Истории запуска оборудования

О системах 3D нивелирования, спутниковой навигации, компактности и миллиметровой точности

Лед тронулся, уважаемые читатели! Произошло то, о чем так долго мечтали дорожно-строительные чиновники всех рангов, - инициативу внедрения инноваций наконец-то взяли в свои руки непосредственные производители работ. И взяли не по принуждению, а исключительно по доброй воле. А иначе не выжить в усиливающейся с каждым часом конкурентной борьбе. Словно олимпийский девиз звучит актуальный отраслевой лозунг «Быстрее! Качественнее! Дешевле!». В него можно добавить и конкретный призыв к точному соблюдению проектных параметров при устройстве слоев дорожной одежды. Существенную помощь в воплощении этого пожелания в жизнь способны оказать современные системы 3D нивелирования, которые и стали основной темой заочного круглого стола нашего журнала. Его участники – представители тех самых дорожно-строительных компаний, взваливших на себя не самую дешевую инновационную ношу.

Т.А. Гайнутдинов, заместитель начальника производственно-технического отдела ОАО «Каздорстрой»
В.В. Ланг, начальник маркшейдерской службы ФОАО «ХМДС» СУ-905
К.С. Сафронов, старший инженер-геодезист СУ- 872 ОАО «Донаэродорстрой»
А.А. Филин, начальник участка ООО НППФ «Краснодаравтодорсервис»
М.А. Чиликин, начальник службы инженерного сопровождения производства ЗАО «ВАД»

- Каким опытом использования систем 3D нивелирования располагает ваша компания? Расскажите, основываясь на реальных примерах, как эти технологии повлияли на ход выполнения работ? Каких показателей по снижению стоимости работ и сокращению сроков их выполнения удалось достичь?

М.А. Чиликин:
- ЗАО «ВАД» использует 3D системы нивелирования с 2010 г. Применение этих технологий позволило существенно повысить качество, увеличить темпы строительства, сократить объем геодезических работ, достичь солидной экономии материалов, значительно уменьшить влияние человеческого фактора и, как следствие, снизить стоимость. Сдача в срок одного из участков Приозерского шоссе и подъезда к аэропорту Пулково была бы затруднительной без применения на данных объектах техники, оснащенной 3D и 2D системами.

К.С. Сафронов:
- Наша фирма с марта 2013 г. сотрудничает с компанией Leica Geosystems. Первое оборудование к нам поступило в период реконструкции автодороги М-4 «Дон» км 877 – км 907 (п.Тарасовский Ростовской обл.). После установки Leica PowerGrade 3D на бульдозер и автогрейдер появилась возможность доведения до проектных отметок земляного полотна и щебеночного основания в ночное время суток, что существенно увеличило производительность работ. Сроки ввода в эксплуатацию объекта были предельно сжатыми.

Т.А. Гайнутдинов:
- ОАО «Каздорстрой», начиная с 2011 г., ведет работы по строительству, реконструкции и ремонту автомобильных дорог с применением систем автоматического нивелирования. Первый опыт использования систем 3D слежения за рабочим органом механизма был связан с установкой на автогрейдер HBM системы 3D нивелирования на базе роботизированного тахеометра Leica. Данная производственная единица была использована при выполнении работ по устройству подстилающих слоев и слоев оснований дорожных одежд при строительстве автомобильной дороги «Сорочьи Горы – Шали» км 24 – км 40 в Республике Татарстан. Это позволило существенно снизить время производства геодезических работ по разбивке отдельных конструктивных слоев, а также исключить из технологического процесса такой вид работ, как окончательная планировка поверхности, поскольку рабочий орган автогрейдера изначально настроен на проектную отметку верха отсыпаемого слоя.

В 2013 г. был приобретен аналогичный комплект для дорожной фрезы Wirtgen W 210. Электронный вид проекта с данными по толщине фрезерования покрытия на любом участке автомобильной дороги позволяет минимизировать геодезические разбивочные работы и в кратчайшие сроки фрезеровать покрытие.

А.А. Филин:
- ООО НППФ «Краснодаравтодорсервис» уже более 6 лет применяет системы 3D нивелирования.
Для контроля покрытия отечественные дорожные строители сейчас чаще всего используют копировальные струны, натягиваемые вдоль всей трассы прохождения асфальта укладчика, либо геодезические маячки для автогрейдера и другой дорожно-строительной техники. Этот метод широко распространен за счет его дешевизны, но при этом имеет ощутимые недостатки. Современные системы 3D нивелирования позволяют не только устранять проблемы, связанные с использованием струн и геодезических маячков, но и значительно повышать качество работ. Именно поэтому их популярность в мире стремительно растет. Главная задача системы – направить работу дорожно-строительной машины по заданному алгоритму, исключая тем самым из рабочего процесса ошибки, связанные с человеческим фактором.

В.В. Ланг:
- Использованием систем 3D нивелирования наша компания занимается с 2009 г. (впервые – на строительстве автомобильного обхода Ельца). Данная технология позволяет ускорить процесс планировки поверхностей, а также увеличить точность высотных отметок до -1/+2 см и уклонов (чем меньше фракция материала, тем выше точность). Исключаются бугры и провалы между высотниками (как это было раньше), исключаются также и сами высотники. Из разбивочных работ требуется только установка границ работ (слоев).
Но все это достигается только при наличии цифрового проекта, и привязанных к нему надежно установленных пунктов ГРО (геодезическая разбивочная основа – репера), каждый из которых имеет свои координаты и высоту.

Показатели по снижению стоимости работ и сокращению сроков будут заметны только при выполнении значительных объемов работ. В нашем случае – это исключение ошибок при производстве работ (отсутствие переделок), меньшее количество проходов при планировке, упрощение разбивочных работ и их высокая скорость, а также точность (теперь можно уделить больше времени контролю над процессом).

- Как вы оцениваете эффективность 3D систем в дорожном строительстве, какие перспективы их применения в России вы видите? Какие рекомендации вы бы дали фирмам, которые планируют оснащать данными системами свою технику?

К.С. Сафронов:
- Компании, которые инвестируют средства в системы 3D нивелирования, добиваются двукратного увеличения эффективности строительных работ, в связи с тем, что техника, оснащенная таким оборудованием, работает круглосуточно и при любой погоде. Также улучшается качество производства работ, соответствие техническим нормативам отметок и уклонов в поперечном и продольном направлениях.

М.А. Чиликин:
- Эффективность таких систем очень высока и только набирает обороты в условиях российского рынка.
Перспективы – такие же, как и во всем в мире, высокие требования к качеству работ и темпы их производства не оставят выбора. Будущее – за 3D технологиями. Приобретение системы не решает всех проблем, связанных с производством. Необходим комплексный подход к реализации всех стадий проекта, начиная от геодезических изысканий, проектирования и создания цифровой модели, необходимой для работы 3D системы. На мой взгляд, только комплексный подход позволяет полноценно применять данные системы.
Рекомендация одна – не бояться этого делать.

Т.А. Гайнутдинов:
- Работу 3D систем очень сложно переоценить, поскольку их правильное использование ведет не только к ускорению темпов производства, но и к повышению качества работ. Высокоточная и чувствительная гидравлика с высокой степенью точности воспроизводит на местности проектные решения. В качестве рекомендации хотелось бы отметить, что переход на современные методы производства всех видов работ является неотъемлемой частью роста организации, повышения ее репутации, при явной выгоде для самого предприятия.

В.В. Ланг:
- Эффективность бесспорна, российские перспективы исключительно оптимистичны. Рекомендации таковы: мнение специалистов однозначно склоняется в пользу GPS(ГНСС) 3D нивелирования, основным плюсом которого является способность покрывать большую территорию строительных работ (что особенно важно для линейных объектов). GPS база также способна контролировать от одной до нескольких машин и механизмов. Опять же не обойтись без 3D проекта и ГРО.

А.А. Филин:
- С каждым годом требования заказчика к строительным организациям возрастают. Без использования систем 3D нивелирования качественно уложить покрытие становится все сложнее. Это вынуждает подрядчиков покупать и использовать системы 3D нивелирования.

- Какую технику вы оборудовали 3D системами? Имеется ли опыт установки систем нивелирования на экскаваторы, выполняющие работ по планировке откосов, развязок и выемке грунта?

М.А. Чиликин:
- На сегодняшний день 3D системами оборудовано четыре бульдозера, один экскаватор и два автогрейдера. 2D системами – несколько экскаваторов и автогрейдеров. Да, мы активно используем экскаваторы, оборудованные 2D и 3D системами машиноконтроля, для устройства и планировки откосов и устройства выемок.
Применение такой техники позволило существенно снизить трудозатраты и сроки производства данных видов работ, а также повысить точность и качество их выполнения.

А.А. Филин:
- В нашей организации имеется 4 единицы дорожно-строительной техники, оборудованной 3D системой: автогрейдер, асфальтоукладчик, фреза и бульдозер.

Т.А. Гайнутдинов:
- На данный момент подобного опыта наша компания не имеет, но в текущем строительном сезоне в планы руководства входит оснащение, как минимум, одного экскаватора системой автоматического слежения за рабочим органом.

К.С. Сафронов:
- В 2013 г. 3D системами мы оборудовали следующие механизмы: автогрейдер, бульдозер и экскаватор, а в 2014 г. поставили на асфальтоукладчик систему с роботизированными тахеометрами.

В.В. Ланг:
- Автогрейдер VOLVO с роботизированным тахеометром Trimble используется для конечной планировки земляного полотна, а также устройства оснований из щебня.
Бульдозер и экскаватор KOMATSU, оснащенные системой GPS(ГНСС) Topcon, занимаются отсыпкой земляного полотна (первый), формированием и планировкой откосной части земляного полотна и кюветов (второй), хорошо зарекомендовав себя на высоких насыпях.

- В настоящее время целый ряд производителей геодезического оборудования (Leica, Topcon, Trimble и др.) предлагает дорожно-строительным компаниям системы 3D нивелирования. Каким оборудованием вы пользуетесь, на чем основан ваш выбор?

А.А. Филин:
- В 2008 г. наша компания первой в России испытала систему 3D нивелирования фирмы Leica. Участок для проведения работ был выбран, как нам казалось, не самый удачный: горная извилистая местность протяженностью 6 км. Но даже в таких сложных условиях демонстрация оборудования прошла успешно. С тех пор мы и используем продукцию компании Leica.

М.А. Чиликин:
- Topcon, Trimble и Leica, на мой взгляд, являются лидерами 3D технологий, мы применяем продукты всех этих компаний, обладающие равнозначно высоким качеством и надежностью. У каждого производителя есть свои плюсы и минусы. Это, наверное, то же самое, что сравнивать BMW и Mercedes.
Почему выбираем разных производителей? Наверное, потому что не хотим зацикливаться на чем-то одном. Лучше иметь возможность рационально использовать их наиболее сильные стороны на различных объектах. Здоровая конкуренция еще никогда не была во вред.

В.В. Ланг:
- Наш выбор (продукция компаний Trimble и Topcon) обусловлен информацией, полученной от производителей, сравнением параметров и ценовой политики, а также опытом организаций, уже использующих данные технологии.

Т.А. Гайнутдинов:
- В свое время при изучении предложений различных производителей наш выбор сразу по нескольким причинам пал на 3D систему автоматического нивелирования на базе роботизированного тахеометра Leica. Во-первых, эта фирма является крупнейшим мировым производителем геодезического оборудования. Во-вторых, специфика условий производства работ вынудила отказаться от системы на базе GPS приемника в пользу роботизированного тахеометра. И, наконец, в-третьих, это возможность одновременного слежения за рабочим органом сразу нескольких различных механизмов при помощи всего одного прибора.

- Как известно, вопрос подготовки кадров в нашей стране стоит наиболее остро. Какие требования сегодня предъявляются к машинистам, обслуживающим дорожную технику, оснащенную системами 3D нивелирования. Насколько подготовлены в этом вопросе выпускники профильных учебных заведений? Включает ли программа подготовки рабочих кадров знакомство с принципами работы с системой 3D нивелирования, участвуют ли производители этого оборудования в учебном процессе?

М.А. Чиликин:
- Вопрос подготовки кадров никогда не вызывал у нас сложностей. Подготовкой исходных файлов для систем занимаются сотрудники службы инженерного сопровождения производства. Все это не является для нашей компании проблемой - каждый новый проект проходит у нас детальную проработку.
На сегодняшний день данная технология в полной мере не отображается в программах профильных учебных заведений. Но выход есть – примерно за год вчерашний выпускник становится у нас высококвалифицированным специалистом.
С машинистами ситуация обстоит немного иначе. Необходимо заинтересовать специалистов «старой закалки» очевидными для них плюсами – упрощением работы в темное время суток, уменьшением времени на устройство конструктивного слоя либо откоса, отсутствием необходимости вглядываться в отметки и работать с открытой дверью.
Каждый год в нашей компании проводится плановое обучение ИТР, несколько раз в год – машинистов, в том числе и за границей. Мы постоянно стараемся участвовать в семинарах, презентациях и выставках, организуемых производителями систем в России и за рубежом.

А.А. Филин:
- В индустриальном комплексе России строительная отрасль занимает одно из ведущих мест. Наметившийся дефицит кадров вызван, с одной стороны, недостатком подготовленных специалистов общестроительных профессий, а, с другой, тем, что далеко не все выпускники вузов идут работать по специальности. Главным недостатком в сфере подготовки кадров как в системе высшего, так и профессионально-технического образования, является отсутствие у выпускников практических навыков работы. О принципах работы систем 3D нивелирования они узнают только непосредственно на рабочих местах.
Поставщики и производители организуют учебный процесс на строительных участках, в ходе него разбираются конкретные примеры из практики, тем самым достигается наибольший эффект от обучения. Самое главное – все это происходит без отрыва от производства.

В.В. Ланг:
- К машинистам предъявляются самые высокие требования, их обучение происходит в основном по ходу работ. Кто больше всего подходит для этого? Люди, интересующиеся чем-то новым, обладающие достаточным опытом эксплуатации различной техники.
Выпускники профильных учебных заведений имеют общее (иногда очень общее) представление о системах 3D нивелирования. Производители этого оборудования активно участвуют в учебном процессе, помогают в решении возникающих в процессе эксплуатации вопросов.

К.С. Сафронов:
- К сожалению, образование в нашей стране хромает. Выпускники учебных заведений, как правило, приходят на работу, имея поверхностные знания о системах 3D управления строительной техникой. Но, благодаря сотрудникам фирм-производителей, проводится обучение специалистов (инженеров-геодезистов, мастеров СМР, операторов). Главное – не бояться внедрения чего-то нового.

Т.А. Гайнутдинов:
- Несомненно, уровень подготовки выпускников учебных заведений далек от реалий производственных процессов. Но теоретическая база, закладываемая в период учебы, позволяет довольно быстро адаптировать молодых специалистов к конкретным условиям строительства. Своевременное повышение квалификации абсолютно всех работников ОАО «Каздорстрой» является гарантом безболезненного перехода на более современные способы выполнения работ.
Говоря о готовности компаний-производителей к обучению сотрудников, можно отметить, что на сегодняшний день их абсолютное большинство предлагает не только бесплатное начальное обучение при установке оборудования, но и техническое сопровождение его правильной эксплуатации. Специалисты готовы ответить на любой вопрос, возникающий непосредственно в процессе производства работ.

- Назовите преимущества или недостатки 3D систем (если возможно, сравнивая оборудование разных марок). Какие пожелания вы бы адресовали производителям?

К.С. Сафронов:
Основные преимущества 3D систем управления строительной техники:

  • быстрое и точное выполнение строительных работ;
  • простота в установке оборудования;
  • снижение влияния человеческого фактора;
  • минимальный объем геодезических разбивочных работ;
  • точное отслеживание положения рабочих органов дорожно-строительной техники;
  • снижение трудоемкости процесса производства работ (особенно при устройстве асфальтобетонных оснований и покрытий);
  • повышение конкурентоспособности внедривших эти системы организаций в борьбе за самые выгодные контракты.

М.А. Чиликин:
- К главным недостаткам следует отнести нестабильную работу GSM связи на территории России (что, впрочем, не является недоработкой производителей). А на самом деле, хотелось бы иметь полную совместимость 3D систем и программного обеспечения разных производителей. Пожелание всем компаниям – необходима функция удержания уклона и возможность работы на бульдозерах с поворотным отвалом.
А в остальном – нужно ждать нового витка в развитии GNSS технологий, а именно, повышения до миллиметровой точности по высоте.

А.А. Филин:
- Не могу провести сравнительный анализ систем 3D нивелирования Leica с оборудованием других производителей, т.к. пользуюсь оборудованием только вышеназванной компании.
Что же касается фирмы Leica, то она дорожит своей репутацией, ценит своих потребителей. Все сбои и ошибки при работе с системой 3D нивелирования фиксируются и в кратчайшие сроки устраняются.

Т.А. Гайнутдинов:
- На мой взгляд, основным недостатком систем 3D нивелирования является невозможность быстрого редактирования машинистом (или производителем работ) проектной поверхности непосредственно в своем механизме. Такая необходимость часто возникает, когда проектные данные оказываются ошибочными или не совпадают с фактическими.

В.В. Ланг:
- О преимуществах уже было сказано выше.
Из минусов: слабая надежность кабельных соединений, которые, подвергаясь динамическим нагрузкам в ходе работ, теряют контакт.
Из пожеланий: необходимо обязательное ТО (техническое обслуживание), которое включало проверку (поверку) системы, устранение неполадок, замену неработающих узлов и агрегатов (хотя бы раз в год), что исключало бы поломки в активный строительный сезон.

Производители! Двигайтесь в том же направлении, делайте систему более надежной, компактной, снижайте ее вес и стоимость! 

журнала "Дороги" №35, май 2014