V oblasti dopravního stavitelství je nezbytné mít pod kontrolou každý krok projektu - od zaměření terénu, přes geometrický návrh komunikace, až po sdílení dat v rámci mezioborové spolupráce. Právě zde se prosazuje metoda BIM (Building Information Modeling) ve spojení s CAD nástroji jako klíč k digitálně řízeným projektům. V článku jsou popsány základní informace o přípravě informačních modelů dopravních staveb a existující metodiky SFDI pro jejich vytváření. Dále jsou uvedeny informace o pilotních projektech ŘSD ČR pro silnice a dálnice a zkušenosti získané při jejich zpracovávání.
BIM v dopravních stavbách
U řady objektů pozemních staveb jsou postupy BIM již dnes běžně používány. U dopravních staveb jsou v současnosti realizovány pouze pilotní projekty, sloužící k přípravě definic a pravidel pro vytváření BIM modelů a nastavení parametrů pro celý BIM proces. Toto zpoždění není náhodné, jelikož problematika dopravních staveb je odlišná od objektů pozemních staveb. U objektů pozemních staveb jde většinou o omezený územní rozsah. Pokud se vyřeší založení stavby, většinou je možné postavit celý objekt poměrně přesně podle projektu ve formě BIM 3D modelu. Jeden z obecných předpokladů BIM říká, že primární je 3D model konstrukce (silnice) a z něj se potom odvozují příslušné 2D výkresy. Tento koncept je historicky odvozen ze strojírenství - výstupy jsou ve velké míře standardizovány a hlavně 3D modely.
V oblasti dopravních staveb je situace mnohem složitější. Pohybujeme se na rozsáhlých územích, kde běžná délka stavby je přes 10 km, u studií klidně i mnohem více. V průběhu výstavby obvykle dochází ke změnám, které nebylo možné dopředu předvídat - do země bohužel i přes podrobné geotechnické průzkumy přesně nevidíme. Tam, kde se u budovy jako změna vymění jeden typ oken za jiný, např. z důvodů nadměrného hluku (obvykle jde o prostou výměnu prvku z knihovny za jiný), musíme u silnice řešit například nutnou úpravu podloží nebo svahů s dopadem do tvaru zemního tělesa a jeho kubatur.
Pilotní projekty ŘSD ČR
Ředitelství silnic a dálnic ČR vypsalo řadu pilotních projektů, které mají sloužit k ověření postupů při vytváření a používání informačního modelování silnic a dálnic (BIM). Projekty zahrnují různé stupně projektové dokumentace od studie přes DUR, DSP až k PDPS. V současnosti jsou ukončeny projekty ve stupni studie a DUR a pracuje se na projektech v úrovni DSP.
Z pohledu jednoho ze zpracovatelů lze konstatovat, že v úrovni DUR a DSP existuje v současné době problém s využitím výsledků vytvořených modelů. Ty by měly být široce používány v rámci digitálního územního a stavebního řízení. Příprava těchto řízení v rámci digitalizace stavebnictví v současnosti stále probíhá a dosud nejsou známy požadavky, které budou pro digitální řízení od informačních modelů vyžadovány. Není tedy jasné, co všechno by měl informační model pro potřeby těchto řízení obsahovat a v jaké formě.
Čtěte také: Řešení fasád na míru
V úrovni PDPS je situace jednodušší. Informační model musí umožnit poskytování podkladů pro zadávací řízení stavby včetně ocenění stavby v souladu s platnými předpisy. Tím je určena potřebná struktura a podrobnost informačního modelu. Také přechod od fáze PDPS k následné dokumentaci RDS je relativně snadnější, než přechody mezi stupni modelů v dřívějších fázích projektové přípravy (DUR, DSP). Využití a práci s informačními modely budou zcela jistě podporovat i zhotovitelé staveb.
Datové standardy a formáty
V současné době je schvalována verze 2020 předpisu, která zahrnuje úrovně dokumentace DUR, DSP a PDPS. Předpis pro úroveň RDS je připravován. Požadavky na elementy jsou přehledně uspořádány do tabulek. Jako základní formát pro přenos dat je dnes používán formát IFC (Industry Foundation Classes). Připravuje se verze 5 tohoto formátu, která by již měla zahrnovat i definice pro dopravní stavby, které ve stávající verzi 4.2 resp. 4.3 nejsou resp. jsou jen v minimálním rozsahu. Práce na nové verzi formátu se opožďují, reálný předpoklad uvolnění verze 5.0 formátu IFC je v roce 2022. Z tohoto důvodu je prozatím nutno pracovat s obecnými prvky.
Pro ukládání dat a řízení celého procesu informačního modelování jsou využívána různá CDE (Common Data Environment - Společné datové prostředí). Vzhledem k malým počtům realizovaných projektů není dosud možné objektivně posoudit dosažené výsledky a jednoznačně definovat konkrétní požadavky na jejich funkcionalitu. Především v případě Společného datového prostředí (CDE) je zřejmé, že bude nutno ho výhledově standardizovat, aby bylo možné sdílet data informačních modelů liniových staveb v širším rozsahu. Tím dojde k usnadnění spolupráce mezi jednotlivými účastníky procesu přípravy a výstavby, bude jednoznačně definována jediná platná verze informace a omezí se množství duplicit a chyb, možností doplňování metadat ke konkrétnímu dokumentu přímo v CDE.
Softwarové nástroje pro BIM/CAD v dopravě
Jednotliví zpracovatelé pilotních projektů používají celou řadu speciálních softwarů pro návrh informačních modelů liniových staveb. Mezi základní patří AutoCAD Civil 3D (Autodesk), OpenRoads (Bentley), iTWO (RIB) a RoadPAC (Pragoprojekt). V rámci námi zpracovávaných pilotních projektů byl využíván SW RoadPAC a Open-Roads, okrajově Autodesk Civil, a to především za účelem ověření možnosti spojování informačních modelů vytvořených různými typy SW.
Při práci s informačními modely staveb jsme narazili na problém související s definicí účelu informačního modelu, tj. jak podrobně a jakým způsobem by měly být s ohledem na účel komunikace a související objekty modelovány. Je nutné si uvědomit, že informační model BIM je čistě technický model a takto je na něj nutno pohlížet. Tento model může obsahovat a v mnoha případech obsahuje řadu vizuálních nedokonalostí a nelze na něj pohlížet jako na vizualizaci stavby pro účely předvádění projektu třetím stranám.
Čtěte také: Obklady bytového jádra: od snu k realitě
Programový systém RoadPAC pro projektování silnic a dálnic je v ČR používán již několik desetiletí. V období posledních let je kladen velký důraz na vytvoření co nejpřesnějšího modelu silnice. Snažíme se, aby model byl vytvářen v úrovni, která umožňuje přímé použití výsledků výpočtů bez dalších ručních úprav, a to jak při tvorbě výkresů a soupisů prací, tak i při vytyčování během realizace stavby.
Program RoadPAC je řezově orientován. Na základě vstupních dat se vytvářejí příčné řezy v libovolné hustotě definované uživatelem. Pokud jsou tyto řezy dostatečně podrobné, je možné z nich potom vytvořit 3D model a informační model ve formátu IFC bez požadavků na další zadávání vstupů. Podstatně byly inovovány stávající programy pro výpočet pokrytí komunikace, řešení příčných řezů a výpočty zvláštních tvarů komunikací (obdoba subassemblies) a také podrobné zadávání příslušenství komunikací.
Po zadání výše uvedených údajů v uživatelsky přívětivém dialogu proběhnou automaticky všechny příslušné výpočty, vytvoří se podklady pro klasické silniční 2D výkresy, provedou se výpočty kubatur a vytvoří se 3D informační model ve formátu IFC, který přesně odpovídá výše popsaným požadavkům datového standardu SFDI. Tím je zaručena úplná synchronizace mezi dokumentací v podobě 3D modelu a dokumentací v běžných 2D výkresech a je vždy splněn požadavek shody obou typů dokumentace.
Při vytváření 3D modelů pro BIM nevyžaduje systém RoadPAC obvykle téměř žádné další činnosti - uživatel musí pouze doplnit požadované vlastnosti elementů tam, kde je to potřeba pro další využití. Modely vytvořené v systému RoadPAC ve formátu IFC lze načítat běžnými prohlížečkami souborů IFC. Pro přípravu modelů mostů byl použit program EasyBridge, který s daty RoadPACu velmi dobře spolupracuje. Vytvořené dílčí modely jednotlivých objektů na sebe plynule navazují - soubory IFC lze snadno spojovat.
V případě využití SW RoadPAC a EasyBridge je významným přínosem pro projektování to, že zpracovatel současně s informačním modelem získá klasické 2D výkresy a výpočty kubatur, které mají vysokou přesnost. Po načtení těchto informačních modelů do softwaru pro sestavování soupisů prací, jsou tyto programy schopny čerpat potřebné údaje přímo ze souborů typu IFC a dle identifikátorů jednotlivých elementů jsou schopny automatizovat sestavování soupisů prací a eliminovat chyby vznikající ručním zadáváním údajů.
Čtěte také: Průvodce vinylovou podlahou Dub Bělený
U zhotovitelů probíhá ověřování možností, jak v maximálním rozsahu použít údaje ze souborů IFC nebo jejich ekvivalentů pro řízení 3D strojů na stavbě. Je zřejmé, že úsilí vložené do přípravy modelů BIM se tak zhodnocuje již dnes, v počáteční fázi zavádění metody BIM do prostředí silničního stavitelství a postupně se stane novým standardem v projekční praxi.
Komplexní ekosystém řešení od CADservis
CADservis nabízí komplexní ekosystém řešení, který logicky propojuje jednotlivé fáze dopravního projektu a zajišťuje hladký tok dat. Mezi klíčové nástroje patří:
- ZWCAD + RoadPAC: ZWCAD slouží jako výkonná a intuitivní CAD platforma. Ve spojení s nadstavbou RoadPAC vzniká robustní nástroj pro návrh silnic a dálnic, umožňující modelování tras, generování podélných a příčných profilů, výpočet kubatur i technické bilance.
- GeoWIN a TcpMDT: GeoWIN rozšiřuje ZWCAD o nástroje pro práci s digitálními mapami. TcpMDT pak přichází s možnostmi tvorby digitálního modelu terénu, výpočty kubatur a samotným návrhem komunikace.
- Simplebim: Specializovaný nástroj pro úpravu a přípravu IFC modelů, který zjednodušuje mezioborovou spolupráci standardizací výstupů.
- BIMvision: Bezplatný prohlížeč pro kontrolu, prezentaci a sdílení IFC dat.
- CADDS4: Společné datové prostředí (CDE) pro správu projektové dokumentace a sdílení dat, zajišťující verzování dokumentů a týmovou spolupráci.
Kdo to používá? Mnoho subjektů v oboru dopravního stavitelství, včetně DOPRAVOPROJEKTY, DOPRAVOPROJEKT OSTRAVA, DOPRAVNÍ PROJEKTOVÁNÍ, SUDOP, PRAGOPROJEKT, TUBES, PRODIN, LINK PROJEKT, EXPROJEKT, DOPRAVNÍ PODNIK MĚSTA BRNA, DOPRAVNÍ PODNIK OSTRAVA, SHB, a.s.
Případové studie a konkrétní projekty
Stavební úpravy silnice III/44928 v Čelechovicích na Hané
Jedná se o stavební úpravy silnice III/44928 v zastavěném území obce Čelechovice na Hané v místní části Studenec. Silnice III/44928 se stavebně upravuje od začátku obce ve směru od Olšan u Prostějova až po křižovatku se silnicí II/449, která se nachází v extravilánu za místní částí. Celková délka dosahuje 658 m. Úpravou budou dotčeny i místní komunikace napojující se na průtah. Součástí je řešení i přidruženého prostoru kolem silnic včetně zřízení parkovacích zálivů, chodníků, vjezdů, opěrné zdi a zatrubnění příkopu. Vyvolané je pak vymístění kabelů CETIN a přeložky vedení NN ve správě EG.D.
Smíšená stezka v obci Újezd
Navrhovaná stezka začíná napojením přes místo pro přecházení přes hlavní větev křižovatky silnic II/444 a III/4419 na stávající páteřní stezku pro chodce a cyklisty Uničov - Šternberk přibližně v místě napojení manipulační plochy u Coopu, které bude zaslepeno. Dále stezka kříží vedlejší větev stejné křižovatky, aby se dostala vpravo silnice III/4419 (míněno ve směru k železniční zastávce). Zároveň v tomto uzlu jsou řešeny návaznosti pro pěší k nástupištím autobusových zastávek a větev chodníku ve směru k hasičské zbrojnici. Levostranný chodník se napojí na stezku před hospůdkou U Splavu. Dále pokračuje pravostranná stezka kopírující směrový motiv silnice až po křižovatku s autobusovou točnou u železniční zastávky (vzdálenost cca 58 m před osou přilehlé koleje). Zde budou cyklisté svedeni do hlavního dopravního prostoru, po překonání železničního přejezdu se pak napojí na levostrannou stezku pro chodce a cyklisty ve směru na Haukovice. Pro pěší bude doplněn chybějící chodník v úrovni točny propojující stávající chodníky. Dojde k úpravě křižovatek místních komunikací se silnicí III/4419.
Cyklostezky v Uničově a Šternberku
- Město Uničov - Cyklostezka Horní Sukolom - Uničov (ul. Šumperská) - II: Projekt řeší vybudování smíšené stezky pro chodce a cyklisty na území města Uničova, v jeho místních částech Dolní Sukolom a Horní Sukolom.
- Město Šternberk - Cyklostezka Krakořice - Babice, podél žel: Samostatně trasovaná cyklistická stezka propojuje místní část města Šternberka Krakořice s obcí Babice, kde navazuje na v roce 2014 zbudovanou cyklostezku Babice - Šternberk. Cyklostezka má začátek na konci zástavby v Krakořicích zaústěním do silnice III/4451, pro pěší je navržena návaznost na plánované chodníky v této místní části. Stezka je dále umístěna na okraji zemědělsky obdělávaného pole. Směřuje k železniční trati č. 290 Olomouc-Šternberk-Šumperk, podél které je vedena východně. Zaústění do silnice III/44424, což je propojka ze silnice III/4451 na II/444, bude provedeno ve vzdálenosti 10 m od nebezpečného pásma železničního přejezdu P4213. Přes prostor železničního přejezdu bude proveden přesmyk cyklistů. Dále se navrhuje stezka západně od předmětné trati, tím dojde k přímému zpřístupnění železniční zastávky Babice u Šternberka pro cyklisty a pěší. Dojde tak k podpoření přestupní vazby mezi udržitelnými způsoby dopravy. Dále stezka obchází nástupiště a zaústí se do účelové komunikace parc.č. 1590 u železničního přejezdu P4212.
Uspořádání dopravního prostoru a parkovacích stání v Horce nad Moravou a Štarnově
- Obec Štarnov - Uspořádání dopravního prostoru MK na p.č.: Cílem studie je navrhnout vhodné uspořádání dopravního prostoru místní komunikace na parc. č.
- Horka nad Moravou - Parkovací stání ul.: Předmětem projektu je obnova účelové komunikace ul. Školní vedoucí do vnitrobloku ohraničeném panelovými domy. Navrhují se nové chodníky, parkovací místa a další zpevněné plochy např. pro nádoby na tříděný odpad. Prostor bude nasvětlen. Bylo zpracováno více variant uspořádání. Do finální dokumentace bude rozpracována varianta A.
- Obec Horka nad Moravou - Místní komunikace ul.: V rámci projektové přípravy byly zpracovány 3 varianty uspořádání uličního prostoru místní komunikace v Horce nad Moravou v délce 225 m.
- Obec Horka nad Moravou - Parkovací stání ul.: V rámci projektové přípravy byly zpracovány 3 varianty uspořádání parkoviště u bytových domů na ulici Albrechtova v Horce nad Moravou. Na veřejném projednání byla zvolena varianta A, která bude mít kolmá stání vůči ul. Albrechtova.
- Městys Suchdol nad Odrou - Chodník ul.: Byla zpracována studie prověřující umístění chodníku do úzkého dopravního prostoru silnice III/04736 (ul.
Vizualizace intenzity dopravy v Plzni
Město Plzeň ve spolupráci s dalšími partnery pracuje od roku 2017 na projektu vizualizace intenzity dopravy, tedy zatížení jednotlivých plzeňských komunikací ve vztahu k dopravním omezením vyvolaných stavební činností. Cílem projektu je vytvořit webovou vizualizaci, s jejíž pomocí bude možné předpovědět dopad významných dopravních staveb na dopravní situaci ve městě. Realizací vzniká nástroj pro koordinaci plánovaných činností tak, aby nedocházelo k výraznějším komplikacím v provozu. Model dokáže simulovat situace v dopravě, jako například zúžení nebo uzavírky komunikací, a může tak předpovědět vliv staveb na dopravu v okolí plánovaného omezení. Intenzitu dopravy lze sledovat v libovolnou hodinu, stupně provozu jsou přehledně rozlišeny a nechybí údaje o počtu projíždějících vozidel.
Vzniká aplikace, ve které občan najde důležitá dopravní omezení, sleduje relevantní údaje o provozu a může tak přizpůsobit svoje zvyklosti aktuální situaci - vybrat nejlepší objízdnou trasu apod. V roce 2017 vzniká aplikace Intenzita dopravy v Plzni. Tento mapový projekt vizualizuje intenzitu dopravy na území města a navazuje na projekt „Open Transport Net“ z roku 2016. Výsledkem je webová vizualizace dopadů velkých stavebních prací na intenzitu provozu na jednotlivých komunikacích, přičemž je zohledněno 10 hlavních uzavírek na území města v roce 2017 a 2018. Plnění dat v původní aplikaci bylo ukončeno 31.12.2018.
V rámci projektu PoliVisu probíhají práce na spuštění rozšířené aplikace dopravního modelování. Vylepšená verze aplikace Intenzita dopravy v Plzni zobrazuje intenzitu dopravy v minulosti v místech, kde jsou umístěny dopravní detektory a vizualizuje předpokládaný vývoj dopravy v budoucnosti na základě dopravního modelu a naplánovaných uzavírek. V rámci projektu PoliVisu vzniká také Mapa dopravy v Plzni, která čerpá z dat dopravních detektorů - na světelných křižovatkách ve městě je jich umístěno celkem 1000. Aplikace zobrazuje intenzitu dopravy na nejdůležitějších úsecích silnic ve městě, umožňuje interaktivně analyzovat počty vozidel naměřené na 307 úsecích ulic města osazených detektory v podobě indukčních smyček. V aplikaci Mapa dopravy v Plzni je možné zobrazit informace o dopravní situaci v Plzni od 1. března 2017 až do „včerejšího“ dne.
V posledním roce projektu PoliVisu vzniká mapová aplikace Bezpečnost dopravy v Plzni. Mapa formou tzv. heatmapy vizualizuje data o dopravních přestupcích zaznamenaných Městskou policí Plzeň od roku 2015, data o dopravních nehodách registrovaných Policií ČR v Plzni od roku 2016 a o dopravních přestupcích z úsekového měření radary od roku 2018. Přestože projekt PoliVisu skončil v roce 2020, město Plzeň nadále spolupracuje s odborníky na dalším vývoji dopravního modeláře Traffic Modeler. Na konci roku byla firmou RoadTwin dodána k testování nová verze webové aplikace s vylepšeným grafickým prostředím a především s novými funkcemi pro modelování dopravy. Odborníci v oblasti dopravy mohou nově do dopravního modelu přidávat nové úseky silnic, omezovat směry odbočení v křižovatkách a vytvářet nové generátory dopravy. Vytvořené experimenty je možné publikovat pro veřejnost, jako je tomu v případě odsouhlasených plánovaných uzavírek v Plzni (webová aplikace Intenzita dopravy v Plzni).
Plzeň je jedním ze tří zapojených pilotních měst (spolu s belgickým Gentem a francouzským Issy-les-Moulineaux), přičemž na západě Čech se odborníci soustředí na oblast dopravy, a to komplexně - od automobilové a veřejné dopravy po pěší, cyklisty nebo systém parkování. Projekt vizualizace dopravy v Plzni získal ocenění magazínu Egovernment, a to v soutěži The Best, jejímž cílem je představovat nejzajímavější projekty elektronizace veřejné správy v České republice.
| Nástroj | Funkce | Výrobce/dodavatel |
|---|---|---|
| AutoCAD Civil 3D | Návrh liniových staveb, 3D modelování | Autodesk |
| OpenRoads | Návrh liniových staveb, 3D modelování | Bentley |
| iTWO | BIM pro dopravní stavby, řízení projektů | RIB |
| RoadPAC | Návrh silnic a dálnic, výpočty kubatur, 2D/3D modely | Pragoprojekt / CADservis |
| ZWCAD | CAD platforma | ZWCAD Software Co., Ltd. / CADservis |
| GeoWIN | Práce s digitálními mapami, kontrola křížení | CADservis |
| TcpMDT | Tvorba digitálního modelu terénu, výpočty kubatur | Aplitop / CADservis |
| Simplebim | Úprava a příprava IFC modelů, filtrování dat | Datacubist Oy / CADservis |
| BIMvision | Bezplatný prohlížeč IFC dat, měření, kontrola vlastností | DATACAD Sp. z o.o. / CADservis |
| CADDS4 | Společné datové prostředí (CDE), správa dokumentace | CADservis |
| EasyBridge | Příprava modelů mostů |
tags: #vizualizace #dopravnich #staveb #informace