Информационная модель умного города с Autodesk Infraworks для Smart City

Картинки по запросу Autodesk Infraworks для Smart CityНаверняка почти все из вас слышали термины «умный город» или «smart city», но немногие могут сказать, что они означают. Давайте попробуем разобраться в том, на основе чего работают технологии «умного города» и какие инструменты у нас есть для решения многочисленных задач, связанных с развитием современной городской среды. Жителям всех городов хочется жить в комфортной, экологически-благоприятной среде, не стоять часами в пробках, не ждать подолгу городского транспорта, меньше платить за коммунальные услуги и при этом иметь возможность влиять на ее развитие как у себя в районе, так и во всем городе. Компаниям-застройщикам, городским властям, проектным и эксплуатационным организациям и всем, кто так или иначе связан с развитием городской среды, необходимо единое пространство для совместной работы, координации и согласования городских проектов. Все это может дать умный город.

Картинки по запросу Autodesk Infraworks для Smart City

Технологии умного города позволяют обеспечить современный уровень жизни горожан, снизить затраты и повысить эффективность использования ресурсов за счет полной интеграции всех информационных систем и служб города. Их основой служит информационная модель города. Реализация ее может быть самой разной, в зависимости от особенностей города и приоритетов в решении стоящих перед ним в настоящее время задач.

Когда заходит разговор про современные информационные модели города, у многих моих собеседников возникает убеждение, что модели городов масштаба Москвы и Санкт-Петербурга могут создаваться и использоваться только благодаря мощным высокопроизводительным серверам, а также сложному и дорогому программному обеспечению. Сразу представляются большие серверные, уставленные шкафами с системными блоками, и большие отделы программистов-инженеров, обслуживающие их. Каково же бывает удивление моих собеседников, когда они видят информационно-наполненные модели крупнейших городов мира на обычном ноутбуке!

Современные технологии обработки и анализа огромных объемов данных позволили не только создавать большие модели на персональных компьютерах, но и использовать их как основу для выбора оптимальных вариантов развития городской среды, согласования и принятия управленческих решений. Причем все это доступно не только проектировщикам, градостроителям, сотрудниками муниципальных служб, но и простым жителям города в приложениях для настольных персональных компьютеров. Недаром пользователи одного из таких приложений – Autodesk Infraworks для решения задач концептуального проектирования объектов инфраструктуры – сравнивают его по простоте освоения и работы с игрой SimCity. Именно об этом и пойдет речь в статье.

На видео ниже — пример использования Infraworks при разработке вариантов проектов застройки городской территории на примере реновации в Москве:

С чего все начинается

Главный вопрос, который неизбежно встанет перед вами, когда речь пойдет о создании информационной модели города, – где взять исходные данные? Прекрасно, если они есть. Старые карты (даже бумажные), аэро- и космические снимки, ГИС-данные, всевозможные базы данных, чертежи, 3D-модели зданий и сооружений – все может быть использовано в Infraworks на стадии создания модели города.

Но как быть, если данных нет никаких? Да еще и сроки поджимают. Думаю, многим проектным организациям знакома ситуация, когда необходимо оперативно подготовить модель к визиту начальства или заказчика, чтобы продемонстрировать свое проектное решение в окружении реалистичной городской среды.

К счастью, есть интернет, а в нем – большое количество структурированной пространственной информации практически по всей территории Земли. Autodesk Infraworks позволяет автоматически преобразовывать эту информацию на выбранной вами территории в реалистичные 3D-модели. В данном случает в качестве источников используются сервисы Bing, данные SRTM и OSM. При этом процесс создания модели займет всего несколько минут!

Autodesk Infraworks для Smart City

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 1. Создание модели в Infraworks Model Builder

Важно также отметить, что специально для России компания Autodesk разработала пакет локализации для Infraworks, в который входит библиотека из более чем 100 3D-фасадов отечественных типовых проектов жилых домов в составе четырех разделов – «сталинки», «хрущевки», «брежневки» и «современные».

Библиотека будет доступна в ближайшие дни для свободного скачивания на сайте Autodesk Knowledge Network.

С использованием этой библиотеки становится возможным максимально реалистичная визуализация районов массовой типовой застройки в большинстве крупных городов бывшего СССР.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 2. Фрагмент описания библиотеки фасадов зданий типовых отечественных проектов

Модели как крупнейших городов мира – Нью-Йорка, Токио, Москвы, Лондона, Лос-Анжелеса, Санкт-Петербурга, так и совсем небольших – уже созданы в Autodesk Infraworks. Проверьте, скорее всего, модель вашего города тоже есть и может использоваться для работы!

Анализируй это!

Жители многих новых районов в больших городах при переезде сталкиваются с так называемыми «проблемами роста», когда застройщики в первую очередь возводят жилые дома (как правило, высотные многоквартирные здания) и уже потом сопутствующую социальную инфраструктуру (детские сады, школы, поликлиники). Да и городские власти не всегда и не везде успевают строить развязки и новые дороги, способные справиться с возросшим количеством машин и обеспечить транспортную доступность новых районов.

Всех этих проблем можно было бы избежать, выполнив на основе информационной модели предварительный анализ территории по совокупности всех важных для принятия решения характеристик – не только стоимости земельных участков, наличия обременений, но и обеспеченности объектами социальной инфраструктуры, загрязненности воздуха и почвы, геологических условий и т.д.

В Autodesk Infraworks такой многокомпонентный анализ можно выполнить, задав весовые коэффициенты анализируемым параметрам, тем самым указав приоритет и степень влияния на результат каждого параметра.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 3. Результат анализа территории района Соколиная Гора

Эти функции вполне применимы и для анализа существующей застройки – например, по степени энергоэффективности, этажности, возрасту, степени износа коммуникаций зданий, например, в районах, подлежащих реновации. В качестве примера можно привести анализ энергоэффективности модели квартала с ветхими жилыми домами в Ярославле, который был показан в рамках форума проеКТОриЯ 2017.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 4. Результат анализа существующей застройки района города Ярославль

Доступные в Autodesk Infraworks функции ГИС-анализа позволяют использовать не только атрибутивную информацию, хранящуюся как свойства графических объектов, но также таблицы и базы данных, связанные с моделью. Это делает возможным подключение больших внешних массивов информации для использования в целях градостроительного планирования.

Еще больше вариантов проекта

В современных условиях способность оперативно подготовить и наглядно продемонстрировать заказчику варианты проектных решений – одно из ключевых конкурентных преимуществ проектных компаний. Особенно если заказчик, плохо разбираясь в технической документации и чертежах, желает максимально полно влиять на ход разработки проекта и принимаемые принципиальные решения.

На любой стадии можно предоставить заказчику возможность выбора из нескольких вариантов проекта с приведением основных экономических показателей (земляные работы, переустройство инженерных коммуникаций, строительство дорог, благоустройство) по каждому из них. Тем самым, проектная организация может существенно сократить объем своих работ по переделке проекта и внесению в него изменений.

А иногда, даже еще до тендера, продемонстрировав заказчику свое концептуальное видение объекта с укрупненными оценками стоимости его строительства, можно повысить свои шансы на победу.

Размещаемые в информационной модели архитектурные и конструктивные элементы, созданные в соответствующих САПР, – Revit, Civil 3D и др. сохраняют двунаправленную связь с исходными файлами. Таким образом, все вносимые в процессе уточнения и доработки моделей изменения автоматически будут отображаться в среде информационной модели Infraworks. Это сэкономит массу времени на конвертации данных разных форматов и поможет избежать связанной с этим потери информации.

Autodesk Infraworks для Smart City Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 5. Варианты застройки территории в Autodesk Infraworks

Важно отметить, что все подготовленные варианты проекта будут храниться в единой модели Infraworks со всеми связанными с ней данными об объемах и стоимости их реализации.

А как с нормативами?

Кроме задач планирования городской среды и размещения в ней новых проектируемых объектов, Autodesk Infraworks позволяет выполнять проектирование автомобильных дорог, мостов и сетей ливневой канализации. Конечно же, решение этих проектных задач невозможно без применения отечественных норм и стандартов.

Необходимо отметить, что в составе пакета локализации Autodesk Infraworks присутствуют стандарты для проектирования автомобильных дорог и данные по интенсивности осадков в соответствии с СНиП 2.05.02-85, СП 34.13330.2012, проектом свода правил по проектированию геометрических элементов автомобильных дорог и транспортных пересечений (Росавтодор 2013. Часть 1 и Часть 2) и пособием по проектированию элементов плана, продольного и поперечного профилей, инженерных обустройств, пересечений и примыканий автомобильных дорог, а также ВСН 63-76.

Вместе с библиотекой фасадов и руководством пользователя, стандарты из пакета локализации скоро будут доступны всем пользователям для свободного скачивания на сайте Autodesk Knowledge Network.

Время – деньги

Согласование и внесение изменений – неизбежные стадии любого проекта, которые могут растянуться на весьма продолжительное время, приводя к срыву сроков выполнения работ и прямым финансовым потерям и для исполнителя, и для заказчика. Почему так происходит?

Работая в проектной организации, я часто наблюдал такую картину – приезжает представитель заказчика, перед ним на стол выкладывается ворох чертежей, таблиц, ведомостей, карандаши, маркеры и начинается работа по согласованию проекта, в которую вовлечены инженеры по соответствующим разделам проекта. Иногда в «продвинутых» организациях часть процесса происходит с использованием электронной почты – участники проекта обмениваются сотнями писем с комментариями и вложенными pdf-чертежами с характерными названиями «последний», «самый последний», «новый» и т.д. Причем процедура согласования почти не отличается для разных типов проекта – это могут быть дорожные объекты, здания и сооружения, проекты реконструкции и т.п. Чем больше участников вовлечено в проект, тем сложнее и изощреннее становятся процессы согласования, тем больше плодится писем и чертежей (бумажных и электронных).

С началом использования информационной модели процесс согласования существенно упростился. Все участники проекта могут обмениваться замечаниями непосредственно в модели, осуществляя доступ к ней не только из Infraworks, но даже из обычного web-браузера или из приложения для iPad. Модель будет доступна в любой точке Земли со всей содержащейся в ней информацией и оставленными участниками проекта комментариями. Вообще, процедура предоставления доступа к модели очень проста – ссылка на нее создаётся непосредственно в Infraworks и отправляется по электронной почте.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 6. Модель Infraworks в окне web-браузера

Используя эту процедуру, можно пригласить к обсуждению проекта любое количество пространственно-распределенных участников, сэкономив время на командировки и деньги на канцелярские принадлежности.

Всегда ли пробки – неизбежное зло любого большого города?

Ответ на этот вопрос актуален как никогда для жителей мегаполисов. Технологии умного города и приложения, оптимизирующие транспортные потоки, дают возможность если не решить эту проблему полностью, то хотя бы свести ее к минимуму.

Для решения этой задачи снова используется информационная модель города. На ее основе в Autodesk Infraworks можно сначала создать модель существующих транспортных потоков, введя статистические данные по трафику на улицах города, а затем предложить варианты их оптимизации.

Если в центре города, в условиях плотной застройки, как правило, оптимизация осуществляется изменением схемы движения на перекрестках и режима работы светофоров, организацией участков с односторонним движением, то в новых районах возможно предусмотреть расширение или реконструкцию существующих магистралей и строительство развязок, мостов, тоннелей. Особенно важна эта задача в районах нового массового жилого строительства, когда кратно увеличивается количество автомобилей, выезжающих на местную дорожную сеть, а также при проектировании новых крупных торговых и офисных центров в сложившейся застройке, становящихся точками притяжения для транспортных и людских потоков.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 7. Участок модели города до и после оптимизации транспортных потоков

Сейчас есть несколько реализованных моделей с оптимизированными транспортными потоками, одна их них была продемонстрирована в рамках форума проеКТОриЯ в Ярославле.

Качественная визуализация проекта – это дорого?

Это одно из распространенных заблуждений. По крайней мере, в представлении многих руководителей проектных организаций для качественной визуализации проектного решения требуются мощные компьютеры, установленное на них дорогое профессиональное программное обеспечение, умеющие в нем работать профессиональные дизайнеры-визуализаторы и очень много времени на конвертацию данных проектных моделей, наложение текстур, расстановку света, настройку анимации и рендеринг.

Таким образом, действительно, удовольствие получается дорогое, и пользуются им, как правило, на завершающей стадии проекта, чтобы показать заказчику «товар лицом». В Autodesk Infraworks пользователь, работая над проектом, изначально находится в реалистичной 3D-среде, а получить качественный видеоролик с проездом по проектируемой дороге или облетом площадки можно на обычном персональном компьютере за несколько минут буквально в 3 клика.

Autodesk Infraworks для Smart City

Рисунок 8. Пример визуализации модели в Autodesk Infraworks

Особенно актуальна задача подготовки качественных визуальных материалов для проведения общественных слушаний. Те, кто присутствовал на таких мероприятиях в своих районах, знают, как они обычно проходят – представители проектных организаций и местной администрации развешивают на стенах помещения чертежи, планы, иногда (это в лучшем случае) постеры с изображениями проектируемого в этом районе объекта, рассказывают о проектных решениях и отвечают на вопросы жителей. Конечно, по таким материалам людям, не работавшим с технической документацией, сложно понять, каким образом предлагаемые для сооружения объекты изменят жизнь в районе их проживания.

Использование информационных моделей позволит не только продемонстрировать все варианты проекта в максимально наглядной форме, но и (а ведь это один из элементов умного города!) разместить ссылки на варианты проектов на городском портале, организовать голосование и сбор замечаний по ним от жителей города.

Концепция – основа проектной модели

После того, как с помощью созданной информационной модели были решены задачи анализа территории, выбора площадки для размещения проектируемых объектов, согласования и утверждения оптимального проектного решения, ее визуализации, возникает вопрос – а что с ней делать дальше?

Еще одно преимущество информационной модели Infraworks – это ее интеграция как составной части в процесс работы над объектом на протяжении всего жизненного цикла. Информация о проектах дорог, инженерных коммуникаций и площадках может быть передана на следующий этап – детальное проектирование в AutoCAD Civil 3D. Использование этих двух программ для проектирования инфраструктуры, в том числе городской, позволяет сохранить преемственность проектных решений от стадии концепции до стадии проектирования и сократить время разработки проекта.

В заключение

Infraworks является наиболее простым способом начать двигаться в сторону развития умного города. Он будет также крайне удобен там, где уже используются AutoCAD, Civil 3D, Revit или Navisworks (для подписчиков Коллекции для проектирования и строительства промышленных и гражданских объектов он уже входит в комплект поставки).

Мы в Autodesk продолжаем экспериментировать с моделями существующих территорий в образовательных целях. Так мы воссоздали отдельные территории Москвы и Ярославля и совместно с нашими партнерами проводим обучение решению городских проблем на основе этих моделей. Этим мы хотим показать, что многие технологии умного города доступны уже сегодня.

Автор: Андрей Жуков
Источник: http://isicad.ru/

Картинки по запросу Autodesk Infraworks для Smart City

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!