За последние два десятилетия в США погибло более 400 человек и около 2000 получили травмы во время проведения земляных работ.
В авиакатастрофах в США за тот же период погибло 403 человека (исключая 9/11).
Кроме того, неточная или отсутствующая информация о подземной инфраструктуре повышает риск несоблюдения графика строительства и перерасхода бюджета.
Подсчитано, что недостоверная информация о местонахождении подземной инфраструктуры составляет от 50 до 100 миллиардов долларов США, несколько миллиардов фунтов в Великобритании и 1 миллиард евро в Нидерландах.
Сравнение Соединенных Штатов и Японии показывает поразительную разницу в количестве случаев подземного повреждения коммунальных услуг во время строительства.
В США число инцидентов составляет 400-800 тыс. в год (примерно один или два в минуту).
В Японии количество инцидентов в 2016 году составило 134.
В Нидерландах ежегодно происходит более 41 000 несчастных случаев.
Очевидно, что необходимо предпринимать дополнительные меры для снижения риска для строителей и населения.
Повреждение подземных коммуникаций обходится дорого.
Несколько юрисдикций пытались оценить стоимость ущерба, нанесенного подземным коммунальным услугам, для отдельных инцидентов и для всей национальной экономики.
Затраты можно разделить на прямые и косвенные.
Прямые затраты включают расходы на отправку бригады для ремонта поврежденной трубы или кабеля.
Косвенные затраты включают в себя множество факторов, которые часто трудно поддаются количественной оценке, такие как нарушение движения транспорта, травмы и смертельные случаи среди сотрудников и населения.
Данные, собранные Common Ground Alliance в США, KLIC в Нидерландах и исследования в Университете Бирмингема в Великобритании позволили оценить прямые затраты на возмещение ущерба, причиненного работами в подземных коммуникациях.
Кроме того, исследования в Университете Бирмингема показали, что общие затраты (прямые + косвенные) составляют 29 X прямых расходов.
Это позволяет сделать вывод: ущерб, нанесенный подземным коммуникациям, представляет серьезную нагрузку на национальную экономику: 50-100 миллиардов долларов в год в США, миллиарды фунтов стерлингов в Великобритании и 1 миллиард евро в Нидерландах.
Правительственные учреждения и строительные фирмы признают, что точные модели подземной инфраструктуры приносят практическую пользу проектам строительства.
Например, расширение Sydney Light Rail особенно интересно, потому что консалтинговая фирма, нанятая для изучения этого пятилетнего проекта, пришла к выводу, что если бы на этапе планирования проекта имелась полная и надежная 3D-карта подземной инфраструктуры, то проект можно было бы завершить как минимум на полтора года раньше.
Министерство транспорта Алабамы сэкономило 10 млн. долл. за счет использования 3D-моделирования подземных коммуникаций на проекте строительства крупной транспортной развязки.
По оценкам проекта Expo Milano, он сэкономил около 16 евро на каждом евро, вложенном в улучшение информации о подземной инфраструктуре.
Для проекта модернизации автомагистрали в городе Сидар-Фолс (штат Айова) 3D-модель подземных коммуникаций была создана до начала этапа проектирования.
До начала строительства было обнаружено 200 конфликтов, что позволило завершить проект в соответствии с графиком.
Для проекта газопровода в штате Вашингтон трехмерная модель подземной инфраструктуры, разработанная до проектирования, позволила сравнить альтернативные маршруты для определения оптимальной трассы нового трубопровода.
Эти примеры показывают, что точная модель (предпочтительно в 3D) подземных коммуникаций может не только снизить риск повреждения подземных коммуникаций и связанных с этим задержек проекта и перерасхода бюджета, но также может снизить стоимость инфраструктуры за счет проектирования с целью сокращения ненужных и дорогостоящих перемещений коммуникаций.
За последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в области технологий обнаружения подземной инфраструктуры.
К ним относятся георадар (GPR), который способен делать снимки при движении на проезжей части; программное обеспечение, упрощающее интерпретацию сканов GMPR, используя LiDAR, для эффективного захвата местоположения вновь установленных подземных трубопроводов, одновременно снимая наземные и подземные сканы с использованием LiDAR; и GPR, инерциальное картографирование сетей трубопроводов, акустическое определение местоположения до 30 футов, использование смартфонов для недорогого захвата местоположения подземных кабелей и труб, подвергающихся воздействию во время строительства и смешанная реальность для визуализации подземных коммуникаций.
Точное картирование подземных коммуникаций и телекоммуникационных сетей предоставляет растущие возможности для профессиональных геодезистов.
Для обеспечения постоянного повышения точности информации о местоположении подземных коммуникаций некоторые международные юрисдикции требуют, чтобы новые или измененные объекты подземной инфраструктуры обследовались зарегистрированным геодезистом.
Технические достижения облегчают геодезистам проведение подземных съемок.
Владельцы строительных проектов, инженеры и подрядчики все чаще признают, что геодезисты, которые могут предложить комбинированное наземное и подземное обследование, могут принести значительно больше пользы, чем традиционное наземное обследование.
Быстро развиваются стандарты, касающиеся определения местоположения и картирования подземных объектов инфраструктуры.
Американское общество инженеров-строителей (ASCE) приближается к завершению работы над новым Руководством по стандартам качества для регистрации и обмена данными по коммунальной инфраструктуре (также называемым стандартом для коммунальных предприятий) в дополнение к ASCE 38-02.
Также близится к завершению новая редакция британского стандарта качества / надежности PAS 128.
Открытый геопространственный консорциум формирует Рабочую группу по стандартам (SWG) для завершения модели определения и интеграции подземных данных (MUDDI), которая предназначена для предоставления открытого способа стандартизации для обмена информацией о подземной среде.
Рентабельность инвестиций
Исследования рентабельности инвестиций (ROI), проведенных в рамках обследований подземных инженерных коммуникаций (SUE), применяемых к проектам строительства автомобильных дорог, проводимым с конца 1990-х годов, неизменно свидетельствуют о высокой рентабельности инвестиций, получаемых при проведении ИИП ГУП в рамках проектов строительства автомобильных дорог.
По оценкам одного из первых, проведенных Университетом Пердью в 1999 году, потребность в привлечении ГУП по проектам строительства автомагистралей приведет к ежегодной экономии не менее 1 миллиарда долларов в год.
Самый последний анализ для Департамента транспорта Пенсильвании (PennDOT) отличался от предыдущих анализов включением как проектов SUE, так и проектов, не связанных с SUE.
По его оценкам, экономия составляет 11,39 долл. на каждый 1 доллар, потраченный на ГУП.
Исследование также показало, что чем выше уровень сложности скрытых коммунальных услуг, тем выше преимущества ГУП.
Крупнейшим вкладчиком в экономию средств от SUE был 40.
Сокращение затрат на перемещение проекта на 33% за счет предоставления точной информации о подземных коммуникациях на ранних стадиях проектирования.
Следующей по величине экономией стали 29,46% экономии затрат на строительство и проектирование, 9,59% снижения затрат на перепроектирование и 9,08% сокращения затрат на задержку проекта из-за перемещения коммунальных услуг.
SUE позволяет дизайнерам эффективно и точно проектировать с использованием надежной информации, что позволяет сэкономить время проектирования и избежать или сократить ненужные строительные работы.
Стоимость проведения обследования ГУП оценивалась в 1,65% от стоимости проекта.
Исследование пришло к выводу, что ГУП может предоставить точную информацию об услугах с важными преимуществами проекта по разумной цене.
Несмотря на то, что исследования SUE, как было показано, снижают риск перерасхода бюджета и задержек проектов для строительных проектов, они не являются «серебряной пулей» для уменьшения количества случаев повреждения подземных коммуникаций.
Обмен информацией
На протяжении многих лет 25 юрисдикций в Северной и Южной Америке, Европе и Азиатско-Тихоокеанском регионе внедрили политику и организационные структуры для обмена информацией о местонахождении подземной инфраструктуры.
Это включает в себя комплексные программы с участием многих различных заинтересованных сторон, уполномоченных и действующих правительством, уполномоченных правительством и финансируемых и управляемых промышленностью, поддерживаемых отраслью и находящихся в частном ведении, а также уполномоченных и действующих на муниципальном уровне.
Хотя многие юрисдикции пытались решить проблему повреждения подземной инфраструктуры во время строительства, лишь немногим удалось собрать статистические данные, свидетельствующие о том, что ущерб от подземных коммуникаций был уменьшен благодаря их вмешательствам.
- В Северной Америке каждый штат и большинство провинций приняли закон об одном вызове. Common Ground Alliance (CGA) собирает добровольно представленные статистические данные о повреждениях подземных коммуникаций в Северной Америке с 2003 года. В последнем отчете CGA DIRT за 2018 год сделан вывод о том, что прогресс в сокращении ущерба в США находится на плато. Общий ущерб увеличился в США на 16% с 439 000 в 2017 году до 509 000 в 2018 году.
- Статистические данные об инцидентах, связанных с повреждением подземных коммуникаций, из отчета DIRT Регионального наземного альянса Онтарио (ORCGA) за 2018 год показывают, что коэффициент ущерба - количество инцидентов на 1000 уведомлений - снизился с 2007 по 2014 год, но с 2014 года эта тенденция постепенно нарастает.
- Голландская система KLIC One Call очень эффективна, способна производить цифровые карты подземной инфраструктуры в течение дня. Но, несмотря на это, каждый год в Нидерландах происходит более 41 000 случаев повреждения коммунальных услуг, и нет никаких признаков того, что эта цифра уменьшается.
- Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA), которое отвечает за трубопроводы для газа и опасных жидкостей в Соединенных Штатах, осуществило программы по сокращению инцидентов, связанных с подземными трубопроводами, в том числе во время строительства. Статистика PHMSA считается надежной, поскольку отчетность об инцидентах является обязательной. Несмотря на правила, внедренные PHMSA для повышения безопасности трубопровода, статистика PHMSA не выявила тенденцию к снижению количества инцидентов на трубопроводе, в том числе связанных с ущербом от земляных работ.
Имеющийся опыт
Двумя юрисдикциями, где историческая статистика свидетельствует о сокращении числа ежегодных инцидентов, являются Япония и Международный аэропорт Хитроу.
Количество сбоев сервисного обслуживания (случайное попадание в инженерный кабель или трубу) из-за неточной информации о подземной инфраструктуре с 2002 года сократилось в Хитроу в 6 раз, тогда как общая строительная активность значительно возросла.
Как в Японии, так и в Хитроу был принят комплексный подход, включающий политику, регулирование, изменения практики строительства и новые технологии.
За последние несколько лет в нескольких юрисдикциях, признавших важность полных, точных и актуальных данных о местоположении подземной инфраструктуры, были инициированы инновационные программы, связанные с данными о подземной инфраструктуре.
В 2019 году законодательство штата Колорадо обязало провести обследование подземных инженерных коммуникаций (ГУП) перед проектированием для общественных проектов гражданского строительства, чтобы уменьшить ненужные и дорогостоящие перемещения коммунальных услуг.
Также требовалось, чтобы операторы сетей повышали качество информации о местоположении своей подземной инфраструктуры, а также предусматривало гражданские штрафы за представление неточных данных о местоположении зданий.
Кроме того, новаторским стало законодательство и нормативные акты штата Колорадо, которые обязывают картографировать линии сбора и прокладки природного газа и делать эту информацию доступной для общественности через веб-портал.
В 2017 году Управление земельных ресурсов Сингапура (SLA), Сингапурский центр ETH и Департамент геоматики города Цюриха приступили к реализации проекта «Цифровое подземелье», - комплексную программу технологий, политики и процессов для достижения и поддержания точных, текущих и полная карта подземных коммуникаций в Сингапуре.
В Великобритании одним из первых проектов недавно созданной геопространственной комиссии является инициатива по созданию Национального реестра подземных активов (NUAR) для обмена информацией о местонахождении подземных коммуникаций между операторами сетей и правительством.
Завершены два пилотных проекта на северо-востоке и в центре Лондона.
В рамках проекта разрабатываются планы по обязательному обмену информацией о местоположении подземной инфраструктуры на национальном уровне.
В 2015 году в Нидерландах была введена в действие национальная система обмена подземной геотехнической информацией, раскрываемой с помощью скважин и других методов бурения.
С 1 января 2018 года стало обязательным сообщать первые три типа данных: геотехнические исследования (CPT), скважины для мониторинга подземных вод и профили почвенного бурения.
В июне 2018 года эти данные стали общедоступными через голландский портал открытых данных PDOK. Ведется работа по внедрению моделей данных для оставшихся 23 типов данных.
Рекомендации
На основе обзора международных инициатив по разработке программ для информации о подземной инфраструктуре был составлен список рекомендуемых элементов, которые организации и юрисдикции, в том числе национальные, государственные / провинциальные и муниципальные, используют для решения проблемы повреждения подземной инфраструктуры. Они могут быть сгруппированы в широкие категории.
- Достоверные статистические данные об ущербе, наносимом подземной инфраструктуре.
- Использование новейших технических достижений в области обнаружения и картирования подземных коммуникаций. Политика, процедуры и технологии для повышения уровня точности, своевременности и полноты информации о местонахождении новой и существующей подземной инфраструктуры. В частности, цель должна заключаться в создании поддерживаемой трехмерной модели подземной инфраструктуры, подкрепленной программой постоянного повышения качества.
- Более устойчивое проектирование подземной инфраструктуры. Например, без резких изгибов в трубах и каналах и включая технологии для облегчения отслеживания коммунальных услуг, таких как трассирующие провода и маркерные шарики.
- Высокая степень сотрудничества между операторами сетей, инженерами-консультантами, подрядчиками и владельцами проектов.
- Оцифровка сбора, обмена и обновления информации о местонахождении подземной инфраструктуры. Сюда входит либо единая физическая база данных, поддерживаемая посредством процессов ETL, либо объединенная база данных, объединяющая несколько физических баз данных, каждая из которых курируется оператором сети. С помощью браузера или портативного устройства предоставляется единая карта всей подземной инфраструктуры, включая коммунальные службы, телекоммуникации, а также неизвестное и заброшенное оборудование. Защита данных о местоположении информации о подземных сетях, включая безопасность, конфиденциальность и защиту информации. Это опирается на три основных элемента: правовую основу соглашений с поставщиками данных, технологию обеспечения безопасности и доверие между поставщиками данных, брокерами данных и пользователями данных.
- Предоставление заинтересованным сторонам доступа к информации о местонахождении подземной инфраструктуры в течение всего жизненного цикла строительного проекта, начиная с обследования ГУП до проектирования, доступного для проектировщиков, инженеров / проектировщиков, строительных подрядчиков и тех, кто отвечает за эксплуатацию и техническое обслуживание.
- Модель ответственности для разделения ответственности за расходы, связанные с повреждением подземных коммуникаций. Сюда входят расходы на улучшение информации о местоположении подземной инфраструктуры.
- Подготовка кадров и образование. Обеспечение подготовки лиц, занимающихся обнаружением, локализацией и картографированием подземной инфраструктуры, по соответствующим технологиям и методам, позволяющим обеспечить полноту, точность и актуальность собираемых и обрабатываемых ими данных.
- Жизнеспособность бизнес-модели для поддержания адекватного финансирования программы.
Опыт Японии и Хитроу показал, что для снижения ущерба от коммунальных услуг необходим комплексный подход, который реализует большинство рекомендаций.
Успешная программа по снижению ущерба для подземных коммуникаций требует участия многих заинтересованных сторон, включая владельцев и операторов сетей, проектировщиков, геодезистов, инженеров РУЭ, инженеров-проектировщиков, строительных подрядчиков, регулирующие органы и государственные учреждения, такие как MOT / DOT.
Цель состоит в том, чтобы снизить риск повреждения коммунальных услуг в течение жизненного цикла инфраструктуры от планирования до эксплуатации и технического обслуживания.
Успешная программа не только снижает случаи повреждения подземных коммуникаций и связанные с этим расходы, травматизм и смертность, но и приводит к увеличению количества проектов, осуществляемых в срок и в рамках бюджета, что также значительно снижает стоимость строительства и обслуживания инфраструктуры.
Кроме того, существуют значительные преимущества для строительной отрасли. Разработка и поддержание точной трехмерной карты подземной инфраструктуры имеет потенциальные преимущества для других случаев использования, помимо строительства; таких как случаи отключения электроэнергии, планирование на случай стихийных бедствий, реагирование на чрезвычайные ситуации, городские цифровые близнецы и «умные города».