Геоинформационное моделирование комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства Шульженко Сергей Николаевич

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ проблем, моделей и методов формирования информационного обеспечения и современного состояния организационной подготовки сосредоточенного строительства в условиях неопределенности информации геоуровня 16

1.1 Анализ существующих вариантов организационной подготовки сосредоточенного строительства 16

1.2 Анализ формирования единой комплексной геоинформационной системы 24

1.3 Анализ концептуальных подходов к проектированию геоинформационного обеспечения и моделирования 36

1.4 Анализ геоинформационного моделирования в организационно -технологических циклах комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства 43

1.5 Проблемы и задачи повышения эффективности процессов и результатов организации сосредоточенного строительства на основе построения и использования методов и моделей организационной

подготовки геоинформационного уровня 48

1.6 Методологическая схема исследования и взаимоувязки методик геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства 58

Выводы по главе 1 70

ГЛАВА 2. Исследование геоинформации в системе принятия решений по организационной подготовке сосредоточенного строительства 64

2.1 Исследование подходов формирования баз данных ГИС

2.2 Формирование моделей и методов привязки геоинформационного программного обеспечения к организационной подготовке сосредоточенного строительства 79

2.3 Структура геоинформационного моделирования в системе комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на региональном уровне 86

Выводы по главе 2 91

ГЛАВА 3. Разработка рациональных вариантов организационной подготовки сосредоточенного строительства с использованием геоинформационного моделирования 92

3.1 Метод трехмерного сканирования в совершенствовании информационного обеспечения 92

3.2 Комплексный подход к нормированию, корректировке производственных норм и показателей по организационной подготовке строительных площадок с учетом моделирования и мониторинга геоинформационного пространства 104

3.3 Совершенствование условно постоянного массива информации по формированию кадастровой базы коммуникационного подземного пространства 108

3.4 Влияние методов комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на поточную застройку и своевременный ввод объектов 115

Выводы по главе 3 126

ГЛАВА 4. Формирование программ рационального распределения строительных заказов по времени с учетом надежности подготовки строительных площадок под сосредоточенное строительство при влиянии факторов геоинформационного пространства 128

4.1 Система критериев надежности организационной подготовки строительных площадок под сосредоточенное строительство при оптимальном распределении строительных заказов, синтезируемых с помощью геоинформационных систем 128

4.2 Методика оптимального распределения во времени подготовки строительных площадок на территории кластера 138

4.3 Формирование методологии пошагово-комбинаторного моделирования в автоматизированной среде геоинформационных систем 146

4.4 Организация комплексной подготовки территории для обеспечения плановых сроков сдачи 165

4.5 Программно - целевой метод мониторинга в подсистемах функционирования центра единой организационной подготовки 176

4.6 Информационная технология мониторинга комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на региональном уровне для формирования долговременных программ

загрузки строительных организаций 184

Выводы по главе 4 193

Глава 5. Практика внедрения рациональных методов геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства 195

5.1 Пример расчета геоинформационных показателей кластерной застройки территорий 195

5.2 Пример сбора и обработки информации в подсистеме геоинформационного моделирования 208

5.3 Оценка эффективности разработанных мероприятий и методик проведения организационной подготовки сосредоточенного строительства 214

5.4 Направления подготовки условий внедрения и показатели для расчета эффективности геоинформационного моделирования 227

5.5 Формирование резерва средств на покрытие непредвиденных расходов на внедрение методических рекомендаций в структуре Центра единой организационной подготовки 230

Выводы по главе 5 233

ГЛАВА 6. Стратегические цели, перспективы развития комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства с учетом геоинформационного моделирования 235

6.1 Развитие комплексной застройки территорий 235

6.2 Результаты исследования и его внедрение на различных этапах по соисполнителям с учетом элементов ГИС 236

Выводы по главе 6 250

Заключение 252

Список литературы

• Анализ концептуальных подходов к проектированию геоинформационного обеспечения и моделирования
• Формирование моделей и методов привязки геоинформационного программного обеспечения к организационной подготовке сосредоточенного строительства
• Совершенствование условно постоянного массива информации по формированию кадастровой базы коммуникационного подземного пространства
• Методика оптимального распределения во времени подготовки строительных площадок на территории кластера

Введение к работе

Актуальность темы исследования. За последние годы сфера приложения геоинформационного моделирования стала очень широкой. В частности, геоинформационные технологии и методы стали одним из основных инструментов при проведении изысканий в области организации строительства, в оценке и мониторинге состояния инженерной, организационно-технологической и в результате - комплексной организационной подготовки строительства.

Современное профессиональное программное обеспечение

геоинформационного моделирования - это, как правило, технологическая платформа, в составе которой представлен целый набор компонентов: серверные решения для хранения данных и доступа к ним, клиентское программное обеспечение с аналитическими модулями, средства макропрограммирования для разработчиков.

В современных условиях организации целевого инвестирования для любого
региона России характерной является тенденция, когда на территориальном
уровне администрация, без достаточно основательной проработки

организационно-технологических решений, определяет территории

перспективного развития сосредоточенного строительства.

Под сосредоточенным строительством подразумеваются территориальные кластеры, а также селитебные застройки в муниципальных образованиях.

Под территориальным кластером понимается отраслевое объединение предприятий, производящих на установленной территории конкретную продукцию. Это сеть поставщиков, производителей, потребителей, а также элементы промышленной инфраструктуры, исследовательских институтов, органов местной власти, взаимосвязанных в процессе решения социальных задач. Эти предприятия образуют производственные цепи, ориентированные на конкретный продукт. Объединение происходит, как правило, вокруг крупного базового предприятия.

Степень разработанности научной проблемы. В настоящее время
комплексная организационная подготовка строительства — это совокупность
мероприятий организационного, технического, технологического характера и
геоинформационного, обеспечивающих планомерное и бесперебойное

осуществление строительства по наиболее рациональной технологии, своевременный ввод мощностей и объектов, реализацию товарной строительной продукции, повышение технико-экономических показателей и качества строительства. Она включает в себя предпроектную подготовку строительства, разработку проекта организации строительства с учетом геоинформационного обеспечения, определение сметной стоимости работ, входящих в технологические циклы и этапы, и потребности во всех видах информации для их выполнения, разработку графиков выполнения технологических этапов и подэтапов работ с расчетом сроков.

Сегодня, на стадии разработки ПОС, многие решения принимаются по укрупненным нормативам (например: потребность в электроэнергии, металле,

прокате и др.). При изменении исходных стоимостных параметров эти нормативы пересчитываются посредством поправочных коэффициентов без должной привязки к условиям застройки по отдельной информации, и отсутствием рекомендаций на этапе подготовки для среднесрочного прогнозирования. С целью совершенствования отбора необходимого и достаточного объема информации на этапе организационной подготовки используются геоинформационные и кадастровые системы. Однако их четкой взаимоувязки с этапами организационной подготовки в настоящее время не разработано. Поэтому возникает острая необходимость в их совершенствовании с целью объединения в целостную систему данных по кадастровым параметрам, инженерному и экономическому расчетам для подготовки инжиниринговых организаций к эффективному управлению подготовкой строительства в конкретных условиях. Решение задач такой сложности требует научно обоснованного методологического обеспечения, включающего разработку моделей и методов оптимизации циклов организационной подготовки строительства для создания на этой основе современных систем управления организационными процессами, а также для целей синтеза результатов и эффективного сопровождения в процессе реализации принятых управленческих решений. Основу такой методологии должна составлять комплексная система состояния региона по инженерно-коммуникационным и эколого-экономическим кадастровым данным землепользования с учетом вероятных условий производства строительных работ. Имея комплексную систему региона по геоинформационным и кадастровым данным землепользования, включая состояние подземных коммуникаций, инженерных характеристик прокладки трасс, динамических условий развития организационной подготовки с учетом различного вида возникающей неопределенности информации, можно решать научно-прикладную проблему своевременной подготовки строительства.

Таким образом, разработка методологии геоинформационного моделирования в системе комплексной организационной подготовки и синтеза полученных по разным уровням и звеньям результатов является предпосылкой разработки моделей управления организационной подготовкой регионального строительства и организационных методов их реализации, что является актуальной научной проблемой, имеющей важное народно-хозяйственное значение.

Основные исследования, получившие отражение в диссертации, выполнялись в соответствии со следующими планами научно-исследовательских работ:

региональная программа по разработке схем территориального планирования и генпланов муниципальных образований 2007-2015 гг. вытекающей из разделов градостроительного кодекса РФ;

федеральная комплексная программа «Исследование и разработка по приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения» Федерального агентства по образованию;

научно-исследовательская работа по плану Тульского государственного университета «Теория и практика разработки и внедрения организационно-технологических и экономических решений в строительстве».

Цель диссертационной работы состоит в создании методологии геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства.

Объектом исследования является организационная подготовка сосредоточенного строительства.

Предметом исследования являются варианты использования геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства.

Научно-техническая гипотеза работы: исследование предполагает возможность повышения эффективности процессов и результатов организационной подготовки сосредоточенного строительства на основе построения и использования методов и моделей геоинформационной системы.

Основные задачи диссертационной работы обусловлены реализацией научно-технической гипотезы и включают:

1. Анализ организации сосредоточенного строительства.

2. Анализ возможности геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства.

3. Исследование возможности повышения эффективности процессов и результатов геоинформационного моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на основе построения и использования методов и моделей.

4. Создание методологии геоинформационного моделирования в системе комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на региональном уровне.

5. Построение модели корректировки организационно-технологической документации с использованием алгоритма адекватного сканирования и моделирования.

6. Разработку рекомендаций оперативного сбора и обработки геоинформационных данных по комплексной организационной подготовке сосредоточенного строительства.

7. Формирование системного подхода к нормированию, корректировке производственных норм и организационных показателей по комплексной организационной подготовке сосредоточенного строительства с учетом моделирования и мониторинга геоинформационного пространства.

8. Систематизация критериев надежности комплексной организационной подготовки территорий сосредоточенного строительства при оптимальном распределении строительных заказов, с учетом параметров проекта организации строительства.

9. Разработку метода мониторинга в подсистемах функционирования
центра единой организационной подготовки.

10. Разработку информационной технологии мониторинга
организационной подготовки сосредоточенного строительства на региональном
уровне.

11. Практическую апробацию методологии геоинформационного
моделирования комплексной организационной подготовки сосредоточенного
строительства.

12. Оценку перспективы внедрения геоинформационного моделирования в
систему организации строительства комплексных застроек.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. Разработана методология геоинформационного моделирования в системе
комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на
региональном уровне.

2. Создана модель корректировки организационно-технологической
документации с использованием алгоритма адекватного сканирования.

3. Разработан алгоритм этапов рациональных условий и режимов
комплексной организационной подготовки с инженерными коммуникациями
средствами инструментария геоинформационных систем.

4. Предложен подход к нормированию, корректировке производственных
норм и результирующих показателей по комплексной организационной
подготовке сосредоточенного строительства, с учетом моделирования и
мониторинга геоинформационного пространства, который включает:

совершенствование нормативной базы комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства;

циклично-совмещенный метод организации проектирования и ведения инжиниринговых работ по объектам сосредоточенного строительства;

метод пошагового - комбинаторного моделирования в моделях проектирования эффективности реализации программы среднесрочного планирования.

5. Обоснована система критериев надежности комплексной
организационной подготовки сосредоточенного строительства для оптимального
распределения строительных заказов, с учетом геоинформации.

6. Разработан метод мониторинга геоинформации в подсистемах
функционирования центра единой организационной подготовки.

7. Разработана информационная технология мониторинга комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства на региональном уровне.

В качестве научных результатов исследования на защиту выносятся:

1. Разработанная методология геоинформационного моделирования в
системе комплексной организационной подготовки сосредоточенного
строительства на региональном уровне.

2. Модель корректировки организационно-технологической документации с
использованием алгоритма адекватного сканирования.

3. Предложенный подход к нормированию, корректировке
производственных норм и результирующих показателей по комплексной

организационной подготовке сосредоточенного строительства, с учетом моделирования и мониторинга геоинформационного пространства, включая:

совершенствование нормативной базы комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства;

циклично-совмещенный метод организации проектирования и ведения инжиниринговых работ по объектам сосредоточенного строительства;

метод пошагового - комбинаторного моделирования в моделях проектирования эффективности реализации программы среднесрочного планирования.

4. Система критериев надежности комплексной организационной подготовки сосредоточенного строительства для оптимального распределения строительных заказов, с учетом геоинформации.

5. Разработанный метод мониторинга геоинформации в подсистемах функционирования центра единой организационной подготовки.

Общетеоретическую и методологическую базу исследований составили труды российских и зарубежных ученых в области организации строительного производства и управления в строительстве. В своих методологических и общетеоретических построениях автор опирался на научные разработки Л.В.Киевского, В.И.Теличенко, А.А.Волкова, Б.М. Красновского, Б.А.Ильичева, С.В.Николаева, П.Г.Грабового, В.Е.Рыбальского, С.М.Яровенко, Н.С. Булычева, Г.Е. Голубева, П. Дюффаута, А.Ф. Зильберборда, А.В. Корчака, Е.Ю. Куликовой, А.Н. Левченко, Л.В. Маковского, В.И. Осипова, М.М. Папернова, Е.В. Петренко, Б. Пилона, В.И. Ресина, А.А. Сегидинова, Б.И. Федунца, Н.Н. Швецова, Е.В. Шемякина, Н.В.Лубенца и других известных ученых и специалистов. Значительный вклад в теорию и практику организационной оценки сосредоточенного строительства, в том числе и инженерной подготовки, организационно-экономических, экологических и других аспектов, а также регулирования данных процессов внесли ученые: Н.А. Архипов, А.С. Астахов, КГ. Гофман, А.А.Волков, Т.Н. Цай, А.А. Лапидус, П.П. Олейник В.Т. Коваль, Е.И. Панфилов, И.В. Петров, М.С. Рудяк, К.Н Трубецкой, В.А., Харченко, А.К. Шрейбер и др.

Методология и методы исследования: системный анализ, математическое программирование, адекватное автоматизированное проектирование, моделирование организационных систем управления, экспериментальное моделирование организационных процессов на участках-аналогах, электронная обработка съемок.

Степень достоверности научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается анализом значительного числа отечественных и зарубежных публикаций по исследуемой и смежным проблемам, изучением законодательных, нормативных и правовых документов РФ, а также корректным применением современных методов научного обобщения, математических методов, производственными экспериментами и многократной проверкой при внедрении в практику проектирования и использования инженерной документации территориальными муниципальными образованиями РФ.

Теоретическая значимость работы заключается в следующем:

Проведенное исследование представляет собой шаг в направлении создания теории процессов информатизации организационной подготовки к застройке территорий кластеров и развития геоинформационной основы моделирования в трехмерном пространстве. При этом разработана теоретическая модель определяющая пространство возможных состояний в произвольно выбранной региональной территории четырех основных зон жизнеобеспечения и застройки. В условиях вероятного изменения геоинформационного обеспечения создан инструмент для оценки надежности организационной подготовки.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

1. В разработке рекомендации по использованию геоинформационных
систем для информационного обеспечения решения задач по комплексной
организационной подготовке территориальных кластеров.

2. На основании проведенных автором исследований разработан комплекс моделей и методов организационного проектирования и реализации программ развития муниципальных образований, их оценки и конкретных механизмов, обеспечивающих высокую эффективность процедуры распределения ресурсов и оценки вариантов организационной подготовки по размещению объектов инфраструктуры в застраиваемых территориях.

3. Использование разработанных в диссертации механизмов и процедур принимаемых решений позволяет в автоматизированном режиме с использованием «одного окна» сокращать трудозатраты и средства при организационной подготовке строительства.

Реализация результатов работы. Разработанные модели используются в областной региональной программе Тульской области по перспективам застройки территории, методике разработки схем территориального планирования и генпланов муниципальных образований, в учебных курсах по кадастру и автоматизированному архитектурному проектированию для студентов всех специальностей направления «Строительство».

Апробация результатов. Разработаны теоретические основы в составе методических рекомендаций по внедрению различных циклов и результатов исследования. Результаты работы докладывались на Втором Всесоюзном научно - техническом семинаре «Проблемы разработки и внедрения автоматизированных систем управления в системах «Майкрософт» (г. Москва, 2002 г.), Международной научно-практической конференции «Социальные, правовые, технические и экономические проблемы градостроительства» (г. Санкт-Петербург 2004 г.), IV международной конференции «Современные сложные системы управления» (г. Тверь 2004 г.), научных семинарах Академии проблем управления им. В.А. Трапезникова, международных конференциях по проблемам управления сложных социальных систем (г. Воронеж, 2005г., г. Липецк, 2007 г., г. Тула 2005-2008 г.). Ежегодных научно-практических конференциях Тульского государственного университета (г. Тула, ТулГУ 2002-2014 г.), на научной конференции, посвященной памяти Ю.Б.Монфреда (2013 г.)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 печатных работ, в том числе, 3 учебника, 7 книг (монографий) и 60 работы опубликованы в центральных изданиях, из них 26 - в рекомендованных ВАК РФ для докторских диссертаций.

Личный вклад автора в работах, опубликованных в соавторстве состоит в следующем; в работах [2], [9], [14] автору принадлежат алгоритмы и модель расчета и проектирования кадастровых систем; в работах [10], [13], [16, 17, 18, 19, 20, 21] методы организационной подготовки координирования единой системы ГИС. В работах [38, 39-46] автор предоставил новые подходы к автоматизированному проектированию генпланов; в работах [3, 7, 9, 11, 12] автору принадлежат алгоритмы формирования программ территориального планирования и управлением их реализации; в работах [5, 6, 8] автору принадлежат главы по организации методов оптимального управления градостроительством; в работах [10, 21, 43-57] автору принадлежат модели и методы анализа неопределенности и ее учет в подсистемах среднесрочного планирования.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников из 162 наименований, изложена

на страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы и 139 рисунков, 3

приложения.

Содержание диссертации соответствует пп. 1 (в части разработки научных, методологических и системотехнических основ проектирования организационных структур предприятий), 4 (в части разработки методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов), 6 (в части методологических и методических основ организационного развития предприятий), 11 (в части развития теоретических основ и практических приложений организационно -технологической и организационно - экономической надежности производственных процессов) Паспорта специальности 05.02.22 - Организация производства (строительство).

Анализ концептуальных подходов к проектированию геоинформационного обеспечения и моделирования

Организационная подготовка в первую очередь включает в себя разработку графиков выполнения технологических этапов и подэтапов работ.

Под технологическим этапом работ (ТЭР) понимают набор определенных взаимосвязанных видов работ в результате выполнения которых обеспечивается достижение конструктивной завершенности, законченности отдельных технологических циклов в общей технологии возведения объекта, здания (сооружения) и открытие фронтов работ смежным организациям в возможно короткие сроки.

Комплексную организационную подготовку сосредоточенного строительства осуществляют в три этапа.

Первый этап — организационная подготовка строительных объектов и комплексов, включающая предпроектную подготовку строительства, своевременную и качественную приемку и проверку проектно - сметной документации, составление паспорта объекта, разработку проекта организации строительства. Второй этап — организационная подготовка производства на планируемый год. На этом этапе прорабатывают протоколы-заказы от заказчиков, внутрипостроечные титульные списки и пусковые комплексы, обеспечивают сбалансирование плана строительно-монтажных работ с выделенным финансовым обеспечением; составляют проекты планов и планы строительно-монтажных работ по исполнителям и объектам, протоколы согласования объемов работ с субподрядными организациями, графики выполнения технологических этапов и подэтапов работ в разрезе объектов и исполнителей и сводный график, рассчитывают годовую финансовую потребность.

Третий этап — оперативное планирование производства.

На стадии предпроектной подготовки, организации должны добиться применения в проектах наиболее прогрессивных технологических процессов, позволяющих снизить трудоемкость и материалоемкость строительства. Для этого представители строительных организаций должны принимать обязательное участие в выборе территорий для строительства, а также согласовывать задания на проектирование всех объектов жилищно-гражданского назначения, намечаемые проектные решения при реконструкции, техническом перевооружении действующих предприятий и при размещении иа них нового производства, а также выдавать заключения по основным положениям на строительное проектирование предприятий и сооружений. Нормативно-технологическая документация (НТД), разрабатываемая в условиях комплексной организационной подготовки производства, согласовывается с руководством строительной организации, которая будет сооружать объект, с управлением производственно - технологической комплектации [39,40]. Утвержденная НТД является единственным технологическим документом по планированию и организации строительного производства и производственно технологической комплектации при комплексной организационной подготовке производства. На крупные и сложные объекты НТД рассматривает и принимает технических совет.

Для выполнения комплекса работ по организационной подготовке строительтсва создаются специализированные постоянно действующие службы (наверное под эту задачу) — отделы комплексной организационной подготовки производства (КИПП). Они образуются в составе инженерно-технических работников отделов главного технолога, технического, производственного, сметно-договорного, планового, труда и заработной платы, нормативно исследовательской станции (НИС), группы разработки проектов производства работ (ППР), проектно - сметной группы (ПСГ) и проектно-сметного бюро (ПСБ) и строительных управлений, с перераспределением функций между инженерно-техническими работниками этих отделов.

Всесторонняя (системная) оценка организации строительства должна производиться по всем наиболее существенным индивидуальным и частным (дифференциальным) критериям, которые в работе предлагается свести в единый (интегральный) критерий. Оценка организации строительства одним критерием приводит к ее упрощению, не может комплексно оценить организацию, увязать ее с эффективностью использования трудовых и материально-технических ресурсов. Любое рациональное решение может быть принято только в результате оценки по тем или иным критериям возможных вариантов и выбора наиболее целесообразного. В практике разработки организации строительства действуют многочисленные индивидуальные и частные (дифференциальные) критерии и системы критериев. В состав индивидуальных критериев организации строительства часто включают: продолжительность строительства, себестоимость единицы продукции, трудоемкость единицы продукции, уровень сборности строительства, выработку на одного рабочего и другие. Эти индивидуальные критерии задаются в соответствии с нормативными документами, заданием заказчика, по данным проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР) или определяются расчетным путем.

В состав частных критериев организации строительства, которые объединяются в интегральные, может входить сколько угодно критериев: их число определяется практическими потребностями. Например, в состав частных критериев могут быть включены следующие: своевременность работ, совмещение разнообразных работ, непрерывность использования фронтов работ, равномерность использования фронтов работ, непрерывность освоения фронтов работ, оптимальность насыщения фронта работ. При этом предусматривается такое формирование критериев, при котором их величина может колебаться только в пределах 0-1. Именно это обеспечивает объединение перечисленных частных (дифференциальных) критериев в интегральные с учетом их значимости для конкретных условий. При необходимости точной оценки вариантов с помощью дифференциальных критериев можно отказаться от части из них, назначив коэффициент значимости соответствующих критериев равными нулю. Например, дифференциальный критерий "своевременность работ" является в современных условиях одним из важнейших показателей. До начала основных строительно-монтажных работ должна быть обеспечена подготовка строительного производства, включающая организационные подготовительные мероприятия, внеплощадочные и внутриплощадочные подготовительные работы.

К организационным подготовительным мероприятиям относится решение вопросов об условиях использования для нужд строительства существующих транспортных и инженерных коммуникаций, предприятий строительной индустрии, сооружений теплоэнергетики и т.д. Определение порядка использования местных материалов, определение организаций—участников строительства, решение вопросов о необходимости передислокации или наращивания производственных мощностей строительно-монтажных организаций и привлечения специализированных субподрядных организаций для выполнения отдельных видов работ. Выполнению организационных подготовительных мероприятий должно предшествовать изучение инженерно-техническим персоналом проектно-сметной документации и местных условий строительства. К внеплощадочным подготовительным работам относится строительство внешних подъездных железнодорожных путей к строительной площадке и прирельсовым базам снабжения, автомобильных дорог, причалов, линий связи, линий электропередачи с трансформаторными подстанциями, водопроводных сетей с водозаборными сооружениями, канализационных коллекторов с очистными сооружениями.

Формирование моделей и методов привязки геоинформационного программного обеспечения к организационной подготовке сосредоточенного строительства

Информационная 4D модель в совокупности с ГИС-технологиями визуализируют и обеспечивают удобный доступ к информации о предприятии, привязанной к 3D моделям объектов: проектно-сметной документации, атрибутивному описанию объектов, технологическим схемам, чертежам, графикам ПОС и т.д.

На основе проектной информации, поступающей из 4D модели, система в автоматическом режиме генерирует заявки на закупку; проводит тендер на поставку оборудования, материалов и комплектующих; определяет поставщика (из пополняемой базы данных поставщиков); определяет сроки отгрузки и доставки оборудования, материалов и комплектующих на строительную площадку. Все эти данные, включая статус закупок оборудования, комплектующих и материалов - визуализируются на информационной модели.

Таким образом, приведенные корректировки позволят использовать разработанные алгоритмы в циклах комплексной организационной подготовки.

Для создания и корректировки информационных моделей в Системе применяются технологии GPS/ГЛОНАСС и лазерного сканирования. GPS/ГЛОНАСС - глобальные навигационные спутниковые системы, для измерения географических координат объектов и осуществления связи виртуальной и реальной строительных площадок. Через GPS/ГЛОНАСС приёмники автоматизируется измерение положения объектов и их элементов, например, компонентов монтажного крана, в пространстве. Эти данные в режиме реального времени поступают в информационную 4D модель и на их основании производится перемещение соответствующего виртуального объекта на виртуальной же строительной площадке.

Таким образом, осуществляется виртуальное моделирование схемы механизации (рисунок 1.14), заложенной в проекте организации строительства, оценивается её эффективность, правильность выбора моделей монтажных кранов и/или подъёмных механизмов. С помощью технологий GPS/ГЛОНАСС исключаются ошибки планирования, например, невозможность внести оборудование в готовое здание из-за нехватки пространства.

Измерения, проводимые с помощью GPS/ГЛОНАСС, отличает высокая точность благодаря сведению к минимуму человеческих ошибок, так как их результаты записываются автоматически. С помощью GPS/ГЛОНАСС производится минимизация общих затрат на выполнение СМР, что обусловлено исключением дополнительных трудозатрат на перепроектирование крупногабаритных строительных конструктивных элементов и узлов в случае обнаружения ошибок и сохранением планируемых сроков и темпов строительства технологического объекта.

Технология лазерного сканирования используется, во-первых, для создания информационных моделей объектов предприятия и, во-вторых, для мониторинга изменений, происходящих на строительной площадке. В капитальном строительстве технология обеспечивает контроль процессов строительства, установки и удаления крупных частей сооружений или оборудования и т. д. Сравнивая полученную с помощью лазерного сканирования модель с трехмерными моделями, разработанными в системах автоматизированного проектирования, нетрудно отследить, как идет выполнение намеченного плана строительства. Основные преимущества перед традиционными методами измерений (например, с помощью тахеометра): - высокая скорость: 5000 измерений в секунду - в среднем два-три полных рабочих дня измерений обычным тахеометром; - точность полученной информации - после измерений модель объекта представляет собой гигантский набор точек (от сотен тысяч до нескольких миллионов) (рисунок 1.16), имеющих координаты с точностью в несколько миллиметров; - отсутствие необходимости поиска наиболее удобной точки для проведения съемки и, вследствие этого, упрощение работы оператора; - возможность работы с масштабными и нестандартными объектами: мостами, эстакадами и т. д. - и выполнения съемок внутри инженерных сооружений (цехов и т.п.); и другие. Рисунок 1.16 Облако точек, полученное с помощью лазерного сканирования

Технология автоматизированной идентификации на базе штрихового кодирования / радиочастотной идентификации

Штриховое кодирование и радиочастотная идентификация (RFid) при капитальном строительстве применяется для идентификации сборных элементов - плит, блоков, перемычек, опор, от качества которых зависит надежность и долговечность объектов. При изготовлении этих элементов происходит их штрихкодовая или радиочастотная маркировка, затем с ее помощью изделия автоматически распознаются и отслеживаются на всем пути продвижения к месту монтажа и при эксплуатации.

Установка на изделиях штрихкодовых или RFID-меток способствует обеспечению надлежащего качества изделий, предотвращению случаев подмены (если они обладают гарантийными свойствами), налаживанию жесткого автоматизированного учета и распознавания в местах временного хранения на базах комплектации и строительных площадках. В случае использования технологии радиочастотной идентификации, появляется возможность проверки, из каких изделий собран объект, выявления изделий, не соответствующих нормативным требованиям, даже после того, как проведена отделка помещений.

Мобильные устройства используются для дистанционного доступа к базе данных 4D модели из любой точки предприятия. Они могут быть оснащены беспроводной связью, обеспечивая работу в режиме реального времени.

Таким образом, все данные и документация собраны в одном устройстве и доступны для чтения в любой точке предприятия: как на стационарных, так и на удаленных рабочих местах, организованных через защищенные каналы связи в сети Internet. И поэтому сотрудники, взаимодействующие на строительной площадке, постоянно находятся в едином информационном пространстве, оперативно получают информацию, обновляют ее и не тратят время на лишние перемещения по предприятию. У

Беспроводная широкополосная связь (GSM, GPRS, WiFi, WiMax) обеспечивает не привязанную к отдельным помещениям возможность доступа к информационным ресурсам инфраструктуры пространственных данных (рисунок 1.18). Она дает пользователям возможность перемещаться по территории объекта строительства, оставаясь подключенными к сети. Сеть беспроводного доступа необходима для подключения к сети мобильных устройств, геодезического оборудования и передачи новых измерений, полученных с помощью GPS\TJIOHACC и лазерного сканирования, а также систем учета, логистики. Средства широкополосной цифровой связи призваны обеспечить доступ пользователей к информационным моделям объектов, геоинформационным системам, базе данных о предприятии. Инфраструктура может быть использована для автоматизированного управления строительной техникой, мониторинга строительных процессов и управления логистическими цепочками.

Совершенствование условно постоянного массива информации по формированию кадастровой базы коммуникационного подземного пространства

Организация строительного производства на базе комплексных поточных методов непосредственно и положительно сказывалась на выполнении плановых заданий по вводу в эксплуатацию объектов жилищно-гражданского назначения, повышения ритмичности ввода объектов жилья.

Почему же в настоящее время многие наработки не используются? Причин этому несколько: во-первых, не проработаны методы инженерных подходов к комплексной застройке в рыночных условиях, нет единого подхода к моделям формирования инвестиционных потоков и методов контроля по их освоению [54, 136].

Дальнейшее внедрение методов комплексного поточного жилищно-гражданского строительства требует капитальных вложений и материальных ресурсов за счет создания благоприятных организационно-технологических условий (в том числе опережающей инженерной подготовки территорий и площадок), полного и равномерного использования строительно-монтажных мощностей, инженерно обоснованного планирования капитальных вложений и очередности проектно-изыскательских работ, ввода объектов микрорайонов градостроительными комплексами. В настоящее время эту работу обособленно и разрозненно выполняют проектные организации и строительные фирмы.

Анализ и обобщение результатов применения методов организации комплексного поточного жилищно-гражданского строительства свидетельствуют о том, что во многих случаях необходимую системную и систематическую плановую и организационную работу по подготовке строительного производства пытаются подменить разовым мероприятием по составлению графиков поточного строительства на двухлетний период, а о степени внедрения системы непрерывного планирования и комплексного поточного строительства судят (и отчитываются) по показателю концентрации объемов жилищного строительства у единого заказчика и по наличию (часто формальному) координационного совета.

Естественно, что при таком подходе о существовании эффектного варианта повышения организации в жилищном строительстве говорить не приходится. Во многих городах общая площадь вводится в эксплуатацию по-прежнему крайне неравномерно с акцентом на конец года, квартала, месяца. Нередко это сопровождается некомплексным освоением территорий и осуществлением застройки жилых микрорайонов, отставанием инженерного оборудования площадок и территорий, задержками в обеспечении проектной и организационно-технологической документацией.

Возвращение к эффективному использованию методов комплексного поточного жилищно-гражданского строительства в городах целесообразно осуществлять в двух направлениях.

Первое направление связано с подготовкой узлов сосредоточенного строительства и внедрения методов в сферы их деятельности организационно-технологической документации, охватывающей многолетний период, относящейся к застройке города в целом и строительству отдельных жилых образований и объектов и направленной на установление организационного единства и взаимодействия между участниками городской застройки, увязку плановых сроков ввода с ресурсной базой, создание инженерной подосновы перспективных и текущих планов, титульных списков проектирования и строительства, формирование сбалансированной структуры мощностей.

Основа для решения этих задач есть - это внедрение в систему управления муниципальными образованиями территорий. Второе направление связано с совершенствованием самих методов, оценки комплексности и использования математической основы в оптимизации вариантов, усилением инженерного характера этих методов, что особенно актуально для крупных и средних городов. Для повышения комплексности застройки и сокращения продолжительности строительства жилых районов и микрорайонов не обходимы взаимоувязанные и согласованные решения на всех этапах функционирования проектно строительного конвейера, включая предпроектную подготовку, градостроительное проектирование, организацию строительного производства и создание единых центров управления и контроля за комплексами работ с учётом тенденций и условий рынка.

При комплексной организационной подготовке с учетом геомоделирования одним из существенных ограничений является стабильность финансового обеспечения. Это является значимым условием обеспечения надежности инженерных решений. В исследовании рассмотрен пример варианта аккумулирования финансовых потоков разных источников и предложений вариантов (рисунок 3.17), а также метод разработки плана - графика финансовых потоков для обеспечения инженерной подготовки развития территории (таблица 3.3).

Методика оптимального распределения во времени подготовки строительных площадок на территории кластера

При структурировании диссертационной работы в 5 главе предполагается ответить на вопросы "зачем" необходимо проводить при организационной подготовке геоинформационное моделирование, состав и основные алгоритмы которого были изложены выше, в главе 2. При этом следует подчеркнуть, что геоинформационное моделирование это не только информация о привязке строительных площадок по качественным и количественным показателям территорий застройки (земли), но и сведения (переменная информация) о моделях организации, сбора информации, ее обработки, расчетов количественных и качественных показателей подготовки и т.д. В связи с этим в главе изложены результаты экспериментального внедрения основных организационных подходов кластерной застройки территорий, алгоритмов сбора и обработки геоинформации для повышения эффективности своевременной организационной подготовки и проектированию инженерной документации для совершенствования геоинформационного моделирования.

Современные подходы в градостроительстве кластерной застройки территорий под жилищные массивы предусматривает переход от застройки микрорайонами к застройке кварталами. Кварталы - это есть разновидности кластеров, которые предусматриваются для собственников жилья производства для их занятости. Руководство региона, реализуя кластерную застройку, на первом этапе - организационной подготовки территории, должны в качестве одного из оценочных показателей подготовки, иметь стоимостную оценку всего объема затраченных ресурсов, включая стоимость территорий сосредоточенного строительства. Так как же можно повысить начальную стоимость территорий под сосредоточенное строительство и сделать ее более привлекательной для инвесторов? Эту задачу решает Центр единой организационной подготовки.

В связи с появлением этой проблемы на рынке возникло такое понятие, как ленд-девелопмент. Классический ленд-девелопмент — это формирование среды обитания, повышение ликвидности участков и их инвестиционной привлекательности (рисунок 5.1).

Некоторое время назад, когда рынок земельных участков еще находился в стадии становления, в услугах ленд-девелоперов не было особой необходимости. Коммерческая застройка шла в основном на небольших земельных участках (максимум — 1,5 га), находящихся в пределах города и не нуждающихся в специальной подготовке.

На сегодняшний день, масштабы строительства значительно выросли и зачастую вышли на территории, находящиеся за пределами города и не имеющие необходимых коммуникаций.

Сегодня на рынках регионов, существуют компании, декларирующие, что они занимаются ленд-девелопментом, но чаще всего эти компании оказывают лишь часть услуг, подразумевающихся в данном процессе. В процессе подготовки земельных участков ленд-девелоперу необходимо решить ряд сложных проблем. Первый комплекс проблем — концептуальный. Необходимо решить, для чего нужна земля, как наиболее эффективно использовать именно этот участок. Второй — правовой: оформление земли, согласование необходимой документации, проектов и прочие вопросы. Земля без коммуникаций в сегменте эконом сегодня занимает не более 15% от рынка, но стоит почти в 2 раза дешевле.

Подвод инженерных коммуникаций увеличивает сроки реализации проекта минимум на 2 года (год - получение тех условий, 6 месяцев разработка проекта и минимум полгода на сами работы, и все это - при самом благоприятном стечении обстоятельств), а также увеличивает себестоимость строительства минимум в 2 раза. Причем прибыли от прокладки инженерных систем застройщик, как правило, не получает.

Проект обычно представляют как некоторое множество операций (комплекс операций). Операция это процесс, требующий затрат времени и ресурсов. Для формального описания операции необходимо задать ее объем W и зависимость скорости (интенсивности) операции от количества ресурсов, ее выполняющих. Будем обозначать эту зависимостью = f(u(t)), где u(t) - вектор ресурсов в операции в момент t.

Агрегирование — преобразование модели в модель с меньшим числом переменных или ограничений, т. е. в агрегированную модель, дающую приближенное по сравнению с исходной моделью описание изучаемого объекта или процесса. Метод агрегирования естественным путем вписывается в иерархическую организационную структуру системы управления проектом.

Действительно, на верхнем уровне решения принимаются на основе агрегированных описаний руководителем всего проекта, а на нижних уровнях -руководителями подпроектов.

Опорный календарный план подготовки территории Тпрод —/min для последующей оптимизации организации выполнения циклов

Сокращение сроков за счёт оптимизации алгоритма подготовки документации по отдельным этапам и предложения по формированию творческого коллектива.

Главная идея состоит в создании творческого коллектива в состав которого входят уполномоченные представители из организаций, с которыми требуется согласование проекта инженерного развития территории, прокладки необходимых коммуникаций и дорожной сети.

Подсчет электрических нагрузок (сбор и подсчет электрических нагрузок объекта, включенных в систему электроснабжения и электроосвещения. Используя эти подсчеты и ведомость потребителей электроэнергии можно предусмотреть ситуации, в которых возможно превышение порога выделенной электрической мощности); Группировка потребителей электроэнергии; Проектирование трасс системы электроснабжения (на этом этапе производится размещение различной электропроводки — силовых цепей и цепей электроосвещения. Также при проектировании прохождения трасс; - системы электроснабжения осуществляется подбор сечений и марок электрических кабелей); подбор защитно-коммутационного оборудования (после этих мероприятий производится подбор защитно-коммутационного оборудования для аварийных ситуаций в системе электроснабжения); - согласование проекта электроснабжения в органах электронадзора (Энергосбыт ТулЭнерго и др.).