НОВОСТИ И ПУБЛИКАЦИИ
Цифровое проектирование строительства и ремонта инфраструктуры. Журнал «Железнодорожный транспорт», Ноябрь, 2018

Компания АО «Росжелдорпроект» начиная с 2012 г. разрабатывает проектную документацию в цифровом формате с привязкой к высокоточной координатной системе (ВКС) в составе Комплексной системы пространственных данных инфраструктуры железнодорожного транспорта (КСПД ИЖТ). Пилотным стал проект модернизации пути на перегоне Академическая - Вышний Волочек высокоскоростной магистрали Санкт-Петербург — Москва Октябрьской железной дороги, реализованный в 2013 г. В 2014 г. на ней по проектам реконструкции (модернизации) пути с привязкой к В КС оздоровили участки пути обшей протяженностью 43 км.
Разработка проектной документации в ВКС с построением цифровой модели пути (ЦМП) началась в 2015 г. с выходом распоряжения ОАО «РЖД» от 08.04.2015 № 905р «О применении высокоточной координатной системы при проектировании, строительстве, реконструкции и ремонте объектов инфраструктуры ОАО «РЖД».
На участках, оборудованных ВКС, этот документ предписывает проектировать план и профиль пути, а также элементы инфраструктуры в ЦМП. Для его выполнения АО «Росжелдорпроект» потребовалось приобрести электронные тахеометры повышенного класса точности и доработать программный комплекс собственной разработки САПР КРП для формрования цифровой модели пути в формате XML.
Алгоритм работы по проектированию следующий:
- по результатам измерений, полученных при инженерных изысканиях, в ходе камеральной обработки данных формируется цифровая модель местности (ЦММ) (рис. 1);
- на основе ЦММ создается ЦМП с описанием в формате XML всех характерных линий железнодорожного пути (рис. 2);
- разрабатываются проектные решения в САПР КРП с их представлением как в электронном виде, так и на традиционном бумажном носителе.
Следует отметить, что с построением ЦМП в проектной документации реализуется возможность получения положения всех характерных точек железнодорожного пути (головок рельса каждой нити, бровки и подошвы балластной призмы, земляного полотна, точек перелома откосов земляного полотна, подошвы насыпи, водоотводных канав и др.) в любом необходимом месте.
Начиная с 2015 г. с построением ЦМП было выполнено 355 проектов модернизации пути общей протяженностью более 2,8 тыс. км, реконструированы участки Тобольск - Сургут - Коротчаево и Мга — Гатчина — Веймарн, а также построена железнодорожная линия Журавка — Миллерово.
На участках, где нет ВКС, изыскания и проектирование проводятся с привязкой к местной системе координат, поскольку заказчик из-за ограниченных финансовых ресурсов и сжатых сроков на проектирование и строительство зачастую не включает в техническое задание создание ВКС.
На участках, где ВКС уже создана по заказу Центральной дирекции инфраструктуры, все проекты выполняются с привязкой к ней в формате ЦМП. В соответствии с требованиями ОАО «РЖД» вся проектная и рабочая документация должна представляться в железнодорожной системе координат ВКС.
Это вносит некоторые сложности в процесс проектирования, поскольку согласно действующим нормативным документам все согласования границ землепользования, переустройство сторонних инженерных коммуникаций, сводный генплан и границы полосы отвода выполняются в местной системе координат. В европейских странах такой проблемы нет, поскольку там используется единая государственная геодезическая сеть, не имеющая режима ограничений.

По объектам энергетики с 2016 г. с привязкой к ВКС было выполнено 17 проектов.
Действующие нормативные документы по проектированию не требуют определения геодезических координат напольных устройств связи, железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ) с составлением масштабных планов. Распоряжением № 2080р от 18.08.2015 «Об утверждении инструкции по ведению технической документации ЖАТ» в редакции распоряжения от 06.10.2017 № 2034р с учетом требований Методических указаний И-324-15 предусмотрено составление однониточного и двухниточного схематических планов с указанием ординат напольных устройств, считаемых от оси пассажирского здания (поста ЭЦ).
В связи с этим при проектировании привязка напольных устройств ЖАТ в координатах ВКС в настоящее время не выполняется.
Очевидно, что для проектирования, строительства и технического обслуживания всех объектов железнодорожной инфраструктуры в едином координатном пространстве требуется откорректировать указанные документы.
Следует отметить, что при наличии геодезической координатной сети стоимость инженерно-геодезических изысканий снижается на 7— 10 %. В итоге цена проектных работ при выдаче ЦМП не возрастает.
Во время инженерных изысканий с построением цифровой модели местности и проектирования с выдачей цифровой модели пути, описывающей все объекты инфраструктуры, в АО «Росжел- дорпроект» используются более 250 программных продуктов отечественного и зарубежного производства. На их основе можно строить ЗЭ-модели и использовать их в дальнейшем в технологиях информационного моделирования (BIM-технологиях) при строительстве и эксплуатации объектов инфраструктуры ОАО «РЖД».
Большинство проектов по линейным объектам инфраструктугы выполняется с использованием собственных постоянно совершенствующихся средств автоматизации проектирования (САПР).
Система автоматизированного проектирования путевой инфраструктуры (САПР ЖД) служит для трехмерного проектирования на основе ЦММ с построением проектных поверхностей и произвольных сечений по существующей модели (рис. 3).
Система автоматизированного проектирования контактной сети (САПР КС) автоматизирует трудоемкие расчеты и расчетно-графические процедуры (рис. 4).

С помощью системы автоматизированного проектирования СЦБ и связи (КАСПР СЦБ) включающей в себя порядка 40 модулей, проектируются технические средства связи и железнодорожных систем автоматики и телемеханики, в том числе мик
ропроцессорных (рис. 5).
Сегодня во всем мире особое внимание уделяется В1М-тех- нологиям. При их применении процесс проектирования также начинается с получения задания.
В нем должны быть сформулированы требования к информационной модели, отражающие цели моделирования, уровень детализации составных моделей объектов инфраструктуры, формат обмена данных, указана система координат, в которой выполняется проектирование.
К сожалению, сегодня возникают сложности для заказчика, проектировщика и будущих эксплуатационников в части грамотного изложения в техническом задании требований к проектируемой модели. Причина тому - отсутствие необходимых нормативных документов и стандартов, регламентирующих эти требования в области железнодорожного В1М-проектирования.
Следует отметить, что сейчас ни одно отдельно взятое программное обеспечение не позволяет полностью выполнить проект в таком формате, поэтому приходится решать вопросы по взаимной увязке различных программ.
На основе данных, полученных во время инженерных изысканий и проведенных обследований, создается трехмерная цифровая модель местности с отображением существующей инфраструктуры и указанием геологического строения участка проектирования, мест залегания и пересечения инженерных коммуникаций, в том числе подземных. На рис. 6 представлена ЦММ станции Аксарайская II, ставшая пилотным проектом.
При проектировании создается сводная цифровая информационная модель объектов инфраструктуры, состоящая из отдельных цифровых информационных моделей объектов и цифровой модели местности, соединенных между собой таким образом, чтобы внесение изменений в одну из моделей не приводило бы к изменению в других.
Основное назначение сводной модели — поддержка процесса увязки технических решений, поиск и устранение несоответствий.
Одной из проблем создания информационной модели является отсутствие библиотек типовых элементов объектов железнодорожной инфраструктуры, которые надо создавать либо в процессе проектирования, либо по отдельному договору. Модели объектов (рис. 7) должны содержать все необходимые для них атрибутивы (геометрические размеры, технические и стоимостные параметры и др.). Сейчас это одна из самых затратных частей проекта.

Цифровые модели отличаются уровнями детализации. LOD (Levels of Detail) — прием в программировании трехмерной графики, заключающийся в создании нескольких вариантов одного объекта с различными степенями детализации. Он служит для унификации технических требований к точности и полноте описания всех элементов информационной модели на каждой стадии жизненного цикла.
Уровень детализации моделей для площадных объектов определяется в соответствии со сводом правил СП 333.1325800.2017 «Информационное моделирование в строительстве. Правила формирования информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла» (рис. 8). Для линейных объектов такие требования пока не установлены.
По мнению специалистов АО «Росжелдорпроект» при проектировании нового строительства объектов инфраструктуры необходимо предусматривать полную детализацию объектов.
При реконструкции или капитальном ремонте полной детализации подлежат объекты, конструктив которых затрагивается при выполнении проектных и строительно-монтажных работ. Элементы остальных объектов могут отображаться на уровне условных моделей, полученных при проведении инженерно-геодезических изысканий без их детализации.
Например, при реконструкции пути пассажирские платформы достаточно показывать в виде трехмерной модели, полученной при инженерной съемке (LOD 200) без указания конструктива и атрибутивных параметров. При ремонте или реконструкции самой платформы потребуется дополнять сводную модель инфраструктуры информационной моделью платформы с полным атрибутивом.
Таким образом, на этапе всего жизненного цикла ВIМ-модели степень детализации, уровень проработки элементов сводной модели и ее наполнение информацией (атрибуты, параметры) будут повышаться.
Построение цифровой имитационной модели инфраструктуры железнодорожного транспорта на протяжении всего жизненного цикла представлено на рис. 9. Очевидно, что для решения такой задачи на объектах инфраструктуры ОАО «РЖД» очень важно, чтобы эти модели находились в едином координатном пространстве, созданном В КС в составе КСПД ИЖТ.
