Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ современных методов и средств контроля объектов строительства 8
1.1. Современные тенденции в контроле объекта строительства на этапах его жизненного цикла 8
1.2. Процесс контроля объектов строительства и его документальное обеспечение 16
1.3. Системы обработки данных и документов в процессах документирования контроля объектов строительства 23
1.4. Учет особенности проектирования контроля объектов строительства для их последующей автоматизации 29
1.5. Выводы по главе 1 35
ГЛАВА 2. Теоретические основы синтеза проектных решений в сапр контроля объектов строительства 36
2.1. Модели изменения параметров объектов строительства и их документальная интерпретация 36
2.2. Реализация процессов контроля на основе технологических процедур системы обработки данных и документации 48
2.3. Содержание процедур контроля объекта строительства и их документальное оформление в системе обработки данных и документации 56
2.4. Синтез проектных решений в САПР контроля объектов строительства 64
2.5. Выводы по главе 2 71
ГЛАВА 3. Разработка информационно - документального обеспечения средств проектирования в сапр контроля объектов строительства 72
3.1. Распознавание угроз зданию, сооружению и формирование противодействия техническими и организационными средствами 72
3.2. Разработка основ САПР КОС функционирующей совместно с САПР объектов строительства 79
3.3. Основы построения информационной технологии проекти рования контрольных процедур объектов строительства на этапе их эксплуатации 86
3.4. Формирование документального обеспечения САПР КОС на этапе эксплуатации 92
3.5. Выводы по главе 3 99
ГЛАВА 4. Внедрение синтезированных проектных решений в САПР КОС 100
4.1. Разработка пакета типовых документов для контроля объектов строительства на этапе эксплуатации 100
4.2. Разработка структуры методики для проектирования контрольных процедур объектов строительства на этапе эксплуатации 107
4.3. Разработка и внедрение информационно-документального обеспечения процесса синтеза проектных решений контроля для объектов строительства в городе Москве 118
4.4. Выводы по главе 4 133
Общие выводы и предложения 135
Список литературы
- Процесс контроля объектов строительства и его документальное обеспечение
- Реализация процессов контроля на основе технологических процедур системы обработки данных и документации
- Разработка основ САПР КОС функционирующей совместно с САПР объектов строительства
- Разработка структуры методики для проектирования контрольных процедур объектов строительства на этапе эксплуатации
Введение к работе
В условиях рыночной экономики разработку систем автоматизации строительных процессов ориентируют на освоение новых процедур, реализуемых на этапах жизненного цикла зданий и сооружений, в том числе на процедуры контроля их потребительских характеристик. Процедуры контроля, осуществляемые службами Госстройнадзора, требуют обеспечения автоматизированными интегрированными средствами, в том числе, контроля проектных работ, процессов строительства, переустройства, эксплуатации и утилизации. Это, в свою очередь, стимулирует создание средств автоматизации документирования, сопровождающих контрольные процедуры и т.д. Причем автоматизированная обработка документации становится обязательным условием функционирования САПР в строительстве [5,8,21,58,65,76,123].
Рыночные аспекты изменяют условия строительства и требуют
нового подхода к созданию и использованию уже разработанных САПР. С
одной стороны, разнообразие функций и широкий круг участников
строительства предполагает высокую интенсивность потоков
документации на всех этапах жизненного цикла объектов строительства. С другой стороны, значительно повысились требования к эффективности проектирования строительного производства, позволяющего изменять условия функционирования здания, сооружения на этапе переустройства. Этап переустройства объекта требует информирования участников строительства, эксплуатационных служб и потребителей услуг строения о функционировании строения и о результатах контроля изменений его технических характеристик, заложенных проектом и связанных с этим функционированием [9,11,19-21,66,69,77,78,96,97,125,128].
Для проведения автоматизации процедур контроля этапов жизненного цикла строительных объектов могут быть использованы модели системы
обработки данных и документации (СОДД по Мохову А.И. [76]), используемых в современных САПР объектов строительства.
Таким образом, потребность в проведении диссертационного исследования определяется необходимостью в обеспечении САПР контроля строительных объектов средствами автоматизированной СОДД, позволяющими синтезировать проектные решения контрольных процедур и реализовать эти решения в процессе функционирования объектов. При этом важным аспектом исследования становится уменьшение длительности процессов проектирования СОДД и подготовки документации. Названная потребность обосновывает актуальность темы диссертационного исследования.
Цель исследования - разработка основ документального обеспечения САПР контроля объектов строительства. Задачи исследования:
анализ отечественной и зарубежной теории и практики синтеза проектных решений контроля возведения и переустройства строительных объектов;
исследование документооборота в процессе реализации жизненного цикла зданий и сооружений;
разработка подхода к формированию документального обеспечения в САПР контроля объектов строительства на этапе эксплуатации зданий, сооружений;
экспериментальная практическая проверка разработанной системы документального обеспечения процесса контроля функционирования строительных объектов.
Объект исследования — автоматизированные СОДД в САПР контроля объектов строительства.
Предмет исследования - взаимодействие организационно-технических систем контроля со средой САПР объектов строительства.
Научно-техническая гипотеза — предполагает создание эффективного контроля на этапах жизненного цикла объектов строительства за счет его обеспечения автоматизированной системой обработки данных и документации в составе САПР контроля объектов строительства.
Методологические и теоретические основы исследования включают работы в области теории систем обработки данных и документации отечественных ученых (Выскуб В.Г., Гинзбург А.В., Глейзер В.В., Глушков В.Н., Горькова В.И., Задубовский В.Н., Зарипов Р.Х., Катыс Г.П., Поспелов Д.А., Пушкин В.Н., Шубников А.В. и др.) [33,35,36,42,56,57,61,85,87,88,126], в том числе в строительстве: (Котельников СИ., Мохов А.И., Чулков Г.О. и др.) [64, 76-82,] и зарубежных ученых (Дитрих Я., Ложе И., Мазур М., Минский М., Фоли Дж. и др.) [51,71,72,74,119], системотехнику строительства (Волков А.А., Гусаков А.А., Синенко С.А.Дулков В.О., и др.) [30,31,46,99, 123-125], прикладные исследования по САПР в строительстве [14,34,38,48,49,65,67-69,127,131].
Достоверность результатов обеспечена применением обоснованных теоретических и экспериментальных методов, а также результатами контроля функционирования реальных объектов в Москве при их переустройстве и эксплуатации.
Научная новизна:
адаптирован механизм взаимодействия структурных элементов автоматизированной системы обработки данных и документации (СОДД) к условиям САПР контроля объектов строительства;
усовершенствован алгоритм автоматизированного контроля функционирования строительного объекта в части повышения разрешающей способности СОДД;
созданы основы формирования документального обеспечения (ДО) САПР контроля объектов строительства;
создана структура автоматизированной СОДД в составе САПР контроля объектов строительства.
Практическая значимость работы и внедрение результатов заключается в:
создании элементов методики формирования документального обеспечения САПР контроля объектов строительства;
создании технологии эффективного контроля функционирования строительных объектов на этапах возведения и переустройства;
- адаптации алгоритма автоматизированного контроля объекта
строительства к созданным документальным средствам для обеспечения
функционирования САПР контроля объектов строительства.
Практическое использование результатов исследования позволило повысить качество и сократить срок реализации проектов по строительству ряда объектов Москвы, повысить результативность обработки данных и документов на этапах жизненного цикла строительного объекта путем ее автоматизации.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы неоднократно обсуждались научной общественностью. Результаты исследования информационно-документального обеспечения САПР контроля объектов строительства, разработанные в диссертации, были представлены на рабочих совещаниях Департамента градостроительной политики, реконструкции и развития города Москвы по вопросам состояния строительных объектов (2006-2009 гг.), Научно-технических конференциях ГОУ ВПО МГСУ (2006-2009гг.), семинарах и заседаниях кафедры системного анализа в строительстве (САС) ГОУ ВПО МГСУ (2007-2009гг.).
Процесс контроля объектов строительства и его документальное обеспечение
В настоящее время процедуры контроля распространяются на строительную фазу жизненного цикла объекта строительства.
Рассмотрим на примере деятельности Комитета государственного строительного надзора города Москвы (далее — Мосгосстройнадзор) реализацию документооборота в процессе проведения контроля объекта строительства. Процесс контроля объектов строительства в городе Москвы проводится в настоящее время согласно Регламента проведения проверок [94]. Регламент определяет: 1. порядок проведения проверок соответствия выполнения работ и применяемых строительных материалов в процессе строительства, реконструкции, капитального ремонта объектов капитального строительства требованиям технических регламентов, иных нормативных актов и проектной документации; 2. порядок взаимодействия должностных лиц управлений надзора (далее - должностное лицо) Мосгосстройнадзора, при проведении проверок.
Регламент разработан на основании требований действующего законодательства и нормативных правовых документов [89,94]: Градостроительного кодекса Российской Федерации; постановления Правительства Российской Федерации от 01.02.2006 № 54 «О государственном строительном надзоре в Российской Федерации»; руководящих документов РД-11-02-2006, РД-11-03-2006, РД-11-04-2006, утвержденных Ростехнадзором.
Проверки проводятся должностным лицом в следующих случаях: наступления сроков завершения работ, которые подлежат проверке в соответствии с программой проведения проверок; получения извещения от лица, осуществляющего строительство, о завершении работ, которые подлежат проверке, если срок окончания таких работ не совпадает со сроками, указанными в программе проведения проверок; получения извещения от лица, осуществляющего строительство, о случаях возникновения аварийных ситуаций на объекте капитального строительства; получения извещения от застройщика или заказчика об окончании строительства; получения обращений физических и юридических лиц, органов государственной власти и органов местного самоуправления по вопросам, относящимся к осуществлению государственного строительного надзора; - получения сведений о выполнении работ по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объекта капитального строительства, подлежащих проверке, из иных источников. Согласно Регламенту [94] этапами процесса контроля являются: - подготовка к проведению проверок; - организация проведения проверки; - проведение проверки; - оформление результатов проверки; - выдача заключения о соответствии.
В результате проведения названных этапов контролирующая организация формирует ряд собственных управляющих документов, которые требуют фиксации в готовности объекта строительства к реализации услуг потребителю. Эти документы включают: программы проверок, учитывающие предложения специализированных управлений надзора; - график проверок; - заявка начальника управления надзора, организующего проверку (Форма заявки приведена в Приложении 1); - уведомление застройщика или заказчика о проведении проверки (Форма заявки приведена в Приложении I)1; - акта проверки объекта капитального строительства (Форма акта проверки приведена в Приложении 1); протоколы об административном правонарушении (Формы предписания об устранении выявленных нарушений и протокола об административном правонарушении приведены в Приложении 1); - извещение об устранении выявленных нарушений (образец формы извещения об устранении нарушений приведен в Приложении 1); - акты об устранении нарушений (образец формы акта об устранении нарушений приведен в Приложении 1); - заключение о соответствии или отказ о выдаче такого заключения; - извещение в электронном Журнале регистрации интегрированной автоматизированной информационной системе Мосгосстройнадзора для передачи в соответствующее надзорное управление. - проект поручения о проведении итоговой проверки (Форма поручения приведена в Приложении 1);
Реализация процессов контроля на основе технологических процедур системы обработки данных и документации
Основными задачами технического надзора являются контроль в течение всего срока строительства за соблюдением технологий выполняемых работ и требований нормативных документов, неукоснительным выполнением дизайнерских и проектных решений, соблюдением сроков начала и окончания строительства, соответствием стоимости строительства и утвержденной в установленном порядке проектной и сметной документации. Специалисты, осуществляющие технический надзор за производством строительных и отделочных работ, на всех этапах жизненного цикла объекта строительства, могут выполнять следующие функции: контроль за соответствием выполняемых работ, применяемых конструкций, изделий, материалов и поставляемого оборудования дизайнерским и проектным решениям, требованиям строительных норм и правил, стандартов, технических условий и других нормативных документов; контроль за качеством и соответствием сметной документации используемых при производстве работ конструкций, изделий и материалов, а в случае необходимости - проверка наличия документов, удостоверяющих их качество (технических паспортов, сертификатов и др.); контроль за соблюдением Подрядной организацией технологий и рекомендаций фирм, производящих строительные материалы и оборудование; принятие своевременных мер и контроль за недопущением необоснованного внесения изменений в техническую документацию и увеличения сметной стоимости строительства (т.е. появления не подкрепленных расчетами и не согласованных с Заказчиком смет на дополнительные работы); освидетельствование и оценка совместно с работниками Подрядной организации выполненных работ и конструктивных элементов, скрываемых при производстве последующих работ, а также обеспечение требований по запрещению производства дальнейших работ до оформления Актов на освидетельствование скрытых работ; участие в проверках состояния и соответствия проекту поступающего на монтаж инженерного оборудования, в качестве его монтажа и приемки в эксплуатацию; контроль наличия и правильности ведения первичной исполнительной технической документации, исполнительных схем смонтированных инженерных коммуникаций и внесение в нее изменений в связи с выявленными недостатками и дефектами при производстве работ; осуществление по мере готовности с участием представителей Подрядной организации промежуточной приемки этапов выполненных работ; участие в проведении рабочими или приемочными комиссиями проверок качества строительных и отделочных работ при приемке объекта в целом; контроль за исполнением Подрядной организацией указаний и предписаний авторского надзора и требований технического надзора Заказчика, относящихся к вопросам качества выполняемых работ и применяемых конструкций, изделий, материалов и оборудования, а также своевременного устранения дефектов и недоделок, выявленных при приемке отдельных видов работ или объекта в целом; контроль за соответствием объемов и качества выполненных и предъявленных к оплате строительных и отделочных работ проектно-сметной документации; . проведение переговоров с Подрядной организацией и защита интересов Заказчика в случае возникновения конфликтных ситуаций по качеству выполнения работ, по необоснованному увеличению сметной стоимости работ и по исполнению Подрядчиком пунктов Договора о выполнении строительных и отделочных работ, руководствуясь при этом статьями Закона «О защите прав потребителей» и параграфа «Строительный подряд» главы №37 Гражданского кодекса РФ;
Осуществление названных функций должно сопровождаться документальным оформлением.
Для нашего исследования представляется важным, что контролю подлежат как реализация строительных работ на этапах цикла жизни объекта строительства, так и документы, описывающие эти работы. Например, проведение работ «Укладка бетонной смеси в конструкции», при производстве укладки не горизонтальными слоями, может быть зафиксировано как нарушение СНиП 3.03.01-87 п.2.10 и породить документ-предписание об устранении нарушения, а затем акт об устранения нарушения. Сказанное фиксирует модель, приведенная на рисунке 11, которая содержит 4 согласованных циклических процесса. Первый цикл проектирования здания, сооружения, второй цикл -проектирования документов строительных работ, сопровождающих первый процесс. Третий цикл - проектирования контроля, четвертый цикл - проектирования документов контроля, согласованный с третьим циклом. Таким образом, имеем два самостоятельных цикла обработки документации, согласованных через цикл реализации процедур контроля.
Разработка основ САПР КОС функционирующей совместно с САПР объектов строительства
В главе 1 на основе анализа жизненного цикла (ЖЦ) объекта строительства была выявлена проблема, заключающаяся в том, что процедуры контроля и соответственно, его документирование, оказываются разъединенными на этапах фаз ЖЦ, относимых к производству и потреблению зданий, сооружений. Далее было рассмотрено организационное решение, основанное на поэтапном контроле жизненного цикла строительного объекта. В качестве альтернативы приведенному предложению рассмотрим организационно-техническое решение указанной выше проблемы, основанное на формировании САПР контроля объектов строительства.
Создание САПР предполагает выявление в процедурах проектирования объекта закономерностей, которые могут стать основой их автоматизации. Для этапов строительного производства такие закономерности были рассмотрены в предыдущих разделах главы.
Проекты контрольных процедур, характерных для прочих этапов ЖЦ объекта строительства могут быть получены исходя из объектов, охваченных этими процедурами. Синтез проектных решений в этом случае может быть рассмотрен как выбор процедур контроля под сложившуюся ситуацию, характеризующуюся той или иной угрозой безопасности потребителю. Т.е. должно быть найдено гармоничное соответствие между параметрами контролируемого объекта (параметры здания, сооружения угрожающие безопасности) и характеристиками контролирующего этот объект субъекта (характеристики процедуры контроля).
Известно, что синтез (от греч. synthesis — соединение, сочетание, составление) — это соединение различных элементов, сторон объекта в единое целое (систему), которое осуществляется как в практической деятельности, так и в процессе познания. Процесс синтеза тесно связан с процессом предшествующего анализа, причем в дополнение к анализу, метод синтеза позволяет получить представления о связях и потоках между составляющими объекта исследования.
Итак, под анализом будем понимать исследование процессов в строении при заданных (фиксированных) параметрах безопасности этой системы, а, именно, заданных структуре системы и передаточных функциях ее элементов. Под синтезом - определение оптимальных, в том или ином смысле, параметров безопасности строений, при данных характеристиках внешних воздействий, условиях работы системы и ограничениях, накладываемых на систему.
Анализ существующих процедур контроля позволил сгруппировать основные опасности для здания, сооружении и его потребителя с объектами-источниками этих опасностей.
Можно перечислить следующие встречающиеся опасности:
1. Опасности, связанные с техническим состоянием строительных конструкций, инженерных систем и сетей.
2. Опасности, связанные с непоступлением внешних ресурсов или с их качеством, а так же с ограничениями или невозможностью выведения из специализированных интеллектуальных систем отходов деятельности и жизнедеятельности.
3. Опасности, связанные с действиями персонала и пользователей, злонамеренными действиями как внутри зданий, так и вне их, направленные на целостность и техническое состояние строительных конструкций, инженерных систем и сетей.
4. Опасности, связанные с пожарами и взрывами или с катастрофическими внешними и внутренними воздействиями, приводящими к быстрому (неконтролируемому) разрушению конструкций, сетей и систем.
Опасности, связанные с разрушающим действием окружающей среды, элементов деятельности человека - химически и физически агрессивные компоненты процессов деятельности и обеспечения жизнедеятельности, кислотные дожди, резонансные явления при нахождении зданий и сооружений вблизи геологических и гидрогеологических аномалий, перепады температуры вблизи нуля градусов Цельсия, электрическая и электрохимическая активность в приповерхностном слое грунта, блуждающие токи и т.п.
Результат контроля названных опасностей привел к реализации технических устройств, обеспечивающих противодействие названным угрозам. Примерный перечень таки[ общепринятых систем безопасности и их направленность приведена в таблице 6.
1. Системы мониторинга — противопожарная и подобные сигнализации - датчики задымленности и загазованности, датчики целостности конструкций и систем здания, (в местах потенциального разрушения - контроль расширения трещин и т.п., ), контроля качества подаваемых ресурсов — воздуха, воды, электроэнергии и других расходуемых ресурсов и энергоресурсов.
2. Системы управления физическим доступом в помещения здания.
3. Системы экстренных служб - пожарной охраны, служб ГОЧС - системы мониторинга, оповещения о чрезвычайных ситуациях, превентивного принятия мер для снижения возможного ущерба - системы пожаротушения, системы аварийного управления ресурсами — водоснабжения, вентиляции, эвакуации.
4. Системы информационной безопасности — системы контроля и управления физическим и информационным доступом к информационным и вычислительным ресурсам.
Разработка структуры методики для проектирования контрольных процедур объектов строительства на этапе эксплуатации
Проектные решения контрольных процедур могут подготавливаться и внедрятся в деятельность службы строительного надзора только на основе их экспертной проверки. Специалисты службы контроля (далее - эксперты), в свою очередь, осуществляют итерационный, многоэтапный процесс принятия обоснованных решений в процессе анализа информационной модели деятельности службы надзора, требований к исходным данным со стороны прикладных программистов и пользователей, синтеза логических и физических структур данных, анализа и обоснования выбора программных и аппаратных средств. Важной составляющей информационно-аналитической системы является используемая база данных. Как было показано в главе 1 настоящего исследования, в Мосгорстройнадзоре имеется интегральная автоматизированная информационная „система (ИАИС) задействована в процедурах обработки результатов проверок. Но эта система задействована лишь в незначительной части, не имеет развернутой базы данных, не рассматривается пользователями как САПР, способная проектировать процедуры контроля. Поэтому представляется важным рассмотреть направления совершенствования названной системы в связи с разработанными предложениями повышения эффективности работы службы контроля.
Известно [135-137], что этапы проектирования баз данных связаны с многоуровневой организацией данных. В соответствии с предложениями исследовательской группы по системам управления данными Американского национального института стандартов ANSI/X3/SPARC, а также комитетом CODASYL (Conference on Data Systems Languages), как правило, выделяется три уровня представления данных [132,133]: - внешний уровень (с точки зрения конечного пользователя и прикладного программиста); - концептуальный уровень (с точки зрения СУБД); - внутренний уровень (с точки зрения системного программиста).
В развитие этого деления, внешний уровень, в свою очередь, может быть «расслоен» на несколько уровней, детализирующих модель данных. Будем рассматривать эти уровни как самостоятельные модели представления данных, разработка которых выделяется в самостоятельные этапы проектирования баз данных. При проектировании БД на внешнем уровне необходимо изучить функционирование объекта управления, для которого проектируется БД, всю первичную и выходную документацию с точки зрения определения того, какие именно данные необходимо сохранять в базе данных. Внешний уровень это, как правило, словесное описание входных и выходных сообщений, а также данных, которые целесообразно сохранять в БД. Описание внешнего уровня не исключает наличия элементов дублирования, избыточности и несогласованности данных.
На рис. 17 представлены элементы и схема информационного обеспечения информационно-аналитической системы и связи между этими элементами. Из этой схемы следует, что в рассматриваемой модели должна быть представлена исходная информация, в том числе: нормативно-справочная, оперативная внешняя и оперативная внутренняя информация.
При формировании модели базы данных можно рассматривать два подхода, которые имеют, свои преимущества и недостатки. Первый подход условно назовем от предметной области, второй от запроса. обеспечения службы строительного надзора
Подход от предметной области предполагает, что «во главу угла» ставится не удовлетворение конкретных потребностей конкретных конечных пользователей, а всех возможных потребителей.
Подход от запроса наоборот предполагает, что «во главу угла» ставится потребность эксперта, которая выражена в его запросах.
Не трудно показать, что подход от предметной области более системный, чем подход от запроса, но всякий раз при проектировании базы данных необходимо четко понимать, соотношение цели и требуемых для достижения этой цели ресурсов - людских и временных для организации процесса ведения базы данных. В нашем случае эти два подходы подразумевают два варианта реализации процесса информационного обеспечения экспертов информацией.
Первый вариант (от предметной области) - группа информационной поддержки готовит базу данных по некоторой предметной области. При этом она действует перманентно и независимо от периодичности проведения комплексного анализа ОКР. Качество и эффективность работы этой группы будут выявлены непосредственно в ходе проведения комплексного анализа в зависимости от того, насколько будут удовлетворены информационные потребности пользователей.
Второй вариант (от запроса) - группа информационной поддержки готовит базу данных, ориентируясь на содержание конкретных запросов экспертов, с которыми она (группа) знакомится заранее или непосредственно в ходе комплексного анализа. По поводу качества и эффективности комментарии точно такие же, как в первом варианте.
