Bim w drogownictwie ekkom

BIM w drogownictwie:

perspektywy, możliwości i ograniczenia

Rola modelowania przestrzennego i wizualizacji

w projektowaniu rozwiązań drogowych

Kraków, 4-5 marca 2015 r.

Janusz Bohatkiewicz EKKOM Sp. z o.o., Politechnika Lubelska

Sebastian Biernacki, Magdalena Drach, Krzysztof Jamrozik, EKKOM Sp. z o.o.

PROJEKTOWANIE PRZYSZŁOŚCI

II Międzynarodowa Konferencja i Targi BIM

EKKOM Sp. z o.o.

• Budownictwo komunikacyjne i ochrona

środowiska

• 15 lat

• 100 % kapitału polskiego

• Kraków, Warszawa, Katowice, Lublin, Gdańsk

• Kadra wykwalifikowanych inżynierów

i specjalistów różnych branż

INFRASTRUKTURA

•Projektów linii komunikacyjnych, węzłów

drogowych

•Projekty sygnalizacji świetlnych

i organizacji ruchu

•Projekty skrzyżowań, rond

•Projekty uspokojenia ruchu

•Rynki, deptaki, ścieżki

rowerowe

•Konsultacje społeczne

Cztery wymiary infrastruktury

OCHRONA ŚRODOWISKA

•Opracowania środowiskowe w

procesie inwestycyjnym i analizy

porealizacyjne

•Plany zadań ochronnych dla obszarów

Natura 2000 oraz inwentaryzacje

i nadzory przyrodnicze

•Pomiary hałasu, zanieczyszczeń

powietrza, wód itp.

•Badania skuteczności urządzeń

ochrony środowiska.

Cztery wymiary infrastruktury

• 10 lat na rynku

• 5 działów merytorycznych

• 3 000 wypowiedzi na forum

• 3 500 zarejestrowanych użytkowników

• 30 000 unikalnych użytkowników miesięcznie

• 100 000 odsłon miesięcznie

• Organizacja szkoleń

i konferencji

• Wydawnictwa

Portal drogowy

Łączy nas

Cz. 1 BIM w drogownictwie: perspektywy, możliwości i ograniczenia

• BIM w architekturze a BIM w drogownictwie

• Współczesne projektowanie dróg

• BIM w projektach drogowych

– idealna rzeczywistość

– … i polskie realia

• Korzyści z zastosowania BIM w drogownictwie

• Wnioski – przesłanki do rozwoju w Polsce

Cz. 2 Rola modelowania przestrzennego i wizualizacji

w projektowaniu rozwiązań drogowych

PLAN PREZENTACJI

• Obiekt w modelu:

• Znaczenie terenu:

• Teren w modelu:

• Poziomy obiektu:

BIM W ARCHITEKTURZE A BIM W DROGOWNICTWIE

BIM w architekturze

= Modelowanie

informacji o budynku

zwarty, punktowy

(kilkadziesiąt – kilkaset

metrów)

duże

wąski (budynek i

najbliższe otoczenie)

kilka – kilkadziesiąt

(lub ponad sto)

kondygnacji

BIM w drogownictwie

= Modelowanie

informacji

o infrastrukturze

długi, liniowy (kilkaset

metrów – kilka

kilometrów)

duże

rozległy (droga i do

kilkuset metrów po obu

stronach)

kilka (uzbrojenie terenu,

elementy

powierzchniowe

mosty i węzły, linie

napowietrzne)

• Odległość między

elementami w modelu:

• Szczegółowość:

• Właściciele obiektu

głównego:

• Obiekty w modelu poza

obiektem głównym:

• Kolizje z innymi

obiektami:


BIM w architekturze

= Modelowanie


bardzo mała, mała

bardzo wysoka

jeden

mało

mało

BIM w drogownictwie

= Modelowanie

informacji

o infrastrukturze

duża, bardzo duża

wysoka

jeden lub kilku (zarządcy

różnych dróg)

dużo

dużo, bardzo dużo

• Elementy obce w

obiekcie:

• Rozpoznanie sieci

uzbrojenia terenu:

• Warunki geodezyjne:


BIM w architekturze

= Modelowanie


brak (jeden właściciel)

dobre

jedna działka,

uregulowana własność

BIM w drogownictwie

= Modelowanie

informacji

o infrastrukturze

kilka – kilkanaście

(gestorzy sieci)

często złe

wiele działek,

rozdrobnienie, kwestie

własności


Źródło: http://initialaec.com/

Źródło: VIANOVA Systems A.S.

Wymogi modelowania infrastruktury drogowej w 3D:

zapotrzebowanie na dane, możliwości wizualizacji…


WSPÓŁCZESNE PROJEKTOWANIE DRÓG

Systemy CAD 2D – zastąpienie tradycyjnych technik kreślarskich i ich

udoskonalenie poprzez:

• zastąpienie tradycyjnych (ręcznych) metod kreślarskich – zanik zawodu

kreślarza,

• przyspieszenie prac nad projektem,

• zwiększenie precyzji rysunku,

• zautomatyzowanie projektowania – ograniczenie swobody projektanta,

• zmniejszenie ryzyka błędu podczas projektowania i kreślenia –

zwiększenie ryzyka błędu przez automatyzm i powtarzalność,

• możliwość wprowadzania poprawek, zmian, poprawiania błędów,

• zwiększenie możliwości ponownego wykorzystania już wykonanych

rysunków, bądź ich fragmentów (biblioteki typowych rozwiązań).


Celem współczesnego projektowania w drogownictwie w PL jest

dostarczenie „płaskiej” (2D) dokumentacji za najniższą cenę, z najmniejszą

liczbą błędów w jak najkrótszym czasie.


Ewolucja kosztu w projekcie drogowym jako % wartości umowy i wartości kosztorysowej na

przykładzie Norwegii.

Źródło: Statens Vegvesen, 2014

Dokumentacja projektowa ma zawierać poza częścią opinii, uzgodnień,

pozwoleń i decyzji administracyjnych także:

• rysunki (czasami wizualizacje) – rysunek płaski 2D,

• opisy, specyfikacje, zestawienia, przedmiary, kosztorysy – tekst, tabele,

• opracowania specjalistyczne – rysunek płaski 2D, tekst, tabele.

W zdecydowanej większość posiadamy NMT, CMO, czyli modele terenu 3D

umożliwiające projektowanie 3D (x,y,z), ale rzadko to wykorzystujemy

(ograniczenia: zasobów ludzkich i materialnych, możliwości komputerów

i oprogramowania, czasu).

Podstawowy problem jakości projektów:


zakres

zakres

zakres

Poziom 0

Jednobranżowe

nieskoordynowane

projekty 2D.

Poziom 1

Jednobranżowe

skoordynowane

projekty 2D i 3D.

Poziom 2

Wspólny

wielobranżowy model

projektowy 3D

(elementy 4D i 5D).

Poziom 3

Model zintegrowany

3D, 4D, 5D, 6D, (7D).

Zarządzanie cyklem

życia.

POZIOMY DOJRZAŁOŚCI BIM W DROGOWNICTWIE

BIM W JAWNEJ SŁUŻBIE JEJ KRÓLEWSKIEJ MOŚCI

Źródło:http://commons.wikimedia.org

BIM poziom 2!

Wspólny model 3D dla

wszystkich branż!

Projektowanie i

wykonawstwo!

Od 2016 r.!

WSPÓLNY DROGOWY JĘZYK BIM W NORWEGII –

Wytyczne V770 Podstawy tworzenia modeli

• Opublikowany w 2014 r. (wcześniej obowiązywał od 2011 r. Podręcznik 138 –

Model danych).

• Ustala jednolite wymagania względem jakości

danych, tworzenia modelu, zawartości modelu,

nazewnictwa obiektów i kodowania.

• Wymaga, aby modelowanie 3D wykonywać

dla wszystkich branż.

• Przewiduje aktualizację modeli na etapie

projektowania, wykonawstwa i powykonawczo.

• W jego opracowaniu uczestniczyły firmy

doradcze i projektowe, wykonawcze,

nadzorujące oraz informatyczne.


BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH

1 2 3

4

5

6


1. Model sytuacji wyjściowej. 3D. Teren (NMT+ orto),

istniejąca sieć drogowa, pozostała infrastruktura, budowle i

inne obiekty, uzbrojenie terenu, własność gruntów itd.

1


BIM W PROJEKTACH DROGOWYCH 2. Projektowanie – modelowanie – nowego układu

infrastruktury. 3D. Wszystkie branże…

2 2

Telekomunikacja Odwodnienie

Elektryka

Wodociąg Kanalizacja

Teletechnika

Ciepłociąg

Droga

Org ruchu

Zieleń Architektura

Gazociąg

Konstrukcje



3. Złożony model wielobranżowy. 3D. Wykrywanie, eliminacja

błędów i kolizji. Podstawa współpracy i konsultacji projektantów,

zamawiającego, gestorów sieci i wykonawców.

Uszczegółowianie: PB, PW, specyfikacje, materiały, urządzenia.

3



4. Budowa. 4D, 5D.

Wykonawcy stosują

model w trakcie budowy:

rozwiązania projektowe,

specyfikacje techniczne i

materiałowe, dane o

terenie, obiektach i

sieciach, harmonogram,

postęp prac, planowanie

i zużycie zasobów,

obmiary, programowanie

maszyn budowlanych.

4



5. Model powykonawczy. 6D.

Wykonawca na bieżąco wprowadza

do modelu zmiany zatwierdzone w

trakcie budowy. Po zakończeniu robót

model podlega weryfikacji we

wszystkich branżach i ponownie jako

całość. Uzupełniane są informacje o

składzie mieszanek, materiałach,

typach i parametrach urządzeń

dostarczone przez producentów.

5



6. Eksploatacja. 6D, 7D.

Model służy do

zarządzania infrastrukturą.

Zawiera wszystkie dane

techniczne drogi i sieci

uzbrojenia terenu,

informacje o przebiegu

projektowania i budowy,

zasady eksploatacji,

utrzymania, zasilania,

konserwacji urządzeń,

harmonogramy

przeglądów i remontów.

6


JEDEN MODEL NA CAŁE ŻYCIE




Założenia a polskie realia Modelowanie sytuacji w stanie istniejącym: podstawowe dane + teren

Dane w jednym miejscu,

zasilane na bieżąco i aktualne

Dane w różnych miejscach,

często nieaktualne

wymagające scalenia i

uzupełnienia

• Mapa zasadnicza

• Mapa ewidencyjna

• Wypisy z ewidencji gruntów

• Mapa PKP

• MPZP

• Ortofotomapa

1


Założenia a polskie realia

Modelowanie nowo projektowanej infrastruktury: różne branże

Praca w oprogramowaniu

rekomendowanym przez

Inwestora (administracja

drogowa)

Wszystkie branże w jednej

platformie

Praca w różnych programach

Przykładowo część:

• Drogowa – program ABC

• Mostowa – program DEF

• Odwodnienie – program GHI

• Teletechnika – program JKL

• Inżynieria ruchu – program XYZ

źródło: Art’s Project, Pacific detailing

2


Założenia a polskie realia Modele wielobranżowe ułatwiają podejmowanie decyzji

Łatwość w wygenerowaniu

ostatecznego

(przestrzennego)

wirtualnego modelu.

Oprogramowanie

wspomaga w analizie

kolizji pomiędzy różnymi

branżami

• Brak możliwości bieżącego

wygenerowania modelu 3D

- oddzielne elementy projektu

• Trudność w koordynacji między-

branżowej.

• Brak możliwości wspomagania

elektronicznego w analizie kolizji.

3


Założenia a polskie realia Wykonawcy wykorzystują modele

w czasie budowy: rozwiązania projektowe, dane o obiektach

i zasobach i obmiary, programowanie maszyn budowlanych

Te same elementy projektowe

wykorzystywane w formie

elektronicznej bezpośrednio na

budowie do zarządzania

maszynami.

• Projekt niedostosowany do

elektronicznego wykorzystania.

• Brak zainteresowania od strony

wykonawcy.

• Wykorzystywane są projekty

wykonawcze – Papier/PDF/DWG.

4



Zatwierdzone zmiany są wprowadzane przez wykonawców, następuje weryfikacja modeli wielobranżowych

(powykonawczo)

Zatwierdzone zmiany są

wprowadzane przez wykonawców,

następuje weryfikacja modeli

wielobranżowych (powykonawczo).

Dokumentacja powykonawcza to

często wydruki projektów z odręcznie

nanoszonymi zmianami.

5



Dane do eksploatacji

i utrzymania można pozyskać z powykonawczych modeli wielobranżowych

Te same elementy projektowe

wykorzystane w formie elektronicznej

do zarządzania zrealizowaną

inwestycją infrastrukturalną.

Np. projektuj/wybuduj/utrzymuj

Na dzień dzisiejszy w zakresie

budownictwa drogowego

nie ma takiego zastosowania.

6

OGÓLNE KORZYŚCI Z BIM W DROGOWNICTWIE

1. Możliwość symulacji różnych aspektów związanych z inwestycją (np.

koszty) oraz sposobem jego realizacji – Inwestor (I), Projektant (P),

Wykonawca (W)

2. Możliwość wykrycia błędów i kolizji na bardzo wczesnym etapie

projektowania – PW (P&B)

3. Kontrola kosztów realizacji i eksploatacji już na etapie projektowania – IW

4. Poprawa koordynacji zespołów projektowych (i wykonawczych) różnych

branż – PW (P&B)

5. Aktywny udział (on-line) w trakcie projektowania i realizacji inwestycji

wszystkich uczestników zadania – IPW (zwłaszcza w systemach P&B)

6. Przewidywalność kosztów i harmonogramów na budowie – W

7. Minimalizacja ryzyka związanego z realizacją (koszty, kolizje,

bezpieczeństwo robót) – IPW

8. Uproszczenie i uelastycznienie realizacji – PW

9. Ograniczenie kosztów przygotowania i realizacji inwestycji – IPW

10.Wyższa jakość projektu i obiektu – IW

11.Łatwy dostęp do danych dzięki standardowi IFC (Industry Foundation

Classes), który ujednolica język BIM – IPW

12.Uproszczenia w stosowaniu systemu „Utrzymuj standard” – IPW

KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM W NORWEGII

• Analizy efektów wykorzystania BIM

w budownictwie ogólnym wykonywano

w różnych krajach (m. innymi

w Norwegii i Wielkiej Brytanii)

• Tego typu analiz nie wykonywano

w przypadku projektów

infrastrukturalnych

• BIM w projektach infrastrukturalnych

zaczęto stosować stosunkowo niedawno

• Nie wszystkie efekty są łatwo mierzalne

• W firmie Vianova przeanalizowano

dokumentację projektów opartych na

BIM i porównano ją z wynikami

projektów drogowych realizowanych

w systemie tradycyjnym (6 projektów) Kabler og ledninger ved Bispelokket, modellert


KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM – przykład

Projekt autostrady E6 Skaberud - Kolomoen

4-pasmowa autostrada, odcinek długości 12,7 km

Najważniejsze informacje

Rodzaj kontraktu Kontrakt na roboty

budowlane, ceny

jednostkowe

Metoda projektowania Tradycyjna

Kwota kontraktu 470 mln NOK

Koszty dodatkowe 85 mln NOK

Liczba poleceń zmiany 385

Koszty dodatkowe jako %

kwoty kontraktu

18,1%

Główny wykonawca Hæhre Entreprenør

Projektant Multiconsult


KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA BIM – przykład (z BIM)

Połączony projekt E6-Dovrebanen

autostrada E6 / dwutorowa linia kolejowa Strandlykkja- Kleverud/Labbdalen – FP3

BIM-modell: Statens

vegvesen/Jernbaneverket

Najważniejsze informacje

Rodzaj kontraktu Kontrakt na roboty

budowlane, ceny

jednostkowe

Metoda projektowania Model, Podr. 138

Kwota kontraktu 1,8 mld NOK

Koszty dodatkowe 149,5 mln NOK

Liczba poleceń zmiany 178

Koszty dodatkowe jako %

kwoty kontraktu

8,3%

Główny wykonawca Hæhre Entreprenør

Projektant Cowi


KORZYŚCI EKONOMICZNE Z ZASTOSOWANIA BIM

W NORWEGII (Podręcznik 138 – model danych)

Wytyczne V770 Podstawy tworzenia modeli

• Zastosowanie modelu do wykonania

projektu zmniejsza liczbę błędów i

mankamentów w dokumentacji.

Przekłada się to na szybsze

wykonanie i mniejsze koszty budowy.

• Lepsze przygotowanie

podstawowego modelu danych

zredukuje liczbę zmian na etapie

budowy.

• Dzięki zastosowaniu modelu 3D w

projektowaniu i wykonaniu liczba

poleceń zmiany spada o ok 50%.

0,0 %

2,0 %

4,0 %

6,0 %

8,0 %

10,0 %

12,0 %

14,0 %

16,0 %

18,0 %

20,0 %

SPADEK LICZBY POLECEŃ ZMIANY JAKO % WARTOŚCI KONTRAKTU

Projektowanie tradycyjne

Model 3D, BIM


BIM W POLSKIM DROGOWNICTWIE

PRZESŁANKI DO ROZWOJU

• Obecnie przeważa BIM poziom 0: jednobranżowe nieskoordynowane

projekty 2D. Często ujawnia się to na budowie…

• Niewiele BIM poziom 1: jednobranżowe projekty 2D i 3D wykonane na

zasadzie koordynacji 2 lub więcej branż.

• Pierwszym celem jest osiągnięcie dobrej jakości projektowania 3D na

poziomie 1 i przechodzenie do 3D na poziomie 2.

• Gotowość projektantów i wykonawców

• Świadomość organów decyzyjnych i zarządców dróg: animacja 3D to

jeszcze nie BIM !



Komentarz pisze samo życie…



• Czy inwestorzy zainteresują się BIM w taki sposób, że nie stworzą w

przetargach obowiązków niemożliwych do zrealizowania?

• Czy konieczne jest wypracowanie własnych standardów do budowy

modelu 3D w drogownictwie, czy można ją implementować z zewnątrz?

• Największy zysk zastosowania BIM w drogownictwie możliwy jest do

uzyskania w formule „Zaprojektuj i wybuduj”, „Zoptymalizuj i wybuduj”

oraz „Utrzymaj standard” (możliwy do zastosowania i istotny staje się

BIM 4D-6D).

• Wprowadzenie BIM w drogownictwie na szeroką skalę będzie możliwe

po wdrożeniu niezbędnych regulacji dotyczących m.in. jednolitych

danych, modelowania danych i standardów dokumentacji projektowej.

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ

Documents

Bim w drogownictwie ekkom