Информационные системы при освоении подземного пространства

УДК 624.1:004.9
ББК 37.78-05
М24
Рецензенты:
кандидат технических наук А.Р. Габриелян,  
директор по строительству ООО «СК Ника»;
доктор технических наук, профессор М.Г. Зерцалов,  
профессор кафедры механики грунтов и геотехники НИУ МГСУ
 
Манько, Артур Владимирович.
М24	 	
Информационные системы при освоении подземного пространства  [Элек-тронный 
ресурс] : учебно-методическое пособие / А.В. Манько ; Мини-стерство науки и высшего 
образования Российской Федерации, Национальный исследовательский Мос-ковский государственный строительный университет, кафедра механики грунтов и геотехники. — 
Электрон. дан. и прогр. (6,2 Мб). — Мос-ква : Издательство МИСИ – МГСУ, 2024. — 
URL: http://lib.mgsu.ru. — Загл. с титул. экрана.
ISBN 978-5-7264-3538-1 (сетевое)
ISBN 978-5-7264-3539-8 (локальное)
В учебно-методическом пособии рассмотрены вопросы, связанные с информационными технологиями, необходимыми при освоении подземного пространства. 
Для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий 
и сооружений, профиль «Строительство подземных сооружений».
Учебное электронное издание
© ФГБОУ ВО «НИУ МГСУ», 2024

Учебное электронное издание
Манько Артур Владимирович
ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ  
ПРИ ОСВОЕНИИ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА
Учебно-методическое пособие
Редактор Е.В. Трофимова
Корректор Ю.М. Викторова
Верстка и дизайн титульного экрана Д.Л. Разумного 
Для создания электронного издания использовано:
Microsoft Word 2010, Adobe InDesign CS6, ПО Adobe Acrobat
Подписано к использованию 10.08.2024. Объем данных 6,2 Мб.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования 
«Национальный исследовательский 
Московский государственный строительный университет».
129337, Москва, Ярославское ш., 26.
Издательство МИСИ – МГСУ. 
Тел.: (495) 287-49-14, вн. 14-23, (499) 183-91-90, (499) 183-97-95.
E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru

Оглавление
Введение............................................................................................................................................................5
1. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ...............................................................6
1.1. Жизненный цикл и информационное обеспечение освоения подземного пространства.............6
1.2. Система управления базами данных..................................................................................................8
1.3. Автоматизированные системы информационного обеспечения.....................................................9
1.4. Геоинформационные системы........................................................................................................... 10
1.5. Технология информационного моделирования............................................................................... 11
1.6. Информационные технологии построения автоматизированных систем управления.............. 12
2. ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ...................................................................................... 13
2.1. Составление структуры информационных систем для строительства........................................ 13
2.2. Расчет энергоэффективности подземного сооружения.................................................................. 13
2.3. Создание баз данных.......................................................................................................................... 13
2.4. Расчет жизненного цикла сооружения............................................................................................. 13
2.5. Составление структуры АИС для подземного сооружения.......................................................... 13
2.6. Освоение принципов создания цифровой геологической информации....................................... 13
2.7. Создание структуры АСУ.................................................................................................................. 14
2.8. Способы управления информационной моделью........................................................................... 14
3. ЗАДАНИЯ К КОМПЬЮТЕРНОМУ ПРАКТИКУМУ............................................................................ 15
3.1. Работа с геоинформационными технологиями............................................................................... 15
3.2. Работа с технологиями информационного моделирования........................................................... 16
4. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ........................................................................................................20
Библиографический список........................................................................................................................... 21
ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................................................................................22

ВВЕДЕНИЕ
История информационных систем и  технологий насчитывает уже несколько столетий. 
В это трудно поверить, но, например, географические информационные системы, если верить 
историкам, появились во время битвы под Ватерлоо, когда маршал Французской империи Луи 
Александр Бертье накладывал на географическую карту прозрачные листы из стекла, на которых рисовал все передвижения противника и французских войск. 
В настоящий момент информационные технологии, особенно в строительстве, выполняют 
разные функции: мониторинг, визуализацию, проектирование, строительство и многое другое.
Информационные системы имеют несколько классификаций. 
Первая классификация — по типам информационных систем:
–– информационная система персональных данных; 
–– государственная информационная система; 
–– автоматизированная система; 
–– автоматизированная система управления техническим процессом;
–– критическая информационная инфраструктура.
Вторая классификация — по архитектуре:
–– файл-сервер;
–– клиент-сервер;
–– трехслойная.
Третья классификация — по характеру использования информации:
–– информационно-поисковые системы;
–– информационно-решающие системы.
Есть еще множество классификаций информационных систем, но в качестве основной следует выделить классификацию по сфере применения. Она удовлетворяет множество различных сфер производства, и поэтому ниже будет рассмотрена классификация при освоении подземного пространства:
–– система управления базами данных;
–– система автоматизированного проектирования;
–– географическая информационная система;
–– геоинформационная система;
–– технология информационного моделирования;
–– экологические информационные системы;
–– автоматизированные системы информационного обеспечения;
–– система «электронный прораб» (4D) и другие системы — 5D, 6D ... 10D.
В настоящий момент в  строительстве географические информационные системы и  информационные системы с базами данных перестали существовать как самостоятельные единицы и преобразованы в геоинформационные системы (ГИС). Ниже будут рассмотрены основные информационные системы, которые могут использоваться при освоении подземного 
пространства больших городов и крупных строек.

1. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1. Жизненный цикл и информационное обеспечение 
освоения подземного пространства
Жизненный цикл подземного сооружения — это программа проектирования, строительства, эксплуатации, редевелопмента, сноса или реконструкции объекта капитального строительства на экономической основе. Понятие жизненного цикла (ЖЦ) пришло в строительство из менеджмента продажи продукции в 1960-х годах. Впервые модель жизненного цикла 
создал в 1968 году Королевский Институт Британских Архитекторов (Royal Institute of British 
Architects — RIBA). 
В настоящее время нет устоявшейся структуры жизненного цикла подземного сооружения. В течение долгого времени под ЖЦ понимали отрезок времени между капитальными ремонтами, которые назначались исходя из усредненного срока эксплуатации различных систем 
и конструкций сооружения. Поэтому в качестве структуры ЖЦ для подземного сооружения 
предлагается схема, приведенная в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Структура жизненного цикла строительного объекта
Шаги
Этап
Стадии жизненного цикла подземного сооружения
Концепция
Брифинг, 
принятие решения
Технический 
дизайн
Производство  
работ
Стратегический
Бизнес- 
кейс
Разработка  
вариантов  
дизайн- 
проектов  
нового объекта
Архитектурная концепция и  увязка с  местом 
строительства или определение «привлекательности» объекта для дальнейшей эксплуатации
Окончательный выбор 
архитектурно-конструктивной концепции реновируемого объекта
Составление и  расчет 
плана работ при сравнении объектов-аналогов
Оценка 
рисков
Выбор,  
схематизация 
и ранжирование 
рисков  
нового объекта
Корректировка бизнес-плана, предварительный 
объектный сметный расчет
Создание 
проекта 
комплексной 
безопасности реновируемого объекта
Создание и  поддержка 
системы 
мониторинга 
в ин-формационных системах 
Основной
Предпроектный
Бизнес-план 
развития  
территории  
или объекта
Разработка «Дорожной 
карты» объекта в составе реновируемой территории
Выбор девелоперов 
для управления всеми активами
Полный экономический 
расчет проекта
Проект 
3D
Краткое  
описание  
симбиоза  
нового объекта  
и существующего
Дизайн-проект выбранного архитектурного решения
Проект реновируемого объекта и  рабочая документация 
на строительство
Корректировка рабочей 
документации с  учетом 
данных системы мониторинга с  изменением 
проекта ЖЦ и информационных систем
Заключительный
Проект 
4D/5D
Поиск  
инвестиций
Составление предварительного стройфинплана / проектное финансирование
Создание / поддержка проекта в информационных 
системах
Строительство реновируемого объекта
Проект 
6D
Обследование 
существующего  
объекта  
или оценка  
возможности 
продления  
эксплуатации 
объекта
Составление предварительной сметы на эксплуатационные расходы 
на весь предполагаемый 
жизненный цикл реновируемого объекта
Расчет / составление 
проекта жизненного 
цикла реновируемого объекта
Эксплуатация, текущий 
и капитальный ремонты 
в соответствии с проектом ЖЦ

В последнее время проект ЖЦ здания или подземного сооружения необходим для оптимизации расходов на строительство и эксплуатацию. Экономически не выгодно делать временные здания и сооружения из долговечного бетона и, в свою очередь, не рационально сооружение, предназначенное для долгой эксплуатации, возводить из недолговечных материалов. 
В идеальном случае сроки службы несущих конструкций, инженерных коммуникаций и отделочных материалов должны совпадать. В таком случае здание после демонтажа можно утилизировать полностью. В связи с этим необходимо, чтобы по возможности все конструкции 
были из перерабатываемых материалов. 
Если есть вероятность того, что здание или сооружение (подземное или надземное) после 
окончания ЖЦ можно подвергнуть реконструкции или редевелопменту, то основные несущие 
конструкции можно делать из материалов, срок износа которых больше, чем срок эксплуатации самого здания или сооружения.
На рис.  1.1 представлены два варианта схем жизненного цикла зданий и сооружений, которые применимы в том числе и для подземных.
Рис. 1.1. Схемы жизненного цикла здания или сооружения:  
а — в менеджменте; б — в строительстве