Проектировщики часто сталкиваются с одной серьезной проблемой: на каждом этапе работы над проектом требуется использовать разнообразные специализированные системы, которые ограниченно взаимодействуют между собой. Так, анализ градостроительной ситуации выполняется одним набором инструментов, создание проектной документации - другим, а проверка качества строительных работ - третьим. Передача информации между этими системами происходит ручным способом, что неминуемо приводит к потере данных и возникновению ошибок.
Платформа R2 предлагает комплексный подход к решению этой проблемы. Она представляет собой набор интегрированных модульных компонентов, охватывающих различные фазы жизненного цикла девелоперского проекта. Все модули функционируют в едином информационном пространстве и могут взаимодействовать с применяемыми в индустрии САПР-пакетами.
Платформа R2 предлагает комплексный подход к решению этой проблемы. Она представляет собой набор интегрированных модульных компонентов, охватывающих различные фазы жизненного цикла девелоперского проекта. Все модули функционируют в едином информационном пространстве и могут взаимодействовать с применяемыми в индустрии САПР-пакетами.
Технологическая база: выбор Unreal Engine
В качестве технологической основы платформы использован графический движок Unreal Engine - выбор, который на первый взгляд может показаться необычным для сектора проектирования и строительства. Однако именно вычислительная мощность этого решения и его способность обрабатывать огромные объемы информации обусловили этот выбор.
Девелоперские проекты требуют работы с многоуровневыми трёхмерными моделями: сложная архитектурно-градостроительная среда, здания с множеством вариантов типов квартир, результаты лазерного сканирования размером в несколько гигабайт. Движок Unreal изначально разработан именно для работы с подобного рода нагрузками: визуализация открытых сцен, обработка полигонов, исчисляемых миллионами в режиме реального времени, асинхронная подгрузка данных.
Вторым аспектом является многофункциональность платформы. С помощью Unreal Engine становится возможным реализовать значительный спектр задач: начиная с вычисления показателей солнечного освещения (инсоляции) и создания планировочных конфигураций, заканчивая интерактивной трёхмерной визуализацией и связью с удалёнными сервисами. Такой подход позволяет формировать специализированные решения для отдельных блоков задач девелопмента, преодолевая ограничения типовых инженерных пакетов.
Третий фактор - способность системы к развитию и расширению. По мере увеличения сложности проектов и расширения требований к функциям платформа дает возможность добавлять новые возможности, привлекать дополнительные вычислительные ресурсы и оптимизировать параллельные процессы без переработки базовой платформы.
В качестве технологической основы платформы использован графический движок Unreal Engine - выбор, который на первый взгляд может показаться необычным для сектора проектирования и строительства. Однако именно вычислительная мощность этого решения и его способность обрабатывать огромные объемы информации обусловили этот выбор.
Девелоперские проекты требуют работы с многоуровневыми трёхмерными моделями: сложная архитектурно-градостроительная среда, здания с множеством вариантов типов квартир, результаты лазерного сканирования размером в несколько гигабайт. Движок Unreal изначально разработан именно для работы с подобного рода нагрузками: визуализация открытых сцен, обработка полигонов, исчисляемых миллионами в режиме реального времени, асинхронная подгрузка данных.
Вторым аспектом является многофункциональность платформы. С помощью Unreal Engine становится возможным реализовать значительный спектр задач: начиная с вычисления показателей солнечного освещения (инсоляции) и создания планировочных конфигураций, заканчивая интерактивной трёхмерной визуализацией и связью с удалёнными сервисами. Такой подход позволяет формировать специализированные решения для отдельных блоков задач девелопмента, преодолевая ограничения типовых инженерных пакетов.
Третий фактор - способность системы к развитию и расширению. По мере увеличения сложности проектов и расширения требований к функциям платформа дает возможность добавлять новые возможности, привлекать дополнительные вычислительные ресурсы и оптимизировать параллельные процессы без переработки базовой платформы.
Архитектура решения
Ключевым достоинством R2 является модульная структура. Отдельные элементы платформы решают специфические задачи определённых проектных этапов и подключаются к широко применяемым в отрасли системам: Revit, Civil 3D, AutoCAD.
Движок Unreal Engine служит единым техническим основанием для всех компонентов: унифицированные процедуры работы с геометрией, общая система рендера, согласованные методы для загрузки и выгрузки информации. Это облегчает процесс создания дополнительных компонентов и гарантирует их совместимость.
Ключевым достоинством R2 является модульная структура. Отдельные элементы платформы решают специфические задачи определённых проектных этапов и подключаются к широко применяемым в отрасли системам: Revit, Civil 3D, AutoCAD.
Движок Unreal Engine служит единым техническим основанием для всех компонентов: унифицированные процедуры работы с геометрией, общая система рендера, согласованные методы для загрузки и выгрузки информации. Это облегчает процесс создания дополнительных компонентов и гарантирует их совместимость.
Рис.1. Схема основных модулей
Это даёт возможность разворачивать компоненты точечно, выбирая те, которые устраняют текущие производственные боли в данный момент. Градостроительный модуль и Колористика уже активно применяются в производстве, сервис Видобот используется в отделе продаж уже несколько лет, ОПР проходит производственное тестирование, CloudLab - в режиме тестовой эксплуатации.
R2.Градостроительный
Этап предварительного градостроительного исследования и раздел проектной стадии (инсоляция и коэффициент естественного освещения) требуют большого числа итеративных циклов. Специалистам необходимо разработать множество сценариев размещения объектов, произвести расчеты освещённости, определить основные технико-экономические параметры. Каждый из таких сценариев может потребовать многодневной работы специалистов отдела генплана.
Этап предварительного градостроительного исследования и раздел проектной стадии (инсоляция и коэффициент естественного освещения) требуют большого числа итеративных циклов. Специалистам необходимо разработать множество сценариев размещения объектов, произвести расчеты освещённости, определить основные технико-экономические параметры. Каждый из таких сценариев может потребовать многодневной работы специалистов отдела генплана.
Рис.2. Геоинформационные данные при анализе окружения площадки
Модуль R2.Градостроительный позволяет выполнять параметрическое моделирование различных архитектурно-градостроительных вариантов и определять эффективность той или иной площадки. Система интегрирована с GeoServer для работы с геоинформационными данными, а также содержит ряд сценариев, позволяющих автоматизировать генерирование вариантов застройки. Модуль выполняет расчеты освещенности и технико-экономических показателей для любого сценария, позволяя за короткий срок исключить варианты, которые не имеют экономического смысла.
Рис.3. Полученные технико – экономические показатели по варианту застройки
На этом этапе особенно проявляются преимущества графического движка: для выполнения подробных расчётов инсоляции с учётом окружающей застройки требуется существенный вычислительный потенциал. Данная система справляется с этими требованиями, позволяя специалистам работать с моделями интерактивно, даже если модель отличается высокой сложностью.
Совместимость с Civil 3D, табличными редакторами и поддержка 3D-форматов позволяет беспрепятственно обмениваться данными с имеющимся у компании инструментарием. Результат на практике: сокращение продолжительности предпроектной стадии на половину и уменьшение затрат на вычисление инсоляции и коэффициента естественной освещённости на стадии «П» на 20%.
Совместимость с Civil 3D, табличными редакторами и поддержка 3D-форматов позволяет беспрепятственно обмениваться данными с имеющимся у компании инструментарием. Результат на практике: сокращение продолжительности предпроектной стадии на половину и уменьшение затрат на вычисление инсоляции и коэффициента естественной освещённости на стадии «П» на 20%.
Модуль объемно – планировочных решений: алгоритмизация моделирования планировок
Наиболее трудоёмкий процесс в профессиональном архитектурном проектировании – это определение оптимальных объёмно-планировочных решений применительно к заданному составу квартир. Требуется расставить квартиры разных категорий и размеров на типовых этажах, учитывая инсоляцию всех светопроёмов с учётом наружного окружения, трансформировать планировку согласно контурам наружного фасада, разместить технические помещения.
Наиболее трудоёмкий процесс в профессиональном архитектурном проектировании – это определение оптимальных объёмно-планировочных решений применительно к заданному составу квартир. Требуется расставить квартиры разных категорий и размеров на типовых этажах, учитывая инсоляцию всех светопроёмов с учётом наружного окружения, трансформировать планировку согласно контурам наружного фасада, разместить технические помещения.
Рис.4. Расчет инсоляции для учета при генерации планировок типовых этажей
Рис.5. Выбор варианта планировки на основе полученных характеристик
R2.ОПР создаёт планировочные решения жилых помещений для каждого этажа согласно утвержденному составу квартир, автоматически адаптируя получаемые планировки к форме здания. Система вычисляет освещённость через каждый оконный проём с учетом окружающей застройки, размещает технические площадки лоджий, формирует воронки и технические коридоры.
Данный модуль применяет базу типовых компонентов - узлы с лифтами и лестницами (ЛЛУ), типовые квартиры, эркеры - которая постоянно пополняется и совершенствуется. Выходные данные передаются в Revit. На текущий момент модуль проходит производственное тестирование, однако уже показывает ускорение подготовки планировочных решений на 20 – 30 %.
Примечательны результаты тестирования с нестандартной геометрией: программа способна воссоздавать архитектурные объёмы, отвечающие текущим архитектурно-градостроительным требованиям, и генерировать планировки жилых этажей применительно к сооружениям со сложной пространственной геометрией. Мощность Unreal Engine дает возможность в интерактивном режиме анализировать множество вариантов расположения жилых помещений, оптимизируя решения в соответствии с задаваемыми ограничениями.
Данный модуль применяет базу типовых компонентов - узлы с лифтами и лестницами (ЛЛУ), типовые квартиры, эркеры - которая постоянно пополняется и совершенствуется. Выходные данные передаются в Revit. На текущий момент модуль проходит производственное тестирование, однако уже показывает ускорение подготовки планировочных решений на 20 – 30 %.
Примечательны результаты тестирования с нестандартной геометрией: программа способна воссоздавать архитектурные объёмы, отвечающие текущим архитектурно-градостроительным требованиям, и генерировать планировки жилых этажей применительно к сооружениям со сложной пространственной геометрией. Мощность Unreal Engine дает возможность в интерактивном режиме анализировать множество вариантов расположения жилых помещений, оптимизируя решения в соответствии с задаваемыми ограничениями.
Рис.6. Применение модуля R2.ОПР для создания планировок нескольких зданий со сложной формой
Модуль архитектурно-колористических решений фасадов
Во время выполнения рабочей проектной документации архитекторы вынуждены решать довольно сложную задачу - расчет раскладки отделочных материалов на вентилируемых фасадах и создание рабочей документации, отражающей архитектурно-декоративные решения. Это кропотливый процесс, в котором высока вероятность ошибок, которые в итоге проявляются на стадии производства и установки конструкций.
Во время выполнения рабочей проектной документации архитекторы вынуждены решать довольно сложную задачу - расчет раскладки отделочных материалов на вентилируемых фасадах и создание рабочей документации, отражающей архитектурно-декоративные решения. Это кропотливый процесс, в котором высока вероятность ошибок, которые в итоге проявляются на стадии производства и установки конструкций.
Рис.7. Генерация кладки кирпичей на фасаде
R2.Колористика реализует трёхмерное моделирование раскладки отделочного материала и производит автоматизированное формирование рабочей документации. Система поддерживает обмен информацией с подразделением, отвечающим за сборные изделия, использует каталог унифицированных компонентов для наружных поверхностей.
Рис.8-9. Применение инструментов контроля при проверке созданной модели
Главная особенность модуля - интегрированные механизмы проверки, которые снижают количество ошибок при монтаже сборных элементов и уменьшают номенклатуру изделий. Модуль автоматизировано создаёт необходимые данные для формирования рабочей документации, что уменьшает объём ручной работы по подготовке документации на треть.
Рис.10. Импорт результатов работы из R2. Колористика в AutoCAD
Видовые характеристики квартир
На этапе приобретения недвижимости потенциальные жильцы стремятся заранее знать, какие виды откроются перед ними из жилого помещения. Раньше менеджеры по продажам тратили значительное время, объясняя видовые характеристики по телефону, либо создавали схемы самостоятельно.
R2.Схемы видов из окна (рабочее название Видобот) представляет собой сервис для создания схем видов из окон жилого помещения с возможностью интеграции с CRM. Система анализирует окружающий вид с настраиваемым углом поля зрения, формирует графические схемы в SVG-формате и генерирует структурированный документ JSON с информацией про все визуальные элементы, попадающие в видовой диапазон.
На этапе приобретения недвижимости потенциальные жильцы стремятся заранее знать, какие виды откроются перед ними из жилого помещения. Раньше менеджеры по продажам тратили значительное время, объясняя видовые характеристики по телефону, либо создавали схемы самостоятельно.
R2.Схемы видов из окна (рабочее название Видобот) представляет собой сервис для создания схем видов из окон жилого помещения с возможностью интеграции с CRM. Система анализирует окружающий вид с настраиваемым углом поля зрения, формирует графические схемы в SVG-формате и генерирует структурированный документ JSON с информацией про все визуальные элементы, попадающие в видовой диапазон.
Рис.11. Анализ окружения в процессе генерации схем видов из окна
Особенно эффективна функция определения видимости значимых объектов - зелёных зон, водных объектов, памятников архитектуры. Такие сведения могут быть встроены в поисковую систему сайта продаж, облегчая процесс подбора квартир, например, с видом на озеленённую зону.
Результаты практического применения показывают: уменьшение количества входящих звонков, сокращение средней продолжительности переговоров, улучшение удобства взаимодействия для покупателей недвижимости.
Результаты практического применения показывают: уменьшение количества входящих звонков, сокращение средней продолжительности переговоров, улучшение удобства взаимодействия для покупателей недвижимости.
Рис.12. Один из вариантов полученных схем
CloudLab: оценка качества строительства и отделки
Проверка качества хода и завершения строительно-монтажных и отделочных работ имеет большое значение, так как её итоги напрямую сказываются на количестве рекламаций от будущих собственников. Традиционный подход к контролю носит выборочный характер, результаты в значительной мере субъективны и зависят от профессионального уровня инспектора.
R2.CloudLab применяет облака точек лазерного сканирования для оценки качества поверхностей и конструкций. Модуль загружает необработанные облака точек, осуществляет их оптимизацию (с помощью пользователя), проводит анализ состояния поверхностей и автоматически определяет требуемый объём материалов, необходимых для достижения требуемого уровня качества отделки.
Проверка качества хода и завершения строительно-монтажных и отделочных работ имеет большое значение, так как её итоги напрямую сказываются на количестве рекламаций от будущих собственников. Традиционный подход к контролю носит выборочный характер, результаты в значительной мере субъективны и зависят от профессионального уровня инспектора.
R2.CloudLab применяет облака точек лазерного сканирования для оценки качества поверхностей и конструкций. Модуль загружает необработанные облака точек, осуществляет их оптимизацию (с помощью пользователя), проводит анализ состояния поверхностей и автоматически определяет требуемый объём материалов, необходимых для достижения требуемого уровня качества отделки.
Рис.13. Поверхности помещений после импорта и оптимизации
Обработка материалов облаков точек - ещё один случай, когда Unreal Engine продемонстрировал свою эффективность. Сканируемые файлы могут включать миллионы отдельных точек, и их анализ в интерактивном режиме требует высокого уровня оптимизации компьютерных ресурсов. Движок справляется с таком объёмом информации, обеспечивая удобную интерактивную работу.
Рис.14. Анализ вертикальности
Итоговая информация экспортируется в форматы AutoCAD/Civil 3D и табличные редакторы. Система находится в фазе промышленного тестирования, ожидается уменьшение количества претензий покупателей на 30%.
Рис.15. Отчет по результатам анализа в AutoCAD
Область применения и потенциальное развитие
Платформа R2 создавалась для актуальных производственных задач в девелопменте - начиная с предпроектных этапов и исследований, подготовки рабочей документации, анализа строительных операций, завершая продажами. Модульная конструкция даёт возможность применять как отдельные компоненты для целевой оптимизации узких мест, так и полный спектр инструментов для более полного охвата производственных операций. В основе архитектуры лежат: параметрическое 3D-моделирование, использование геоинформационных технологий, расчётные функции (инсоляция, коэффициент естественного освещения, технико-экономические показатели), технологии обработки облаков точек, автоматическая подготовка рабочей документации.
Применение Unreal Engine как основной технической платформы раскрывает дополнительные возможности для последующего развития: реализация технологий виртуальной и дополненной реальности для презентаций объектов, соединение с системами умных датчиков для отслеживания хода строительства, использование алгоритмов машинного обучения для совершенствования планировочных решений. Функциональность движка обеспечивает возможность реализации практически любого требуемого функционала для будущих этапов развития.
Платформа активно совершенствуется: увеличиваются библиотеки типовых элементов, расширяются возможности автоматизированных сценариев мастерпланирования, развиваются процедуры оптимизации. Результаты практического применения демонстрируют осязаемую отдачу - от двадцати до пятидесяти процентов экономии времени и ресурсов на различных этапах проектирования.
Платформа R2 создавалась для актуальных производственных задач в девелопменте - начиная с предпроектных этапов и исследований, подготовки рабочей документации, анализа строительных операций, завершая продажами. Модульная конструкция даёт возможность применять как отдельные компоненты для целевой оптимизации узких мест, так и полный спектр инструментов для более полного охвата производственных операций. В основе архитектуры лежат: параметрическое 3D-моделирование, использование геоинформационных технологий, расчётные функции (инсоляция, коэффициент естественного освещения, технико-экономические показатели), технологии обработки облаков точек, автоматическая подготовка рабочей документации.
Применение Unreal Engine как основной технической платформы раскрывает дополнительные возможности для последующего развития: реализация технологий виртуальной и дополненной реальности для презентаций объектов, соединение с системами умных датчиков для отслеживания хода строительства, использование алгоритмов машинного обучения для совершенствования планировочных решений. Функциональность движка обеспечивает возможность реализации практически любого требуемого функционала для будущих этапов развития.
Платформа активно совершенствуется: увеличиваются библиотеки типовых элементов, расширяются возможности автоматизированных сценариев мастерпланирования, развиваются процедуры оптимизации. Результаты практического применения демонстрируют осязаемую отдачу - от двадцати до пятидесяти процентов экономии времени и ресурсов на различных этапах проектирования.