автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Научные основы передачи информации и распознавания объектов в системах строительного проектирования

На правах рукописи

ПАВЛОВ Александр Сергеевич

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ В СИСТЕМАХ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Специальность:

05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (строительство)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2003

Работа выполнена в Московском государственном строительном университете.

Научный консультант: Член.-корр. РААСН,

Заслуженный деятель науки Российской Федерации,

доктор технических наук, профессор Теличенко Валерий Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Трушин Сергей Иванович доктор технических наук, профессор Соловьев Михаил Михайлович доктор технических наук, профессор Ротков Сергей Игоревич

Ведущая организация:

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений "ЦНИИПромзданий".

Защита состоится 14 ноября 2003 года в Ю00 на заседании диссертационного совета Д212.138.01 при Московском государственном строительном университете по адресу: 115114, Москва, Шлюзовая набережная, д. 8, ауд. 528.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного строительного университета по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, д. 26.

Автореферат разослан 14 октября 2003 года. Ученый секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования: В настоящее время в практике строительного проектирования широко применяются программные продукты: системы автоматизированного проектирования, компьютерные программы и комплексы различного назначения. Эти программные продукты создаются разными разработчиками, используют различные базы и форматы для хранения и передачи данных, отличающиеся описания предметной области, специфические подходы к решению задач. Однако при создании комплексных информационных технологий часто требуется непосредственное или опосредованное взаимодействие программных продуктов. До сих пор перенос данных из одного программного продукта в другой зачастую происходит вручную.

В связи с этим возникает проблема интероперабельности, то есть совместимости различных программных продуктов между собой. Для решения этой проблемы международными организациями создаются различные протоколы передачи данных, которые, однако, не могут полностью отразить содержание передаваемой информации с учетом потребностей принимающей стороны. Эти протоколы отличаются между собой по своим подходам и до сих пор находятся в стадии разработки и согласования.

Таким образом, необходимо, с одной стороны, создать научно-методические основы для построения протоколов интероперабельности и, с другой стороны, разработать способы взаимодействия программных продуктов в условиях ограниченных возможностей применения указанных протоколов.

Актуальность темы определяется практической потребностью в обеспечении взаимодействия разнородных программных продуктов при создании интегрированных информационных технологий в строительстве.

Целью диссертации является создание научно-методических основ передачи информации между программными продуктами в строительстве и распознавания объектов, включая системы автоматизированного строительного проектирования.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- проведен анализ методов обработки информации в программных продуктах и системах автоматизированного проектирования;

- исследованы основные принципы передачи и преобразования данных в строительных информационных системах;

- разработаны методические основы классифицирования понятий, объектов и их свойств в строительных информационных системах;

- созданы методы формализованного описания предметной области строительства с помощью стандартизованных протоколов;

- исследованы и разработаны методы распознавания строительных объектов, созданных в системах автоматизированного проектирования;

- разработаны и реализованы методы последующей обработки переданной проектной информации в программных продуктах организационно-технологического и экономического назначения;

- проведено внедрение результатов исследований, на основе которых выполнена практическая оценка эффективности теоретических исследований диссертации.

Объектом исследования являются информационные технологии, системы автоматизированного проектирования и программные продукты, взаимодействующие в процессе создания строительных проектов.

Предметом исследования являются методы передачи информации в системах строительного проектирования, включая методы распознавания объектов.

Методологическая схема исследования представлена на рис. 1.

Методологическими и теоретическими основами исследования являются работы отечественных и зарубежных авторов в области теории систем, математического моделирования, объектно-ориентированного программирования, теории баз данных, искусственного интеллекта, теории классификации и семантического анализа.

Научная новизна диссертационной работы:

- впервые выполнен научный анализ процессов взаимодействия разнородных программных продуктов и информационных систем в строительном проектировании, включая анализ передачи, преобразования, верификации и использования информации;

- разработаны научные основы проектирования процессов передачи информации на основе предложенной концепции инфрапроектирования САПР, как самостоятельной стадии проектирования взаимосвязей подсистем;

- разработаны методологические основы классифицирования понятий, строительных объектов и их свойств;

- разработаны методы формализованного описания предметной области.

учитывающих требования интероперабельности программных продуктов, на основе которого создана концепция универсального языка описания объектов предметной области строительства;

- обоснована возможность квазидинамического образования классов в процессах передачи проектной информации на основе йспбльзования введенной автором концепции таксона как промежуточного между понятиями «класс» и «объект»;

- разработаны содержание и методы использования контекста проектной информации, позволяющего существенно облегчить распознавание строительных объектов в процессе передачи информации;

- разработана и реализована методика распознавания строительных объектов с помощью использования нейронных сетей;

- предложены методы выбора проектных решений на основе эквивалентных затрат и способы последующего использования передаваемой информации о строительных объектах.

На защиту выносятся следующие наиболее существенные результаты исследований, имеющие научную и практическую значимость:

- комплекс теоретических исследований и практических методов, направленных на достижение интероперабельности программных продуктов в строительстве;

- методические основы классифицирования и описания предметной области строительства с помощью стандартизированных протоколов представления информации;

- методические основы распознавания строительных объектов в процессах взаимодействия разнородных программных продуктов;

- методы выбора проектных решений и последующего использования передаваемой информации о строительных объектах.

Практическая значимость результатов исследования: разработанные методы обеспечения интероперабельности программных продуктов в строительстве предназначены в первую очередь для практического использования при разработке программного обеспечения систем автоматизированного проектирования, а также программных продуктов организационно-технологического и экономического назначения. Дальнейшая разработка и совершенствование научно-методических принципов, обоснованных теоретически и опробованных на практике, позволит создавать линии совместимых программных продуктов для строительного

проектирования, а также обеспечить независимую верификацию и дополнение проектных данных для проведения сметных расчетов, автоматизированного составления объемов работ и спецификаций.

На основе предложенных методов и протоколов интероперабельности проектные организации могут разрабатывать и внедрять интегрированные информационные системы, основанные на взаимодействии различных программных средств. Это позволит проектным организациям повысить эффективность совместного применения разнородных программных продуктов, сократить сроки проектирования и уменьшить сметную стоимость проектируемых объектов.

Внедрение результатов работы: положения, обоснованные в настоящем исследовании, внедрены при разработке пилотной реализации программного комплекса передачи и распознавания строительных объектов. Указанная реализация представляет собой прототип программного продукта, обеспечивающего преобразование данных различных систем, а также составление перечней объемов работ и спецификаций. Комплекс был использован при проектировании ряда строительных объектов в проектных и проектно-строительных фирмах.

Методические вопросы, разработанные в диссертации, внедрены также в учебный процесс в Московском государственном строительном университете для студентов специальности 2903 «Промышленное и гражданское строительство».

Апробация работы:

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается применением разработанного пилотного анализатора строительных объектов в практике проектирования. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных семинарах по строительной информатике, организованных совместно Берлинским Техническим Университетом и Московским государственным строительным университетом в 1994-2002 гг., городской научно-практической конференции «Современные технологии в строительстве. Образование, наука, практика» (Москва, 2001 г.), на XI и XII российско-польском семинарах «Теоретические основы строительства» (Варшава, 2002 г. и Нижний Новгород, 2003 г.), на заседании отделения строительных наук Российской Академии строительства и архитектуры (Москва, апрель 2002 г.), на техническом семинаре «Прогресс в проектировании, строительстве и эксплуатации электрических сетей» (ВВЦ,

ноябрь 2002 г.), на международном коллоквиуме по применению информатики и математики в архитектуре и строительстве 1КМ (Веймар, 2003 г.), на научно-технических конференциях и семинарах в МГСУ и др.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 44 работы, в том числе монография «Передача информации и распознавание объектов в системах строительного проектирования». Дополнительные материалы по диссертации опубликованы также в сети Интернет на странице http://www.mtu-net.ru/pavlov.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, шести глав и общих выводов, включает в себя 334 стр. текста, 19 таблиц, 44 рисунка, список литературы из 288 наименований, 4 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность, цель и основные направления исследований, их научная новизна и практическая значимость, указаны методические основы работы, а также основные методы и пути реализации имеющихся проблем.

В первой главе проведен анализ методов обработки информации в системах автоматизированного проектирования в строительстве. Проведен краткий обзор истории развития информационных технологий и, в частности, систем автоматизированного проектирования (САПР).

В главе дана классификация САПР по основным признакам: по назначению, уровню интеграции, комплексности, внутренней архитектуре, степени расширяемости и адаптивности, интероперабельности, методам моделирования и др. Выявлены основные области применения САПР в архитектуре и строительстве. Установлено, что основными видами САПР, находящими применение в строительном проектировании, являются: универсальные графические редакторы, архитектурные, конструкторские, расчетные и геоинформационные системы, системы эксплуатации зданий, организационно-экономические, а также комплексные системы.

Выявлено, что наибольшим спросом на рынке пользуются комплексные решения, обеспечивающие полноценную передачу информации от одной программы к другой по технологической цепочке. Вместе с тем уместно использование ряда программных продуктов, успешно решающих локальные

конкретные задачи. В этом случае остро встает проблема полноценной передачи и преобразования информации.

Теория построения и разработки САПР интенсивно развивалась в последние десятилетия трудами отечественных и зарубежных ученых, среди которых можно назвать имена В.М. Глушкова, Э.П. Григорьева, A.A. Гусакова, И.П. Норенкова, А.И. Петренко, П. Хилла, М. Принса, Дж. Аллана, К. Мак-Каллума и др. С научных позиций рассматривались вопросы анализа процессов проектирования, структуры и общих принципов построения САПР, разработки различных видов обеспечения САПР.

Наиболее важными видами обеспечения САПР следует считать информационное, программное и лингвистические обеспечение. Эти задачи являются взаимосвязанными и требуют комплексного системного подхода. В настоящее время наиболее сложными проблемами при разработке САПР являются формализация процесса проектирования, надежность программного обеспечения и совместимость передаваемых данных.

В целях формализации процесса проектирования в главе приведены схемы выполнения проектных работ при строительстве и реконструкции зданий в России и за рубежом, а также классифицированы основные виды проектно-изыскательских работ.

Анализ методов разработки программного обеспечения показал, что существующие методы разработки и языки программирования не в полной мере отражают потребности современных САПР. Так, не унифицирована иерархия объектов, даже в такой универсальной области, как топологическое и геометрическое моделирование твердотельных объектов. В языках программирования не существует методов динамического образования классов во время работы программ, что не позволяет организовать полноценную обработку поступающей информации.

При разработке информационного обеспечения большое внимание уделяется наглядности и графическому представлению структур предметной области, что снижает возможность серьезных ошибок. В то же время для строительных САПР существующие средства моделирования применяются мало. Это связано с тем, что предметная область строительства еще мало классифицирована и формализована.

Особое внимание должно быть уделено проблеме интероперабельности (совместимости) информационных технологий. Современная технология подготовки проектной документации невозможна без постоянной передачи

данных от одного автоматизированного рабочего места к другому. При этом необходимо преобразование информации, проверка и сравнение данных.

Для каждого строительного проекта создается огромное количество информации, однако большая часть полезной информации теряется или становится недоступной остальным участникам. Много информации, напротив, излишне дублируется, что приводит к появлению различающихся версий одного документа. Компьютерные программы часто используются автономно, при этом данные передаются вручную. Имеющиеся методы преобразования информации с помощью стандартизованных форматов данных часто ведут к потере содержательной информации при переходе от одной автоматизированной системы к другой, так как различные программы имеют разный перечень передаваемых данных.

Задача полноценной передачи информации в рамках информационных технологий находится в центре внимания разработчиков и ученых в этой области. Основной тенденцией стало стремление разработать универсальный язык (протокол, формат), который бы отображал основные данные, выдаваемые САПР, и легко читался бы компьютером. Особенность автоматизированных систем в строительстве заключается в наличии как графических, так и алфавитно-цифровых данных. Хотя основное направление в решении вопросов совместимости заключается в разработке универсального формата, пригодного для описания различных типов данных, встречающихся в САПР, но имеются и другие нерешенные проблемы.

Так, при существующих методах программирования типы всех объектов, используемых при передаче данных, должны быть описаны заранее, что ограничивает возможности САПР по применению новых типов. Целесообразно иметь возможность динамического создания объектов классов, которые бы не были заранее внесены в перечень элементов языка.

Практически отсутствуют попытки распознавания объектов при передаче данных. Между тем способность к распознаванию хотя бы основных строительных конструкций могла бы решить ряд проблем при обмене данными строительных программ и программ иного назначения, которые на практике часто взаимодействуют. Проблемы информационного обмена возникают также при проверке и последующей обработке данных. В целом проведенный анализ показал важность разработки научных методов передачи данных. Это подтверждает актуальность выбранной темы исследований и практическую важность предполагаемых результатов.

Во второй главе разработаны методологические основы организации информационного обмена и преобразования данных. Как отмечает А.А.Гусаков, важнейшие системотехнические проблемы сосредоточены на стыках взаимодействующих систем, что является первоочередной областью применения системотехники. В связи с этим автор предлагает, наряду с известными стадиями организационного проектирования сложных проектно-стрййтельных систем (макропроектированием и микропроектированием) выделить стадию проектирования взаимосвязей подсистем, назвав ее инфраггооектированием (или проектированием инфраструктуры) САПР.

Выделены следующие функционально-системные составляющие проектируемой инфраструктуры САПР:

- восприятие и первичное преобразование проектной информации;

- промежуточное хранение информации в независимом виде;

- интерактивное обогащение информации с созданием контекстной среды проекта;

- под держка баз данных, содержащих необходимую информацию;

- распознавание объектов, не сопровождаемых полноценной предметной информацией;

- проверка согласованности проектных данных;

- подготовка данных для других подсистем и внешних систем;

- обеспечение функционирования информационных систем управления проектированием, включая авторизацию и защиту данных.

На основании рассмотрения вопросов технического, программного, информационного и лингвистического обеспечения инфрапроектирования САПР разработана методологическая схема исследования (рис. 1).

В главе приведена также классификация документов, которые создаются либо используются на различных стадиях жизненного цикла строительных объектов по назначению, содержанию, источникам, носителям и составу информации. Так, по составу информации выделяются звукозаписи, текстовые документы, документы на бланках строгой отчетности, таблицы, иллюстрированные тексты, графические изображения, анимации, комплексные структурированные документы, базы данных и знаний, а также модели. Проанализированы основные характеристики таких документов. При этом основными видами информации, например, в текстовых и табличных документах являются обычный текст, упорядоченный текст, специальный текст, информация о логической структуре и разметке документа.

Рис. 1. Методологическая схема исследования

Разработано формальное описание строительного чертежа, приведена классификация основных его элементов. На основании анализа внутренней

структуры данных ряда САПР универсального и строительного назначения (AutoCAD, unicad, ArchiCAD, Nemetschek) выделены основные элементы структуры данных, в частности, элементы структуры чертежа, геометрические и негеометрические объекты, модели пространственных объектов и строительных конструкций, данные для визуализации и пр., а также атрибуты элементов данных.

В результате анализа форматов систем проектирования строительных объектов автором введено понятие «мощности формата». Мощность формата М является условной величиной, приблизительно отражающей размерность передаваемой модели данных. Выявлены системы с форматами от 0 до 5, что обобщает известную классификацию моделей САПР: 2D, 3D и т.п. Предположено, что универсальный формат (М = 5), обеспечивающий хранение и использование любых данных, вырабатываемых подсистемами, является основой инфрапроектирования САПР. При этом мощность результата может быть выражена через мощности исходных форматов и систем:

МК=ММ>,М,'М, Ь О)

где Мь - мощность исходного формата (исходной системы);

Mt - мощность переходного формата;

Me - мощность конечного формата.

На основании анализа сформулированы основные требования к универсальному формату представления данных в строительных проектах:

□ полнота представления данных об объектах и их свойствах; отражение формальной и содержательной стороны информации;

□ возможность использования формата на различных стадиях разработки для выдачи, промежуточного хранения и восприятия данных;

□ возможность интегрирования новых подсистем;

□ поддержка интерактивного взаимодействия с проектировщиками и другими пользователями;

□ возможность оперативного внесения в файлы универсального формата изменений, возникающих в ходе проектирования, без необходимости многократных повторных запросов дополнительной информации;

□ поддержка параллельной работы над проектом в нескольких центрах проектирования с учетом согласований и утверждений;

□ простота и однозначность алгоритмов преобразования специальных форматов подсистем САПР в универсальный формат данных;

□ компактность представления данных и обеспечение приемлемой скорости считывания информации;

и поддержка взаимодействия подсистем САПР, работающих в различной операционной среде и на различных платформах.

На основании изучения особенностей строительных САПР разработаны основные методологические принципы построения информационной технологии передачи и преобразования данных в системах автоматизированного проектирования. Общая структура информационной технологии представлена на нескольких схемах, разработанных с использованием нотификации стандарта ГОЕРО. Упрощенная модель передачи и преобразования данных приведена на рис. 2.

Рис. 2. Модель передачи и преобразования данных

В третьей главе разработаны научные основы моделирования предметной области и описаны структуры данных строительных объектов. Проведен анализ различных видов моделей и способов моделирования.

Одно из центральных мест в создании программных систем занимает проектирование баз данных. На уровне информационно-логической модели широкое применение нашла методология моделирования «сущность-связь» (ЕЯ-модель). Однако с точки зрения предметной области строительства модель имеет некоторые недостатки. Например, в модели нет специальных понятий для обозначений таких совокупностей, как массивы, матрицы, списки и пр. Для динамических строительных систем целесообразно применять в качестве атрибутов не только отдельные значения, но и функции.

Проведен также сравнительный анализ реляционных, объектно-ориентированных и гибридных баз данных, моделей знаний, включая продукционные, фреймовые, логико-смысловые, математические модели и др. На основании анализа предложен модифицированный фреймовый метод

(МФМ), близкий к объектно-ориентированному моделированию. В МФМ слоты фреймов могут быть специализированы, их количество переменно, они могут наследоваться и обладать полиморфизмом. Кроме понятия «объект», в МФМ существуют такие понятия, как «клон», «система» и «среда».

Анализ жизненного цикла строительных объектов позволил установить, что основными особенностями предметной области строительства с точки зрения представления данных являются:

> . - сочетание материальных объектов, процессов, абстрактных понятий;

- представление объектов в виде иерархически вложенных систем;

- открытость, динамичность и сложная структура строительных систем;

- индивидуальность и недвижимость объектов;

- повторяемость конструктивных и технологических решений;

- большие размеры и длительный жизненный цикл объектов;

- переменная структура систем в течение жизненного цикла;

- большой объем графической информации на стадии проектирования;

- обширный перечень применяемых ресурсов;

- сильное влияние на социальную сферу, экологическую обстановку.

Показано, что для описания предметной области строительства

необходимо выполнить формальное описание систем и объектов строительства на основе моделирования, а также классификацию основных понятий предметной области, строительных систем, объектов, ресурсов, их отношений, событий и процессов, происходящих в предметной области.

В результате анализа различных средств визуализации и разработки моделей (ГОЕР4, ЕХРМ&З-О, ЦМЬ) для отображения МФМ-моделей выбран язык ЦМЬ, на котором представлены модели предметной области строительства. Предложены следующие основные требования к модели предметной области:

- поддержка данных о различных аспектах строительного объекта;

- отражение данных автоматизированных систем как общего, так и строительного назначения;

- не строго иерархическая структура типов строительных объектов

- поддержка хранения, передачи, преобразования, распознавания и дополнения данных;

- отражение основных свойств объектов как в формате данных, так и в классах программирования;

- сохранение графических, алфавитно-цифровых и бинарных данных;

- гибкость модели объекта, позволяющая расширение, внесение исправлений, отслеживание и протоколирование изменений информации;

- глобальная идентификация объектов, обеспечение авторства проекта, сохранение комментариев, защита и конфиденциальность информации;

- использование распределенных баз информации в глобальной сети и поддержка работы проектировщиков в локальной сети;

- обеспечение как позднего, так и раннего связывания данных;

- поддержка одновременного применения различных аппаратно-системных платформ.

На основании сформулированных требований автором разработана структура классов, отображающих основные свойства строительных объектов. Вся совокупность классов разделена на три основные группы:

- вспомогательные классы общего назначения;

- описания топологии, геометрии и свойств визуализации объектов;

- классы строительных объектов и систем.

Кроме того, в описание предметной области входят типы данных, включая предопределенные и изменяемые перечислимые данные. ЦМЪ-диаграмма подсистем модели предметной области показана на рис. 3.

Рис. 3. Диаграмма подсистем модели предметной области

Автором разработаны иМЬ-диаграммы для всех основных подсистем. В качестве примеров в автореферате диаграмма для топологических классов объемных тел приведена на рис. 4, для основных классов высокого уровня - на рис. 5.

Представленный базовый набор классов позволяет представить предметную область строительства в виде совокупности моделей классов объектов, систем и их взаимосвязей. Выбранный метод отображения объектов обеспечивает наглядность и полноту представления. Тем самым заложены научные основы моделирования предметной области строительства для обеспечения полноценной передачи данных между САПР и другими информационными технологиями строительства.

о.'.«1

Face

midSurface 1

shell

Sheet

+midSurface: ref +thickness:double

RevolvedSolid

+rotationArea: Face +axis: Line +startVector:Point +endVector:point +slope: Variable +visual: ref

! TopologicElement jg

................................................""child 1..

Vertex

<11 .., и Shell

+parent: ref +child: ref

parent Г child -o

£

Subshell

+parent: ref +child: ref 1..*

i

Mesh |

+vertex: Vertex 1

+visual: ref

child 0..*

1..*

Solid

+shell: ref

n

o..*

I VisualSurface

'..........Ж""

HalfSpace

+shell: ref

ExtrudedSolid

+swepArea: Face +ruler: Wire +ortogonal:boolean +visual: ref

0..«

Body

+transform:Matrix +bodyTree: collection

A,

Рис. 4. Диаграмма топологических классов объемных тел

ProElement j

-3+ Collection

T

ProObJect

+description: string +level:enum +IFC name: enum

_L

Relationship

+relationshipType:enum +relation:enum +subjectRef: ref +objectRef: ref +quantity: V ariable

>-

Process

4 pj

+processType :enum +data:Variable +collection:Collection -ffunction: Method +entityRef:ref

Property

+propertyType:enum +data:Variable +function: Method

4

Entity

"V

+entityType:enum +objectLevel :enum +property: ref ^relation: ref +object: substitute +parent: ref +body: Body

Clone

+memberType:enum +count:integer +variation: Sequence +parameter:ref +entity: ref

0..*

0..*

subsystem

Body

parent

1 Ъ

Context

+contextType:enum +parent:substitute ' +property:Property +reIation:Relation

System

+systemType:enum +subSystem: substitute +clone: ref +object:ref +colIection:Collection

Annotation

+text:string

+visual:Visual

+font:string

+fontType:enum

+j unification: enum

+offset:enum

+entity: ref

0*

Figure

+contour:edge +visual:Line Visual +vert_ratio:double +horiz_ratio'double +slant:Variable +entity: ref

Рис. 5. Диаграмма основных классов высокого уровня

В четвертой главе разработано формализованное описание и классификация основных объектов строительства.

На основе анализа существующих положений теории классификации и семантического анализа предметной области установлено, что единой классификации технических и строительных объектов, их частей и свойств, а также понятий, используемых в проектной документации, практически не существует.

Автором - предложено называть однородную область пространства свойств объектов таксоном, так как понятие "класс" не применимо, прежде

всего, из-за использования этого термина в объектно-ориентированном программировании в смысле программной единицы заранее определенной структуры. Сформулированы основные требования к классифицированию различных понятий предметной области строительства, которые удовлетворяли бы потребности инфрапроектирования САПР. На основании указанных требований разработаны следующие принципы построения типологии предметной области строительства.

1. Типология понятий должна быть весьма обширной и разносторонней. При этом охватываются следующие основные виды понятий: типы возводимых объектов и их частей, привлекаемые ресурсы, процессы и условия создания и существования объектов, а также абстрактные понятия, используемые в описаниях, в частности, свойства и взаимоотношения объектов.

2. Целесообразно применять иерархическую классификацию понятий.

3. Классифицируемый объект может принадлежать одновременно нескольким таксонам, вложенным друг в друга или пересекающимся. Допустимы множественные ссылки объектов на таксоны.

4. Целесообразно применить логическую (дедуктивную) классификацию понятий нисходящим способом.

5. Классификация объектов производится, как правило, по наиболее существенным признакам, которые можно свести в четыре группы общности: происхождение, структура, свойства и применение объектов. Применение одной из четырех групп свойств на каждой ступени ветвления иерархического дерева определяется конкретной ситуацией: они могут чередоваться, сочетаться, или же одна из групп может использоваться несколько ветвлений подряд. При этом одной из наиболее важных групп классификационных признаков следует считать общность применения объектов для строительства.

6. Целесообразно проектировать классификацию с учетом оптимизации структуры дерева поиска по критерию скорости интерактивного поиска.

7. Необходимо применение глобальных идентификаторов как объектов, так и ,таксонов.

8. Кроме иерархии таксонов, необходимо разрабатывать иерархию вложенности объектов. При этом классификация таксонов должна быть создана для каждого уровня вложенности объектов предметной области.

В диссертационной работе предложена реализация указанных принципов.

Так, для идентификации таксона целесообразно использовать значащий код, по которому можно было бы воссоздать иерархические отношения между

таксонами. В качестве такого кода предлагается комбинированный код, состоящий из пар описания уровня иерархии и номера таксона на данном уровне иерархии, например, «c2.oal.d8.da34.f3.fbl4.h8». Комбинированный код, включающий как обозначение таксона, так и обозначение уровня вложенности объекта, может быть выражен следующим примером: «с2 .cal.d8 (HF1) .f3». Дано формальное описание кодов в нотации Бэккуса-Наура. Для идентификации объекта может быть применено г как иерархическое кодирование, так и 128-битовое числовое значение

универсального уникального идентификатора UUID.

Предложенная система кодирования и имеющиеся программные средства позволяют обеспечить однозначную идентификацию таксонов, объектов и других элементов предметной области.

На основании статистической обработки экспериментальных наблюдений за скоростью выбора позиций на экране монитора выполнен расчет оптимальной структуры иерархического дерева классификации. Сделан вывод об оптимальной ширине дерева классификации порядка 10-15 позиций на каждом уровне.

В целях унификации иерархических структур основных понятий предметной области разработаны универсальные уровни вложенности географических объектов, объектов градостроительства, архитектуры, проектирования и строительства.

Для обеспечения распознавания объекта по его свойствам и определения его стоимостных и технологических показателей необходимо формализовать свойства строительного объекта. На основании изучения ряда нормативно-технических документов по строительству выделены группы свойств строительных объектов: структурные, топологические, геометрические, конструктивные, производственно-эксплуатационные, технологические, экономические, правовые, а также свойства материала и поверхности объекта.

<i

Указанные свойства могут быть выражены константами, физическими закономерностями, поведенческими реакциями объекта, производственными функциями, текстовым описанием и т.д.

Кроме того, для формального описания предметной области выполнена классификация отношений между объектами и таксонами, их состояний, процессов и ресурсов строительства.

Так, среди отношений можно выделить как наиболее важные структуры, причины и следствия, происхождения, управления, сравнения и др.

К основным характеристикам состояния строительных объектов можно отнести пространственно-временное положение, физическое, химическое, производственно-технологическое состояние, а также правовой статус.

Основными видами процессов, происходящих со строительными объектами, являются перемещение, изменение физического или химического состояния, производственно-технологические процессы, изменение правового состояния и т.п.

К основным ресурсам строительства относятся информационные, финансовые, трудовые, материально-технические и организационно-технологические ресурсы.

Для рассмотрения строительного объекта во взаимосвязи с другими объектами или системами автором введено понятие информационного контекста 1С объекта Е,: контекстом называется фрагмент информационной среды, рассмотрение которого необходимо для полноценного изучения объекта в определенных целях. При этом информационная среда 1М проектируемой системы Я есть совокупность отношений Я {гу \<Е„ Ер>, ЕеБ}, в которых различные объекты Е могут (или могли) находится за время жизненного цикла системы с другими объектами или системами.

Поэтому контекст системы является объединением контекстов подсистем и объектов, входящих в систему:

/С, = /С, п 1С2 пК 1С, пКп/С„ г е 5 . (2)

Контекст 1С, всей проектируемой системы является глобальным контекстом по отношению к контекстам входящих в нее подсистем и объектов и является, как определено выше, информационной средой системы. Контекст описывает условия, в которых существуют объекты. Смысл отделения контекста от самого объекта в том, что они могут изменяться независимо друг от друга. Это обеспечивает сохранность данных, введенных в диалоге с пользователем, и избавляет от необходимости повторять запросы в ходе передачи и постоянного обновления данных.

Контекст может иметь следующие элементы: код, ссылку на вышележащий контекст, пространственно-временные ограничения, параметры и др. Контексты могут образовывать иерархию: глобальный контекст, промежуточные контексты и локальный контекст. Код контекста состоит из кода объекта, к которому он относится, с добавлением подстроки " .стх".

Из рассмотрения опыта проектирования гражданских, промышленных и энергетических зданий и сооружений выделены группы контекстных

отношений, в которых находятся объекты разных уровней иерархии: социально-экономический, нормативно-правовой, геофизический,

экологический, архитектурно-градостроительный, конструктивный, организационно-технологический, эксплуатационный контекст и др.

В пятой главе рассмотрены информационные основы передачи и распознавания объектов строительства. Автором была поставлена цель создания универсального формата передачи данных о строительных объектах при значительном уменьшении объема документов и ускорении времени их обработки. На основании рассмотрения основных видов баз данных и применяемых форматов (dBase, Paradox, DXF, SAT, GDL, STEP, SGML и др.) в качестве основы универсального формата данных выбран язык XML, обеспечивающий .естественную иерархичность объектов, гибкость, наглядность и расширяемость. Для доЬтижения поставленной цели необходимо было также решить следующие задачи:

создать схемы документов с описанием предметной области; . минимизировать разнообразие классов;

обеспечить строго иерархическую структуру схемы, позволяющую легко отображать ее с помощью различных языков программирования;

разработать структуры языка, обеспечивающие повторение одинаковых объектов и уменьшение объема передаваемой информации;

распределить информацию между различными схемами, что позволяет упростить процедуру изменений в них.

Разработанный автором язык назван Building Object Description Extensible Markup Language (описание строительных объектов на XML), или bodXML. Схема языка разделена на описание отдельных элементов, представляющих различные типы данных документа. Язык полностью базируется на концепции моделирования предметной области строительства, изложенной в гл. 3. В схеме описаны:

элементы низкого уровня (переменные, ссылки, массивы и т.п.); специализированные элементы (геометрические, топологические и др.); элементы высокого уровня (объекты, их совокупности, системы). При разработке языка изменен традиционный подход к соотношению между схемами и документами: введено использование баз данных, составленных как документы XML. При этом в саму схему включается относительно небольшой набор элементов (около 50), существенно различающихся по структуре и необходимых для лаконичного и в то же время

подробного описания документов. Значительная часть этих элементов введена для адекватного описания геометрической формы строительных конструкций.

Helper Elements: Reference Substitute Matrix

MeasureUnit

Variable

Sequence

Node

Collection

Method

ProObject

Relationship

Property

Context

Annotation

Figure

Entity

Clone

System

---------1

ProElement i

■ ■ ■ ■ - - -1

Simple Types

Topologlc Element I

Vertex

Edge

Segment

Loop

Wire

Face

Subs hell

Mesh

Shell

Solid

ExtrudedSolid RevolvedSolid Sheet HalfS pace Body

z

Appearance Elements: Visual LineVisual SurfaceVisual

Geometric Element i

I ____ «

Point Line

QuadraticCurve Plane

QuadraticSurface

BuildingDocument

Рис. 6. Диаграмма наследования элементов схемы

Кроме схемы языка, предложено размещать в глобальной компьютерной сети общие базы данных, описывающие широко распространенные понятия, например, классификации строительных объектов и ресурсов, унифицированные описания строительных материалов, а также перечни наиболее важных объектов, например, единицы измерения, типы линий и текстур поверхностей, географические и топонимические объекты. Эти базы данных должны поддерживаться производителями и пользователями программного обеспечения, связанного со строительным проектированием. В распределенные базы данных могут вноситься взаимно согласованные изменения без изменения схемы, что обеспечивает стабильность версий программного обеспечения. Прототипы некоторых баз данных для строительства разработаны автором и приведены на странице Интернет. Там же приведены примеры описания объектов различного уровня с помощью универсального формата Ьос1ХМЬ.

Одним из ключевых моментов обеспечения взаимодействия различных информационных систем является распознавание объектов, передаваемых системой автоматизированного проектирования. В связи с этим в принимающей системе возникает проблема создания объектов таких классов, которые не были предусмотрены при разработке данной системы. Современные средства объектно-ориентированного программирования не поддерживают возможности динамического создания новых классов. •

Чтобы обойти это существенное для рассматриваемой проблемы ограничение, автором в гл. 4 предложено ввести в рассмотрение понятие таксона, как категории компьютерного моделирования, занимающей промежуточное положение между классом и объектом. Таксон является классом в смысле классификации объектов реального мира, однако является объектом с точки зрения объектно-ориентированного программирования.

Характерной чертой двойственной природы таксона является наличие свойств, присущих как классу, так и объекту. Объекты одного таксона могут быть программно идентичны объектам другого таксона со сходной структурой признаков. Поэтому новый таксон может быть создан на стадии выполнения программы, а не на стадии компиляции, то есть без изменения программы.

Основной особенностью данных строительных объектов является сочетание геометрического представления тел и семантической информации об объекте. Анализ структуры данных таких объектов показал, что запись об объекте или таксоне может включать три основных части: служебную, специфическую и семантическую. Геометрические тела объектов могут быть представлены различными способами: в виде точечных объектов без описания формы, протяженных тел с описанием осевой линии и поперечного сечения, поверхностных тел с заданием срединной поверхности и толщины, объемных тел с представлением поверхностей.

Указанная модель "класс - таксон - объект" реализована автором в виде специально разработанного прототипа объектно-ориентированной базы данных и может быть использована как для изучения поведения объектов и таксонов, так и для практической реализации хранилища объектов в информационных системах.

Для предварительного распознавания типа объекта может быть использовано стандартизированное наименование слоя. В этих целях может быть применен международный стандарт ISO 13567. Для более подробного семантического анализа объекта возможно применение алгоритмов,

моделируюгцих работу нейронных сетей. Для распознавания формы трехмерных строительных объектов с плоскими гранями автором предложен набор основных топологических и геометрических свойств, являющихся достаточными для определения типа основных строительных конструкций.

К таким свойствам относятся, в частности, соотношения габаритов по главным ортогональным осям, соотношение действительного и габаритного объема, асимметрия координат вершин, наличие вложенности контуров на гранях, направление и характер приложенной нагрузки и др. Испытания нейронной сети показали, что распознавание вида конструкций, представленных в виде набора указанных параметров, происходит достаточно уверенно.

Шестая глава посвящена методике проведения анализа и последующего использования передаваемых данных. Для повышения качества строительных проектов необходима систематическая проверка (верификация) получаемой в ходе проектирования информации. Показана целесообразность применения универсального формата данных при анализе и верификации проектной информации.

Иногда данные о строительных объектах, создаваемые в автоматизированных системах проектирования, содержат недостаточно информации для непосредственного составления полного перечня работ и затрат. В ряде случаев дополнительную информацию можно получить при последующей интерактивной обработке данных о форме и размерах конструкций. Так, для решения задачи о выявлении состава и свойств помещений на поэтажном плане здания, представленного в виде планарного графа, разработан алгоритм выявления непересекающихся циклов, существенно использующий геометрическое представление графа. Теория графов может быть также применена при создании диалога для ввода взаимозависимых параметров.

Одним из важнейших направлений последующего использования проектной информации является оптимизация и выбор проектных решений. В работах автора дано теоретическое обоснование метода эквивалентных затрат, который может учитывать, помимо стоимостных показателей, долговечность и надежность конструкций, уровень эксплуатационных расходов, организационно-технологические особенности строительства и другие факторы. Автором были сформулированы основные принципы выбора решения хозяйственной задачи с учетом наличия зоны равноэкономичности решений.

Проведенный анализ применимости основных языков программирования для реализации разработанных теоретических методов показал возможность практического осуществления методов передачи информации и распознавания строительных объектов. Автором разработано отображение основных элементов формата Ьос1ХМЬ в виде классов программирования на языке С++. На этой основе была выполнена пилотная реализация программного комплекса по преобразованию и распознаванию объектов строительства «ПРО». Внедрение указанного комплекса в проектных организациях показало возможность получения экономического эффекта за счет сокращения трудозатрат на проектирование и ускорения процессов взаимодействия участников строительства.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Проведенный в работе анализ тенденций развития систем автоматизированного проектирования и процессов взаимодействия информационных систем показал, что предопределенное техническим прогрессом создание интегрированных информационных технологий в строительстве требует взаимодействия разнородных программных продуктов, без чего эффективность их применения в проектных организациях снижается. Это подтверждает актуальность диссертационной работы, основной целью которой является создание научно-методических основ передачи информации между информационными системами в строительстве, включая системы автоматизированного строительного проектирования.

2. Для достижения поставленной цели выбрана соответствующая методология исследований, включающая системный подход, объектно-ориентированное моделирование и программирование, методы искусственного интеллекта, теории классификации и семантического анализа.

3. В результате анализа способов моделирования выбран в качестве методологической основы моделирования модифицированный фреймовый метод, отражающий специфику предметной области строительства и требования современных информационных технологий. С помощью ЦМЬ-диаграмм создана универсальная структура описания предметной области строительства, позволяющая заложить научные основы семантически полноценной передачи данных и интероперабельности информационных систем.

4. Разработана структура организации данных для распознавания объектов, обеспечивающая квазидинамическое образование классов в процессе преобразования информации. Для этого введено понятие «таксона», занимающего промежуточное положение между «классом» и «объектом». Таксон является отображением понятия, классом в смысле классификации объектов реального мира, однако является объектом с точки зрения объектно-ориентированного программирования.

5. Введено понятие «контекста проектной информации» и разработана его структура, позволяющая существенно облегчить распознавание строительных объектов в процессе передачи информации. Выделены основные типы контекстов: социально-экономический, нормативно-правовой, геофизический, экологический, архитектурно-градостроительный, конструктивный, организационно-технологический, эксплуатационный контекст и др.

6. Созданы научно-методические основы классифицирования понятий, объектов и их свойств в строительстве с учетом автоматизированной обработки информации, включающие выделение основных классификационных ветвей и уровней иерархии, мульти-классификационное структурирование. Показано, что для классифицирования объектов строительства достаточно выделять четыре основных ветви признаков: сущность, свойства, отношения и назначение.

7. Проанализированы основные протоколы (языки), применяемые для передачи данных между системами автоматизированного проектирования и другими программными продуктами. Созданы научно-методические основы формализованного описания предметной области строительства с помощью разработанного языка «bodXML» - диалекта языка «XML», позволяющего отразить основные особенности строительных объектов и передавать значимую информацию о них.

8. Создана методика распознавания строительных объектов, представленных в форме моделей трехмерных геометрических тел, с помощью искусственных нейронных сетей. Разработан перечень свойств объектов, позволяющий с достаточной степенью надежности распознавать основные элементы строительных конструкций.

9. Разработаны и опробованы на практике методы интерактивного дополнения и верификации данных, полученных в результате распознавания

строительных объектов, в частности, автоматизированные методы определения состава помещений, выборки объемов работ и др.

10. Разработаны методы определения эквивалентных затрат, являющихся экономическим критерием оценки проектных решений на основе данных, полученных в результате распознавания строительных объектов. Показана возможность учета социальной и экологической обстановки в контексте проектной информации.

11. Результаты исследований внедрены в практику проектных работ проектных и проектно-строительных фирм путем разработки пилотной реализации программного комплекса передачи и распознавания строительных объектов, которая являлась составной частью научно-практической апробации. Внедрение методов передачи информации и распознавания объектов показало их эффективность, что свидетельствует об обоснованности и достоверности основных положений, выносимых на защиту.

12. Выявлены следующие направления дальнейших исследований:

- оптимизация структуры классов универсального формата данных по критерию наиболее быстрой обработки документа;

- совершенствование единой классификации понятий предметной области строительства;

- дальнейшая разработка методов обеспечения интероперабельности данных с учетом совместных международных исследований в этой области, в частности, с использованием новых возможностей протоколов передачи данных;

- создание новых методов стандартизации и формализованного представления данных в системах автоматизированного проектирования и других программных продуктах;

- оптимизация применения математических и эвристических методов в системах, использующих элементы искусственного интеллекта.

Диссертационная работа открывает новое направление в исследовании анализа и обработки строительной информации в области передачи информации и распознавания объектов о строительных объектах.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Павлов A.C. Передачи информации и распознавание объектов в системах строительного проектирования. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2003. -266 с.

2. Павлов А. С. Совершенствование методов оптимизации строительных проектных решений при недетерминированной исходной информации, (на примере сооружений циркуляционных систем тепловых электростанций): автореф. дисс.... канд. экон. наук; 08.00.05, М.: 1984. - 21 с.

3. Павлов A.C., Шишкин В.В. Автоматизированный выбор схемы механизации монтажа главных корпусов ТЭС и АЭС. Методические указания. М.: МИСИ, 1987. - 36 с.

4. Калатузов В.А., Павлов A.C. Расчет ограничения электрической мощности ТЭЦ, связанного с работой системы циркуляционного водоснабжения // Электрические станции, 1987, № 4. - С. 18-22.

5. Павлов A.C. О методике выбора проектных решений в энергетическом строительстве // Энергетическое строительство, 1987, № 9.

6. Воронцов Г.И., Толкачев JI.A., Колтун О.В., Павлов A.C., Берндт А., Шишкин В.В. О выборе схемы механизации монтажных работ при возведении главного корпуса АЭС с реактором ВВЭР-1000 // Энергетическое строительство, 1987, № 10. С. 2-5.

7. Толкачев JI. А., Павлов А. С. Экономические особенности планирования и проектирования энергетического строительства. Учебное пособие. М.: МИСИ, 1989. - 92 с.

8. Толкачев JI.A., Колтун О.В., Павлов A.C., Шишкин В.В. Анализ методов сооружения реакторных отделений АЭС с реакторами ВВЭР-1000 // Энергетическое строительство, 1989, № 2, с. 9-18.

9. Павлов A.C., Ганина Л.Я. Отдельные вопросы алгоритмизации экономических расчетов в строительных организациях // Энергетическое строительство, 1989, № 7, с. 63-65.

Ю.Наплавной способ строительства АЭС. Обзорная информация/Колтун О.В., Павлов A.C. - М.: Информэнерго, 1991. - 64 с.

П.Павлов A.C., Пергаменщик Б.К. Влияние структуры критического пути на оптимальные размеры монтажных блоков // Экспресс-информация, серия «Атомные электростанции», 1991, вып. 4. - С. 3-6.

12.Пергаменщик Б.К., Павлов A.C. Об оптимизации монтажной блочности конструкций И Энергетическое строительство, 1991, № 6. С. 49 - 51.

13.Павлов A.C., Пергаменщик Б.К. Моделирование динамики объемов работ при сооружении электростанций. Экспресс-информация. Серия «Атомные электростанции», 1991, вып. 7. - С. 6 -10.

14.Павлов А. С. Хозрасчетная эффективность собственных капитальных вложений // Энергетическое строительство, 1991, №11.- С. 42-45.

15. Пергаменщик Б.К., Павлов A.C., Темишев P.P. Методы оценки эффективности возведения строительных конструкций АЭС по критерию трудозатрат. Экспресс-информация. Серия «Строительство и архитектура. Технология, механизация и автоматизация строительства», 1992, вып. 9-10. С. 5 -13.

16.Павлов A.C., Ломтев Г.А. Показатели экономического анализа деятельности строительно-монтажных организаций // Энергетическое строительство, 1993, № 12. - С. 57 - 61.

17.Павлов А. С. Сравнительная экономическая эффективность инвестиций в условиях инфляции // Энергетическое строительство, Й94, № 9, С. 5-9.

18.Малыха Г. Г., Павлов А. С., Теличенко В. И.'Перспективы развития САПР в строительстве. М.:Компьюлог, 1994 - 3 с.

19.Малыха Г. Г., Павлов А. С., Пихтерев Д.В., Теличенко В. И. Концепция и принципиальная схема обмена данными в строительстве. Материалы международного семинара по строительной информатике. Берлин: TUBerlin, 1994.

20.Павлов А. С., Бородуля И. В. Некоторые тенденции динамики цен в строительстве и строительной индустрии. Энергетическое строительство, 1995, №3. С. 44 - 48.

21.Малыха Г. Г., Пихтерев Д. В., Теличенко В. И., Павлов А. С. Использование САПР при поддержке различных видов проектных задач / в сб. докладов «Информационные технологии в проектировании». М.: 1995.

22. Павлов A.C., Темишев Р.Р. Стратегия предприятия в условиях рынка // Энергетическое строительство, 1995, № 6. С. 13 - 18.

23. Банников A.A., Павлов A.C., Пихтерев Д.В. Условия преобразования данных в форматах STEP и САПР UNICAD. Материалы международного STEP-семинара. Берлин: TUBerlin, 1996.

24. Лопатинская Е. JI., Малыха Г. Г., Теличенко В. И., Павлов А. С., Пихтерев Д. В.. Диалоговая система в САПР. Методические указания. М.:МГСУ, 1997 - 48 с.

25. Малыха Г. Г., Павлов А. С., Теличенко В. И., Пихтерев Д. В.. Концепция и принципиальная система обмена данных в строительстве / В сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. М.: МГСУ, 1997 - с. 4-11.

26. Павлов А. С., Шарипджанов И. И. Проектирование диалога для ввода взаимосвязанных конструктивных параметров / там же, с. 25-31.

27. Павлов А. С. Организация баз данных для технико-экономических задач автоматизированного строительного проектирования / там же, с. 62-71.

28. Павлов А. С. Классификация объектов при моделировании строительства / там же, с. 79-85.

29. Теличенко В. И., Павлов A.C., Заволоко JI. М. Информационная технология принятия решений при оценке экологической безопасности строительных объектов, в сб. Международной конференции «Передовые технологии на пороге XXI века. 1САТ'98» - М.:НИЦ «Инженер», 1998, с. 602605.

30. Теличенко В. И., Малыха Г. Г., Павлов А. С. Структура ядра информационной системы проектных работ / В сб. трудов МГСУ «Теория и практика систем обеспечения безопасности и качества в строительстве» М.: МГСУ, 1999. с. 5-18.

31. Павлов A.C. Проверка и преобразование информации в строительном проектировании / там же, с. 31-47.

32. Теличенко В. И., Павлов А. С., Заволоко JI. М. Методологические основы оценки экологической безопасности строительных объектов с применением анализа жизненного цикла / там же, с. 62-69.

33. Малыха Г. Г., Павлов А. С.. Классификация документооборота проектных работ / там же, с. 70-77.

34. Pähl P.J., Pavlov A.S., Borodulja I.W., Bannikow A.A. Siecherung der Konsistenz der objektorientierten Modelle für das Bauwesen: Bericht über die Ausführung des Kooperationsprojektes / TUBerlin, MSCEU. -Berlin,1999. - 29 s.

35. Паль П.Я., Шютте Г.И., Малыха Г.Г., Павлов A.C., Новак В.И. Программирование на языке Java.- учебное пособие. М.: МГСУ, 2000. - 26 с.

36. Павлов А. С., Стремберг Л. М. Применение информационных технологий для оценки экологической безопасности строительных объектов. Известия вузов. Строительство, 2001, № 7, с. 97-105.

37. Павлов А. С. Квазидинамическое образование классов в информационных строительных системах. Промышленное и гражданское строительство, № 9, 2001. - С. 36 - 38.

38. Теличенко В.И., Павлов A.C. Описание предметной области строительства в информационных технологиях // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002, № 4. - С. 38 - 39.

39. Павлов A.C. Язык описания предметной области строительства // В сб. докладов XI польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». M.: АСВ, 2002. - С. 417 - 422.

40. Павлов А. С., Миронов В. Н. Технология семантического анализа объектов в автоматизированных системах строительного проектирования. Известия вузов. Строительство, 2002, № 6, с. 130-134.

41. Малыха Г.Г., Павлов A.C., Останков В.В., Тащилин Е.А. Особенности автоматизации документооборота проектных организаций // Известия вузов, серия «Строительство», 2002, № 8. - С. 124 - 128.

42. Павлов A.C., Бешар B.C., Каракозова HJB. Методическое пособие по изучению московских территориальных сметных нормативов МТСН 81-98. М.: ИПК государственных служаших, 2002. - 68 с.

43. Павлов A.C. Классификация и кодирование объектов строительства // В сб. докладов XII польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». М.: АСВ, 2003.

44. Pavlov A. Die Modellierung des Bauwesens fur den Datenaustausch //IKM-2003, Bauhaus-Universität Weimar.

КОПИ-ЦЕНТР св. 77:07:10429 Тираж 100 экз. тел. 185-79-54

г. Москва м. Бабушкинская ул. Енисейская 36 комната N61 (Экспериментально-производственный комбинат)

2005-/1 I

P 1 5 5 6 7

Введение.

Глава 1. Анализ методов обработки информации в системах автоматизированного проектирования.

1.1. Анализ тенденций развития систем автоматизированного проектирования в строительстве.

1.1.1. Краткий обзор проблем строительного проектирования в России.

1.1.2. Применение автоматизации и информационных технологий в производстве и проектировании.

1.1.3. Развитие и применение САПР.

1.2. Анализ современного состояния САПР в строительстве.

1.2.1. Структура и виды систем автоматизированного проектирования.

1.2.2. Основные области применения автоматизированного проектирования в архитектуре и в строительстве.

1.2.3. Основные тенденции и проблемы развития прикладных программных продуктов для строительства.

1.3. Анализ развития систем обработки данных в САПР.

1.3.1. Задачи разработки и моделирования в САПР.

1.3.2. Формализация процесса строительного проектирования.

1.3.3. Совершенствование методов разработки программного обеспечения САПР.

1.3.4. Совершенствование методов информационного обеспечения САПР.

1.4. Анализ методов передачи информации в системах САПР.

1.4.1. Взаимодействие информационных систем в строительном проектировании.

1.4.2. Методы передачи и преобразования проектной информации

1.4.3. Проблемы передачи, преобразования и использования информации в системах строительного проектирования.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Методологические основы организации информационного обмена и преобразования данных.

2.1. Обоснование методологической схемы исследования.

2.1.1. Применение основных системотехнических принципов.

2.1.2. Применение информационных технологий.

2.1.3. Методологическая схема исследования.

2.2. Документы и информация в строительном проектировании.

2.2.1. Основные виды документов в строительстве.

2.2.2. Основные виды информации в строительных документах

2.2.3. Содержание информации в строительных документах.

2.2.4. Информация о строительных объектах в САПР.

2.3. Процессы передачи и преобразования проектной информации

2.3.1. Источники, приемники и средства передачи информации.

2.3.2. Схемы и этапы передачи данных.

2.3.3. Особенности интегрированных систем проектирования строительных объектов.

2.3.4. Применение универсального формата данных.

2.3.5. Основные принципы и схемы преобразования данных.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Научные основы моделирования предметной области и структуры данных строительных объектов.

3.1. Методы моделирования предметной области.

3.1.1. Обзор и классификация методов моделирования.

3.1.2. Предметно-ориентированный подход к структуре данных

3.1.3. Основные модели данных.

3.1.4. Основные модели знаний.

3.1.5. Описание предметной области с помощью «безбумажных» информационных технологий.

3.1.6. Применение математических моделей.

3.2. Формализованное описание предметной области строительства.

3.2.1. Особенности предметной области строительства.

3.2.2. Описание при помощи модернизированной теории фреймов.

3.2.3. Описание при помощи средств визуализации и разработки систем.

3.3. Разработка модели предметной области.

3.3.1. Основные требования к модели.

3.3.2. Структура классов общего назначения.

3.3.3. Классы геометрического и топологического описания объектов.

3.3.4. Отображение строительных объектов, их свойств и отношений.

Выводы по гл. 3.

Глава 4. Описание и классификация объектов строительства.

4.1. Методические основы классифицирования.

4.1.1. Семантическая классификация и ее применение в строительстве.

4.1.2. Анализ теоретических положений классификации.

4.1.3. Анализ существующих систем классификации объектов и их применения в строительном проектировании.

4.1.4. Основные требования к системам классификации в строительстве.

4.2. Принципы классификации объектов и понятий.

4.2.1. Основные принципы типологии предметной области.

4.2.2. Идентификация классов, уровней, таксонов и объектов

4.2.3. Оптимизация структуры классификации.

4.2.4. Иерархические уровни вложенности объектов.

4.3. Классификации в строительстве.

4.3.1. Классификации объектов строительства.

4.3.2. Классификация свойств строительных объектов.

4.3.3. Классификация отношений, состояний, процессов, ресурсов.

4.4. Роль контекста в процессах передачи и распознавания информации.

4.4.1. Состав и значение контекстно-зависимой информации.

4.4.2. Основные составляющие контекста и иерархия контекстов.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Информационные основы передачи и распознавания объектов строительства.

5.1. Основы разработки универсального формата данных для хранения и передачи информации.

5.1.1. Отображение данных с помощью универсальных форматов.

5.1.2. Формат данных для описания предметной области строительства.

5.1.3. Отображение топологических и геометрических объектов.

5.1.4. Размещение классификаций в распределенных базах данных.

5.1.5. Комплексное отображение строительных объектов с помощью универсального формата.

5.2. Структуры данных, используемые в системах инфрапроектирования САПР.

5.2.1. Квазидинамическое образование классов с помощью таксонов.

5.2.2. Требования к структуре данных инфрапроектирования САПР.

5.2.3. Требования к функциональности классов и таксонов.

5.2.4. Требования к системе управления базами данных объектов и таксонов.

5.3. Основы использования элементов искусственного интеллекта для распознавания данных.

5.3.1. Возможность использования элементов искусственного интеллекта в процессах передачи данных.

5.3.2. Нейронные сети и их применение.

5.3.3. Использование нейронной сети для анализа и распознавания объектов строительства.

Выводы по главе 5.

Глава 6. Анализ и последующее использование информации.

6.1. Верификация и обработка конструктивных и технологических данных.

6.1.1. Верификация моделей строительных элементов и их отношений.

6.1.2. Интерактивное дополнение конструктивных и технологических данных.

6.1.3. Использование диалога с взаимосвязанными параметрами.

6.2. Использование информации для принятия проектных решений.

6.2.1. Методы выбора проектных решений в строительстве.

6.2.2. Методология определения эквивалентных затрат.

6.2.3. Особенности выбора проектного решения с учетом равноэкономичности решений и других факторов.

6.3. Особенности программной реализации информационных технологий в строительном проектировании.

6.3.1. Особенности и проблемы объектно-ориентированного программирования.

6.3.2. Реализации объектно-ориентированного моделирования.

6.3.3. Пилотная реализация программного комплекса.

6.3.4. Внедрение и экономическая эффективность результатов исследований.

Выводы по главе 6.

В настоящее время в практике строительного проектирования широко применяются информационные технологии: системы автоматизированного проектирования, компьютерные программы и комплексы различного назначения. Эти программные продукты создаются разными разработчиками, отличаются описанием предметной области, используют различные базы и форматы для хранения и передачи данных, специфические подходы к решению задач. Однако при создании комплексных информационных технологий часто требуется непосредственное или опосредованное взаимодействие программных продуктов. До сих пор перенос данных из одного программного продукта в другой зачастую происходит вручную.

В связи с этим возникает проблема интероперабельности, то есть совместимости различных программных продуктов между собой. Для решения этой проблемы международными организациями создаются различные протоколы передачи данных, которые, однако, не могут полностью отразить содержание передаваемой информации с учетом потребностей принимаемой стороны. Эти протоколы отличаются между собой по своим подходам и до сих пор находятся в стадии разработки и согласования.

Таким образом, необходимо, с одной стороны, создать научно-методические основы для построения протоколов интероперабельности и, с другой стороны, разработать способы взаимодействия программных продуктов в условиях ограниченных возможностей применения протоколов.

Актуальность темы определяется практической потребностью в обеспечении взаимодействия разнородных программных продуктов при создании интегрированных информационных технологий в строительстве.

Целью диссертации является создание научно-методических основ передачи информации между программными продуктами в строительстве и распознавания объектов, включая системы автоматизированного строительного проектирования.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- проведен анализ методов обработки информации в программных продуктах и системах автоматизированного проектирования;

- исследованы основные принципы передачи и преобразования данных в строительных информационных системах;

- разработаны методические основы классифицирования понятий, объектов и их свойств в строительных информационных системах;

- созданы методы формализованного описания предметной области строительства с помощью стандартизованных протоколов;

- исследованы и разработаны методы распознавания строительных объектов, созданных в системах автоматизированного проектирования;

- разработаны и реализованы методы последующей обработки переданной проектной информации в программных продуктах организационно-технологического и экономического назначения;

- проведено внедрение результатов исследований, на основе которых выполнена практическая оценка эффективности теоретических исследований диссертации.

Объектом исследования являются информационные технологии, системы автоматизированного проектирования и программные продукты, взаимодействующие в процессе создания строительных проектов.

Предметом исследования являются методы передачи информации в системах строительного проектирования, включая методы распознавания объектов.

Методологическими и теоретическими основами исследования являются работы отечественных и зарубежных авторов в области теории систем, математического моделирования, объектно-ориентированного программирования, теории баз данных, искусственного интеллекта, теории классификации и семантического анализа.

Научная новизна диссертационной работы:

- впервые выполнен научный анализ процессов взаимодействия разнородных программных продуктов и информационных систем в строительном проектировании, включая анализ передачи, преобразования, верификации и использования информации;

- разработаны научные основы проектирования процессов передачи информации на основе предложенной концепции инфрапроектирования САПР, как стадии проектирования взаимосвязей подсистем;

- разработаны методологические основы классифицирования понятий, строительных объектов и их свойств;

- разработаны методы формализованного описания предметной области, учитывающих требования интероперабельности программных продуктов, на основе которых создана концепция универсального языка описания объектов предметной области строительства;

- обоснована возможность квазидинамического образования классов в процессах передачи проектной информации на основе использования введенной автором концепции таксона как промежуточного между понятиями «класс» и «объект»;

- разработаны содержание и методы использования контекста проектной информации, позволяющего существенно облегчить распознавание строительных объектов в процессе передачи информации;

- разработана и реализована методика распознавания строительных объектов с помощью использования нейронных сетей;

- предложены методы выбора проектных решений на основе эквивалентных затрат и способы последующего использования передаваемой информации о строительных объектах.

На защиту выносятся следующие наиболее существенные результаты исследований, имеющие научную и практическую значимость:

- комплекс теоретических исследований и практических методов, направленных на достижение интероперабельности программных продуктов в строительстве;

- методические основы классифицирования и описания предметной области строительства с помощью стандартизированных протоколов пред

10 ставления информации;

- методические основы распознавания строительных объектов в процессах взаимодействия разнородных программных продуктов;

- методы выбора проектных решений и последующего использования передаваемой информации о строительных объектах.

Практическая значимость результатов исследования: разработанные методы обеспечения интероперабельности программных продуктов в строительстве предназначены в первую очередь для практического использования при разработке программного обеспечения систем автоматизированного проектирования, а также программных продуктов организационно-технологического и экономического назначения. Дальнейшая разработка и совершенствование научно-методических принципов, обоснованных теоретически и опробованных на практике, позволит создавать линии совместимых программных продуктов для строительного проектирования, а также обеспечить независимую верификацию и дополнение проектных данных для проведения сметных расчетов, автоматизированного составления объемов работ и спецификаций.

На основе предложенных методов и протоколов интероперабельности проектные организации могут разрабатывать и внедрять интегрированные информационные системы, основанные на взаимодействии различных программных средств. Это позволит проектным организациям повысить эффективность совместного применения разнородных программных продуктов, сократить сроки проектирования и уменьшить сметную стоимость проектируемых объектов.

Внедрение результатов работы: положения, обоснованные в настоящем исследовании, внедрены при разработке пилотной реализации программного комплекса передачи и распознавания строительных объектов. Указанная реализация представляет собой прототип программного продукта, обеспечивающего преобразование данных различных систем, а также составление перечней объемов работ и спецификаций. Комплекс был использован

11 при проектировании ряда строительных объектов в проектных и проектно-строительных фирмах.

Методические вопросы, разработанные в диссертации, внедрены также в учебный процесс в Московском государственном строительном университете для студентов специальности 2903 «Промышленное и гражданское строительство».

Апробация работы:

Достоверность и обоснованность результатов подтверждается применением разработанных теоретических положений в практике проектирования. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных семинарах по строительной информатике, организованных совместно Берлинским Техническим Университетом и Московским государственным строительным университетом в 1994-2002 гг., городской научно-практической конференции «Современные технологии в строительстве. Образование, наука, практика» (Москва, 2001 г.), на XI и XII российско-польских семинарах «Теоретические основы строительства» (Варшава, 2002 г., Нижний Новгород, 2003 г.), на заседании отделения строительных наук Российской Академии строительства и архитектуры (Москва, апрель 2002 г.), на техническом семинаре «Прогресс в проектировании, строительстве и эксплуатации электрических сетей» (ВВЦ, ноябрь 2002 г.), на международном коллоквиуме по применению информатики и математики в архитектуре и строительстве IKM (Веймар, 2003 г.), на научно-технических конференциях и семинарах в МГСУ и др.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 45 работ, в том числе монография [111]. Основные материалы диссертации опубликованы также в сети Интернет на странице http://www.mtu-net.ru/pavlov.

Общие выводы

1. Основной целью работы является создание научно-методических основ передачи информации между информационными системами в строительстве, включая системы автоматизированного строительного проектирования.

2. Проведенный в работе анализ тенденций развития систем автоматизированного проектирования и процессов взаимодействия информационных систем показал, что для создания интегрированных информационных технологий в строительстве необходимо обеспечить взаимодействие разнородных программных продуктов, без чего эффективность их применения в проектных организациях снижается. Это подтверждает актуальность поставленной в диссертационной работе цели.

3. Для достижения поставленной цели выбрана соответствующая методология исследований, включающая системный подход, объектно-ориентированное моделирование и программирование, методы искусственного интеллекта, теории классификации и семантического анализа.

4. Разработана структура хранения данных для распознавания объектов, обеспечивающая квазидинамическое образование классов в процессе преобразования информации. Для этого введено понятие «таксона», занимающего промежуточное положение между «классом» и «объектом».

5. Введено понятие «контекста проектной информации» и разработана его структура, позволяющая существенно облегчить распознавание строительных объектов в процессе передачи информации.

6. Созданы научно-методические основы классифицирования понятий, объектов и их свойств в строительстве с учетом автоматизированной обработки информации, включающие выделение основных классификационных ветвей и уровней иерархии, мульти-классификационное структурирование. Показано, что для классифицирования объектов строительства достаточно выделять четыре основных ветви признаков: сущность, свойства, отношения и назначение.

7. Проанализированы основные протоколы (языки), применяемые для передачи данных между системами автоматизированного проектирования и другими программными продуктами. Созданы научно-методические основы формализованного описания предметной области строительства с помощью разработанного языка «bodXML» - диалекта языка «XML», позволяющего отразить основные особенности строительных объектов и передавать значимую информацию о них.

8. Создана методика распознавания строительных объектов, представленных в форме моделей трехмерных геометрических тел, с помощью искусственных нейронных сетей. Разработан перечень свойств объектов, позволяющий с достаточной степенью надежности распознавать основные элементы строительных конструкций.

9. Разработаны и опробованы на практике методы интерактивного дополнения и верификации данных, полученных в результате распознавания строительных объектов, в частности, автоматизированные методы определения состава помещений, выборки объемов работ и др.

10. Разработаны методы определения эквивалентных затрат, являющихся экономическим критерием оценки проектных решений на основе данных, полученных в результате распознавания строительных объектов. Показана возможность учета социальной и экологической обстановки в контексте проектной информации.

11. Результаты исследований внедрены в практику проектных работ фирмы «Гипрокон» путем разработки пилотного проекта анализатора строительных объектов, который являлся составной частью научно-практической апробации. Внедрение методов распознавания объектов и передачи информации показало их эффективность, что свидетельствует об обоснованности и достоверности основных положений, выносимых на защиту.

12. Выявлены следующие направления дальнейших исследований:

- оптимизация структуры классов универсального формата данных по критерию наиболее быстрой обработки документа;

- совершенствование единой классификации понятий предметной области строительства;

- дальнейшая разработка методов обеспечения интероперабельности данных с учетом совместных международных исследований в этой области, в частности, с использованием новых возможностей протоколов передачи данных;

- создание новых методов стандартизации и формализованного представления данных в системах автоматизированного проектирования и других программных продуктах;

- оптимизация применения математических и эвристических методов в системах, использующих элементы искусственного интеллекта.

Диссертационная работа открывает новое направление в исследовании анализа и обработки строительной информации в области передачи информации и распознавания объектов о строительных объектах.

текстовой абонемент, авизо, акт, выводы, гарантия, декларация, директива, доверенность, докладная, доктрина, задание, заключение, записка, запрос, заявка, заявление, извещение, информация, комментарий, коносамент, меморандум, мероприятия, обзор, обоснование, обращение, объявление, объяснительная, обязательство, описание, определение, ответ, оценка, перевод, письмо, поверка, подтверждение, показания, поручение, поручительство, порядок, послание, практикум, предложения, предписание, представление, приказ, программа, протокол, разрешение, разъяснение, распоряжение, расчет, регламент, рекламация, рекомендации, реферат, решение, сведения, соглашение, сообщение, справка, текст, телеграмма, тест, требование, уведомление, указ, указание, условия, характеристика, хартия текстовой на бланке строгой отчетности акция, аттестат, билет, вексель, диплом, квитанция, облигация, паспорт, патент, полис, свидетельство, сертификат, удостоверение табличный анализ, баланс, ведомость, группировка, журнал-ордер, календарь, карточка, каталог, лимит, лист, массив данных, накладная, наряд, норматив, опись, ордер, план, показатели, поступления, прейскурант, разнарядка, расписание, распределение, расход, расшифровка, реестр, сводка, словарь, смета, состав, спецификация, список, структура, счет, табель, таблица, тариф, формуляр, численность текст с иллюстрациями атлас, буклет, газета, журнал, презентация, сборник, статья, страница, труды графическое двумерное изображение вид, график, деталь, иллюстрация, карта, композиция, компоновка, план, разрез, рисунок, слайд, схема, съемка, чертеж, фасад, фотография движущееся изображение анимация, видеозапись, фильм, видеофильм комплексный структурированный документ бизнес-план, брошюра, диссертация, договор, закон, инструкция, исходно-разрешительная документация, исходные данные, книга, кодекс, конвенция, конструкторский документ, контракт, концепция, материалы, методика, методические указания, методическое пособие, монография, нормы, основные положения, основы, отчет, пакт, положение, постановление, правила, программный документ, проект, работа, руководство, свод правил, справочник, стандарт, типовой проект, том, устав, учебник, учебное пособие, хрестоматия, эксплуатационный документ, энциклопедия упорядоченная совокупность данных база данных, база знаний, банк данных, библиография, библиотека, кадастр, каталог, классификатор, перечень, распределенная база данных, регистр модель модели данных, знаний, объектов, систем; программный продукт

Текстовые файлы могут распознаваться различными программами и использоваться в качестве протоколов обмена данными. Имеются текстовые форматы, применяемые для описания геометрических моделей различных САПР. К ним относятся форматы IGES, DXF, SAT, GDL и др. В последнее время появились форматы графического представления, ориентированные на передачу изображений через сеть Интернет, например, VRML, X3D. Перечисленные форматы поддерживают трехмерное геометрическое представление объектов, однако кроме геометрии с их помощью могут быть описаны лишь данные визуализации (оптические свойства поверхности, освещение, фон, анимация и т.п.). Для строительного проектирования целесообразно использование текстового формата, поддерживающего как графическую часть, так и описание различных понятий предметной области (конструкций, ресурсов, процессов, воздействий среды и т.п.).

Для графических изображений в электронном виде следует выделить два основных типа: векторные изображения, состоящие из аналитически определяемых графических двумерных примитивов; растровые изображения, состоящие из отдельных точек экрана.

К графическим примитивам двумерного векторного изображения в большинстве графических редакторов относят: точку, отрезок прямой, круговую дугу (в частном случае полную окружность), дугу эллипса (в частном случае эллипс), некоторые специальные типы кривых (клотоида, парабола, эквидистанта, сплайн), заливку замкнутого контура. Из графических примитивов могут быть образованы более сложные двумерные геометрические элементы: полилиния (в частном случае многоугольник), штриховка, символы, агрегаты, блоки и др.

В электронном виде графические примитивы и элементы представляются двоичной информацией, не доступной для интерпретации без специализированных компьютерных программ (графических редакторов, систем автоматизированного проектирования). Эта информация содержит, как правило, координаты примитивов, цвет и толщину линии (для заливки -цвет и интенсивность), характеристики кривых (например, радиус) и некоторые специальные данные (слой изображения, класс объекта и др.).

Растровые изображения представляются в электронном виде с помощью различных форматов данных, которые более универсальны, чем векторные. Основной растрового изображения являются точечные цветовые элементы - пиксели (от английского picsel - Picture Single ELement, часто пишется как pixel), состоящие из двумерной координаты точки и описания цветности. Подробность описания определяется разрешением, т.е. количеством пикселей на единицу длины или площади изображения (обычно ppi -pixel per inch, т.е. пикселей на дюйм). Различают разрешение файла изображения, экрана, сканирующих и печатающих устройств (сканера, планшета, принтера, плоттера). Разрешение экранов составляет 96-128 ppi, современных печатающих устройств - достигает 2880 dpi (dot per inch, т. е. точек на дюйм). Для получения высококачественного изображения разрешение файла должно быть выше разрешения печатающего устройства. Воспроизведение растровых форматов обычно повторяет процедуру горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки кинескопа.

Еще в 1920 г. международной комиссией CIE (Communication Internationale de l'Eclairage) была разработана аппаратно независимая модель цветового восприятия, описывающая любой воспринимаемый человеком цвет координатами трехмерного пространства. На базе модели CIE в настоящее время применяются цветовые модели YCC и LAB, описывающие цветовую точку с помощью трех значений: яркости, желто-синей цветности и пурпурно-зеленой цветности. Для изображения на экране монитора применяется аддитивная модель RGB (т. е. red-green-blue), составляющая цветную точку из смеси красного, зеленого и синего цветов (рис. 2.3, а). Для полноценного изображения одного пикселя в этом случае необходимо 3 байта памяти, которые могут передать один из 16,8 млн. оттенков. Иногда добавляется четвертый байт для описания интенсивности свечения (например, в форматах PCX, BMP).

Для полиграфических моделей система RGB неприемлема, так как смешение указанных цветов на печати дает не белую, как на экране, а грязно-бурую точку. Поэтому в полиграфии применяется субтрактивная (основанная на вычитании цветов) модель CMYK (cyan-magenta-yellow), состоящая из сине-зеленого, пурпурного и желтого цветов с добавлением компоненты черного цвета (рис. 2.3, б), В этой системе для одной точки используется 4 байта памяти. Модели RGB и CMYK, служащие для чисто практических целей, являются подмножеством теоретической модели CIE (рис. 2.3, в).

Рис. 2.3. Модели цветности: а - RGB, б - CMYK, в - CIE.

Несложным форматом файлов для растровой графики является BMP (bit map), который может быть цветным и монохромным (черно-белым). Такие файлы занимают довольно много места. Гак, чертеж на листе формата А1 в растровом цветном изображении с разрешением 1200x1200 ppi (то есть с размером деталей 0.02 мм) разместится в файле размером более 3 Гигабайт. В монохромном варианте (при хранении одной точки в 1 бите) размер файла составит 133 МБ. В векторной форме чертеж строительных конструкций занимает обычно не более 1-2 МБ. д байта памяти, которые могут передать один из 16,8 млн. оттенков. Иногда добавляется четвертый байт для описания интенсивности свечения (например, в форматах PCX, BMP).

Для полиграфических моделей система RGB неприемлема, так как смешение указанных цветов на печати дает не белую, как на экране, а грязно-бурую точку. Поэтому в полиграфии применяется субтрактивная (основанная на вычитании цветов) модель CMYK (cyan-magenta-yellow), состоящая га сине-зеленого, пурпурного и желтого цветов с добавлением компоненты черного цвета (рис. 2.3, б). В этой системе для одной точки используется 4 байта памяти. Модели RGB и CMYK, служащие для чисто практических целей, являются подмножеством теоретической модели СШ (рис. 2.3, в).

Рис. 2.3. Модели цветности: а - RGB, б - CMYK, в - СШ.

Несложным форматом файлов для растровой графики является BMP (bit map), который может быть цветным и монохромным (черно-белым). Такие файлы занимают довольно много места. Так, чертеж на листе формата А1 в растровом цветном изображении с разрешением 1200x1200 ppi (то есть с размером деталей 0,02 мм) разместится в файле размером более 3 Гигабайт. В монохромном варианте (при хранении одной точки в 1 бите) размер файла составит 133 МБ. В векторной форме чертеж строительных конструкций занимает обычно не более 1-2 МБ. ф Из-за большого расхода памяти для растровых изображений применяются алгоритмы сжатия. Такие алгоритмы основаны на повторении цветовых точек при развертке. Наиболее известны форматы PCX, GIF, TIFF, PNG, JPEG, использующие различные алгоритмы сжатия. Так, формат PCX основан на достаточно простом алгоритме с повторителями. Он позволяет уменьшить объем файла в 4-8 раз. Формат GIF (Graphics Interchange Format), часто применяемый для передачи несложных изображений по глобальной сети, разработан корпорацией CompuServe. В нем используется алгоритм сжатия LZW (Lempel-Ziv и Welch) преобразующий данные в серию qi кодов, которые либо являются самими значениями данных, либо описывают серию значений. [284]. Применение совершенных алгоритмов сжатия позволяет уменьшить объем файла в 10-15 раз. Кроме того, файл GIF может включать несколько изображений, что позволяет использовать его для анимации «картинки».

В строительном проектировании растровые изображения применяются, как правило, при создании электронных карт и планов местности, реалистических изображений фасадов, перспективных проекций. Они могут быть использованы также в качестве фона в комбинированных (векторно-растровых) изображениях, например, при проектировании интерьеров. Сле-^ дует учитывать, что перевод изображения из векторной формы в растровую, как правило, осуществим без потери информации и с использованием сравнительно простых алгоритмов. Обратный же перевод сопряжен со значительными трудностями, так как требует применения сложных алгоритмов распознавания графических образов.

Звуковая и анимационная информация используется в строительном проектировании достаточно редко, в основном для рекламных и презентационных показов будущих объектов на экране компьютера. Однако демонстрационные возможности при этом очень велики, так как эти средства (на-41 зываемые часто «мультимедиа») создают эффект присутствия зрителя и моделируют осмотр архитектурных и декоративных особенностей зданий в условиях «виртуальной реальности». Такую информацию поддерживают, например, форматы AVI, MPEG.

Информация в виде баз данных записывается в соответствии с форматом, определяемым системами управления этими базами (СУБД). Современные форматы баз данных могут поддерживать хранение текстовых и числовых данных, а также бинарных данных, содержащих растровую и мультимедийную информацию. Особенности некоторых форматов БД рассмотрены далее. Заметим только, что получившие наибольшее распространение реляционные базы данных не слишком приспособлены для хранения графической информации.

Весьма эффективно хранение данных в виде моделей. В отличие от всех других способов хранения данных в моделях на первом месте стоит содержательные (семантическая и прагматическая) составляющие, что особенно ярко проявляется в специализированных моделях, например, моделях строительных объектов. Модели могут хранить информацию о пространственной форме изделия, его материале, поверхности, о взаимодействии объектов между собой и т.д. Все ведущие системы САПР сохраняют данные об объекте проектирования именно в виде моделей той или иной сложности. Недостатком модели является, как правило, привязанность формата к определенной системе САПР, из-за чего обмен данными между системами без потери информации затруднен.

Классификация моделей приведена в гл. 3. Укажем, однако, что одним из наиболее важных видов моделей для САПР являются параметрические модели. Основное преимущество этих моделей в том, что они содержат аналитически задаваемые параметры, которые могут быть легко изменены человеком.

2.2.3. Содержание информации в строительных документах

В предыдущем параграфе были приведены данные, касающиеся в основном внешней стороны информационных массивов, то есть к носителям, кодировке и другим особенностям данных. Не менее важным является и обобщение содержательной стороны информации. При этом анализируются как содержание составных частей информационных единиц, так и документы в целом.

Классификация документов, создающихся в ходе проектных работ, а также их реквизитов, была разработана автором совместно с д. т. н. Г. Г. Малыха [77]. Согласно этой классификации, у каждого документа могут быть выделены три основные части: реквизиты, содержательная часть и приложения.

В соответствии с ЕСКД и СПДС [28-30] проектная документация разделяется на планировочную, градостроительную, технологическую, архитектурно-строительную, документацию инженерных изысканий, инженерного обеспечения зданий и сооружений, инженерных сооружений, наружных сетей и коммуникаций и др. Она разделяется также на утверждаемую и рабочую части. Рабочая документация по каждому разделу состоит из основных комплектов (включающих рабочие чертежи), прилагаемой документации (включающей документацию на строительные изделия, эскизы нетиповых изделий, спецификации, сметы и др.) и ссылочной документации (чертежи типовых конструкций, стандарты и др.). Основные комплекты всех разделов по всем зданиям и сооружениям стройки составляют полный комплект документации (табл. 2.2).

Наиболее важной частью проектно-строительной документации являются чертежи. Если правила оформления чертежей оговаривается в стандартах ЕСКД, ориентированных в основном на машиностроение, то содержательная часть их регламентируется стандартами СПДС (система проектной документации для строительства). Поскольку составление чертежа достаточно стандартизовано, на основании ЕСКД, СГТДС, СНиП, а также изучения опыта работы проектных организаций можно составить схему структуры чертежа (рис. 2.4).

1. Андреев A.M., Березкнн Д.В., Самарев Р.С. Внутренний мир объектно-ориентированных СУБД / Открытые системы, 2001, № 3.

2. Аврамова О.Д. Язык VRML. Практическое руководство. М.: Диалог-МИФИ, 2000. -288 с.

3. Артемьев В.И., Строганов В.Ю. Организация диалога в САПР/под ред. А.В.Петрова. М: Высшая школа, 1990. - 158 с.

4. Банников А.А., Павлов А.С., Пихтерев Д.В. Условия преобразования данных в форматах STEP и САПР UNICAD.'Материалы международного STEP-семинара.-Берлин: TUBerlin, 1996.

5. Белов С.Б. Информационная технология обработки графических данных в строительных системах автоматизации проектирования: дисс. докт. техн. наук; 05.13.12; М., 2000.

6. Бенерджи Р. Теория решения задач. Подход с созданию искусственного интеллекта пер. с англ. М: Мир, 1972. - 224 с.

7. Богатин Ю.В., Швандар В.А. Оценка эффективности бизнеса и инвестиций. М.: Финансы, ЮНИТИ-ДАНА, 1999. - 254 с.

8. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1989. - 351 с.

9. Болотов В.П. Геометрический и программный комплекс интерактивно-графического программирования в САПР/Дисс. докт. техн. наук. М.: 1993.

10. Брюхов Д.О., Задорожный В.И., Калиниченко JI.A., Курошев М.Ю., Шумилов С.С. Интероперабельные информационные системы: архитектуры и технологии / Системы управления базами данных. 1995, № 4, с. 96-113.

11. Большой энциклопедический словарь. М.: изд-во Большая российская энциклопедия, 1998. 1456 с.

12. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++ /пер. с англ. 2-е изд. М.: Бином, 1999. -560 с.

13. Вагин В.Н., Головина Е.Ю., Оськин Ф.Ф. Модели и методы представления знаний в CASE-технологии.- Интеллектуальные системы. Т. 2, выпуск 1-4. М.: Издательский центр РГГУ, 1997. с. 115-134.

14. Ващенко Т.В. Математика финансового менеджмента. М.: Перспектива, 1996. 82 с.

15. Вейнеров О.М., Самохвалов Э.Н. Проектирование баз данных САПР М.: Высшая школа, 1990. - 144 с.

16. Вендеров А. М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. -М.: Финансы и статистика, 1998. 176с.: ил.

17. Веселов В.В., Долженков А.Н. Семантическое сравнение реляционных и XML-языков. Открытые системы, 2001, № 2.

18. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. М.: Мир, 1989. - 360с.

19. Воронин Ю.А. Теория классифицирования и ее приложения. Новосибирск: Наука, 1985. 232 с.

20. Воронцов Г.И., Толкачев Л.А., Колтун О.В., Павлов А.С., Берндт А., Шишкин В.В. О выборе схемы механизации монтажных работ при возведении главного корпуса АЭС с реактором ВВЭР-1000 // Энергетическое строительство, 1987, № 10. С. 2-5.

21. Галушкин А. Современные направления развития нейрокомпью-терных технологий в России // Открытые системы. 1997. - № 4.

22. Гершанов И.В., Пелихов В.П. Методы оценки полноты информационного описания предметной области // Материалы 7-й международной конференции «Проблемы управления безопасностью сложных систем». М.: Институт проблем управления РАН, 1999.

23. Глебова Ф.Х., Павлов А.С. Об оптимизации проектных решений циркуляционных систем ТЭС с градирнями // Энергетическое строительство, 1977.-№2. с. 58-62.

24. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики, М., Наука, 1987.2-е изд.-552 с.

25. Головина Е.Ю. Модель представления знаний в семиотической сис-теме//Материалы VII Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика 2000». Информационные технологии, http://www.inftech.webservis.ru.

26. Гомер A. XML и IE5. Справочник программиста. М.: Изд-во «Лори», 2001.-418 с.

27. Горбань А.Н. Обучение нейронных сетей. М.: СП Параграф, 1990.

28. ГОСТ 2-102-68. Виды и комплектность конструкторских документов //Измененная редакция. М.: Изд-во стандартов, 1995.

29. ГОСТ 21.001-93. Система проектной документации в строительстве. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 1995.

30. ГОСТ 21.101-97. Система проектной документации в строительстве. Основные требования к проектной и рабочей документации. М.: Госстрой России, ГП ЦНС, ГУП ЦПП, 1998.

31. ГОСТ 22771-77. Автоматизированное проектирование. Требования к информационному обеспечению. М.: Изд-во стандартов, 1977. 6 с.

32. ГОСТ 24.103-84. Автоматизированные системы управления. Общие положения. М.: Изд-во стандартов, 2-е изд. 1986.

33. ГОСТ 34.303-92 (ИСО 4873-86) Наборы 8-битных кодированных символов. 8-битный код обмена и обработки информации.

34. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. М.: Изд-во стандартов, 1989. Группа П87 СССР.

35. ГОСТ 6.10.4-84. Придание юридической силы документам на машинном носителе и машинограмме, создаваемым средствами вычислительной техники. М.: Изд-во стандартов, 1985. Группа Т54 СССР.

36. ГОСТ 7.74-96. Информационно-поисковые языки. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1997.

37. Градостроительный Кодекс Ленинградской области. Вестник Правительства Ленинградской области, № 8, 1998.

38. Градостроительный Кодекс Российской Федерации. Ведомости Федерального Собрания, № 15, 1998.

39. Грей Дж. Управление данными: прошлое, настоящее и будущее /Системы управления базами данных, 1998, № 3 с.71.

40. Григорьев Е. Представления идентифицируемых сложных объектов в реляционной базе данных/ Открытые системы, 2000, № 1-2.

41. Григорьев Э.П. Теория и практика машинного проектирования объектов строительства. М.: Стройиздат, 1974.

42. Григорьев Э.П., Гусаков А.А., Зейтун Ж., Порада С. Архитектурно-строительное проектирование. Методология и автоматизация/под ред. А.А.Гусакова. М.: Стройиздат, 1986. - 240 с.

43. Гусаков А. А. Системотехника в строительстве. М.: Стройиздат, 1993.-337 с.

44. Гусаков А.А., Ваганян Г.А. Информатика и интерактивная компьютерная графика. В сб. научных сообщений по комплексной проблеме «Кибернетика» АН СССР. //Интерактивная машинная графика. Дилижан, 1986.

45. Декарт Р. Сочинения: в 2 т. М.: Мысль, 1989-1994.

46. Джонс Дж. К. Методы проектирования. Пер. с англ. 2-е изд., доп. -М.: Мир, 1986.-326 с.

47. Дитрих Я. Проектирование и конструирование: Системный подход. Пер. с польск. -М.: Мир, 1981.

48. Дукарский С.М., Рубин Г .Я. Унификация процесса автоматизированной классификации объектов и явлений в различных областях науки, техники и медицины. Ч. 1,- "Стандарты и качество", 1997, № 6.- С. 34-39.

49. Загоруйко Н.Г., Елкина В.Н., Лбов Г.С. Алгоритмы обнаружения эмпирических закономерностей. Новосибирск: Наука, 1985. 108 с.

50. Иванов В. Г., Субботин М. М. Анализ и совершенствование комплексных решений с использованием ЭВМ на основе метода логико-смыслового моделирования. М.: ИУНХ, 1978. - 72 с.

51. Ильин К.Н., Малыха Г.Г., Пихтерев Д.В., Теличенко В.И. Коммуникационные процессы при передаче и визуализации данных// Сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. -М.: МГСУ, 1997. с. 85-93.

52. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений СНиП 11-01-95. М.: Стройиздат, 1995.

53. Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений СН 509-78, М.: Стройиздат, 1979.- 65 с.

54. Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве СН 423-71.- М.: Стройиздат, 1979.-2-е изд., перераб.-40 с.

55. Интеллектуальные процессы и их моделирование/ Под ред. Е. П. Велихова, А. В. Чернявского. М.: Наука, 1987. - 397с.

56. Калатузов В.А., Павлов А.С. Расчет ограничения электрической мощности ТЭЦ, связанного с работой системы циркуляционного водоснабжения // Электрические станции, 1987, № 4. С. 18-22.

57. Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий: подходы, методы, средства. -М.: Синтег, 1997. 316 с.

58. Кодд Е.Ф. Реляционная модель для больших совместно используемых банков данных //СУБД. 1995, № 1. с. 145-169.

59. Кормен Т., Лейзенсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. М.: МЦНМО, 2001 960 с.

60. Корнеев В.В., Гареев А.Ф., Васютин С.В., Райх В.В. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. М.: Нолидж, 2000. - 352 с.

61. Корнилова Т.В., Тихомиров O.K. Принятие интеллектуальных решений в диалоге с компьютером. М.: Изд.-во МГУ, 1990. 192 с.

62. Королев М.А., Мишенин А.И., Хотяшов Э.Н. Теория экономических информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1984. - 223 с.

63. Костомаров М.Н. Единая система классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации РФ. Делопроизводство, 2002, № 1.

64. Котов И.И., Полозов B.C., Широкова Л.В. Алгоритмы машинной графики. М.: Машиностроение, 1977.

65. Кроув Т., Эйвисон Д. Базы данных в административных информационных системах. М.: Финансы и статистика, 1983. - 168с.

66. Кузнецов С.Д. Объектно-ориентированные базы данных основные концепции, организация и управление: краткий обзор/ www.citforum.ru/database/articles/art24.shtml.

67. Куликова Е. Н. Автоматизированное проектирование целевых строительных программ на основе логико-смыслового моделирования: Авто-реф. дисс. канд. техн. наук. М., 1998. - 17 с.

68. Лачинов В.М., Поляков О.А. Информодинамика. 2-е изд. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 1999.

69. Лейбниц Г.В. Сочинения: В четырех томах, т.З. М.: Мысль, 1982.

70. Лопатинская Е. Д., Малыха Г. Г., Теличенко В. И., Павлов А. С., Пихтерев Д. В. Диалоговая система в САПР. Методические указания. М.:МГСУ, 1997 48 с.

71. Луценко Е.В. Универсальная автоматизированная система распознавания образов "ЭЙДОС". Версия 4.2. Краснодар: КЮИ МВД РФ, 1996. -76 с.

72. Любищев А. А., Значение и будущее систематики, «Природа», 1971, №2.

73. Маклаков С. В. BPwin и ERwin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: Диалог-МИФИ, 2000. - 256с.

74. Малыха Г.Г. Автоматизация проектирования в международных строительных проектах. М.:МГСУ, 1999.- 291 с.

75. Малыха Г.Г. Научно-методологические основы автоматизации проектирования в международных строительных проектах: дисс. докт. техн. наук; 05.13.12; М., 1999.- 348 с.

76. Малыха Г.Г., Павлов А.С. Классификация документооборота проектных работ// В сб. трудов МГСУ «Теория и практика систем обеспечения безопасности и качества в строительстве» М.: МГСУ, 1999. С. 70-77.

77. Малыха Г.Г., Павлов А.С., Останков В.В., Тащилин Е.А. Особенности автоматизации документооборота проектных организаций // Известия вузов, серия «Строительство», 2002, №8. С. 124-128.

78. Малыха Г. Г., Павлов А. С., Теличенко В. И. Перспективы развития САПР в строительстве. М.:Компьюлог, 1994 3 с.

79. Малыха Г.Г., Павлов А.С., Теличенко В.И., Пихтерев Д.В. Концепция и принципиальная система обмена данных в строительстве//Сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. М.: МГСУ, 1997. с.4-11.

80. Малыха Г. Г., Пихтерев Д. В., Теличенко В. И., Павлов А. С. Использование САПР при поддержке различных видов проектных задач / в сб. докладов «Информационные технологии в проектировании». М.: 1995.

81. Мартин Дж. Организация баз данных в вычислительных системах. -М.: Наука, 1980. 662 с.

82. Мейен С.В., Шрейдер Ю.А. Методологические аспекты теории классификации // Вопросы философии. 1976, №12, с. 67-79.

83. Мейер Д. Теория реляционных баз данных. М.: Мир, 1987. 608 с.

84. Методика (основные положения) определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. М.: Госстрой СССР, 1978. 40 с.

85. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. СПб.: Стройинформ, 1995.

86. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов, 1999.

87. Мильнер Б. 3. Теория Организаций. Курс лекций. М.: Инфра-М, 1999.-335с.

88. Минский М. Фреймы для представления знаний. М.: Энергия, 1979.- 151 с.

89. Московские территориальные сметные нормативы МТСН 81-98. В 5 тт. М.: ОАО «Мосстройцены», 1999-2000.

90. Наплавной способ строительства АЭС. Обзорная информация/Колтун О.В., Павлов А.С. М.: Информэнерго, 1991. - 64 с.

91. Ней лор К. Как построить свою экспертную систему. М.: Энерго-атомиздат, 1991. -288 с.

92. Николаев В. И., Брук В. М. Системотехника: методы и приложения. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд., 1985. - 199 с.

93. О бюджетной классификации Российской Федерации. Федеральный Закон от 15 августа 1996 г. № 115-ФЗ/ Собрание законодательства Российской Федерации, 1996, N34, ст. 4030.

94. Об информации, информатизации и защите информации/Федеральный Закон от 20 февраля 1995 г. № 24-ФЗ / "Российская газета", N39,22.02.95.

95. О развитии единой системы классификации и кодирования технико-экономической и социальной информации / Постановление Правительства Российской Федерации от 1 ноября 1999 г. № 1212: Собрание законодательства РФ, 08.11.1999, № 45, ст. 5434.

96. Об утверждении унифицированных форм по учету труда и его оплаты, основных средств и нематериальных активов, материалов, малоценных и быстроизнашивающихся предметов, работ в капитальном строительстве/Постановление Госкомстата РФ от 30.10.1997 № 71а.

97. Об электронной цифровой подписи/Федеральный закон РФ 1-ФЗ от 10.01.2002.

98. Общероссийский классификатор видов экономической деятельности, продукции и услуг ОК 004-93. М.: Издательство стандартов, 1994.

99. Общероссийский классификатор единиц измерения ОК 015-94 (МК 002-97). М.: Издательство стандартов, 1999.

100. Общероссийский классификатор продукции ОК 005-93. М.: Изд-во стандартов, 1994.

101. Ованесбеков Л.Г. Технология построения гипертекстов. Дисс. канд. физ.-мат. наук, 05.13.11. М.:ВЦРАН, 1993. 94 с.

102. Овчинников С.М. XML: язык форматирования документов World Wide Web. М.: Майор, 2001.- 160 с.

103. Орлов А.И. Заметки по теории классификации/ Социология: методология, методы, математические модели. 1992, № 2.- с. 28-50.

104. Павлов А. С. Квазидинамическое образование классов в информационных строительных системах. Промышленное и гражданское строительство, № 9, 2001. С. 36 - 38.

105. Павлов А.С. Классификация и кодирование объектов строительства // В сб. докладов XII польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». М.: АСВ, 2003. С. 423 - 426.

106. Павлов А. С. Классификация объектов при моделировании строительства // В сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. М.: МГСУ, 1997. С. 79-85.

107. Павлов А.С. О методике выбора проектных решений в энергетическом строительстве // Энергетическое строительство, 1987. № 9.-с.61-64.

108. Павлов А.С. Обеспечение взаимодействия информационных систем с помощью универсальных форматов данных // Известия вузов, серия «Строительство», 2003, № 7.

109. Павлов А. С. Организация баз данных для технико-экономических задач автоматизированного строительного проектирования // В сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. М.: МГСУ, 1997. С. 62-71.

110. Павлов А.С. Передача информации и распознавание объектов в системах строительного проектирования. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2003.- 248 с.

111. Павлов А.С. Проверка и преобразование информации в строительном проектировании / В сб. трудов МГСУ «Теория и практика систем обеспечения безопасности и качества в строительстве» М.: МГСУ, 1999. С. 31-47.

112. Павлов А.С. Совершенствование методов оптимизации строительных проектных решений при недетерминированной исходной информации (на примере сооружений циркуляционных систем тепловых электростанций): дисс. . канд. экон. наук; 08.00.05, М.:1984. 199 с.

113. Павлов А.С. Сравнительная экономическая эффективность инвестиций в условиях инфляции // Энергетическое строительство, 1994, № 9. С. 5-9.

114. Павлов А.С. Хозрасчетная эффективность собственных капитальных вложений. Энергетическое строительство, 1991, № 11. с. 42-45.

115. Павлов А.С. Язык описания предметной области строительства // В сб. докладов XI польско-российского семинара «Теоретические основы строительства». М-: АСВ, 2002. С. 417 - 422.

116. Павлов А.С., Бешар B.C., Каракозова И.В. Методическое пособие по изучению московских территориальных сметных нормативов МТСН 8198. М.: ИПК государственных служащих, 2002. 68 с.

117. Павлов А.С., Бородуля И.В. Некоторые тенденции динамики цен в строительстве и строительной индустрии // Энергетическое строительство, 1995, №3. С. 44-48.

118. Павлов А.С., Ганина Л.Я. Отдельные вопросы алгоритмизации экономических расчетов в строительных организациях // Энергетическое строительство, 1989, № 7, с. 63-65.

119. Павлов А.С., Ломтев Г.А. Показатели экономического анализа деятельности строительно-монтажных организаций // Энергетическое строительство, 1993, № 12. С. 57 61.

120. Павлов А.С., Миронов В.Н. Технология семантического анализа объектов в автоматизированных системах строительного проектирования. Известия вузов, серия «Строительство». 2002, № 6, с. 130-134.

121. Павлов А.С., Пергаменщик Б.К. Влияние структуры критического пути на оптимальные размеры монтажных блоков // Экспресс-информация, серия «Атомные электростанции», 1991, вып. 4. С. 3-6.

122. Павлов А.С., Пергаменщик Б.К. Моделирование динамики объемов работ при сооружении электростанций. Экспресс-информация. Серия «Атомные электростанции», 1991, вып. 7, с. 6 10.

123. Павлов А. С., Стремберг Л. М. Применение информационных технологий для оценки экологической безопасности строительных объектов // Известия вузов, серия «Строительство», 2001, № 7, с. 97-105.

124. Павлов А.С., Темишев P.P. Стратегия предприятия в условиях рынка // Энергетическое строительство, 1995, № 6. С. 13-18.

125. Павлов А.С., Шарипджанов И.И. Проектирование диалога для ввода взаимосвязанных конструктивных параметров // В сб.: Объектно-ориентированные методы разработки и реализации строительных решений. М.: МГСУ, 1997. С. 25-31.

126. Павлов А.С., Шишкин В.В. Автоматизированный выбор схемы механизации монтажа главных корпусов ТЭС и АЭС. Методические указания. М.: МИСИ, 1987.-36 с.

127. Паль П.Я., Шютте Г.И., Малыха Г.Г., Павлов А.С., Новак В.И. Программирование на языке Java.- учебное пособие. М.: МГСУ, 2000. 26 с.

128. Пергаменщик Б.К., Павлов А.С. Об оптимизации монтажной блоч-ности конструкций // Энергетическое строительство, 1991, № 6. С. 49 51.

129. Петров А.В., Черненький В.М. Проблемы и принципы создания САПР. М.: Высшая школа, 1990.-143 с.

130. Пиотровский Р.Г., Бектаев К.Б., Пиотровская А.А. Математическая лингвистика, 1977.

131. Пихтерев Д.В. Макетный метод формирования телекоммуникационных технологий проектирования объектов строительства: дисс. . канд. техн. наук. 05.13.12, М.: 2000. 139 с.

132. Положение о едином порядке предпроектной и проектной подготовки строительства в г. Москве (2-я редакция). Утверждено распоряжением Мэра Москвы от 11.04.2000 г. № 378-РМ.

133. Попов Э.В. Особенности разработки и использования экспертных систем/В кн. Искусственный интеллект. М.: Радио и связь, 1990. Т.1, с. 261290.

134. Порядок разработки, согласования, утверждения и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений СП 11101-95.

135. Построение экспертных систем / Под ред. Ф. Хейеса-Рота, Д. Уо-термана, Д. Лената. М.: Мир, 1987. - 441с.

136. Правила организации подготовки и производства земляных и строительных работ в г. Москве, М., 1998.

137. Представление и использование знаний/ Под ред. X. Уэно, М. Исид-зука. М.: Мир, 1989. - 220 с.

138. Принс М.Д. Машинная графика и автоматизация проектирования / Пер. с англ. Ю.Л.Зимана. М.: Сов. Радио, 1975.-232 с.

139. Рельян Я.Р. Аналитическая основа принятия управленческих решений. М.: Финансы и статистика, 1989. - 206 с.

140. РД 50-34.698-90. Автоматизированные системы. Требования к содержанию документов. М.: Изд-во стандартов, 1990.

141. Ринехарт М. Программирование на Java с помощью Visual J++ / Пер. с англ. Мн.: ООО «Поппури», 1998. - 352 с.

142. Розова С.С. Классификационная проблема как форма осознания требований системного метода исследований. В кн.: Системный метод и современная наука. Новосибирск: НГУ, 1981, с. 26-39.

143. Самитов Р.А. Системотехника инженерного мониторинга сложных инженерных сооружений/в сб. «Системотехника» под ред. А.А.Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячеление», 2002. с. 623-638.

144. СанПиН 2.2.1/2.1.1.567-96. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. Госсанэпиднадзор, 1996.

145. Система автоматизированного проектирования/Материалы конференции под ред. Дж.Аллана. М.;Наука,1985 376 с.

146. Системотехника / Под ред. А.А.Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2002. 768 с.

147. Системотехника строительства. Энциклопедический словарь / Под ред. А.А.Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», 1999. 432 с.

148. СНиП 11.01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений. М.: Минстрой России, 1995.

149. СНиП 2.07.01-89*. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений. Госстрой СССР М: ГП ЦПП, 1994.

150. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем/Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1985.153. де Соссюр Ф. Курс общей лингвистики// В собр.: де Соссюр Ф. Труды по языкознанию. 2тт. М., 1977-1990.

151. СП 11.101-95. Свод правил. Порядок разработки, согласования, утверждения и состав обоснований инвестиций в строительство предприятий, зданий и сооружений. М.: Минстрой России, 1995.

152. Стенограмма заседания Экспертно-консультативного совета по проблемам систематизации и кодификации законодательства при Председателе Государственной Думы 26.03.1997: http://konstantin-palace.spb.ru/ EUROPE/851400142.html.

153. Стоунбрейкер М. Объектно-реляционные системы баз данных // Открытые системы, 1994, № 4.

154. Субботин М. М., Захаренко Т. М. Методические рекомендации по применению логико-смысловых моделей. М.: ЦНИПИАСС, 1979. - 33 с.

155. Теличенко В.И. Научно-методические основы проектирования гибких строительных технологий: дисс. . докт. техн. наук. М., 1994.

156. Теличенко В. И., Малыха Г. Г., Павлов А. С. Структура ядра информационной системы проектных работ / В сб. трудов МГСУ «Теория и практика систем обеспечения безопасности и качества в строительстве» М.: МГСУ, 1999. с. 5-18.

157. Теличенко В.И., Павлов А.С. Описание предметной области строительства в информационных технологиях // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2002, № 4. С. 38 - 39.

158. Тельнов Ю.Ф. Интеллектуальные информационные системы в экономике: учебное пособие. -М.: Синтег, 1998. -216 с.

159. Тиори Т., Фрай Дж. Проектирование структур баз данных. В 2 кн., -М.: Мир, 1985. Кн. 1.-287 е.: Кн. 2.-320 с.

160. Толкачев Л.А., Колтун О.В., Павлов А.С., Шишкин В.В. Анализ методов сооружения реакторных отделений АЭС с реакторами ВВЭР-1000 // Энергетическое строительство, 1989, № 2, с. 9-18.

161. Толкачев Л.А., Павлов А.С. Экономические особенности планирования и проектирования энергетического строительства/Учебное пособие. М.: МИСИ, 1989. 92 с.

162. Трофимов Е.К. Автоматизированное проектирование организационной структуры строительной компании на основе логико-смыслового моделирования: дисс. . канд. техн. наук. 05.13.12, М., 2002.

163. Тыугу Э.Х. Концептуальное программирование. М.: Наука, 1984. -256 с.

164. Уинстон П. Искусственный интеллект. М.: Мир, 1980. - 519 с.

165. Указ Президента РФ «О классификаторе правовых актов» от 15 марта 2000 г. № 551.

166. Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989,- 388 с.

167. Управление строительными инвестиционными проектами/Под ред. В.М.Васильева, Ю.П.Панибратова-М.:СПб, 1997.-307 с.

168. Фаулер М., Скотт К. UML в кратком изложении. Применение стандартного языка объектного моделирования. М.: Мир, 1999. - 191 с.

169. Федоров Б.С., Гуляев Н.Б. Проектирование программного обеспечения САПР. М.: Высшая школа, 1990.-159 с.

170. Федоров В.А. Постреляционная СУБД Cache' / www.citforum.ru/ database/articles/cache, shtml.

171. Фокс Дж. Программное обеспечение и его разработка. М.Мир, 1985.-368 с.

172. Фреге Г. Логика и логическая семантика/Сборник трудов, пер. с нем. М.: Аспект Пресс, 2000, 512 с.

173. Хейес-Рот Ф., Уотерман Д., Ленат Д. Построение экспертных систем. М.: Мир, 1987. 441 с.

174. Хилл П. Наука и искусство проектирования. Методы проектирования, научное обоснование решений. Пер. с англ., Под ред. Венды В.Ф., М.: Мир, 1973.-264 с.

175. Цаленко М.Ш. Моделирование семантики в базах данных. М.: Наука, 1989.

176. Цикритизис Д., Лоховски Ф. Модели данных. М.: Финансы и статистика, 1985. - 344 с.

177. Чен П. Модель «сущность-связь» шаг к единому представлению о данных/Системы управления базами данных, 1995, № 3-е.13 7-158.

178. Четвериков В.Н., Ревунков Г.И., Самохвалов Э.Н. Базы и банки данных. М.: Высшая школа, 1987.- 248 с.

179. Чулков В.О. Инфография/в сб. «Системотехника» под ред. А.А.Гусакова. М.: Фонд «Новое тысячелетие», с. 155-178.

180. Чулков Г.О. Инфографическое моделирование в автоматизированном проектировании средств пневмоавтоматики в строительстве: дисс. . докт. техн. наук. 05.13.12, М., 1997.

181. Шрейдер Ю. А., Шаров А. А. Системы и модели. М.: Радио и связь, 1982.- 152 с.

182. Экономика предприятия/под ред. О.И.Волкова М.: ИНФРА-М, 1997.-278 с.

183. Экспертные системы. Принципы работы и примеры/ Под ред. Р. Форсайта. М.: Радио и связь, 1987. - 224 с.

184. Экспертные системы в проектировании и управлении строительством / А. А. Гусаков, Н. И. Ильин, X. Эдели и др.; под ред. А. А. Гусакова. -М.: Стройиздат, 1995. 296 с.

185. Элти Дж., Кумбс М. Экспертные системы: концепции и примеры. -М.: Финансы и статистика, 1987. 191 с.

186. Эндерле Г., Кэнси К., Г. Пфафф Г. Программные средства машинной графики. Международный стандарт GKS: Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1988.- 480 с.

187. Эндрю А. Искусственный интеллект / Под ред. Поспелова Д.А. М.: Мир, 1985.

188. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. М.: Наука, 1986.-384 с.

189. Яковлев В.Ф. Основы моделирования информационных потоков системного моделирования//В сб. «Системотехника» под ред. А.А. Гусакова, М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2002. с. 497-518.

190. Abele S., Scherer R.J. Object-oriented solution library for reinforced concrete slabs. Computing in Civil and Building Engineering. Pahl & Werner (eds). 1995, Balkema, Rotterdam. Pp. 119-124.

191. Abiteboul S., Hull R. IFO: A Formal Semantic Database Model // ACM Trans. Database Syst. 1987, 12, No. 4. pp. 525-565.

192. ACIS 3D Toolkit SAT Format, version 6.0/Boulder, Colorado: Spatial Technology Inc., 1999. 485 p.

193. ArchiCAD 6.0 GDL Reference Manual 1998 /Graphisoft, 1998, 250 p.

194. Augustus in Bestform// INSIDE, die HOCHTIEF Software Kundenzeitschrift. 2001, Ausgabe 13. s. 18-19.

195. AutoCAD 2000 DXF Reference, version 15.1.01/Autodesk Inc., 1999.320

196. Babet В. Lean & Mean Borland С++. Brady Publishing, 1994.

197. Backer E. Cluster Analysis by optimal Decomposition of Induced Fuzzy Sets. Delft's University Pers., 1978. - 235 p.

198. Berners-Lee Т., Fielding R., Masinter L. Uniform Resource Identifiers (URI): Generic Syntax. IETF RFC 2396. http://www.ietf.org/rfc, 1998.

199. Booch G., Rumbaugh J., Jacobson I. The Unified Software Development Process. Addison-Wesley Publishing Co., 1999.

200. Carnap R. Der Logische Aufbau der Welt. Leipzig: Felix Meiner Verlag, 1928.

201. Carnap R. Introduction to Semantics. Cambridge, Mass.: Harvard University Press, 1942.

202. Casper E. Ingenieurgerechte Wissenschaftreprasentation am Beispiel eines objektorientierte Expertensystems fur Stahlbau-Nachweise. In: KI-Forschung in Baubereich/Gauchel J. (eds), Berlin : Ernst&Sohn, 1990.

203. Chen, P. P. The Entity-Relationship Model Toward a Unified View of Data. ACM Transactions on Database Systems, 1976, Vol. 1, No. 1, pp. 9-36.

204. Codd E.F., A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Communication ACM, 1970, Vol. 13, No. 6, pp. 377-387.

205. Coded Character Set 7-bit American Standard Code for Information Interchange, ANSI X3.4-1986// ISO 646:1983

206. David D. Bedworth, Mark R. Henderson, Philip M. Wolfe. Computer-Integrated Design and Manufacturing. 1991.

207. Dayen I. Storing XML in Relational Databases. http://www.xml.eom/pub/a/2001/06/20/databases.html.

208. Demuth, H. and Beale, M. Neural Network Toolbox User's Guide. The Math Works, Inc., Cochituate Place 24 Prime Park Way Natick, Massachusetts. 1993.

209. Extensible Markup Language (XML) 1.0 (Second Edition). W3C Recommendation 6 October 2000/Eds. Bray Т., Paoli J., Sperberg-McQueen C.M., Maler E. W3C 2000. - 59 p.

210. Frege G. Schriften zur Logik. Aus dem Nachlass. Berlin, 1973.

211. Garrett J.H.Jr. Object-oriented representation of design standards. In: Expert Systems in Civil Engineering. Bergamo: IABSE Colloquium, 1989, pp. 373-382.

212. Garrett J.H.Jr., Maher H. Object-oriented model of engineering design standard. Computing in Civil Engineering, 1992, Vol. 6, No. 3, July, pp. 323-347.

213. Hagedorn K. Extracting Value from Automated Classification Tools: The Role of Manual Involvement and Controlled Vocabularies. Argus Center for Information Architecture, March 2001.

214. Helmerich R., Schwindt P. CAD-Grundlagen/Wiirzburg:Vogel-Buchver-lag, 1985.

215. HTML 4.01 Specification. W3C Recommendation. 24 December 1999. http://www.w3 .org/TR/1999/REC-html401 -19991224.223. http://www.mtu-net.ru/pavlov.

216. Hunt J.E. Essential Java Beans. Springer Verlag, 1998.

217. Hunt J.E. Java and Object Orientation: An Introduction. Springer Verlag, 1998.

218. IDEF0 Integration Definition for Function Modeling. FIPS publication 183, 1993 - 128 p.

219. Introduction to IDEF0/, SofTech Inc.: SofTech Deliverable. 1979, No. 7500-14.

220. IDEFlx Integration Definition for Information Modeling. FIPS publication 184, 1993 - 145 p.

221. IDEF4 Object-oriented Design Method Report//Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, 1995.- 169 p.

222. Industrial Foundation Classes, Version 2x. International Alliance for Interoperability, http://www.iai-international.org. 2001.

223. ISO 10303. Industrial Automation Systems and Integration Product Data Representation and Exchange. International Standard Organization, ТС 184/ SC 4. 1993-1999.

224. ISO 10303-11:1994. Industrial Automation Systems and Integration -Product Data Representation and Exchange Part 11: Description methods: The EXPRESS language reference manual. Genf: ISO, 1994.

225. ISO 10303-42:1994. Industrial Automation Systems and Integration -Product Data Representation and Exchange Part 42: Integrated resources: Geometric and topological representation. Genf: ISO, 1994.

226. ISO 10303-225:1997. Industrial Automation Systems and Integration -Product Data Representation and Exchange Part 225: Building Elements Using Explicit Shape Representation. Genf: ISO, 1997.

227. ISO/IEC 10646-1:1993. International Standard Information technology- Universal Multiple-Octet Coded Character Set (UCS), Part 1: Architecture and Basic Multilingual Plane. 1993.

228. ISO 13567. Technical product documentation Organization and naming of layers for CAD. 1998.

229. ISO/CD 13584-10:1995. Industrial Automation Systems and Integration- Parts Library Part 10: Conceptual Model of Parts Library. 1995. - 36 p.

230. ISO/IEC 14772-1. Virtual Reality Modeling Language.

231. ISO/IEC 14977. Information technology Syntactic metalanguage - Extended BNF : 1996(E).

232. ISO 15531-1:1997. Manufacturing management Data Exchange -MANDATE Part 1: Overview and fundamental principles. 1997.

233. ISO 8879. Information processing Text and office systems - Standard Generalized Markup Language (SGML), Geneva: ISO, 1986.

234. Jain A.K., Mao J., Mohiuddin K.M. Artificial Neural Networks: A Tutorial//Computer. 1996, Vol.29.-No.3, March.-P. 31-44.

235. Keil W. Grundlagen der Baubetriebswirtschaft. Kassel: GhK, 1993.184 s.

236. Kifer M., Lausen G. F-Logic: A Higher-Order Language for Reasoning about Objects, Inheritance, and Scheme // Proc. ACM SIGMOD Int. Conf. Manag. Data, Portland, Oregon, USA, 1989, ACM SIGMOD Record.- 18, N 2.- 1989.- pp. 134-146.

237. Kim Won. Object-Oriented Databases: Definition and Research Directions // IEEE Trans. Data and Knowledge Eng.- 2, N 3.- 1990.- pp. 327-341.

238. Knowledge Interchange Format/draft proposed American National Standard (dpANS) NCITS.T2/98-004.

239. Kochendorfer В., Liebchen J. Bau-Projekt-Management/Grundlagen und Vorgehensweisen. Wiesbaden: Teubner, 2001.-244 s.

240. Korzybski A. Science and Sanity: An Introduction to Non-Aristotelian Systems and General Semantics (1st ed. 1933). 5th ed. Englewood, NJ: Institute of General Semantics. 1995, 927 p.

241. Lawrence J. Introduction in Neural Networks: Design, Theory and Applications. California: Scientific Software, 1994. -423 p.

242. Leach P. J., Salz R. UUIDs and GUIDs/ Network Working Group, 1998, http://www.opengroup.org/dce/info.

243. Lorie R., Kim W., McNabb D., Plouffe W. Supporting Complex Objects in a Relational System for Engineering Databases // In "Query Processing in Database Systems"; ed. Kim W., Reiner D. S., Batory D. S. Springer-Verlag: 1985.- pp. 145-155.

244. Marian Bozdoc. History of CAD. http://www.bozdoc.f2s.com/CAD-History.htm.

245. McAuley C. Programming AutoCAD in ObjectARX. US Autodesk Press: Softcover Adhesive, 2000. p. 648.

246. Meinecke Ch., Scherer R.J. Architecture of a knowledge-based-system for the detailing of reinforced concrete columns. In: CADD futures '91/Schmitt G.N. (eds), Braunschweig: Vieweg, 1992, s. 451-464.

247. Microsoft Rich Text Format Specification GC1039.

248. Morris Ch. W. Foundations of the Theory of Signs. International Encyclopedia of Unified Science, ed. Otto Neurath, vol. 1 no. 2. Chicago: University of Chicago Press, 1938.

249. Moller В., Menzel K. Virtual-reality-supported design check // Computing in Civil and Building Engineering. Pahl & Werner (eds). 1995, Balkema, Rotterdam. Pp. 881-886.

250. Mundie D. A. Organizing Computer Resources. Pittsburgh, PA : Polymath Systems, 1995.

251. Nemetschek V15 User Manual /Nemetschek AG, 1999.

252. Ohsuga S., Yamauchi H. Multi-layer logic a predicate logic including data structure as knowledge representation language. - New generation computing,1985. Vol. 3, - No. 4. - pp. 451-485.

253. OMG Unified Modeling Language Specification. Version 1.4, Object Management Group Inc., 2001. 566 pp.

254. Oracle8i interMedia Text Reference, Release 8.1.5, A67843-Ol/Oracle Corporation, 1999.

255. Pavlov A. Die Modellierung des Bauwesens fur den Datenaustausch // Proceedincs 16th International Conference on the Applications of Computer Science and Mathematics in Architecture and Civil Engineering (IKM-2003). Bau-haus-Universitat Weimar, 2003.

256. Pahl P.J., Pavlov A.S., Borodulja I.W., Bannikow A.A. Siecherung der Konsistenz der objektorientierten Modelle fur das Bauwesen: Bericht uber die Ausfuhrung des Kooperationsprojektes/TUBerlin, MSCEU. -Berlin,1999. 29 s.

257. Peckham J., Maryanski F. Semantic Data Models // ACM Сотр. Surv.-20, N3.- 1988.-pp. 153-189.

258. Pennypacker J. An elementary information processor for object recognition, Rept. SRC 30-J-63-1, Case Institute of Technology Cleveland, Ohio, 1963.

259. Ranglack D. A meta-object based model view controller: Architecture for the modeling of buildings// Computing in Civil and Building Engineering. 1995, Rotterdam: Balkema, vol. 2, pp. 371-377.

260. Raphael В., Smith I.F.C. Fundamental of Computer Aided Engineering. Chichester: Wiley, 2003. 306 p.

261. Ross, D., Schoman K. Structured Analysis for Requirements Defini-tions//IEEE Transactions on Software Engineering. 1977, vol. SE-3, No. 1.

262. Saiga H., Kitumura Y., Ida S. High-Speed Recognition of Tabulated Data / Proc. IAPR 12-th Intern. Conf. on Pattern Recognition, Los Alamos, 1994. -v.2.

263. Shraiberg, Y. L., Zaitseva, E. Russian-Language Database of Universal Decimal Classification: Creation and implementation in library automation. 64th IFLA General Conference, Amsterdam, 16-21 August, Conference Proceedings. -1998.

264. Soergel D. The Rise of Ontologies or the Reinvention of Classification. JASIS, 50(12), 1999. pp. 1119-1120.

265. Staken K. Introduction to native XML Databases. http://www.xml.eom/pub/a/2001/10/31/nativexmldb.html.

266. Stroustrup В. The С++ Programming Language. MA: Addison-Wesley, 1986.

267. Sutherland I.E. SKETCHPAD: A Man-Machine Graphical Communication System // Proc. AFIPS, SJCC, 1963, N23. p. 329.

268. The bcXML Baseline / Tolman F. (ed.) 1ST 1999-10303 eConstruct, 2000.-41 p.

269. The Object Database Standard: ODMG 2.0. Morgan Kaufmann Publishers Inc., 1997.

270. The Unicode Standard Version 2.0// The Unicode Consortium. Addison-Wesley, 1996.

271. UN/EDIFACT. United Nations rules for Electronic Data Interchange For Administration, Commerce and Transport, Version 96B, 1996.

272. Van Dam A., Stabler G.M., Harrington R.J. Intelligent Satellites for Interactive Graphics// Proc. of IEEE, 1974, Vol. 62, N.4.- pp. 483-492.

273. Wassermann P. D. Combined backpropagation/Cauchi machine. Neural Networks. Abstracts of the First INNS Meeting, Boston 1988, vol. 1, p. 556. Elms-ford, NY. Pergamon Press.

274. Welch T.A. A Technique for High Performance Data Compression.-IEEE Computer, vol. 17, No. 6.- June 1984.

275. XML Linking Language (XLink) Version 1.0 / DeRose S. ed. W3C Recommendation 2001 http://www.w3.org/TIi/xlink.

276. XML Path Language (XPath) Version 2.0 / Berglund A. ed.- W3C Working Draft 2002 http://www.w3.org/TR/xpath20.

277. XML Pointer Language (XPointer) Version 1.0/ DeRose S. ed. W3C Candidate Recommendation 2001 http://www.w3.org/TR/xptr.

278. XML Schema, Part 1: Structures/ W3C Recommendation 2 May 2001. Eds.: Thompson H.S., Beech D., Malonay M., Mendelsohn N. W3C 2001 -http://www.w3 .org/TR/xmlschema-1.