Можно ли смоделировать облик города будущего, органически вписать исторические здания в футуристическую панораму мегаполиса? Оказывается, это вполне осуществимо, если приложить мозги и высокие цифровые технологии.
Южноуральские программисты нашли выход, применив метод совмещения кадров фотосъемки с беспилотника для выстраивания цифровой 3D-модели города, прогнозирования его гармоничной застройки. Об этом они рассказали на прошедшем в Челябинске форуме-выставке «Умный город». Что может дать «виртуальный взгляд» с высоты для слияния воедино прошлого, настоящего и будущего, создания уникального архитектурного ансамбля города? Это и стало главной темой разговора с одним из авторов разработки, Александром Газизулиным.
«Взгляд» с высоты
— Сейчас готовится новый генплан Челябинска, к которому у экспертов немало вопросов. Поможет ли эта IT-технология найти нужный «архитектурный баланс»?
— Думаю, это вполне реально. Программа может автоматически «накладывать» будущие здания, дороги, скверы и виадуки на полученную с помощью дронов карту существующей застройки. Таким образом, вырисовывается реальная картина вносимых перемен. Если что-то не стыкуется, в нее можно внести коррективы. При этом мы используем фотограмметрическую систему высокоточных измерений координат, которая позволяет создавать виртуальные 3D-модели имеющихся зданий. Снимки как бы сшиваются в единое целое.
— Для этого градостроители уже применяют геоинформационные (ГИС) технологии, когда используется спутниковая съемка…
— У нас своя, более точная, система, разработанная американской компанией Bentley Systems, которая в самые сжатые сроки позволяет моделировать будущую застройку. Эту платформу недавно обкатали наши столичные коллеги из «Мосгеотреста» и дирекции информационных технологий правительства Москвы. Она очень помогла с корректировкой генплана столицы, при продвижении программы реноваций, для встраивания новых зданий в архитектурную рапсодию исторических кварталов. Думаю, для нее можно найти применение и на Южном Урале.
Цифровой «реставратор»
— Можно ли эту систему применить для возвращения утраченного облика памятникам архитектуры?
— Для этого мы модифицировали универсальную платформу, научили ее воссоздавать первоначальный вид объектов культурного наследия. По сохранившимся фотографиям, рисункам и чертежам создается трехмерная модель, которая сравнивается с облаком точек, полученным в ходе съемки объекта культурного наследия. Трехмерная реконструкция поможет воспроизвести их размеры и положение, воссоздать оригинальный замысел архитектора.
К примеру, в Санкт-Петербурге сейчас, используя технологии информационного моделирования, реставрируют памятник истории и архитектуры — дом Хлопина. По оставшимся чертежам и облаку точек восстанавливается исторический облик здания.
Нас пригласили помочь и с восстановлением первоначального «дизайн-кода» памятников культурного наследия Екатеринбурга. Надеемся, что сможем поучаствовать и в реставрации исторических зданий Челябинска. IT-технологии 3D-моделирования помогут воспроизвести их в мельчайших деталях.
— А что они могут дать для реконструкции производственных, инфраструктурных зданий?
— Мы уже участвовали в восстановлении стратегически важных технологических объектов, проектная документация которых утеряна, осталась лишь отрывочная информация. Умная программа восполняет пробелы, ускоряет проектирование, может служить и виртуальным контролером качества работ.
Строительный BIM
— Можно ли виртуальную фотомодель совместить с внедряемыми в строительстве технологиями информационного моделирования (BIM)?
— Почему нет? Эта фотограмметрическая система хорошо встраивается в BIM-технологии, может стать их важным дополнением. Так можно смоделировать всю трехмерную пространственную среду: хватит ли зданию света, какой будет вид из окна. Мы уже используем этот механизм, подстраивая его под конкретный проект, — просчитываем расход средств, материалов, получая весомую экономию.
А сейчас работаем над другой, универсальной, системой, которую можно настроить и для нужд проектировщиков, заказчика и генподрядчика проекта. Причем она отслеживает весь сквозной цикл строительства от проектирования до сдачи дома. К примеру, мы разработали так называемую среду общих данных для информационной модели московской строительной компании «Лидер».
Компьютерное трехмерное моделирование планируем применить и для BIM-проектирования одной из экосоставляющих инфраструктурного комплекса аэропорта Пулково в Санкт-Петербурге — очистных сооружений. У воздушной гавани Северной столицы возведут новый терминал, все сети и очистные которого на 3D-модели будут как на ладони. Программа просчитает выигрыш для экологии при росте пассажиропотока. Эта технология может стать незаменимой и для проектирования инфраструктуры челябинского аэропорта, железнодорожного вокзала, конгрессно-выставочных центров и гостиниц, возводимых к саммитам ШОС и БРИКС.
— Может ли ваша интеллектуальная система помочь экологии?
— Челябинская компания уже делает по ней уникальный проект — параметрическую модель очистных сооружений. В нее закладывают нужные параметры, и адаптированная нами умная программа сама строит трехмерную модель необходимого оборудования. Причем время на это сократилось в десятки раз!
Большие возможности открывает компьютерное моделирование и в сфере раздельного сбора, утилизации мусора. Почему бы, например, не оценить с помощью беспилотника объем рекультивации челябинской свалки? Виртуальная экомодель, на мой взгляд, помогла бы минимизировать расходы на обезвреживание мусорных гор. IT-технологии моделирования могут применяться в машиностроении, энергетике, авиакосмической, горнорудной и оборонной отраслях, АПК.
— Возможно ли оцифровать дорожное хозяйство, транспорт?
— Недавно гендиректор СРО «Союз строительных компаний Урала и Сибири» Юрий Десятков высказал предложение оцифровать еще и дороги! Именно так: в свое время компания «Южуралмост» планировала создать цифровую модель качества дорожного полотна, а теперь эту идею продвигают в региональном миндортрансе. Кроме того, создается транспортная схема Челябинской агломерации, в которую, кроме областного центра, вошли Копейск и Сосновский район. Наша универсальная цифровая модель, думаю, упростила бы эту работу.
Сейчас мы запускаем совершенно новый для себя проект — «Интернет вещей». Наш партнер, резидент «Сколково» московская фирма Winnum, разработала универсальную платформу для применения информационного моделирования для самых разных сфер жизни человека. Высокие технологии, к примеру, могут найти массу применений в ЖКХ: это датчики и цифровые модели расхода тепла, воды, электроэнергии. Искусственный интеллект когда-нибудь придет и в наши дома, сделает их «умными», а роботы заменят водителей, по улицам будут ездить беспилотные такси. Эти чудеса науки уже на пороге, и виртуальная модель города будущего позволит спрогнозировать их приход.
