2918

На правах рукописи

Столяров Антон Русланович

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ЭКСПЕРТИЗЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство, архитектура)

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Нижний Новгород - 2004

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА В НИЖЕГОРОДСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ АРХИТЕКТУРНО - СТРОИТЕЛЬНОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Ротков Сергей Игоревич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Павлов Александр Сергеевич, кандидат технических наук Балынии Станислав Юрьевич

Ведущая организация

Пензенская государственная архитектурно-строительная академия

Защита диссертации состоится «05» октября 2004 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.162.04 при Нижегородском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 603950, г. Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65, корпус 5, аудитория 202.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Нижегородского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «30 » августа 2004 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Строительная индустрия представляет собой

одну из важнейших отраслей экономики России, где за последние годы произошли существенные структурные изменения, связанные, прежде всего, с формированием экономики переходного периода. Значительно изменились технология и организация производства работ, возросло применение современных материалов и оборудования. Увеличилась этажность зданий, расширилось многообразие их архитектурных решений, повысилась насыщенность технологическим оборудованием. В то же время повышение требований к экономии и экологии материалов, использование в проектировании зарубежных программных продуктов, не следующих российским нормам и правилам, а также увеличение скорости строительства нередко приводит к снижению качества строительных работ. Показателем данных негативных процессов являются участившиеся в последнее время аварийные ситуации на строительных объектах. Одна из наиболее тяжких - обрушение купола аквапарка московского спортивно-развлекательного комплекса «Трансвааль-Парк». Все эти факторы возводят процесс оценки безопасности объектов строительства в особо сложный вид инженерноаналитической работы, выполнить которую могут только специализированные организации путем проведения технической экспертизы зданий и сооружений. Выполнение данного вида работ связано с накоплением, обработкой, анализом и объективированием огромного объема информации разнообразного назначения, справиться с чем на современном этапе в рамках традиционных методов проведения экспертных работ квалифицированно и быстро невозможно.

В то же время известно, что научно-методологической основой процесса обеспечения высокого качества любой продукции, в том числе зданий и сооружений, является cовременная теория управления процессами и информационными потоками на всех стадиях жизненного цикла изделия

(ЖЦИ). Согласно этой теории системотехническим средством повышения качества и конкурентоспособности наукоемкой продукции являются CALSтехнологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support - непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла), успешно

используемые последние два десятилетия в мировой практике авиационной,

судостроительной, автомобилестроительной и других отраслях

промышленности. Путем рассмотрения строительных объектов как изделий, обладающих своим собственным жизненным циклом (ЖЦСО - жизненный цикл строительного объекта), опыт, накопленный в области CALS-технологий, может быть с успехом использован в строительной индустрии, в том числе и для проведения экспертного освидетельствования зданий и сооружений.

Многообразие процессов ЖЦСО, протекающих на всех стадиях, от маркетинговых исследований до утилизации здания (рис. 1), и необходимость

их интенсификации требуют активного взаимодействия различных строительных организаций, вследствие чего фактически и формируется территориально распределенное виртуальное предприятие (ВП). С ростом числа участников ВП растет объем используемой и передаваемой информации, образующей единое информационное поле (ЕИП).

Эффективность деятельности ВП напрямую зависит от развития

интегрированных информационных систем (ИИС), обслуживающих ЕИП, на каждом предприятии и от способа передачи технической документации между участниками проекта. В основе ИИС лежит совместное и многократное использование данных, применение открытых архитектур, международных, национальных стандартов и апробированных программно-технических средств. Решением задач создания информационных систем в сфере эксплуатации зданий и сооружений в настоящее время занимается ряд разработчиков: А.А.

Волков, С.А. Гаврилов, А.В. Егоров, В.А. Завьялов, П.Я. Паль, В.И. Теличенко,

О.Е. Matthias и др. Однако большинство существующих и вновь

разрабатываемых систем, таких как «БТИ», «Экспертиза проектов», «Экотел»,

Рис. 1. Жизненный цикл строительного объекта

«Speedikon FM» и др., затрагивают отдельные компоненты ЖЦСО и имеют узкую специализацию. Задача создания ИИС экспертизы зданий и сооружений остается решенной далеко не полностью и по-прежнему является актуальной.

Целью диссертационной работы является разработка информационной системы экспертизы технического состояния зданий и сооружений на основании нормативных документов директивных органов по внедрению CALS-технологий в промышленность и образование РФ.

Достижение поставленной цели потребовало разработки и практического решения следующих задач:

- определения методов и области применения современных информационных технологий в процессе проведения экспертизы зданий и сооружений;

- выявления проблем, возникающих в процессе проведения экспертизы зданий, сооружений на основании анализа существующих информационных потоков;

-определения функциональных требований к процессу экспертизы строительных объектов;

- создания информационной системы (ИС) экспертизы технического состояния зданий и сооружений с использованием компонентноориентированной архитектуры на основании требований эффективного управления бизнес-процессами;

-необходимости проведения структурного анализа и проектирования функциональной модели основного бизнес-процесса с использованием CASEсредств;

-концептуального моделирования предметной области и структуры базы данных основного бизнес-процесса;

-алгоритмизации процессов создания и ведения тематической базы данных типовых решений по усилению железобетонных и каменных конструкций;

-создания справочника-классификатора и электронного архива схем усилений железобетонных и каменных конструкций с возможностями

организации в РФ государственного технического учета и технической инвентаризации объектов государственной деятельности», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 04.12.2000 года, а также фундаментальной НИР «Разработка теоретических основ алгоритмов и программ геометрии и графики для параллельных технологий проектирования» (ГР № 01970004538, Нижегородский государственный архитектурностроительный университет) и хоздоговорных работ, состоит в том, что на основе предлагаемых подходов и алгоритмов разработана и введена в опытную эксплуатацию в Нижегородском управлении Госгортехнадзора России информационная система проведения экспертизы зданий и сооружений, которая позволяет:

-автоматизировать работу эксперта в процессе проведения оценки техническогосостояниястроительногообъекта;

-оперативно, на основании применения типовых схем усиления конструкций принимать решения по устранению дефектов, возникающих в процессе эксплуатации зданий и сооружений;

-повысить качество и скорость исполнения проектно-конструкторской документациипотехническойэкспертизестроительныхобъектовпутемзамены традиционного последовательного линейного подхода комплексом синхронных, перекрывающихся во времени операций;

-проводить автоматизированный статистический анализ наиболее часто встречающихся дефектов и схем усиления конструкций с целью пополнения электронного архива новыми методами устранения разрушений.

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования были доложены на научно-технической конференции ННГАСУ «Архитектура и строительство - 2003» (Н.Новгород, 2003г.), IX нижегородской сессии молодых ученых (Дзержинск, 2004г.), Международной научнопрактическойконференции«Актуальныепроблемыстроительногоидорожного комплексов» (Йошкар-Ола, 2004г.), Второй международной (VII традиционной) научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и докторантов

7

«Строительство - формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 2004г.),

на семинарах кафедры начертательной геометрии, машинной графики и теоретических основ САПР ННГАСУ, 2001-2004гг.

На защиту выносятся:

-архитектура информационной системы управления процессом экспертизы зданий и сооружений;

-состав и классификация задач основного бизнес-процесса на основании функциональной модели;

-ER-модель базы данных для сбора исходной информации, хранения результатов экспертизы и формирования отчетов;

-алгоритм создания и использования тематических баз данных, в которых определяются значимые для конкретной задачи экспертизы элементы

иих характеристики.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано десять работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы и приложений общим объемом 166 страниц, в том числе 148 страниц основного текста, 50 рисунков, 7 таблиц. Список использованных литературных источников включает в себя 122 позиции.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении диссертационной работы обосновывается значимость и актуальность выбранной научной темы. Приводятся положения, выносимые на защиту, а также сведения о структуре и объеме диссертации.

В первой главе дается анализ существующего положения управления процессом проведения технической экспертизы зданий и сооружений и рассматривается важность использования информационных технологий при проведении экспертизы в современных условиях.

Процесс проведения технической экспертизы зданий и сооружений является особо актуальным в связи с реконструкцией, расширением и техническим перевооружением действующих предприятий. Повышение эффективности этого процесса достигается не только за счет использования новейших технических средств (измерительных приборов), но и за счет высокотехнологичной информационной логистики. Исходные данные в виде проектной, строительной и эксплуатационной документации формируются на первых этапах ЖЦСО и передаются в экспертную организацию на бумажных носителях. Многократное использование экспертом этой документации ведет к увеличению затрат и сроков проведения работы по обследованию строительных объектов.

Для успешного проведения экспертизы необходима максимальная автоматизация бизнес-процессов, обеспечивающая единое информационное пространство и актуальность информации в реальном масштабе времени.

Для снижения и минимизирования затрат на проведение экспертизы технического состояния зданий и сооружений необходимо использование информационных CALS-технологий поддержки жизненного цикла изделий, которые успешно зарекомендовали себя в различных отраслях промышленности.

В главе подробно рассматриваются основные понятия и определения информационных CALS-технологий. Рассмотрены группы стандартов, входящие в эти технологии. Приводятся основные цели использования CALSтехнологий, в том числе:

- повышение эффективности бизнес-процессов, выполняемых в течение жизненного цикла за счет информационной интеграции и сокращения затрат на бумажный документооборот, повторный ввод и обработку информации, обеспечение преемственности результатов работы в комплексных проектах и возможность изменения состава участников без потери уже достигнутых результатов;