Статьи → СиСофт Девелопмент → Русский квест, или Как с помощью российского софта создать цифровую информационную модель

В 2025 году Институт Генплана Москвы занял I место на конкурсе «ТИМ-ЛИДЕРЫ 2024/25» в номинации «Применение отечественного ПО в области информационного моделирования при проектировании объектов различного назначения». Сегодня Институт делится опытом внедрения технологии информационного моделирования и перехода на российский софт.

Институт Генплана Москвы образован в 1951 году и почти 75 лет занимается генеральным планированием территорий. Внес значительный вклад в развитие Москвы, Московской области, других городов и регионов Российской Федерации. В состав Института входят научно-проектные подразделения и отраслевые секции методологии градостроительного планирования и проектирования, инженерно-транспортной инфраструктуры, социально-экономическая, экологическая, историческая, архитектурно-планировочная секции, Центр информационных технологий.

В 2017 году Институт начал внедрение технологии информационного моделирования (ТИМ). Задачу перехода на ТИМ поставил перед Институтом Комитет по архитектуре и градостроительству города Москвы (Москомархитектура). Для решения этой задачи в Институте Генплана Москвы был открыт сектор по информационному моделированию градостроительных объектов, куда пригласили четырех специалистов, имеющих опыт работы в ТИМ. В 2018 году в секторе работали уже семь человек, а в 2019-м он получил статус отдела и был назван Центром компетенций по информационному моделированию градостроительных объектов.

Сотрудники Центра компетенций разработали стратегию перехода Института на ТИМ, провели научно-исследовательскую работу, написали регламент, определяющий организацию взаимодействия участников разработки проекта планировки территории линейных объектов, сформировали учебные программы, организовали переподготовку более 200 специалистов Института для работы в ТИМ, возглавили и выполнили ряд пилотных проектов. На тот момент в качестве базового был выбран пакет ТИМ-ориентированного ПО от компании Autodesk, который использовался в Институте до 2022 года, пока не был осуществлен переход на российское ПО.

Самой сложной при внедрении ТИМ в работу Института была задача координации различных подразделений. Каждая задействованная в ТИМ-проекте мастерская, будь то проектировщики дорог, экологи, проектировщики инженерных сетей, архитекторы, специалисты по благоустройству, являлась отдельным подразделением, и в силу ее специфики совместная работа была затруднена. Требовалось разработать такое решение, которое объединило бы всех в единую команду и научило совместной работе по созданию ТИМ-модели в среде общих данных (СОД). Это решение легло в основу технологической цепочки, разработанной сотрудниками Центра компетенций.

Технологическая цепочка имеет ряд особенностей:

• она не привязана к конкретному программному продукту, что позволило в дельнейшем выполнить плавный переход на российское ПО;
• она разбивает процесс создания ТИМ-модели на этапы, каждый из которых четко следует один за другим;
• внутри этапы поделены на разделы, что позволяет участникам процесса работать параллельно друг с другом;
• для каждого раздела сформулированы требования к составу данных, выбраны форматы файлов для удобного взаимодействия группы, определены уровни детализации для элементов модели, описаны атрибуты;
• за каждым разделом закреплены участники процесса — из числа сотрудников мастерских Института;
• за каждым участником закреплена роль в процессе создания ТИМ-модели и определена его зона ответственности;
• технологическая цепочка объединяет всех участников процесса создания ТИМ-модели для работы в среде общих данных;
• ТИМ-модели, созданные в разделах, объединяются в сводную ТИМ-модель и проходят проверку на коллизии поэтапно, что повышает точность проекта;
• чтобы стать участником процесса создания ТИМ-модели, получить допуск к СОД Института и библиотеке ТИМ-элементов, необходимо пройти обучение в Центре компетенций и получить сертификат «ТИМ-автор».

На рис. 1 представлена технологическая цепочка с описанием ее этапов, разделов, составом участников процесса создания ТИМ-модели с указанием их роли и зоны ответственности.

За период с 2017 по 2022 год в Институте было создано 60 различных ТИМ-моделей с использованием зарубежного ПО. Среди них 32 ТИМ-модели объектов реновации общей площадью более 5000 га; 24 ТИМ-модели линейных объектов, что составило более 200 км улично-дорожной сети с многоуровневыми развязками, мостами и туннелями; 4 ТИМ-модели линий метрополитена, включая новую Бирюлёвскую ветку, которая пройдет через южные районы столицы и соединит их с центром города. Ее протяженность 23 км, она состоит из 10 станций и начинается от станции «ЗИЛ». На рис. 2−4 представлены созданные в Институте ТИМ-модели по реновации, метрополитену и улично-дорожной сети соответственно.

Рис. 2. Объекты реновации различных районов Москвы

Рис. 3. Объекты метрополитена новой Бирюлёвской ветки: станция «Липецкая» (слева) с туннелем и станция «ЗИЛ» (справа), наземные павильоны

Рис. 4. Объекты улично-дорожной сети, многоуровневые развязки, мосты и вариант благоустройства территории

Применение технологии информационного моделирования в практике городского планирования позволяет:

• визуализировать проект в целом, выявлять потенциальные проблемы на ранних стадиях и оптимизировать процесс проектирования;
• провести демонстрацию стадий разработки проекта планировки территории линейного объекта (ППТЛО): существующее положение и проектное предложение;
• провести проверку на коллизии и устранить их;
• интегрировать данные о градостроительных ограничениях и обременениях в информационную модель;
• разработать оптимальные варианты трассировки автомобильных дорог в стесненных условиях городской застройки с учетом требований безопасности и минимальным воздействием на существующую застройку и окружающую среду;
• провести вариантную проработку основных элементов проекта планировки для принятия обоснованных проектных предложений.

Переход на российское ПО

В 2022 году руководство Института Генплана Москвы поставило перед Центром компетенций задачу перейти на российский софт. При решении этой задачи возникла проблема: на тот момент на российском рынке отсутствовал единый производитель ТИМ-ориентированного программного обеспечения (ПО), с помощью которого можно было бы создать ТИМ-модель стадии ППТЛО.

Для выбора ПО были сформированы критерии:

• максимально сохранить все наработки предыдущих пяти лет, а именно технологическую цепочку, внутренние регламенты и бизнес-процессы;
• выбирать «дружественное» друг к другу ПО, чтобы избежать потери информации при переходе из одного программного продукта в другой;
• иметь возможность напрямую общаться с производителем ПО, чтобы вносить свои пожелания по доработке.

Специалисты Центра компетенций разработали стратегию выбора российского ПО, которая состояла из трех шагов:

1. Шаг 1. Просмотр официального ПО, рекомендованного к импортозамещению, и его анализ (было изучено 49 программных продуктов от 19 производителей, в итоге выбрано 15 программ от 6 производителей).
2. Шаг 2. Тестирование выбранных программных продуктов на демоверсиях, полученных от компаний-производителей.
3. Шаг 3. Оценка выполненных на шаге 2 работ по созданию ТИМ-модели экспертной группой для окончательного решения (в итоге были выбраны пять программных продуктов от двух компаний и программа nanoCAD как платформа для проектирования).

Шаг 3 оказался самым сложным. Параметры, по которым проводилась экспертная оценка, были как временными (процесс проектирования не должен был занимать больше времени, чем раньше), так и относящимися в самой модели. Выбранное ПО должно было удовлетворять следующим требованиям:

1. создавать ТИМ-модель стадии ППТ/ППТЛО согласно разработанной и внедренной в Институте технологической цепочке, а именно:
   • обрабатывать геоданные от ГБУ «Мосгоргеотрест» и создавать 3D-поверхность;
   • создавать модель существующего положения участка территории для разных разделов;
   • создавать ТИМ-модель инженерных коммуникаций;
   • проводить вариантную проработку для выбора оптимального решения;
   • создавать модель проектного решения для разных разделов;
   • выполнять сборку сводной ТИМ-модели;
   • осуществлять проверку модели на коллизии и устранять их;
2. все элементы модели должны быть наполнены семантикой, не должно происходить потери информации при переходе из одного программного продукта в другой;
3. поддерживать работу в среде общих данных для всех участников процесса создания ТИМ-модели.

Выбор ПО был похож на квест — задание, где участники должны достичь определенной цели, преодолевая трудности и разгадывая головоломки в рамках определенного задания и времени.

Разными группами экспертов с использованием различного ПО создавались элементы ТИМ-модели, записывалось время на их создание. Созданные элементы объединялись в разделы другой группой экспертов и переносились в другое ПО для проверки полноты информации. При этом могла исчезнуть семантика или менялись характеристики элемента, исчезали рабочие слои. Все результаты записывались в «матрицу выбора» согласно установленным критериям, каждым экспертом отдельно. Данные «матриц выбора» компилировались в «объединенную матрицу» руководителем Центра компетенций. Программный продукт, который в итоге набирал больше всего плюсов в «объединенной матрице», становился победителем. Так были выбраны, как уже сказано, пять программных продуктов от двух компаний-производителей и программа nanoCAD как платформа для проектирования. На рис. 5 представлен перечень выбранного ПО с указанием компании-производителя и делением на роли.

Все три шага были успешно выполнены в 2022 году, а в январе 2023-го Институт закупил и установил российское ПО. Стало возможным выполнить пилотные проекты и проверить сделанный выбор.

В качестве пилотных проектов были выбраны два объекта: проект планировки территории электродепо «Бирюлёво» и проект планировки территории линейного объекта участка улично-дорожной сети — соединение Костромской улицы и Юрловского проезда.

На основе выполненных «пилотников» были разработаны программы обучения и составлены учебно-методические пособия для подготовки специалистов Института к переходу на российское ПО. К концу 2023 года 35 специалистов Института прошли обучение на российском ПО и получили сертификаты «ТИМ-автор».

Сейчас в рабочем портфеле Института 15 объектов, по которым с помощью российского ПО создаются ТИМ-модели стадии ППТЛО, и этот портфель постоянно пополняется.

Одна из таких работ — проект планировки территории линейного объекта «Транспортная развязка на пересечении Звенигородского шоссе с Третьим транспортным кольцом», который был выполнен в начале 2025 года и представлен на конкурс «ТИМ-ЛИДЕРЫ 2024/25» в номинации «Применение отечественного ПО в области информационного моделирования при проектировании объектов различного назначения». По итогам конкурса этот проект занял I место. Победителям конкурса были вручены призы и дипломы (рис. 6).

Рис. 6. Диплом и приз за I место в конкурсе «ТИМ-ЛИДЕРЫ 2024/25»

Объект, представленный на конкурс, находится в Центральном административном округе Москвы; проектируемая территория расположена от Звенигородского шоссе до Третьего транспортного кольца, с примыканием Стрельбищенского переулка и улицы Подвойского.

Перейдем к описанию ТИМ-модели стадии проекта планировки территории линейного объекта, которая традиционно состоит из двух главных разделов: существующего положения и проектного предложения.

Раздел существующего положения отражает ситуацию на момент подготовки проекта планировки территории и помогает принять обоснованное проектное решение. Он включает цифровую модель рельефа, улично-дорожную сеть с остановочными пунктами и организацией дорожного движения, линии градостроительного регулирования, инженерные коммуникации, застройку территории, данные о земельных участках (их режимах, статусах и правообладателях), охранные, природоохранные и санитарно-защитные зоны.

Раздел проектного предложения включает ТИМ-модель автомобильной дороги (в том числе эстакаду); проектный рельеф; проектные линии градостроительного регулирования; элементы транспортной организации (наземные и подземные пешеходные переходы, остановки наземного городского транспорта, светофоры, ограждения); проектные, сохраняемые и сносимые здания; проектируемые, сохраняемые и ликвидируемые инженерные коммуникации; участки земель, подлежащие изменению статуса (например, изымаемые в установленном законом порядке); зоны историко-культурного наследия и природоохранные зоны; границы и мероприятия по благоустройству территории; мероприятия по охране окружающей среды.

Первый шаг при создании ТИМ-модели — это обработка исходных данных, получаемых Институтом Генплана Москвы от ГБУ «Мосгоргеотрест». На основе этих данных создаются цифровая модель рельефа (ЦМР) и модель существующего положения наружных инженерных сетей.

Модель существующих наружных инженерных сетей разрабатывается в программе Model Studio CS Трубопроводы с помощью встроенного инструмента по данным из XML-файла. ЦМР и существующие инженерные сети демонстрируются на рис. 7.

Рис. 7. Цифровая модель рельефа и модель существующих сетей

Следующий шаг — получение информации из ГИС. Это существующая застройка, зоны, участки и другие ограничения, которые формируются в программе Model Studio CS Генплан по данным, полученным из SHP-файлов. В этой же программе выполняются дополнительная обработка, параметризация объектов и публикация в базу данных проекта.

На рис. 8 показаны участки, планируемые к изъятию в установленном законом порядке.

В программе Model Studio CS Строительные решения создаются модели таких сооружений, как опоры мостов, эстакады, внеуличные и подземные пешеходные переходы, а также другие элементы модели. Такие элементы показаны на рис. 9.

Рис. 9. Подземные и наземные пешеходные переходы, опоры эстакады

Модель дороги разрабатывалась средствами программы IndorCAD/Road. В ней выполняется проектирование автомобильной дороги, создаются поперечные и продольные профили трассы, вертикальная планировка, строится коридор автомобильной дороги с учетом имеющихся ограничений и обустройство дороги. Вертикальная планировка автодороги показана на рис. 10.

Рис. 10. Вертикальная планировка

Сводная ТИМ-модель собирается в программе CADLib Модель и Архив, там же проводится проверка на коллизии с применением стандартного модуля по настроенным профилям проверок. На рис. 11 представлен общий вид ТИМ-модели с разворотной петлей.

Рис. 11. Общий вид ТИМ-модели. Существующее положение (слева) и проектное предложение (справа) — разворотная петля

Характеристики созданной ТИМ-модели:

• площадь в границах планировки — 8,38 га;
• 3D-объекты — 62 755 шт.;
• общая длина проектируемых трасс — 2043,32 м;
• общая длина сохраняемых трасс — 2980,95 м;
• общая длина модели дороги — 5024,27 м.

Значимость объекта определяется необходимостью проведения реконструкции транспортного узла на пересечении ТТК и Звенигородского шоссе в связи с дальнейшим развитием рассматриваемой территории. В районе этой территории расположены комплекс деловой застройки ММДЦ «Москва-Сити», планируемый к развитию за счет достройки собственных участков и размещения деловой застройки на соседних участках; Экспоцентр на Краснопресненской набережной и Центр международной торговли (ЦМТ). Перечисленные объекты являются крупным источником поездок в часы пик, что влияет на загрузку окружающей улично-дорожной сети и сети внеуличного пассажирского транспорта.