Методическое пособие. Классификация и кодирование информационных моделей объектов капитального строительства непроизводственного назначения

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА И ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

Введение

Настоящее методическое пособие содержит разъяснения по применению классификатора строительной информации для задач классификации и кодирования (КиК) элементов информационных моделей объектов капитального строительства непроизводственного назначения и является дополнением к методическому пособию «Классификация и кодирование информационных моделей объектов капитального строительства. Основные положения» [1].

Методическое пособие разработано авторским коллективом Общества с ограниченной ответственностью «Научно-инженерный центр цифровизации и проектирования в строительстве» (ООО «НИЦ ЦПС») под руководством В.А. Волкодава. Авторский коллектив разработчиков настоящего пособия выражает благодарность за содействие в разработке, консультировании и технической поддержке следующим коллегам:

• Алексей Балышев (Талан);
• Дмитрий Пархоменко (ФАУ «ФЦС»);
• Ренат Кольцов (ФАУ «ФЦС»);
• Алла Землянская (ООО «Тангл»);
• Мария Субботина (АО «СиСофт Разработка»);
• Алексей Андрейченко (Министерство строительства и развития инфраструктуры Свердловской области);
• Леонид Вибе (АО «Атомэнергопроект»);
• Алексей Савченко (АО «Атомэнергопроект»).

1 Область применения

Настоящее методическое пособие предназначено для специалистов в области автоматизации процессов проектирования, разработки САПР и информационного моделирования в строительстве.

Положения настоящего пособия могут рассматриваться разработчиками ПО в качестве методического обеспечения при разработке специализированных программных решений ориентированных на автоматизацию процессов классификации и кодирования (декодирования) информационной составляющей элементов ЦИМ с применением классификатора строительной информации. Положения настоящего пособия не должны рассматриваться в качестве инструкций для процесса ручного <1> кодирования ЦИМ.

<1> Под процессом «ручного» кодирования подразумевается кодирование элементов ЦИМ без применения специализированных программных решений (программных расширений, плагинов, пользовательских скриптов и прочее), позволяющих формировать и присваивать элементам модели кодовые обозначения автоматизированным или полуавтоматизированными способами.

Для профильных специалистов в области инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации ОКС данное пособие носит справочный характер и может применяться в качестве дополнительных методических материалов при работе с ИМ ОКС в части реализации сценариев применения ЦИМ (приложение Б), закодированных при помощи КСИ.

Представленная в настоящем пособии методика классификации и кодирования является универсальной, не зависит от используемого программного обеспечения и может быть применена в различных программных продуктах, ориентированных на разработку цифровых информационных моделей объектов капитального строительства.

2 Нормативные ссылки и сокращения

В настоящем методическом пособии использованы ссылки на следующие документы:

1) ГОСТ Р 58908.1-2020 (ИСО 81346-1:2009) «Промышленные системы, установки, оборудование и промышленная продукция. Принципы структурирования и коды. Часть 1. Основные правила»;

2. ГОСТ Р 58908.12-2020 (ИСО 81346-12:2018) «Промышленные системы, установки, оборудование и промышленная продукция. Принципы структурирования и коды. Часть 12. Объекты капитального строительства и системы инженерно-технического обеспечения»;

3. СП 24.13330.2021 «СНиП 2.02.03-85 Свайные фундаменты»;

4. СП 1.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы»;

5. СП 52-103-2007 «Железобетонные монолитные конструкции зданий»;

6. ГОСТ 31311-2022 «Приборы отопительные. Общие технические условия»;

7. ГОСТ 32395-2020 «Щитки распределительные для жилых зданий. Общие технические условия»;

8. ГОСТ Р ИСО 22274-2016 «Системы управления терминологией, базами знаний и контентом. Концептуальные аспекты разработки и интернационализации систем классификации»;

9. ГОСТ Р 10.0.05-2019 «Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Строительство зданий. Структура информации об объектах строительства. Часть 2. Основные принципы классификации»;

10. ГОСТ 21.501-2018 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации архитектурных и конструктивных решений»;

11. ГОСТ 15971-90 «Системы обработки информации. Термины и определения»;

12. ГОСТ Р ИСО 3534-2-2019 «Статистические методы. Словарь и условные обозначения. Часть 2. Прикладная статистика».

В настоящем методическом пособии использованы следующие сокращения:

АР — архитектурные решения;

БД — база данных;

ВК — водоснабжение и канализация;

ИМ — информационная модель;

КиК — классификация и кодирование;

КР — конструктивные решения;

ОКС — объект капитального строительства.

САПР — система автоматизированного проектирования;

ПО — программное обеспечение;

ЦИМ — цифровая информационная модель;

BEP — BIM execution plan;

BPMN — business process management notification;

EIR — employer information requirements;

SSMS — SQL Server Management Studio.

3 Термины и определения

В настоящем методическом пособии применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 Общие термины

3.1.1

Примечание — Для целей настоящего раздела термины, примененные в тексте терминологических статей, выделены курсивом с указанием после такого термина в скобах номера соответствующей терминологической статьи

3.1.2

3.1.3

3.1.4

3.1.5

3.1.6

3.1.7

3.1.8

3.1.9 классификатор строительной информации; КСИ: Информационный ресурс, распределяющий информацию об объектах капитального строительства (3.3.4) и ассоциированную с ними информацию (3.3.14) в соответствии с ее классификацией (3.1.3).

3.1.10

3.1.11

3.1.12

3.1.13

3.1.14 вход: Совокупность объектов (3.1.7), необходимых для реализации процесса (3.2.1).

3.1.15 выход: Совокупность объектов (3.1.7), являющихся результатом реализации процесса (3.2.1).

3.1.16 отношение: Единица информации, описывающая взаимодействие между элементами.

3.2 Базовые категории строительной информации

3.2.1

3.2.2 ресурс: Объект (3.1.7), который используется или потребляется в ходе выполнения процесса (3.2.1).

3.2.3 результат: Представление итогов процесса (3.2.1) по типу вида деятельности и используемых ресурсов (3.2.2).

3.2.4

3.2.6 категория строительной информации: Высокоуровневый класс строительной информации, являющийся родительским для набора отдельных классов строительной информации.

3.3 Классы строительной информации

3.3.1

3.3.2 помещение: Пространство (3.3.1) в здании, ограниченное строительными конструкциями.

3.3.3

3.3.4 объект (капитального) строительства: Здание, строение, сооружение, объект незавершенного строительства, за исключением некапитальных строений, сооружений и неотделимых улучшений земельного участка.

3.3.5 комплекс объектов (капитального) строительства: Совокупность одного или более объектов (капитального) строительства (3.3.4), предназначенных для обеспечения выполнения минимум одной функции (3.1.10) или вида деятельности.

3.3.6

3.3.7

3.3.8

3.3.9

3.3.10

3.3.11

3.3.12

3.3.13 трудовой ресурс: Участник строительного процесса.

3.3.14

3.3.15

3.3.16 стадия жизненного цикла объекта капитального строительства: Период жизненного цикла объекта капитального строительства, характеризуемый его определенным состоянием.

3.3.17 процесс инженерных изысканий: Процесс (3.2.1) комплексного изучения природных и техногенных условий места размещения объекта строительства, сбор материалов, необходимых для принятия обоснованных проектных решений.

3.3.18 процесс проектирования: Процесс (3.2.1) создания информации, необходимой для реализации процессов (3.2.1) строительства, эксплуатации, капитального ремонта и сноса здания или сооружения.

3.3.19 процесс строительства: Процесс (3.2.1), направленный на создание нового объекта строительства (3.3.4).

3.3.20 процесс эксплуатации: Процесс (3.2.1) технической эксплуатации, заключающийся в поддержании технически исправного состояния строительной части объекта капитального строительства (3.3.4).

3.3.21 процесс реконструкции: Процесс (3.2.1), направленный на изменение основных технико-экономических показателей объекта строительства (3.3.4) или его назначения.

3.3.22 процесс капитального ремонта: Процесс (3.2.1), направленный на восстановление эксплуатационных показателей объекта строительства (3.3.4) и/или его строительных элементов.

3.3.23 процесс сноса здания или сооружения: Процесс (3.2.1), направленный на ликвидацию объекта строительства (3.3.4).

3.4 Кодовые обозначения

3.4.1

3.4.2

3.4.3

3.4.4

4 Классификация и кодирование ИМ ОКС непроизводственного назначения

Данный раздел методического пособия описывает полный процесс классификации и кодирования элементов ЦИМ ОКС непроизводственного назначения.

Описание процесса разделено на отдельные этапы (рисунок 4.2.1). Для каждого из этапов процесса КиК приведены соответствующие схемы, инструкции, представлены примеры по их реализации для отдельных фрагментов тестовой ЦИМ и даны рекомендации по возможным способам автоматизации отдельных задач этапа. Атрибутивная информация рассматриваемых элементов ЦИМ приводится в табличной форме, согласно рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 — Форма отображения атрибутивной информации для произвольного элемента ЦИМ <2>

<2> Атрибут «КСИ Осевая привязка#XNKL0003» для формы отображения атрибутивной информации в рамках данного методического пособия не применяется, данный атрибут используется для элементов ЦИМ линейных ОКС.

Для удобства восприятия информации, рекомендации общего характера и рекомендации по автоматизации отдельных задач, выделены курсивом и заключены в специальные текстовые блоки с соответствующими графическими обозначениями и имеют следующий вид:

	Пример рекомендации общего характера: при кодировании элементов ЦИМ, следует использовать последнюю версию классификатора строительной информации.
	Пример рекомендации по автоматизации: для быстрого выбора в модели элементов одного класса (по КСИ), рекомендуется использование встроенного функционала среды проектирования («Выбрать все экземпляры класса», «Выбрать подобные» и проч.).

4.1 Описание тестовой ЦИМ

В качестве тестовой ЦИМ <3> использована модель 25-и этажного жилого здания (рисунки 4.1.1 - 3), разработанная проектной мастерской Новация и предоставленная девелопером Талан. ЦИМ тестовой модели имеет файловую структуру представления и состоит из отдельных подмоделей, соответствующих следующим разделам (подразделам) проектной документации:

• архитектурные решения;
• конструктивные и объемно-планировочные решения;
• система электроснабжения;
• система водоснабжения;
• система водоотведения;
• отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха, тепловые сети.

Рисунок 4.1.1 — Внешний вид подмоделей тестовой ЦИМ

Рисунок 4.1.2 — 3d-модель и план типового этажа тестовой ЦИМ

Рисунок 4.1.3 — Фрагменты разреза и фасада здания в осях 1 — 19

В качестве демонстрационных примеров по классификации и кодированию из состава отдельных технических систем выделены следующие элементы ЦИМ:

• свая железобетонная С120.30-8;
• внутриквартирная стена-перегородка из кирпичной кладки;
• дверь входная квартирная;
• монолитное перекрытие на отм. +7.110;
• помещение ванной комнаты;
• умывальник в помещении ванной комнаты;
• редуктор давления в системе ХВС;
• тройник канализационный;
• радиатор системы водяного отопления;

• щиток внутриквартирный, распределительный системы электрического снабжения.

4.2 Последовательность процесса классификации и кодирования

На рисунке 4.2.1 представлена общая схема процесса классификации и кодирования элементов ЦИМ. На схеме обозначены отдельные этапы процесса (верхняя дорожка «Процесс КиК») и соответствующие им артефакты — документы или источники данных (нижняя дорожка «Информационные источники») <4>. Все артефакты сгруппированы в три тематические группы: требования к ЦИМ, КСИ и пользовательская документация по КиК.

<4> Исчерпывающее описание графических элементов нотации BPMN 2.0 приведено в [5].

Для этапов процесса КиК, которые могут быть полностью автоматизированы (все задачи этапа могут быть реализованы без участия пользователя), назначены соответствующие значки автоматизации (иконки в виде шестеренок).

Представленная схема процесса классификации и кодирования является универсальной и может применяться как для способа кодирования «сверху-вниз», так и способа «снизу-вверх» <5>.

Рисунок 4.2.1 — Общая схема процесса классификации и кодирования ЦИМ (формат BPMN 2.0)

В таблице 4.2.1 представлены описания для каждого из этапов процесса, соответствующих им артефактов и даны краткие рекомендации по возможной автоматизации (частичной или полной).

Таблица 4.2.1

Описание основных этапов процесса КиК

№ этапа	Этап/артефакт процесса	Раздел МП	Описание, входы/выходы процесса, возможная степень автоматизации
-	Начало процесса КиК	-	Начало процесса классификации и кодирования элементов ЦИМ.
2.1		п. 4.2.1	Первый этап процесса КиК, в ходе которого разрабатывается древовидная структура представления ЦИМ, используемая впоследствии для формирования многоуровневых кодовых обозначений (этап 2.6 процесса).
			Входы: КТ Функциональные системы, КТ Технические системы Выходы: Структура ЦИМ
			Автоматизация: частичная, за счет применения готовых шаблонов системной декомпозиции.
2.2		п. 4.2.2	Этап процесса КиК, в ходе которого формируется сводный перечень необходимых для заполнения атрибутов элементов.
			Входы: Нормативные требования к ЦИМ, EIR, BEP, КТ Характеристики Выходы: Спецификация пользовательских классов.
			Автоматизация: частичная, за счет преднастроенных списков атрибутов с привязкой к группам элементов.
2.3		п. 4.2.3	Этап, по результатам которого производится определение требуемого количества аспектов кодирования для различных групп элементов ЦИМ (применяется в рамках этапа 2.5).
			Входы: группа требований к ЦИМ/ИМ.
			Автоматизация: частичная, за счет применения готовых шаблонов системной декомпозиции модели (этап 2.1) и преднастроенных списков атрибутов (этап 2.2).
2.4		п. 4.2.4	Присваивание и заполнение значений атрибутов, отобранных в этапе 2.2.
			Входы: КТ Характеристики
			Автоматизация: частичная, за счет встроенных средств ПО.
2.5		п. 4.2.5	Для всех кодируемых элементов ЦИМ, с учетом ранее отобранных аспектов представления системы (этап 2.3), производится присваивание соответствующих кодовых обозначений, выбранных по результатам классификации этих элементов.
			Входы: КТ Компоненты, КТ Помещения и зоны, дополнительные КТ КСИ (при необходимости). Выходы: Спецификация пользовательских классов.
			Автоматизация: частичная, за счет таблиц соответствия.
2.6		п. 4.2.6	Этап, в рамках которого для всех кодируемых элементов ЦИМ происходит формирование и присваивание многоуровневых кодовых обозначений в ранее определенных аспектах (п. 2.3).
			Входы: Структура ЦИМ
			Автоматизация: полная.
2.7		п. 4.2.7	В случае необходимости формирования полного кодового представления (составной код), для всех кодируемых элементов модели производится сборка и присваивание составных кодов.
			Автоматизация: полная.
-	Окончание процесса КиК	-	Окончание процесса классификации и кодирования элементов ЦИМ.
-	Нормативные требования к ЦИМ	4.2.2	Совокупность нормативных требований к информационному составу элементов ЦИМ.
-	EIR	4.2.2	Информационные требования заказчика (Employer's Information Requirements)
-	BEP	4.2.2	План реализации проекта (BIM Execution Plan)
-	Структура ЦИМ	4.2.1	Текстовое или графическое представление структуры ЦИМ (системная декомпозиция)
-	Спецификация пользовательских классов	4.2.2; 4.2.5	Документ, содержащий исчерпывающую информацию о всех пользовательских типах и классах строительной информации
-	КТ ...	4.2.5	Классификационная таблица из состава классификатора строительной информации.

4.2.1 Формирование структуры ЦИМ (декомпозиция на системы и подсистемы)

Схема этапа (подпроцесса) «2.1 Формирование структуры ЦИМ» приведена на рисунке 4.2.1.1.

«2.1 Формирование структуры ЦИМ»

Коды систем для отобранных элементов модели приведены в таблице 4.2.1.1. Полная структура тестовой ЦИМ представлена в приложении А.

Таблица 4.2.1.1

<6> Для помещений и зон роль системы выполняет пространство, в котором они находятся. В данном случае кодовое обозначение ++SE09.SAB02.SU012 обозначает вхождение данного помещения в пространство квартиры № 12 (SU012), находящейся на втором этаже (SAB02) секции № 9 (SE09) жилого комплекса.

По итогам выполнения данного этапа должна быть разработана структура ЦИМ в формате XML <7>. Основное назначение файла структуры ЦИМ заключается в хранении следующих данных:

<7> Схема для XML-документа «Структура ЦИМ» приведена в приложении Б [1].

• код системы;
• наименование системы;

- аспект представления системы;

• код типа класса системы (в случае наличия);
• наименование типа системы;
• код родительской системы (в случае наличия).

Одним из наиболее эффективных способов представления информации о системной декомпозиции ЦИМ (структуры модели) является применение специализированных блок-схем в формате ментальной карты. Формат ментальной карты позволяет наглядным способом отображать древовидные структуры данных [2]. В качестве промежуточного (рабочего) способа разработки структуры ЦИМ рекомендуется применять именно формат ментальной карты (см. рисунок 4.2.1.2).

	Большинство из существующих online-сервисов по разработке ментальных карт имеют функционал по экспорту своего содержимого в открытые форматы данных (например, FreeMind или RTF), позволяющие реализовать механизм экспорта данных из этих форматов в целевой формат файла структуры ЦИМ (.xml).

Фактически, файл структуры ЦИМ описывает иерархическую структуру модели и может быть использован в качестве источника данных при формировании дерева представления проекта при работе со сводными моделями, в том числе и при формировании поисковых запросов (см. приложение Б.1) и фильтров отображения элементов модели (см. приложение Б.3).

Например, для отображения всех элементов модели, формирующих систему сантехнического оборудования (код системы =S01RC02/%RC02), необходимо сформировать поисковый запрос (фильтр отображения), приведенный на рисунке 4.2.1.3.

Рисунок 4.2.1.3 — Пример формирования поискового запроса для системы «Система сантехнического оборудования»

	Наиболее эффективным и быстрым способом фильтрации элементов модели является использование в запросах синтаксиса регулярных выражений [3] (в случае, если позволяет функционал применяемого ПО).

Дополнительные примеры формирования различных видов поисковых запросов и способы фильтрации элементов модели приведены в приложении Б.1.

	Процесс системной декомпозиции во многом носит субъективный характер. Один и тот же ОКС может быть разделен на системы различными способами, в зависимости от сценариев применения ЦИМ. Для снижения вариативности системной декомпозиции рекомендуется использовать шаблоны системной декомпозиции ЦИМ.

4.2.2 Формирование перечня атрибутов для элементов модели

Схема этапа (подпроцесса) «2.2 Формирование перечня атрибутов для элементов модели» приведена на рисунке 4.2.2.1.

Рисунок 4.2.2.1 — Схема этапа (подпроцесса)

<8> Проверка ЦИМ может быть осуществлена как на стороне проектировщика (внутренняя проверка, согласно существующим регламентам контроля качества ЦИМ и проектных решений), так и на стороне экспертизы (внешняя проверка, согласно существующим регламентам проверки ЦИМ).

<9> Пользовательские классы характеристик в модели можно распознать по наличию символа «U» (user-defined) в кодовом обозначении характеристики, например: CPEU_0001, CPGU_0001. Более подробная информация о пользовательских классах характеристик представлена в п. 4.3.1 [1].

Основное назначение этого документа заключается в хранении следующих пользовательских данных:

• код класса;

• код типа класса (в случае наличия);

Таблица 4.2.2.2

4.2.3 Выбор аспектов представления системы

Схема этапа (подпроцесса) «2.3 Выбор аспектов представления системы» приведена на рисунке 4.2.3.1.

Рисунок 4.2.3.1 — Схема этапа (подпроцесса) «2.3 Выбор аспектов представления системы»

Согласно КТ «Характеристики» КСИ, для каждого элемента модели могут быть назначены атрибуты, соответствующие следующим аспектам кодирования:

• аспект функции;
• аспект продукта;

• аспект типа класса;

<10> Все пользовательские аспекты, в случае их введения, должны быть задокументированы так же, как и пользовательские классы и типы.

На практике необходимость применения нескольких или сразу всех аспектов для группы элементов возникает крайне редко, поэтому введение аспектов кодирования (в особенности пользовательских) должно быть обусловлено исключительно необходимостью их практического применения (обусловленной конкретными сценариями применения ЦИМ) и исходить из принципа минимальной достаточности.

Например, если в сценариях использования ЦИМ отсутствуют задачи, связанные с проверкой расположения определенной группы элементов модели в каком-либо пространстве (сантехнические приборы в помещениях мокрых зон; единицы оборудования с повышенными шумовыми параметрами в непосредственной близости от спальных помещений и прочее), то для группы этих элементов заполнение соответствующих атрибутов («КСИ Место расположения») является излишним и нецелесообразным.

Для групп элементов, формирующих системы ЦИМ, согласно произведенной системной декомпозиции (п. 4.2.1), вводятся соответствующие системам аспекты их представления. В таблице 4.2.3.1 приведен пример выбора аспектов для элементов тестовой ЦИМ.

Каждый элемент модели должен быть представлен минимум в одном аспекте. Исходя из рекомендаций [1] и существующей практики классификации и кодирования, в качестве «основного» аспекта для всех строительных конструкций и материалов принято считать аспект продукта (отражает то, как система возведена/смонтирована), для элементов технологических и инженерных систем здания — аспект функции (отражает основную функцию или функциональное назначение элемента и системы в целом, например: теплоснабжение, вентиляция, газоснабжение и проч.).

	Для ускорения процесса кодирования ЦИМ, унификации атрибутивного наполнения элементов модели, и обеспечения возможности последующего добавления кодовых обозначений (в случае необходимости), рекомендуется добавлять элементам полный перечень атрибутов по КСИ <13> (XNKC0001 .. XNKT0002), с заполнением значений атрибутов только для используемых аспектов.

4.2.4 Атрибутивное наполнение элементов ЦИМ

<14> Для атрибутов, имеющих количественные значения, согласно рекомендациям [1], в наименования атрибутов добавлены обозначения единиц измерения.

<15> Для обеспечения возможности полной идентификации значения атрибута, текстовое значение «Сталь» может быть заменено (или объединено) кодом материала соответствующего материала («Сталь листовая») из КТ «Строительные материалы»: DCAA.

Для автоматизации процесса заполнения значений атрибутов по КСИ, рекомендуется ссылаться на значения из уже имеющихся «зашитых» атрибутов модели (например, системных или встроенных параметров), используя переходные таблицы (которые будут различаться в зависимости от применяемого ПО). Например, значение для атрибута «Длина#XPG_0003» может быть заимствовано из соответствующего встроенного (нередактируемого) параметра «Длина» и т.д.

Не все данные для заполнения атрибутов по КСИ могут изначально содержаться в составе ЦИМ, часть из этих данных может быть заимствована из проектной документации (текстовой части), технических паспортов изделий и прочее. Например, для элементов из таблицы 4.2.4.1 значения толщины стенки радиатора (п. 4 таблицы) было взято с сайта производителя, а значение номинального напряжения на вводе в щиток внутриквартирный (п. 5 таблицы) принято согласно паспорту изделия.

4.2.5 Формирование одноуровневых кодовых обозначений элементов

Схема этапа (подпроцесса) «2.5 Формирование одноуровневых кодовых обозначений элементов» приведена на рисунке 4.2.5.1. Пример формирования одноуровневых кодовых обозначений для элементов тестовой ЦИМ представлен в таблице 4.2.5.1.

Рисунок 4.2.5.1 — Схема этапа (подпроцесса)

обозначений элементов

Пример пошаговой реализации алгоритма формирования одноуровневых кодовых обозначений на примере радиатора системы отопления (п. 9 таблицы 4.2.5.1) приведен на рисунке 4.2.5.2. На рисунке 4.2.5.3 показан его обновленный атрибутивный состав.

Рисунок 4.2.5.2 — Пример пошаговой реализации алгоритма

(для элемента «радиатор системы отопления»)

Рисунок 4.2.5.3 — Атрибутивный состав элемента тестовой ЦИМ «радиатор системы отопления», по итогам реализации этапов 2.1 — 2.5 процесса КиК

	Для ускорения процесса формирования одноуровневых кодовых обозначений рекомендуется классифицировать элементы модели на этапе формирования элементных библиотек ЦИМ (семейства/типы/классы — в зависимости от используемого ПО). Назначение кодов классов на этапе разработки семейств позволит в значительной степени сократить трудозатраты при классификации элементов модели.
	Фактически, одноуровневое кодовое обозначение элемента является его уникальным идентификатором в модели.
	Для автоматизации процесса классификации (отнесения элемента модели к соответствующему классу из КСИ) рекомендуется разработка и применение переходных таблиц, устанавливающих соответствия между внутренними классами ПО (или формата) и классами КСИ (см пример в приложении Е [1]. Однако, применение переходных таблиц не является универсальным решением по причине того, что зачастую некоторые объекты моделируются системными категориями объектов, соответствующими другим классам, например: моделирование отделочных слоев стенами, моделирование утеплителя перекрытиями и стенами и прочее.

4.2.6 Формирование многоуровневых кодовых обозначений элементов

Схема этапа (подпроцесса) «2.6 Формирование многоуровневых кодовых обозначений элементов» приведена на рисунке 4.2.6.1. Пример формирования многоуровневых кодовых обозначений для элементов тестовой ЦИМ представлен в таблице 4.2.6.1.

Формирование многоуровневых кодовых обозначений является одним из основных этапов всего процесса КиК, поскольку именно из многоуровневого кода элемента впоследствии извлекается информация о принадлежности элемента (группы элементов) определенной системе.

Рисунок 4.2.6.1 — Схема этапа (подпроцесса)

обозначений элементов

Пример пошаговой реализации алгоритма формирования многоуровневых кодовых обозначений на примере радиатора системы отопления (п. 9 таблицы 4.2.6.1) приведен на рисунке 4.2.6.2. На рисунке 4.2.6.3 показан его обновленный атрибутивный состав.

алгоритма формирования многоуровневых кодовых обозначений

Рисунок 4.2.6.3 — Атрибутивный состав элемента тестовой ЦИМ

этапов 2.1 — 2.6 процесса КиК

4.2.6.1 Формирование кодовых обозначений для аспекта местоположения

Как было отмечено в п. 4.2.3, формирование кодовых обозначений элементов в аспекте местоположения должно быть обусловлено необходимостью их применения <16>, которая устанавливается по результатам анализа сценариев применения ЦИМ и перечня нормативных требований.

<16> За исключением пространств и зон, для которых аспект местоположения является «основным» аспектом представления в системе.

На рисунке 4.2.6.1.1 показано фактическое расположение радиатора в пространстве модели. Обозначенный радиатор расположен (место расположения) в помещении спальни (++AAA0019) квартиры № 12 (++SU012), расположенной на третьем этаже (++SAB03) девятой секции (++SE09) многоквартирного жилого дома (рисунок 4.2.6.1.2). Радиатор монтируется (точка установки) на кирпичную стену (-ULM0013) при помощи специализированных металлических кронштейнов (не отображены в модели).

отопления на плане 3-го этажа тестовой ЦИМ

Рисунок 4.2.6.1.2 — Атрибутивный состав помещения спальни

на которую монтируется радиатор

Многоуровневые кодовые обозначения помещения и стены будут являться кодовыми обозначениями для соответствующих атрибутов радиатора (таблица 4.2.6.1.1).

Кодовые обозначения радиатора для аспекта местоположения

Обновленный атрибутивный состав для радиатора отображен на рисунке 4.2.6.1.4.

Рисунок 4.2.6.1.4 — Атрибутивный состав элемента тестовой

Для автоматизации процесса формирования кодовых обозначений в аспекте местоположения, можно воспользоваться «зашитыми» в ПО данными о нахождении элемента в определенном пространстве, либо расположения на поверхности другого элемента. Если используемое ПО не хранит подобную информацию в атрибутах элемента, то получение кода пространства (или точки установки) решается путем перебора существующих пространств в ЦИМ с проверкой условия нахождения геометрического центра элемента внутри трехмерного объема <17>, формируемого пространством местоположения (или объектом, на котором производится монтаж).

<17> Алгоритмическая задача «Местоположение точки» согласно [4].

4.2.7 Формирование составных кодов элементов

Схема этапа (подпроцесса) «2.7 Формирование составных кодов элементов» приведена на рисунке 4.2.7.1.

Этап формирования составных кодовых обозначений не является обязательным для исполнения и выполняются только в том случае, когда возникает необходимость формирования однострочного кодового обозначения, содержащего все классификационные признаки по КСИ.

Подобная необходимость может быть вызвана, например техническими ограничениями по передаче <18> (экспорту) данных ЦИМ или последующим применением составных кодов в качестве маркировочных обозначений (шильд) для элементов технологического или инженерного оборудования на стадии эксплуатации (см. приложение Ж [1]). Фактически, составной код элемента объединяет все существующие кодовые обозначения в единое строковое выражение, используя специализированный синтаксис. По этой причине данный этап процесса КиК может быть полностью автоматизирован.

<18> Например, в случае, когда для передачи данных из ЦИМ, программный модуль на стороне «принимающего» программного продукта может обрабатывать только один атрибут для каждого из элементов модели.

Рисунок 4.2.7.2 — Атрибутивный состав элемента тестовой ЦИМ «радиатор системы отопления», по итогам его кодирования

Пример формирования составных кодовых обозначений для элементов тестовой ЦИМ представлен в таблице 4.2.7.1.

Составные кодовые обозначения для элементов тестовой ЦИМ

Таблица А.1 Перечень систем тестовой ЦИМ

Рисунок А.1 - Конструкции комбинированных фундаментов

Рисунок А.2 - Система наружных стен

Рисунок А.3 - Система внутренних стен

Рисунок А.4 - Система внутренних перекрытий зданий и сооружений

Рисунок А.5 - Конструкции плоской крыши

Рисунок А.7 - Система ХВС

Рисунок А.10 - Система внутреннего водостока

Рисунок А.11 - Рециркуляционная система снабжения теплом

Рисунок А.12 - Система вентиляции

Рисунок А.13 - Система противодымной вентиляции

Рисунок А.15 - Система электроэнергии

Рисунок А.18 - Система сантехнического оборудования

Таблица А.1

Перечень систем тестовой ЦИМ

Рисунок А.2 — Система наружных стен -B01/%%B10

Рисунок А.3 — Система внутренних стен -B02/%%B20

Рисунок А.4 — Система внутренних перекрытий зданий и сооружений -C01/%%C10

Рисунок А.5 — Конструкции плоской крыши -D01.AE01/%%AE10

Рисунок А.6 — Внутренняя система водопровода =F01.HB01/%HB01

Рисунок А.7 — Система ХВС =F01.HB01.JB01/%JB01

Рисунок А.8 — Система ГВС

Рисунок А.9 — Система хозяйственно-бытовой канализации

Рисунок А.10 — Система внутреннего водостока

Рисунок А.11 — Рециркуляционная система снабжения теплом

=J01

Рисунок А.13 — Система противодымной вентиляции

Рисунок А.14 — Система общеобменной вентиляции

Рисунок А.15 — Система электроэнергии

=P01

Рисунок А.17 — Система противопожарной защиты =P02/%%P10

Рисунок А.18 — Система сантехнического оборудования

Приложение Б

Б.1 Формирование пользовательских запросов

Б.2 Получение количественных показателей ЦИМ

Б.2.1 Получение количественных показателей ЦИМ из БД «CADLib Модель и Архив»

Б.2.2 Получение количественных показателей ЦИМ в «CADLib Модель и Архив»

Б.2.3 Получение количественных показателей ЦИМ в Autodesk Navisworks

Б.3 Структурирование данных ЦИМ

Б.3.1 Формирование структуры представления в «CADLib Модель и Архив»

Б.3.2 Формирование структуры представления в Autodesk Navisworks

Б.4 Проверка ЦИМ на нормативные требования

Б.4.1 Проверка расстояний между сваями

Б.4.2 Проверка высоты эвакуационных выходов

Б.4.3 Проверка плит перекрытий на толщину и класс бетона

Одной из главных целей применения КСИ (см. п. 4.6 [1]) является реализация унифицированного способа извлечения данных из ИМ (вне зависимости от формата представления) и последующего их соотнесения с нормативными показателями (параметрами), регламентируемыми требованиями существующей базы нормативно-технической документации в строительстве. Унификация способа извлечения данных заключается в применении системы кодовых обозначений КСИ для элементов ИМ и последующем их использовании в формах запросов к ИМ со стороны механизмов доступа к данным (рисунок Б.1.1).

Реализация пользовательских запросов лежит в основе большинства сценариев применения ЦИМ: получение количественных показателей ЦИМ для формирования ведомостей объемов работ (п. Б.2), структурирование данных ЦИМ для удобства навигации по ЦИМ (п. Б.3), проверка ЦИМ на нормативные требования (п. Б.4) и прочие.

Механизмы формирования пользовательских запросов к данным ЦИМ во многом зависят от формата представления ЦИМ, применяемого программного обеспечения, и его функциональных возможностей (и ограничений).

В данном разделе описаны базовые принципы формирования пользовательских запросов в ПО «CADLib Модель и Архив» и Navisworks, а также показаны примеры формирования запросов к БД проекта «CADLib Модель и Архив» с применением языка структурированных запросов SQL (MSSQL).

Для демонстрации возможностей применения КСИ при формировании ведомостей объемов работ (ВОР) из ЦИМ, выбраны задачи, представленные в таблице Б.2.1.

Перечень задач по извлечению количественных показателей из ЦИМ

Б.2.1 Получение количественных показателей ЦИМ из БД «CADLib Модель и Архив»

Для получения доступа к БД ЦИМ «CADLib Модель и архив», необходимо установить и запустить SSMS <19> и сформировать соответствующий запрос к БД тестового проекта. На рисунке Б.2.1.1 приведен фрагмент схемы логической модели БД, на котором отображены таблицы ObjectShadow, Parameters_STR, и ParamDefs, используемые при формировании запросов.

<19> Для тестовой ЦИМ была развернута СУБД «MS SQL Server» и соответствующая ей система управления «Microsoft SQL Server Management Studio» (SSMS).

Рисунок Б.2.1.1 — Фрагмент схемы логической модели БД

В таблице ObjectShadow находится системная информация об элементах модели (уникальный идентификатор, наименование, статус и проч.), первичный ключ idObject таблицы ObjectShadow используется для связи с таблицей Parameters_STR, в которой хранятся все строковые значения атрибутов элементов модели. Связывание значений атрибутов с их наименования (таблица ParamDefs) реализуется через ключ idParaDef.

На рисунках Б.2.2 - 4 показаны запросы к БД (согласно перечню задач из таблицы Б.2.1) и соответствующие им результаты.

с их группировкой по типам (552 и 3 сваи)

Рисунок Б.2.3 — SQL-запрос на получение количества металлических дверей (144 двери)

На рисунке Б.2.4 показан пример запроса к БД, для выполнения которого смоделирована ситуация отсутствия необходимых атрибутов (отдельная категория для кирпичных стен, параметр объем и признак нахождения стен внутри здания), заданных в явной форме. Для решения этой задачи дополнительно были использованы значения атрибутов «КСИ Код продукта многоуровневый» (маска запроса '%XNKP0002') «КСИ Наименование типа класса» (маска запроса 'XNKT0002') и набор системных параметров 'BBOX_Height', 'BBOX_Length', 'BBOX_Width'.

Таким образом, все сформированные запросы к БД оперируют исключительно кодами КСИ, без каких-либо привязок к форматам представления ЦИМ <20> и соответствующим им характерным атрибутам (внутренним классам).

<20> Изначальный формат разработки .rvt и последующий .ifc (по результатам экспорта из Autodesk Navisworks).

<21> Символ процента % обозначает произвольное количество символов, предшествующих выражению после знака процента (XNKC0001).

Данная особенность применения системы кодовых обозначений КСИ позволяет обойти существующие ограничения в виде требований к форматам представления ЦИМ и внутренним классам этих форматов, в которых должны быть представлены те или иные элементы модели.

Для получения необходимых количественных показателей ЦИМ (согласно таблице Б.2.1) в «CADLib Модель и Архив» необходимо воспользоваться инструментом «Редактор отчетов». На рисунках Б.2.2.1 - 7 показаны настройки редактора отчетов для задачи получения количества свай с последующей их группировкой по типам.

в «CADLib Модель и Архив»

в инструменте «Редактор отчетов»

Рисунок Б.2.2.3 — Формирование наборов данных

Рисунок Б.2.2.4 — Выбор источника данных для отчета

Рисунок Б.2.2.5 — Формирование строки выражения для отбора данных, используя инструмент «Мастер функций»

Рисунок Б.2.2.6 — Настройка параметров для таблицы экспорта

количественной выборки (п. 1 таблицы Б.2.1)

Для получения количественных показателей ЦИМ (согласно таблице Б.2.1) в Autodesk Navisworks необходимо воспользоваться инструментом «Quantity TakeOff». На рисунках Б.2.3.1 - 7 показаны настройки для получения количества свай с последующей их группировкой по типам.

в окне «Поиск элементов»

Рисунок Б.2.3.3 — Выбор каталога для WBS <22>

<22> WBS (Work Breakdown Structure) — структура распределения (разбивки) работ. Выбор конкретного вида WBS для данного примера не принципиален.

группу в составе раздела «Special Foundations»

для элементов выборки

Рисунок Б.2.3.6 — Экспорт количественных показателей выборки

Рисунок Б.2.3.7 — Содержимое отчета с результатами

Формирование настраиваемых структур представления данных ЦИМ позволяет группировать элементы модели согласно признакам отбора (принадлежность к одному классу/системе, одинаковый материал, нахождение в общем пространстве и прочие). Применение структур представления ЦИМ значительно повышает эффективность работы с элементами модели и позволяет использовать сформированные в процессе структурирования поисковые запросы для решения таких прикладных задач, как: получение объемов работ, проверки ЦИМ и прочее.

В пп. Б.3.1 - 3.2 показаны примеры системной декомпозиции тестовой ЦИМ, согласно выделенным в приложении А системам КСИ.

Для создания пользовательской структуры представления ЦИМ, основанной на системах, выделенных по результатам системной декомпозиции модели (см. п. 4.2.1), в «CADLib Модель и Архив» применяется комбинация инструментов «Создать выборку» и «Создать классификатор». Процесс создания пользовательской структуры ЦИМ для функциональной системы «Фундамент» (-A01) отображен на рисунках Б.3.1.1 - 7.

Рисунок Б.3.1.2 — Настройка условий фильтрации пользовательской выборки для системы «Конструкции комбинированных фундаментов» <23> -A01.AB01

<23> Символ процента (%) в поле «Значение» не стоит путать с обозначением аспекта типа по КСИ. В данном случае он является спецсимволом и обозначает любое количество произвольных знаков после префикса '-A01.AB01'. В данном примере поисковое выражение '-A01.AB01%' может быть сокращено до '%.AB01%', более подробная информация о регулярных выражениях представлена в [3].

пользовательской выборки для системы «Конструкции пола» -A01.BF01

Рисунок Б.3.1.4 — Настройка условий фильтрации пользовательской выборки для системы «Искусственное основание» -A01.AB01.BA01

Рисунок Б.3.1.5 — Настройка условий фильтрации пользовательской выборки для системы

Рисунок Б.3.1.6 — Настройка условий фильтрации

«Плитные фундаменты» -A01.AB01.BB02

В Autodesk Navisworks механизм формирования структуры ЦИМ, так же как и в «CADLib Модель и Архив» основан на формировании пользовательских запросов (поисковые наборы).

Процесс создания пользовательской структуры ЦИМ для функциональной системы «Фундамент» (-A01) отображен на рисунках Б.3.2.1 - 7.

Рисунок Б.3.2.1 — Создание поискового набора

Рисунок Б.3.2.2 — Создание поискового набора

Рисунок Б.3.2.3 — Создание поискового набора

«Искусственное основание» -A01.AB01.BA01

Рисунок Б.3.2.4 — Создание поискового набора для функциональной системы «Конструкции пола» -A01.BF01

для функциональной системы

Рисунок Б.3.2.6 — Создание поискового набора

«Плитные фундаменты» -A01.AB01.BB02

Рисунок Б.3.2.7 — Фрагмент структуры ЦИМ в Autodesk Navisworks для функциональной системы «Фундамент» (-A01)

Реализация задач по проверке ЦИМ на предмет соответствия нормативным требованиям также базируется на механизме формирования пользовательских запросов с целью сопоставления значений параметров проверяемых элементов ЦИМ с нормируемыми значениями, согласно нормативной документации. Исключение составляет категория проверок, в той или иной степени задействующая геометрическое ядро применяемого ПО (проверка пересечений, «вложенности» и «смежности» для геометрического представления объектов модели и проч.) <24>.

<24> Простейшие геометрические задачи (проверка нахождения точки внутри объема, получение координат геометрического центра объекта) могут быть решены на уровне запросов к БД (п. Б.2.1), например, за счет применения хранимых процедур, в качестве исходных данных использующих данные о геометрическом представлении объектов модели (координаты вершин геометрической модели, координаты центра и прочее).

Для осуществления подобных проверок, помимо имеющихся значений атрибутивной информации, при помощи методов геометрического решателя <25> ПО вычисляются дополнительные параметры объектов, участвующие в реализации сценариев нормативных проверок, например: расстояние между поверхностями объектов, нахождение точек/линий пересечений и прочее.

<25> Geometric Constraint Solver — геометрический решатель САПР, более подробная информация представлена в [6].

Перечень нормативных проверок (см. таблицу 4.2.2.2), реализованных для тестовой ЦИМ с применением КСИ, приведен в таблице Б.4.1.

Таблица Б.4.1

Перечень нормативных проверок тестовой ЦИМ

Для осуществления проверок ЦИМ в «CADLib Модель и Архив» применяется соответствующий инструмент «Проверка коллизий». Настройки для профиля проверки на нормируемые расстояния между сваями отображены на рис. Б.4.1.1 - 7.

Рисунок Б.4.1.1 — Инструмент «Проверка коллизий»

Рисунок Б.4.1.2 — Создание профиля проверки коллизий

Рисунок Б.4.1.3 — Настройка фильтра для объектов проверки

Рисунок Б.4.1.4 — Формирование групп объектов для проверки

Рисунок Б.4.1.5 — Настройка условий проверки

Рисунок Б.4.1.6 — Протокол проверки коллизий

Рисунок Б.4.1.7 — Визуализация найденных коллизий

Согласно протоколу проверки, в анализе участвовало 554 объекта (найденных по коду класса 'ULD'), для которых было проверено 15380 пар объектов. По итогам анализа найдено 17 пар свай <26>, расстояние между которыми меньше нормируемого (0.6 м).

<26> Для демонстрации возможных результатов проверки по выявлению коллизий, в тестовую модель (в формате разработки) специально были внесены изменения в части увеличения количества свай и изменения их местоположения (сокращения межосевых расстояний). В исходной модели при проверке на данное нормативное требование коллизий не выявлено.

Для настройки параметров модуля «Проверка коллизий», аналогично п. Б.2.1, использовались атрибуты и коды классов из КСИ. Ни один из атрибутов, характерных для форматов представления ЦИМ (RVT, IFC) в реализации проверки не использовался.

Настройки для проверки ЦИМ на нормируемые высоты эвакуационных выходов в «CADLib Модель и Архив» отображены рис. Б.4.2.1 - 6.

Рисунок Б.4.2.1 — Атрибуты элемента «Дверь», согласно КСИ

Рисунок Б.4.2.2 — Создание профиля проверки коллизий

Рисунок Б.4.2.3 — Настройка фильтра для объектов проверки

Рисунок Б.4.2.4 — Формирование групп объектов для проверки

Рисунок Б.4.2.5 — Настройка условий проверки

Рисунок Б.4.2.6 — Протокол проверки коллизий

Согласно протоколу проверки, в анализе участвовало 120 объектов (найденных по коду класса 'QQC' и коду типа класса '%QQC06') По итогам анализа коллизий не выявлено.

Реализация проверки плит перекрытий аналогична ранее приведенным примерам проверок, отличие заключается в необходимости проверки значений сразу для двух атрибутов (класса бетона и толщина плиты).

Настройки для проверки ЦИМ на нормируемые высоты эвакуационных выходов в «CADLib Модель и Архив» отображены рис. Б.4.3.1 - 5.

Рисунок Б.4.3.1 — Создание профиля проверки коллизий

Рисунок Б.4.3.2 — Настройка фильтра для объектов проверки

Рисунок Б.4.3.3 — Формирование групп объектов для проверки

Рисунок Б.4.3.5 — Протокол проверки коллизий

Согласно протоколу проверки, в анализе участвовало 78 объектов (найденных по коду класса 'ULK' и коду типа класса '%ULK02'). По итогам анализа коллизий не выявлено.

Примеры проверок из пп. Б.4.1 - 3 наглядно демонстрирует возможность реализации «унифицированного способа извлечения данных из ИМ для решения прикладных задач информационного моделирования в строительстве, в том числе задачи соотнесения значений извлеченных параметров ИМ с нормируемыми показателями требований из существующей базы НТД, формализованных с применением кодовых обозначений системы кодирования КСИ», см. [1].

Приложение В

Рисунок В.1 — Элементы для систем:

Конструкции комбинированных фундаментов (-A01.AB01/%%AB50)

Рисунок В.2 — Элементы для систем:

Рециркуляционная система снабжения теплом (=H01.HD01/%%HD10);

Монолитные перекрытия (-C01.AC01.BC01/%%BC20);

Система наружных стен (-B01/%%B10).

Рисунок В.3 — Элементы для систем:

Внутридомовая система электроснабжения (=K01.HG01/%HG01);

Система хозяйственно-бытовой канализации (=G01.JD01/%%JD10);

Система сантехнического оборудования (=S01.RC02/%RC02);

Система ГВС (=F01.HB01.JB02/%JB02);

Система бытовой техники (=S01.RB02/%RB02).

Приложение Ж

ШАБЛОН СИСТЕМНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОКС

Таблица А.1

непроизводственного назначения

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ