Методология применения современных информационных систем в строительстве

Концепция использования ГИС в строительстве

Общая концепция использования ГИС в строительстве рассматривает возможности: прогнозирования макро- и мезоэкономических параметров, влияющих на принятие решения в сфере строительства, прогнозирование рынка недвижимости, разработки инвестиционного проекта и планирования инвестиций в создание (развитие) объекта недвижимости, анализа технических условий строительства объекта, анализа затрат на осуществление проекта и результатов его реализации, оценки эффективности инвестиций и финансовой реализуемости инвестиционного проекта, календарное планирования строительства объекта, организации и реализации инвестиционного процесса, организация договорных и финансовых взаимоотношений с экономическими агентами (участниками инвестиционного процесса), приёмки объекта в эксплуатацию, выполнении технической инвентаризации, регистрации имущественных прав, мониторинга инвестиционного процесса, мониторинга параметров внешнего окружения проекта (экономического, социального, экологического), анализа динамики параметров внешнего окружения и необходимости корректировки параметров инвестиционного проекта, экспертизы проекта строительства объекта.

Обязательным условием использования информационных систем является интеграция в общемировое информационное пространство на основе нормативного регулирования и стандартизации сферы цифровой экономики государственными и общественными организациями на базе кибер-физических систем.

Стандартизация решений в сфере кибер-физических систем и цифровой экономики. Стандартами в сфере кибер-физических систем и цифровой экономики занимаются три международные организации по стандартизации — ИСО (ISO), МЭК (IEC) и МСЭ (ITU), в Российской Федерации «Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии», в СНГ «Межгосударственный совет стран — участниц СНГ (МГС)».

1. Международная организация по стандартизации ISO (ИСО).

Результатом работы ИСО является разработка и издание международных стандартов, которую ведут технические комитеты и рабочие группы по видам деятельности. Существует более 10 тыс. стандартов ИСО, ежегодно принимается 500-600 стандартов. Они не имеют статуса обязательных документов. В РФ применяются более половины стандартов ИСО.

ИСО/ТК 59 «Строительство зданий» (Building construction)

Стандарты, разработанные ИСО/ТК 59, имеют горизонтальную структуру и подразделяются на предписывающие (prescriptive), функциональные (functional), стандарты на основе рабочих характеристик (performance-based). Сподтандарты устанавливают критерии для определения эксплуатационных характеристик зданий, ресурса и стойкости, методы разработки надежных конструкций зданий, доступности и организации информации на протяжении всего процесса строительства. Другие комитеты ИСО используют стандарты ИСО/ТК 59 как основные справочные документы в области строительства.

2. Международная электротехническая комиссия (МЭК).

Результатом работы МЭК является разработка международных стандартов и других документов в области электротехники, электроники, радиосвязи, приборостроения. Членами МЭК являются 40 национальных комитетов, представляющих 80 % населения Земли. Стандарты МЭК можно разделить на два вида стандартов: общетехнические и технические требования к конкретной продукции. Принято более 2 тыс. стандартов МЭК. Подготавливают международные стандарты 174 технических комитета (ТК) и подкомитета (ПК) МЭК в более чем 1 000 рабочих группах (РГ).

Кроме ИСО и МЭК в международной стандартизации участвуют международные организации: Европейская экономическая комиссия ООН (ЕЭК ООН), Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО), Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и др.

К региональным организациям по стандартизации относятся Европейский комитет по стандартам (СЕН), Межскандинавская организация по стандартизации (ИНСТА), Панамерикансий комитет стандартов (КОПАНТ) и др.

3. Международный союз электросвязи (МСЭ, англ. International Telecommunication Union, ITU) — международная организация, определяющая рекомендации в области телекоммуникаций и радио, а также регулирующая вопросы международного использования радиочастот (распределение радиочастот по назначениям и по странам). Основан как Международный телеграфный союз в 1865 г., с 1947 г. является специализированным учреждением ООН.

В МСЭ входит 193 страны и более 700 членов по секторам и ассоциациям (научно-промышленных предприятий, государственных и частных операторов связи, радиовещательных компаний, региональных и международных организаций).

Стандарты (точнее, по терминологии МСЭ — рекомендации, (англ. Recommendations) не являются обязательными, но широко поддерживаются, так как облегчают взаимодействие между сетями связи и позволяют провайдерам предоставлять услуги по всему миру.

4. Межгосударственный совет стран — участниц СНГ (МГС).

В СНГ для работы по стандартизации, метрологии и сертификации создан межгосударственный совет стран — участниц СНГ (МГС), в котором представлены все национальные организации по стандартизации этих государств. Совет ИСО признал в 1995 г. МГС региональной организацией по стандартизации в странах СНГ.

5. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии.

Технический комитет по стандартизации ТК 194 «Кибер-физические системы» (ТК 194) Решение о создании ТК 194 принято и утверждено приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (далее— Госстандарт) от 27 марта 2017 г. № 642. Утверждены структура, состав ТК 194, область деятельности, настоящее положение и назначены председатель ТК 194 и ответственный секретарь ТК 194. Деятельность комитета распространяется на стандартизацию технологий в области «Интернета вещей», «умных городов», «больших данных» и «умного производства». Официальный запуск работы комитета состоялся 18 апреля 2017 г.

В рамках работы созданного технического комитета по стандартизации кибер-физических систем планируется разработка и принятие ряда национальных стандартов: ГОСТ Р «Интернет вещей. Эталонная архитектура» (гармонизация с ИСО/МЭК 30141); ГОСТ Р «Интернет вещей. Термины и определения» (гармонизация с ИСО/МЭК 20924); ГОСТ Р «Интернет вещей. Интероперабельность систем «Интернета вещей». Часть 1. Структура» (гармонизация с

ИСО/МЭК 21823-1); ГОСТ Р «Интернет вещей. Интероперабельность систем «Интернета вещей». Часть X. Семантическая интероперабельность» (гармонизация с ИСО/МЭК 21823-Х); ГОСТ Р «Большие данные. Эталонная архитектура» (гармонизация с ИСО/МЭК 20547); ГОСТ Р «Большие данные. Термины и определения» (гармонизация с ИСО/МЭК 20546); ГОСТ Р «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 1. Структура бизнес-процессов Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145-1); ГОСТ Р «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 2. Структура управления знаниями Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145-2); ГОСТ Р «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 3. Инженерные системы Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145-3); ГОСТ Р «Умный город. Показатели ИКТ» (гармонизация с ИСО/МЭК 30146).

Технический комитет 465 «Строительство»

Технический комитет по стандартизации ТК 465 «Строительство» является объединением заинтересованных предприятий и организаций, представителей органов исполнительной власти, которое создано на добровольной основе в целях организации и проведения работ по национальной, региональной и международной стандартизации в области строительства. В настоящее время в состав ТК «Строительство» входит 191 организация, представляющие: федеральные органы исполнительной власти и органы власти и организации субъектов РФ (8 организаций); научные общественные объединения и ассоциации (18 организаций); научно-исследовательские институты (32 организации); ведущие учебные институты в области строительства (25 организаций); производственные объединения, отдельные предприятия и организации (98 организаций); органы по сертификации (10 организаций). Целью деятельности ТК 465 является реализация Федерального закона № 184-ФЗ «О техническом регулировании», № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации», смежных с ними законодательных актов, принятых технических регламентов, а также содействие повышению эффективности работ по стандартизации на национальном и международном уровнях. В настоящее время в структуре ТК 465 выделено 26 подкомитетов по направлениям, охватывающим все области деятельности строительного комплекса. 80 % разрабатываемых стандартов являются межгосударственными, что позволяет решать задачи создания единого нормативного поля стран СНГ и Евразийского экономического союза (ЕАЭС).

Все технические комитеты по стандартизации Российской Федерации имеют возможность доступа к Автоматизированной системе Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (далее —

АИС МГС) с правом на чтение. В соответствии с требованиями законодательства на предприятии должна использоваться только актуальная нормативная документация.

Оператором Фонда стандартов в России официально определено Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия», или ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». (Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) № 846 действует с 1 июля 2016 г. ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» является уполномоченной организацией по распространению документов, разрабатываемых и применяемых в национальной системе стандартизации, общероссийских классификаторов технико-экономической и социальной информации, международных стандартов, региональных стандартов и иных документов по стандартизации, составляющих Фонд стандартов, в том числе путем предоставления права распространения таких документов другим организациям на договорной основе. Сведения об организациях, имеющих право на распространение документов по стандартизации, в том числе последних актуализированных сведений, размещаются Росстандартом на официальном сайте.

Правовые основы стандартизации в Российской Федерации, в том числе в части функционирования национальной системы стандартизации, установлены Федеральным законом от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации».

В соответствии со ст. 28 Закона, информационное обеспечение национальной системы стандартизации ведется посредством Федерального информационного фонда стандартов, создания и эксплуатации федеральных информационных систем, необходимых для его функционирования, официального опубликования, издания и распространения документов национальной системы стандартизации и общероссийских классификаторов в особом порядке, установленном федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по выработке государственной политики и нормативно-правовому регулированию в сфере стандартизации (Минпромторгом России).

Тексты документов по стандартизации, полученные из источников, не упомянутых выше, не имеют статуса официальных изданий документов, разрабатываемых и применяемых в национальной системе стандартизации, и носят информационный характер.

Основные направления использования геоинформационных систем в строительстве. К основным направлениям использования геоинформационных систем в строительстве относятся их применение для управления бизнес-процессами на всех этапах жизненного цикла инвестиционного проекта: технико-экономического обоснования проекта, выбора площадки застройки, проектирования и строительства, эксплуатации и перепрофилирования, вывода объекта из эксплуатации и последующей утилизации.

В соответствии с нормативным определением, приведенным в национальном стандарте Российской Федерации ГОСТ Р 52438-2005 Геоинформаци-онная система(ГИС) — это информационная система, оперирующая пространственными данными. Информационная система предназначена для хранения, обработки, поиска, распространения, передачи и представления информации (ГОСТ 7.0-99, ст. 3.1.30). Под термином «данные» подразумевается информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами при возможном участии человека (ГОСТ 15971-90, ст. 1).

В соответствии с п. 2 ГОСТ Р 52438-2005 в наименованиях ГИС может быть отражена их специализация. Для этого рекомендуется использовать конструкцию «ГИС для...». Используя эту рекомендацию, геоинформационную систему, используемую в сфере строительства и эксплуатации объектов недвижимости, обозначим как «Геоинформационную систему для строительства и эксплуатации недвижимости» — ГИССиЭН.

Инструментарий ГИССиЭН является в настоящее время единственным универсальным инструментом, позволяющим совместить информационные потребности всех участников инвестиционного проекта на основе цифровых технологий получения и обработки информации, ранее представленной на бумажных носителях, и технологий использования принципов позиционирования объектов по географическому (координатному) и временному признакам в комплексе с современными методами передачи информации.

Базовым правовым основанием для эффективного использования ГИССиЭН на территории Российской Федерации является Приказ Министерства экономического развития Российской Федерации (Минэкономразвития России) от 24 декабря 2008 г. № 467 г. Москва «Об утверждении требований к составу, структуре, порядку ведения и использования единой электронной картографической основы федерального, регионального и муниципального назначения».

В документе указывается, что «Единая электронная картографическая основа (далее — ЕЭКО) федерального, регионального, муниципального назначения, состоящая из слоев цифровых государственных топографических карт или планов в векторном формате либо, в случае их отсутствия, растровых геокоди-рованных материалов дистанционного зондирования Земли, а также метаданных, создается в масштабах 1:2 000, 1:5 000, 1:10 000, 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000, 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000. ЕЭКО должна содержать только разрешенную к открытому опубликованию информацию и обеспечивать совместимость пространственных данных ЕЭКО различных масштабов».

Методология информационных систем

Понятие информационной системы. Информационная система — это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации.

Работа информационных систем заключается в обслуживании двух встречных потоков информации: ввода новой информации и оперативная и полная по объему выдача текущей информации по запросам.

Интеграция автоматизированных информационных систем. Развитие компьютерной технологии и вычислительной техники привело к созданию автоматизированных информационных систем (АИС), основными функциями которых были организация хранения информации и организация эффективных запросов к хранимой информации.

Дальнейшее развитие автоматизированных технологий привело к появлению баз данных (БД) и экспертных систем (ЭС), которые стали составными частями АИС. В настоящее время базы данных служат основой хранения информации во многих автоматизированных информационных системах и в первую очередь в интегрированных.

Развитие технологий искусственного интеллекта и интеллектуальной обработки данных, привело к появлению «экспертных систем» — (ЭС). Главное отличие ЭС от БД — заключается в способности принимать решения несанкционированное пользователем.

Современные автоматизированные интегрированные информационные системы (АИИС) должны обладать свойствами систем двух выше рассмотренных классов, т.е. они должны обладать возможностью обработки данных и методами ее эффективного хранения.

Элементом системы называют простейшую структурную составляющую системы, которая в рамках данной системы не структурируется. Любая современная автоматизированная интегрированная информационная система (ГИС в частности) в обязательном порядке включает совокупность подсистем, соответствующих обычным специализированным автоматизированным информационным системам (АИС) или системам обработки данных и управления (СОДУ). Типовая интегрированная информационная система включает следующие подсистемы:

  • - подсистему сбора;
  • - подсистему хранения данных (чаще всего это база данных или экспертная система);
  • - подсистему обработки данных (моделирования); подсистему представления информации;

- телекоммуникационную подсистему.

Наличие этих подсистем определяет различные аспекты интеграции данных и методов обработки. Это интеграция исходных данных, интеграция технологий сбора, интеграция данных для хранения и моделирования, интеграция технологий обработки, интеграция технологий хранения, интеграция данных для представления и передачи, интеграция технологий представления информации. Интеграцией в системе называют восстановление и (или) повышение качественного уровня взаимосвязей между элементами системы, а также процесс создания из нескольких разнородных систем единой системы, с целью исключения, до технически необходимого минимума, функциональной и структурной избыточности и повышения общей эффективности функционирования. В современных АИИС следует различать два дополняющих друг друга вида интегрирования: интеграцию технологий и интеграцию данных.

Интеграция технологий означает разработку комплекса технологий сложной на основе некой базовой технологии. Интеграция данных означает создание информационной основы с комплексным согласованием всех данных для оптимального использования. Интеграция данных означает также, что для создания информационной основы выбирают определенный класс данных, а все остальные типы или классы данных преобразуются применительно к свойствам этого класса. Таким образом, интеграция данных требует предварительной классификации данных и разработки системы классификаторов.

Структура интегрированной системы

Дадим понятия основных частей информационной интегрированной системы. Верхним уровнем понятий в интегрированной среде является «Интегрированная система». Она представляет собой независимый комплекс, в котором осуществляются все процессы обработки, обмена и представления информации. Схема системы включает в себя системные уровни, подсистемы, процессы, задачи. Более низким уровнем по отношению к «Системе» является Системный уровень. Этим термином определим часть системы, объединяющую подсистемы и процессы обработки по функциональным и технологическим признакам. Еще более мелким уровнем является Подсистема. Подсистему определим как часть системы, объединенную по функциональным методам обработки данных, включающих разные алгоритмы и методы моделирования. Подсистема может быть локальной или распределенной. Системный уровень может включать от одной до нескольких подсистем. Распределенной называют подсистему, состоящую из частей, расположенных на различных узлах сети, которые могут обслуживаться различными системами управления и допускают участие в работе нескольких пользователей из разных узлов сети. Локальная подсистема, в отли чии от распределенной, сгруппирована в одной точке сети и, как правило, обслуживается одним пользователем. В подсистему входит как более мелкая часть процесс обработки данных. Процесс определим как совокупность методов, обеспечивающих реализацию алгоритма обработки или одного метода моделирования, решающего одну или несколько задач обработки данных. Он подразделяется на: локальный, системный, распределенный. Значение терминов «локальный» и «распределенный» аналогично значению их для подсистем. Системный процесс предназначен для обслуживания системы и, как правило, он является «прозрачным» (т. е. незаметным) для пользователя. Наконец, самым мелким элементом системы является задача. С технологических позиций задача как элемент системы определяется простейшим технологическим циклом обработки типизированных данных. Системный уровень является описательным понятием, т. е. имеет технологическое назначение и логическое описание. Задача может быть связана с вычислениями или с технологическими процессами типа: ввода данных, формирования данных, визуального контроля данных и т. п. Следует подчеркнуть разницу между системным уровнем и подсистемой. Подсистема имеет всегда технологическое назначение, логическое описание и физическую реализацию. Так подсистема семантического моделирования может быть реализована как составная часть технологии сбора информации или как самостоятельная технология, например при формировании графических моделей. Физическая реализация АПИС осуществляется обычно на уровне подсистемы.

Статические и динамические модели

С позиций изменчивости можно выделить статические, динамические и квазидинамические модели.

К статическим относят модели инвариантные относительно времени. Они служат для описания процессов и явлений, независящих от времени.

Динамические модели не только допускают изменение параметров и структур во времени, но и служат для описания изменения процессов и моделей именно во времени. Построение динамических моделей (например: для задач управления), как правило, более сложно, чем построение статических. Поэтому в некоторых случаях применяют квазидинамические модели как упрощение динамических.

Квазидинамические модели — это модели, в которых временной интервал действия модели разбивается на периоды, для каждого из которых строится статическая модель. Таким образом, квазидинамические модели можно рассматривать как совокупность меняющихся и взаимосвязанных статических моделей.

Примерами динамических и статических моделей в ГИС могут служить два вида электронных карт. Электронные карты в режиме разделения времени (электронные атласы) представляют реализацию статических моделей, в то время как электронные карты в реальном масштабе времени (навигационные системы) могут служить примером динамической модели. Следует подчеркнуть, что понятие изменчивости моделей данных в информационных системах — относительно, так как вся информация носит временной характер и через какой-то период времени требует обновления (актуализации). Поэтому применение понятий статистические и динамические модели данных требует указания периода времени, который используется в процессе исследований или указания альтернативной модели при сравнении с исходной.

Временная характеристика может отражаться несколькими способами: путем указания временного периода существования объектов; путем соотнесения информации с определенными моментами времени; путем указания скорости движения объектов. В зависимости от способа отражения временной характеристики она может размещаться в одной таблице или в нескольких таблицах атрибутов данного объекта для различных временных этапов. Применение атрибутов позволяет осуществлять анализ объектов базы данных с использованием стандартных форм запросов и разного рода фильтров, а также выражений математической логики. Таким образом, атрибутивное описание дополняет координатное, совместно с ним создает полное описание моделей ГИС, решает задачи типизации исходных данных, упрощает процессы классификации и обработки (Словосочетание «Геоинформационных систем» сразу идет после слова «Обработки»).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >