Диссертация (Киберфизическая интеграция строительных систем), страница 2

В работе сформулирован теоретическийаппарат,содержащийоригинальныемодели,методикииалгоритмы,формирующие методологию киберфизической интеграции строительных систем.Практическая значимость. Результаты настоящей диссертационной работыявляются формализованным основаниями, способствующими формированиюединого подхода к управлению жизненным циклом строительных систем сприменением информационных технологий. Это позволит повысить совокупнуюэффективность жизненного цикла “проектирование-производство-эксплуатация”объектов строительства.9Личный вклад соискателя состоит:- в разработке теоретических положений, изложенных в диссертации;- в проведении анализа теории и практики построения и функционированиястроительных систем как объектов управления и киберфизической интеграции;- впроведениианализаобъектовипроцессовавтоматизациипроектирования киберфизических строительных систем- в практической апробации элементов киберфизической интеграциистроительных систем;- вразработкенаучныхоснованийперспективныхнаправленийдальнейших исследований в области киберфизической интеграции строительныхсистем.Положения, выносимые на защиту:- методология киберфизической интеграции строительных систем;- методологияавтоматизациипроектированиякиберфизическихстроительных систем;- универсальная модель топологии киберфизических строительных систем;- общая модель обмена данными киберфизических строительных систем;- общая модель управления данными киберфизических строительныхсистем;- модель киберфизической интеграции строительных систем;- алгоритм автоматизированного проектирования структуры данныхкиберфизических строительных систем;- методика автоматизации проектирования аппаратного обеспеченияфункций киберфизических строительных систем;- методика автоматизации проектирования программного обеспеченияфункций киберфизических строительных систем;- модель внешней интеграции киберфизических строительных систем;10- методикаверификацииструктурыданныхкиберфизическихстроительных систем.Степень достоверности результатов работы определяется используемымиметодами исследований – системотехнический подход, теория автоматическогоуправления, математическое и имитационное моделирование, теория графов.Апробациярезультатовисследования.Результатыисследованийдокладывались на 10, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 20 и 21-й международных научныхконференциях “Строительство – Формирование среды жизнедеятельности” (г.Москва, 2007–2011 гг., 2015-2018 гг.), Научно-практических конференциях“Научно-техническое творчество молодежи – путь к обществу, основанному назнаниях” (г.

Москва, 2008–2010 гг.), Международной научной конференцииДОННАСА (Украина, г. Донецк, 2009 г.), Международной научно-техническойконференции “Стройкомплекс – 2010” (г. Ижевск, 2010 г.), XIX Словацкороссийско-польском семинаре “Теоретические основы строительства” (Словакия,г. Жилина, 2010 г.), XXIII Польско-словацко-российском семинаре “Теоретическиеосновы строительства” (Польша, г. Ворцлав, г. Шклярска Поремба, 2014 г.), XXVПольско-российско-словацком семинаре “Теоретические основы строительства”(Словакия, г. Жилина, 2016 г.), Международной научной конференции“Интеграция, партнерство и инновации в строительной науке и образовании” (г.Москва, 2011 г., 2013 г., 2014 г.), XIV Международной конференции покомпьютеризации в строительстве (ICCCBE 2012 Moscow), XX Международнойконференции по применению компьютерных наук и математики в областиархитектуры и строительства (IKM 2015, Германия, г.

Веймар, 2015 г.), ДесятаяВсероссийская мультиконференция по проблемам управления (г. Геленджик, с.Дивноморское,2017г.),семинарахстроительныхтехнологий”,кафедр“Автоматизации“Автоматизациииинженерно-электроснабжения”и“Информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве” НИУМГСУ.11Результатыдиссертациипрошлиапробациюврамкахнаучно-исследовательских работ, выполняемых в НИУ МГСУ. В частности, результатынастоящего исследования были апробированы в рамках разработки СП301.1325800.2017 Информационное моделирование в строительстве. Правилаорганизацииработпроизводственно-техническимиотделами(утверждёнприказом Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйстваРоссийской Федерации от 29 августа 2017 г.

№1178/пр и введён в действие с 2марта 2018 г.), а также в рамках работы “Научные основы оптимальногопроектирования,строительства,перспективногоинформационногомоделирования и эффективного управления жизненными циклами жилых иобщественных зданий для различных регионов России”, удостоенной ПремииПравительства Российской Федерации в области науки и техники (РаспоряжениеПравительства Российской Федерации от 25 октября 2017 г. №2345-р).Экспериментальное внедрение результатов исследования выполнено вПубличномакционерномобществе(ПАО)“Московскаяобъединеннаяэнергетическая компания” (МОЭК) и Обществе с ограниченной ответственностью“ОДАС “Сколково”. Отдельные результаты диссертации использованы в учебномпроцессе кафедры ИСТАС и кафедры АиЭ НИУ МГСУ.Акты о внедрениинаучных и практических результатов диссертации приведены в Приложении Г.Публикации.

Результаты диссертации опубликованы в 2007–2018 гг. в 106научных работах, в том числе – в 37 работах в научных изданиях, входящих вПереченьрецензируемыхнаучныхизданий,вкоторыхдолжныбытьопубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученойстепени кандидата наук, на соискание ученой степени доктора наук и в 22 работахв научных изданиях индексируемых в международных реферативных базахScopus и Web of Science.В диссертации использованы результаты научных работ, выполненныхавтором - соискателем ученой степени доктора технических наук – лично и в12соавторстве. Список опубликованных научных работ П.Д.

Челышкова (лично и всоавторстве) приведен в Приложении Б.В результате проведенных исследований автором (в составе авторскогоколлектива) получены 10 Патентов РФ на полезные модели, 12 Патентов РФ напромышленные образцы, 32 Свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.Титульные листы патентов на полезные модели, патентов на промышленныеобразцы, свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ,полученные П.Д.

Челышковым в ходе проведения исследований приведен вПриложении В.Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести главосновного текста, заключения, списка сокращений и условных обозначений,спискалитературы,спискаиллюстративногоматериалаиприложений.Диссертация содержит 345 страниц текста, включая 22 рисунка, 7 таблиц, и 4приложения.Содержаниеспециальности(строительство).диссертации05.13.12–соответствуетСистемып.п.

1, 3, 6автоматизацииПаспортапроектированияГлава 1Анализ кибернетики строительных систем1.1 Анализ теории и практики построения и функционированиястроительных систем как объектов управления и киберфизическойинтеграцииВ настоящее время всё большее число исследователей и специалистовстроительной отрасли приходит к мнению о целесообразности применения впрактике строительства (в широком смысле этого понятия) ряда технологий (BIM,Smart City, Big Data, IoT и другие), объединяемых концепцией Четвёртойпромышленной революции.

Результатом реализации в строительстве названныхтехнологий должен стать переход к широкому применению киберфизическихсистем [1-5; 7-25; 115-124].Строительная система сегодня определена как “конечное множествофункциональных компонентов (элементы, объекты, комплекс строительства) иотношений между ними, выделенное в соответствии с определенной целью врамках определенного временного интервала” [6].Существует множество подходов к классификации строительных систем – повыполняемым функциям, по времени действия, по пожарной опасности и проч.

Врамках настоящего исследования следует выбрать способ классификации наиболееуниверсальный для объектов различного назначения. Общей характеристикойКСС, вне зависимости от специфики конкретного объекта, является обеспечениефункцийуправлениястроительнымистроительнымисистемамисистемами.осуществляетсявПриинтересахэтом,управлениенаилучшего(повыбираемому критерию) обеспечения потребностей объекта. Принимая вовниманиесказанное,представляетсяобоснованнымклассифицироватьстроительные системы как объекты управления киберфизической интеграции пообеспечиваемым потребностям объектов строительства.К потребностям объектов строительство предлагается отнести следующие:1. Обеспечение конструктивных параметров.2.

Обеспечение водой.143. Обеспечение микроклимата.4. Обеспечение освещения.5. Обеспечение электропотребления.6. Обеспечение газоснабжения.7. Обеспечение связи.8. Обеспечение транспорта.9. Обеспечение охраны.10. Обеспечение пожарной безопасности.К строительным системам, обеспечивающим конструктивные параметрыотносится система мониторинга состояния и управления конструкциями.К строительным системам обеспечения водой относятся:• система выработки (добычи) воды;• система подготовки (очистки) воды;• система доставки воды (насосные станции);• система распределения воды (водопроводная сеть);• система сбора и очистки дождевой воды;• система оборотного водоснабжения;• система канализации;• система ливневой канализации;• система очистки стоков.К строительным системам обеспечения микроклимата относятся:• система производства (генерации) тепла;• система доставки тепла (теплоснабжения);• система производства холода;• система доставки холода;• система отопления;• система вентиляции;• система кондиционирования воздуха.К строительным системам, обеспечивающим освещение относятся:15• светопрозрачные конструкции;• система электроосвещения;• система дневного освещения с применением световодов.К строительным системам, обеспечивающим электропотребление относятся:• система выработки (генерации) электроэнергии;• система трансформации электроэнергии;• система аккумулирования электроэнергии;• система распределения электроэнергии.К строительным системам, обеспечивающим газоснабжение относятся:• система хранения газа;• система подачи газа;• система распределения газа.К строительным системам, обеспечивающим связь относятся:• система телефонной связи;• система телеграфной связи;• система радиосвязи;• система телевизионной связи;• система спутниковой связи;• система компьютерной связи;• система факсимильной связи.Кстроительнымсистемам,обеспечивающиммеханическуютранспортировку, относятся:• системы вертикального транспорта;• разгрузочно-погрузочные механизмы;• транспортные средства.К строительным системам, обеспечивающим охрану, относятся:• система сигнализации;• система контроля и управления доступом;• система охраны периметра.16К строительным системам, обеспечивающим пожарную безопасность,относятся:• системы пожаротушения;• системы пожарной сигнализации.В сложившейся на сегодняшний день практике, ответственность за объект(или совокупность объектов) строительства на протяжении жизненного цикларазделена между различными строительными системами.

При этом, задачаинтеграции таких систем зачастую не ставится или, по крайней мере, невоспринимается как приоритетная. Также следует отметить, что в рассматриваемойситуации не исключена возможность наличия “белых пятен” на жизненном циклеобъекта строительства – периодов, когда ни одна из строительных систем неотвечает за состояние объекта строительства.

Такая ситуация особенно вероятнадля объектов строительство, создание которых было заморожено. В качествепримера строительных систем можно привести систему проектирования, системууправления строительством, систему эксплуатации, систему сбора коммунальныхплатежей, систему планирования текущих и капитальных ремонтов и проч.Описанная ситуация, характеризуемая низкой степенью интегрированностистроительных систем, приводит к потере полезной информации при переходахмежду стадиями жизненного цикла объектов строительства, а также прикорректировкесистем,измененииполномочийисменеответственныхисполнителей в рамках одной стадии жизненного цикла.Безусловно, имеет место локальная интеграция строительных систем: нааппаратном или программном уровне интегрируются отдельные процессы,участвующие в деятельности различных систем.