декомпозиции // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4 (32). С. 169–175. DOI 10.18324/2077-5415-2016-4-169-175.

8. Bobrova T., Vorobyev V. Linear structure taxonomy with the account of environmental polystructures im pact // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 216. https://doi.org/10.1051/matecconf/201821601003

9. Абдуллаев Г. И., Величкин В. З., Солдатенко Т. Н. Повышение организационно-технологической надежности строительства линейно-протяженных сооружений методом прогнозирования отказов // Инженерно-строительный журнал. 2013. № 3 (38). С. 43–50. DOI 10.5862/MCE.38.6.

10. Максимычев О. И., Бойков В. Н. Поддержка жизненного цикла проектов дорожно-строительных работ в парадигме цифровой экономики // САПР и ГИС автомобильных дорог. 2019. № 1 (12). С. 10–15. DOI 10.17273/CADGIS.2019.1.2.

11. Боброва Т. В. Проектно-ориентированное управление производством работ на региональной сети автомобильных дорог : монография. Омск : Изд-во Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета, 2006. 334 с.

12. Строительство путей сообщения на Севере : научно-практическое издание / С. Я. Луцкий, Т. В. Шепитько, П. М. Токарев [и др.]. М. : ЛАТМЭС, 2009. 286 с.

13. Брызгалова Р. М., Воробьев В. С., Каталымова К. В. Имитационная модель управления стоимостью железнодорожного строительства // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2008. № 2. С. 51–57.

14. Имитационное моделирование в структуре создания БИМ-технологий строительных проектов / В. С. Воробьев, А. С. Синицына, К. В. Каталымова, Н. П. Запащикова // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 5 (713). С. 105–115.

15. Воробьев В. С., Манаков А. Л. Концепция имитационного моделирования организации производства инфраструктурного комплекса железных дорог // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2013. № 1. С. 81–85.

16. Волков В. А., Чудинов С. М. Системный анализ для структурно-параметрического синтеза // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия «Экономика. Информатика». 2012. № 19 (138). Вып. 24/1. С. 153–157.

17. Акимов С. В. Анализ проблемы автоматизации структурно-параметрического синтеза // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. 2011. № 2 (24), часть 2. С. 204–211.

18. Аристов А. О. Теория квазиклеточных сетей : научная монография. М. : Изд-во Национального исследовательского технологического университета «МИСИС», 2014. 188 с. URL: https://vk.com/wall1563794_1577 (дата обращения: 15.01.2022).

19. Аристов А. О. Модели организации движения транспортных потоков на основе дискретных структур // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011. Т. 6. № 12. С. 662–675.

20. Informetric analysis and review of literature on the role of BIM in sustainable construction / R. Santos, A. A. Costa, J. D. Silvestre, L. Pyl // Automation in Construction. 2019. Vol. 103. P. 221–234. DOI 10.1016/j.autcon.2019.02.022.

21. BIM-integrated construction safety risk assessment at the design stage of building projects / Y. Lu, P. Gong, Y. Tang [et al.] // Automation in Construction. 2021. Vol. 124. P. 103553. DOI 10.1016/j.autcon.2021.103553.