BIM v železničnej výstavbe na Slovensku

BIM (Building Information Modeling) je technológia, ktorá mení spôsob, akým sa navrhujú, plánujú a realizujú projekty železničnej infraštruktúry. Článok sa zaoberá niektorými z hlavných problémov a výziev, ktoré sa objavujú pri implementácii BIM v slovenskom prostredí.

Výhody BIM

Zlepšená spolupráca
BIM umožňuje architektom, inžinierom a stavebným odborníkom efektívnejšie spolupracovať zdieľaním jedného komplexného modelu alebo jednej štruktúry. To znižuje riziko chýb a konfliktov a zlepšuje komunikáciu medzi členmi tímu.

Lepšia vizualizácia
BIM modely sú veľmi detailné a vizualizované v 3D, čo uľahčuje zainteresovaným stranám pochopiť a hodnotiť návrh budovy alebo štruktúry. To môže pomôcť identifikovať potenciálne problémy a zlepšiť celkovú kvalitu projektu.

Zvýšená efektívnosť
BIM modely môžu byť použité na simuláciu a optimalizáciu stavebných procesov, čo pomáha identifikovať a riešiť potenciálne problémy skôr, ako sa vyskytnú. To môže ušetriť čas a peniaze a zlepšiť celkovú efektívnosť stavebného projektu.

Zvýšená presnosť
BIM modely sú veľmi detailné a môžu byť použité na modelovanie aj najkomplexnejších stavebných systémov a komponentov. Tento proces vedie k zníženiu chýb/konfliktov a zlepšuje presnosť projektu.

Úspora nákladov
Identifikáciou a riešením potenciálnych problémov skôr, ako sa vyskytnú, optimalizáciou stavebných procesov a zlepšením celkovej efektívnosti projektu môže BIM pomôcť znížiť náklady.

Lepšie riadenie majetku
BIM modely môžu byť použité na správu a údržbu budov a štruktúr počas ich celého životného cyklu. To môže pomôcť zlepšiť efektívnosť údržby a znížiť celkové náklady na prevádzku.

Náš pohľad

REMING CONSULT, a. s., je projektová, inžinierska a konzultačná spoločnosť, ktorá už 26 rokov pôsobí najmä v oblasti prípravy komplexných koľajových projektov železničných a električkových tratí. Predovšetkým treba povedať, že železničné projekty sú hlavne o modernizácii a rekonštrukcii. Vzhľadom na slovenské prostredie však ide o relatívne veľké projekty, ako sú napríklad Modernizácia trate Devínska N. Ves – štátna hranica na 200 km/h (DNVSH), alebo THÚ Zvolen, Nové Zámky, Humenné, Košice a Žilina, či električkové trate v Bratislave a Košiciach, alebo trolejbusové trate v Bratislave a Žiline. V našej spoločnosti sa zaoberáme projektmi od štúdií až po autorský dozor.

Na železniciach zatiaľ pritom nevidíme kladný postoj k BIM s vyjadrením, že ide o „neprávny postoj“, resp. „BIM, to je vec projektanta“, čo je podporené aj inými dôvodmi, ako sú platná legislatíva či financie. Vnímame aj komplikovanú spoluprácu na projektoch vzhľadom na veľký počet zainteresovaných strán – problémy vznikajú s internou aj externou spoluprácou.

Zároveň obrovský tlak na cenu projektu, dlhý a komplikovaný proces súťaže, nekomplexné zadanie a dlhý proces kontroly nedávajú možnosť vytvoriť kvalitný projekt v BIM ani ako internú zákazku. Na druhej strane, ŽSR v roku 2023 zainvestovali do CDE (Common Data Environment), pričom došlo k napojeniu tejto platformy na ich pasportné systémy. Takisto prebieha digitalizácia archívnej dokumentácie a chystá sa príprava prostredia na digitálne prevzatie dokumentácie. Okrem toho sa využívanie CDE prostredia poskytovaného spoločnosťou REMING CONSULT stáva pomaly štandardom na zdieľanie dát počas tvorby projektu, keďže ide o bezpečný nástroj.

V Čechách sa nasadenie BIM v infraštruktúre tiež spomalilo. Prečo je to tak? Je to dané rozdielnosťou pohľadu na to, ako by mal celý proces fungovať. Sú to ale aj technické požiadavky na BIM – napríklad načítanie, resp. spracovanie dát po odovzdaní – hľadá sa hranica, čo sa môže alebo nemôže požadovať za know-how. Deadline sa posúva aj vďaka legislatíve (príprava zákona o BIM). Na druhej strane beží obrovský projekt digitalizovania katastrálnych území. Jeden spoločný dátový štandard by malo priniesť memorandum o spolupráci medzi Agentúrou ČAS a SFDI.

Prečo už nerobíme všetko v BIM?

Zmena spôsobu práce a potreba prispôsobiť sa
Implementácia BIM si vyžaduje zmenu spôsobu práce. Ľudia tomu možno na začiatku nerozumejú, no môže si to vyžadovať prispôsobenie riadenia postupu projektu. Je pritom dôležité zdôrazniť disciplínu a jasne definovať očakávania. Ideálne sú pilotné projekty, ktoré aj v Čechách ukázali, čo všetko je ešte potrebné upraviť, štandardizovať, pretože každý projektant pochopil zadanie trochu inak.

ŽSR a zmena spôsobu spolupráce na projektoch
Je potrebné zmeniť spôsob spolupráce na projektoch. Malo by to zahŕňať aktívne schvaľovanie dokumentácie zo strany obstarávateľa, nemennosť zadania a jasné zadanie hneď na začiatku procesu súťaže.

Inžinierske siete a nepresné vstupy
Jeden z hlavných problémov pri navrhovaní projektov v infraštruktúre je nepresnosť vstupných údajov. Projektant nemôže vytvoriť presný návrh, ak sú vstupné údaje nepresné (odchýlka pri IS sa môže vyšplhať aj na niekoľko metrov). To  vedie k chybám v projekte a jeho celkovému znehodnoteniu. Presné zameranie IS sietí je pre BIM veľmi dôležité.

Mračno bodov a výber dodávateľa
Presnosť mračna bodov je pre úspešnú implementáciu BIM kľúčová. Je dôležité, ako je spracovaný vstup a ako sa pracuje s odchýlkami. Výber správneho dodávateľa je preto zásadný.

Lidar skeny a digitálna mapa Slovenska
Lidar skeny a digitálna mapa Slovenska sú dôležité nástroje na implementáciu BIM. Otázka je, do akej miery sú tieto údaje presné a použiteľné pre daný projekt. Momentálna presnosť zverejnených skenovaní je 2 až 40 cm. Komplexná a presná mapa celého územia bude pre BIM a infraštruktúru v budúcnosti nevyhnutná.

Podklady existujúceho stavu a potreba vlastného riešenia
Podklady existujúceho stavu sú veľmi staré (50 až 100 rokov), čo si vyžaduje vlastné lokálne zisťovanie a vlastné riešenie na digitálne skeny a modelovanie súčasného stavu. Malo by to byť zahrnuté do ponuky a objednávateľ by s tým mal počítať. Vlastné skenovanie 3D skenerom vrátane parametrických fotografií nám prinieslo úsporu času.

Problém s inžinieringom
V súčasnosti existujú problémy s odovzdaním dokumentácie, ako aj s vyjadrovaním zo strany úradov. V mnohých prípadoch zamestnanci úradov nemajú ani internetové pripojenie, či dostatočné hardvérové a softvérové vybavenie. Aj technické schopnosti zamestnancov, aby boli schopní dokumentáciu pripomienkovať a schváliť, sú diskutabilné. Ďalší problém je odovzdanie dokumentácie v elektronickej forme vs bezpečnosť dát. V niektorých prípadoch ani nezískame reálny zoznam osôb pracujúcich na danom projekte. Tieto problémy môžu spôsobiť oneskorenia a nečinnosť, a tak ovplyvniť úspešnosť projektu.

Dátový štandard a potreba presného projektu
Dátový štandard nie je zatiaľ v SR v rámci infraštruktúry definovaný. Mal by sa prevziať z Čiech, kde je rovnaké prostredie. Dátové štandardy SFDI a agentúry ČAS už boli otestované na pilotných projektoch a sú ďalej vyvíjané. Podľa nášho názoru je zbytočné vymýšľať nové štandardy a postupy.

Náklady na softvér stúpajú, ale ceny projektov sa nemenia
Je dôležité zvážiť, ako sa bude zohľadňovať inflácia počas projektovania zákazky. Dlhý proces verejného obstarávania môže spôsobiť, že sa s tým nedá dopredu počítať, vysúťažená cena je pevná. O to horšie, ak je výsledná suma projektu vysúťažená a následne sa tri roky čaká na podpis zmluvy zo strany obstarávateľa. Náklady na softvér pritom ročne stúpajú o 7 až 15 %, alebo o infláciu.

Piliere BIM

BEP (BIM Execution plan)
Ide o komplexný dokument, ktorý definuje jasné pravidlá a úlohy, ako by mal výsledný BIM model vyzerať a aký bude mať následný účel v rámci definovaného tímu, s definovanou presnosťou a komplexnosťou spracovania. Z vlastnej skúsenosti vieme, že verejný obstarávateľ nevie, čo by mal dokument obsahovať, preto dochádza k mylnému, niekedy až nerealizovateľnému zadaniu – napríklad nulová tolerancia na kolízie, alebo vysoká podrobnosť LOD pri dokumentácii pre stavebné povolenie. Pri rekonštrukciách je používanie vysokej podrobnosti na častiach, ktoré sa nebudú meniť, ale musia byť v modeli v rámci širších vzťahov, zbytočne prácne, ak zadanie projektu nezahŕňa komplexnú digitalizáciu objektu. Okrem toho taká vysoká podrobnosť naráža aj na zákon o verejnom obstarávaní (VO), keďže my ako projektant nemôžeme v rámci projektu a rozpočtu uviesť konkrétne prvky.

BEP definuje tím a jasné úlohy jeho jednotlivých členov. Takýto tím sa definuje pri každom projekte a nemusí to byť ani v BIM. Treba ale podotknúť, že na strane projektanta sú vždy jasné úlohy, a aj sa plnia, ale zo strany objednávateľa sa tím často mení, takže v čase vysokej rozpracovanosti prichádzajú pripomienky a zmeny, ktoré úplne menia časti projektu. Spomína sa tam aj proces pripomienkovania, ktorý by mal byť dodržiavaný z oboch strán. Projekt získaný v rámci VO má jasne definovanú cenu, čo znamená, že ak dôjde k príliš mnohým zmenám, stáva sa z pohľadu projektanta nerentabilným.

CDE
Ako CDE využívame už 12 rokov Bentley Projectwise – ide o robustný systém, ktorý je schopný pokryť všetky potreby BIM.

V rámci projektu DNVSH sme intenzívne využívali moduly pre digitálne odovzdávanie, schvaľovanie, kódovanie a pripomienkovanie dokumentácie. V rámci tohto projektu spolupracovalo viac ako 200 účastníkov (interných, subdodávateľov, zhotoviteľ, investor). Systém umožňuje skladať jednotlivé modely do jedného celku a následne urobiť export do .ifc. Tento model je prístupný cez cloud a je interaktívne pripomienkovateľný. V súčasnosti sa u nás používa ako základný nástroj pre prácu a spoluprácu s vonkajším prostredím. Plánujeme ho ďalej upravovať pre naše potreby, ako sú implementácia normy ISO19650 či využívanie automatizácie (napríklad prenos atribútov so systému priamo do výkresov).

3D model
Je to základ BIM. V rámci pozemných stavieb je to už dlhšie vyžadovaný štandard pri menších aj väčších súkromných projektoch. Pri projektoch infraštruktúry sa nepožaduje, no napriek tomu ho na pozemných objektoch vytvárame už niekoľko rokov. Pri ostatných profesiách je to komplikovanejšie, vždy závisí od konkrétneho projektu, jeho času realizácie a ceny. Vzhľadom na výslednú hodnotu, ktorú 3D model prináša, by sa však mal stať požadovaným štandardom bez ohľadu na to, či bude objednaný komplexný BIM už teraz.

Na to, aby sme boli schopní vytvoriť komplexný 3D model, nestačí použiť len surový softvér, ktorý ponúka trh. Vzhľadom na to, že tieto softvéry nie sú vyvinuté pre česko-slovenské prostredie (legislatíva, normy), boli sme nútení doplniť ich o rôzne nadstavby, doprogramovať vlastné moduly a vytvoriť viac ako 1 000 vlastných prvkov. To robíme buď interne, alebo spoločne v rámci skupiny SUDOP GROUP. Jeden z príkladov je riešenie trakcie, kde sme pomocou Dynama nad Civil 3D vytvorili postup od návrhu projektu až po finálnu stavebnú tabuľku a vygenerovali 2D a 3D dokumentáciu. Iný príklad je vytvorenie 3D modelov pre projekt električkovej trate v Petržalke v rámci jeho 2. etapy. Modely sme tvorili vo vlastnej réžii z dôvodu minimalizácie kolízií v rámci koordinácie.

Na projekte Prievidza – Jelšovce sme mali v rámci EIA zadané vytvoriť 3D vizualizáciu pomocou koncepčného softvéru. Keďže je EIA predprojektová príprava, nerobilo sa geodetické zameranie. Z toho dôvodu sme museli na vytvorenie modelu využiť dostupné informácie poskytnuté zo strany ŽSR (JŽM) a LIDAR mapu Slovenska.

Na záver

REMING CONSULT, a. s., má v dlhodobej stratégii ambíciu zotrvať v pozícii lídra v oblasti rozvoja dopravnej infraštruktúry a byť súčasťou dlhodobých plánov dopravnej politiky a rozvoja železničnej a mestskej dopravy na Slovensku. Investujeme preto do podporných nástrojov a vzdelávania aj nad rámec povinných a štandardných školení a sústreďujeme sa aj na schopnosti výrobných pracovníkov používať technológie pre prácu s BIM. Zvýšený čas, resp. náklady na projektanta prinesú ušetrené náklady a čas pri realizácii.

Projekty v BIM prinesú v konečnom dôsledku vyššiu efektívnosť vynaložených prostriedkov z dôvodu kvalitnejšie pripraveného a odkonzultovaného projektu ešte pred výstavbou, reálnejšieho odhadnutia PHZ, a teda aj reálnejšie zadanú súťaž pre zhotoviteľa a ľahšiu komunikáciu a kontrolu pri výstavbe.

TEXT: Ing. Ľubomír Berec
OBRÁZKY: REMING CONSULT, a. s.

Ľubomír Berec je vedúci IT oddelenia v spoločnosti REMING CONSULT, a. s.