Но если объекты различных отраслевых инфраструктур сильно разнятся по своему назначению, функциям, пространственным характеристикам и размерам, взаимному положению, фактическому состоянию, то суть управления всегда одинакова на всех этапах жизненного цикла: нового строительства (модернизации, реконструкции, реставрации), эксплуатации, вывода из эксплуатации (утилизации). Для эффективного управления инфраструктурой необходимо достоверно и актуально знать фактическое (техническое) состояние объектов и оценивать его как степень отклонения текущего состояния от некоего эталонного, то есть принятого за норму значения. Обычно такой нормой является либо проектное состояние, либо нормативное (определенное соответствующим нормативным документом).
Величины отклонений сводятся в общую ведомость, которая и позволяет провести анализ и оценку степени соответствия (или несоответствия) текущего состояния объектов эталонам. Ранжирование объектов в зависимости от установленных значений несоответствия нормативным параметрам позволяет формировать очередность и оптимальный план технического обслуживания и ремонтов объектов, определять целесообразность их модернизации или вывода из эксплуатации, районировать и зонировать объекты в зависимости от их технического состояния в соответствии с отклонениями, формировать бюджеты ремонтов, проводить мониторинг исполнения работ.
Решение этой непростой и очень объемной задачи (в соответствии с масштабами отраслевой инфраструктуры) в значительной степени облегчается формированием и поддержанием в актуальном и достоверном состоянии пространственных моделей объектов отраслевой инфраструктуры, основанной на трехмерном компьютерном представлении всей совокупности составляющих ее объектов, снабженном установленным набором атрибутов, а также (при необходимости) цифровых моделей прилегающих территорий. Каждая такая пространственная модель формируется на основе специфического для каждой отрасли набора данных, правил цифрового описания объектов, но (!) практически единых требований (в зависимости от этапа жизненного цикла) по точности, детальности, достоверности и актуальности информации, положенной в основу модели.
Для формирования таких моделей объектов могут использоваться самые различные технологии. В настоящее время лучшей и универсальной среди них практически для всех отраслей может считаться технология лазерного сканирования. Это справедливо, прежде всего, для отраслей, фактическое (техническое) состояние объектов инфраструктуры которых определяется набором геометрических и атрибутивных характеристик и параметров, например, для объектов генерации электроэнергии, магистральных и распределительных сетей электроэнергетики, нефтегазовой отрасли, транспортно-логистических сетей на основе автодорожного хозяйства, железнодорожного транспорта, морских и речным портов, аэродромов, таксации и учета древесины в лесном хозяйстве, для сельского хозяйства со всеми объектами мелиорации, для водно-хозяйственного комплекса с гидротехническими сооружениями и мостовыми переходами, для объектов городского и жилищно-коммунального хозяйства, для крупных промышленных предприятий, и даже для объектов исторического наследия и многих других.
Достигнутые за последние годы уникальные характеристики лазерных сканеров сделали их лучшим, практически незаменимым средством получения точнейших и детальнейших пространственных характеристик объектов самых разных классов. Именно совокупность характеристик, собранных путем лазерного сканирования, позволяет объективно оценивать реальное техническое состояние сканируемых объектов и поддерживать эти сведения в постоянно актуальном состоянии. Общемировая тенденция резкого снижения издержек на лазерное сканирование открывает широкие возможности применения его в интересах многих отраслевых заказчиков в РФ.
По сути дела, лазерное сканирование для отраслевых автоматизированных систем управления (АСУ) инфраструктурой в рамках жизненного цикла хозяйственных комплексов индустриального, природно-ресурсного и социально-культурного характера является универсальной технологией формирования актуальных и достоверных пространственных моделей инфраструктуры для реализации функций в практически стандартном наборе предметных областей управления.
В ряде предметных областей управления инфраструктурой, таких как контроль за ходом строительства (а также реконструкции, реставрации, модернизации), применение лазерного сканирования позволяет оперативно принимать корректирующие управленческие решения в соответствии с проектом организации строительства. В процессе эксплуатации объектов определение их текущего состояния позволяет планировать и выполнять все виды работ технического обслуживания и ремонтов, приводящих текущее (фактическое) состояние объектов к эталонному. Для этого необходимы актуальные, достоверные, точные, детальные, собранные инструментальным путем данные о состоянии объектов, которые и позволяют получать заранее сформированные и обновляемые с заданной периодичностью пространственные модели.
Требования к адекватности моделей, которые актуально и достоверно описывают фактическое текущее техническое состояние объектов в реальном мире, сводятся к конечному числу требований и характеристик по детальности, точности их пространственного описания и взаимного положения, а также к наборам данных с атрибутивными характеристиками, отражающими, кроме прочего, отраслевую специфику и агрегатное состояние объектов.
Особенно важно то, что при актуализации пространственные модели инфраструктуры открывают возможность накапливать сведения о состоянии отдельных объектов и совокупности объектов на разных стадиях их жизненного цикла, то есть формировать поколения данных. Пространственные модель, основанная на определенных методиках экстраполяции значений технических характеристик объектов, использующая предшествующие значения этих характеристик при сравнении поколений данных позволяет делать обоснованные прогнозы об изменениях состояния объектов в будущем.
Тем самым жизненный цикл объектов инфраструктуры должен моделироваться множеством поколений данных в моделях объектов, необходимость в получении которых диктуется специфическими нормативно-техническими отраслевыми требованиями к обновлению (актуализации) данных в моделях объектов. Для принятия решений в рамках отдельных функций и предметных областей управления (инвентаризация и паспортизация объектов, контроль строительства, определение фактического состояния объектов, управления работами, управление бригадами, управление запасами, управление движением, управление комплексной безопасностью и проч.) появляется возможность пользоваться сформированными прогнозами состояния инфраструктуры, определять критические объекты, планировать техническое обслуживание и ремонты не по нормативным (зачастую рассчитанным на худшее развитие событий) требованиям, принятым до появления технологии лазерного сканирования, а по фактическому (техническому) состоянию объектов, достигая возможности значительно снижать издержки на эксплуатацию по сравнению с планово-предупредительной схемой ремонтов.
Анализ отраслевых требований по актуализации данных в моделях объектов показывает, что пространственная модель региональной (макрорегиональной, федеральной) территории с определенным набором отраслевой инфраструктуры должна обновляться с периодичностью от полугода до двух-трех лет. Такое обновление возможно осуществлять, например, с помощью лазерных сканеров, установленных на беспилотных летательных аппаратах либо на мобильных средствах (автомобили, поезда, катера и проч.). Периодическое обновление позволит поддерживать актуальность пространственной модели с точностью и детальностью, необходимой для решения разнородных задач управления отраслевой инфраструктурой хозяйственных комплексов, в том числе городским хозяйством, транспортной и энергетической инфраструктурой, лесами, водоемами, сельскохозяйственными землями.
Сведение отраслевых, региональных, корпоративных и прочих пространственных моделей в общую информационную пространственно-атрибутивную модель создает предпосылки для формирования Единой пространственной модели (ЕПМ) территорий вплоть до федерального уровня. Такая постоянно актуальная, достоверная, точная, детальная, полная пространственная модель, полученная на основе данных различных источников и технологий, в первую очередь лазерного сканирования, явится универсальным инструментом эффективного управления, а также ключевым компонентом в процессе организации единого геоинформационного пространства (ЕГИП). В таком случае отраслевые автоматизированные системы управления (АСУ) инфраструктурой с различным набором функциональных сервисов, использующих конечное множество программных комплексов геоинформационных систем (ГИС) и автоматизированного проектирования (СAD/CAM), и даже экзотические решения последнего времени в виде BIM-моделей, смогут работать с моделями отраслевой инфраструктуры на территории любой размерности, представленной в виде ЕПМ.
Необходимо отметить и важное значение, которое достоверная и актуальная ЕПМ приобретает для решения задач обороны страны, безопасности государства, обеспечения правопорядка, комплексной безопасности.
Практические шаги на пути формирования отраслевых пространственных моделей инфраструктуры и, впоследствии, ЕПМ могут быть реализованы посредством выполнения следующего комплекса мероприятий:
- Определение независимого от отраслевой принадлежности и специфики федерального органа исполнительной власти (куратора), отвечающего за геоинформационное обеспечение страны, в том числе за комплексную поддержку геоданных в полном объеме, с учетом всей сложности задач в интересах государственного и военного управления.
- Законодательное наделение головного государственного федерального оператора ЕПМ правами по получению, контролю и верификации всех геоданных, создаваемых в стране вне зависимости от производителя, поставщика, по предоставлению геоданных заинтересованным потребителям (пользователям), а также функциями, в том числе по накоплению информации, контролю за ее состоянием, планированием работ по ее обновлению, верификации, аудиту, мониторингу за состоянием технологической инфраструктуры и поддержании ее в надлежащем состоянии.
- Разработка и утверждение экономического механизма, стимулирующего производителей к созданию и предоставлению качественных пространственных данных и моделей объектов.
- Определение порядка и условий технического регулирования процессов создания, обработки и использования геоданных.
- Обеспечение поэтапного перехода от картографического, фрагментарного представления геоданных к единой (непрерывной) трехмерной модели территории страны в единой системе координат – единой пространственной модели (ЕПМ).
- Обеспечение пересмотра критериев использования категорированных геоданных.
Детальная проработка предложенных мероприятий может быть осуществлена в рамках соответствующих НИР (НИОКР) с привлечением ведущих научно-исследовательских и производственных организаций, работающих в сфере геоданных.
В результате выполнения необходимых НИР (НИОКР) должны быть получены:
- Концепция развития отрасли геоданных и информационно-технологической среды геоданных, финансово-экономическое обоснование комплекса работ по развитию;
- Технические требования и документация на разработку необходимых геоинформационных технологий, включая требования на технологическую геоинформационную систему единого государственного федерального оператора ЕПМ и ЕГИП;
- Проекты отраслевых нормативно-правовых актов, регулирующих управление пространственными данными и моделями объектов в жизненном цикле геоданных в отраслях упомянутых хозяйственных комплексов и Российской Федерации в целом;
- Опытный образец ЕПМ федерального уровня под управлением Федерального Оператора, унифицированный набор тематических программно-технических комплексов, средств и систем ее формирования, верификации, мониторинга и поддержки;
- Автоматизированная система ведения ЕПМ и соответствующей федеральной базы пространственных данных на основе современных технологий сбора, обработки, мониторинга и верификации геоданных, а также телекоммуникационных и вычислительных ресурсов.
Источник: ComNews.ru