Везде

ОМНПрограммирование Programming and Computer Software

  • ISSN (Print) 0132-3474
  • ISSN (Online) 3034-5847

Формальная спецификация и верификация требований в архитектуре и строительстве на основе языка моделирования EXPRESS

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0132347424050052-1
DOI
10.31857/S0132347424050052
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Семенов В. А.
  • Аффилиация: Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Морозов С. В.
  • Аффилиация: Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Аришин С. В.
  • Аффилиация: Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Кузина О. Н.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Римшин В. И.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Макиша Е. В.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет
Том/ Выпуск
Том / Номер выпуска 5
Страницы
54-74
Аннотация
В настоящее время цифровые технологии моделирования зданий, сооружений и инфраструктуры успешно применяются в международной и российской практике реализации сложных строительных проектов и масштабных программ. Вместе с тем, реализуемый во многих странах переход к машиночитаемым стандартам с целью повышения качества проектной документации и автоматизации ее проверки сталкивается с серьезными методологическими и инструментальными проблемами. Прежде всего они связаны со сложностью самих цифровых моделей, а также с разнообразием требований, формулируемых на естественных языках и предъявляемых к моделям на государственном, региональном, ведомственном и корпоративном уровне. Предпринимаемые попытки создания реестров требований и программных инструментов для их ведения и использования, как правило, носят специализированный характер и не обеспечивают необходимую полноту, нормализацию, согласованность, взаимосвязанность, однозначность, прослеживаемость и проверяемость описаний требований. Конструктивным, в связи с этим, представляется применение формальных методов спецификации и верификации требований, зарекомендовавших себя в системной и программной инженерии. В работе проводится сравнительный анализ программных инструментов для автоматизированной проверки нормативных требований в области строительства. Отмечается возросшая популярность инструментов, ориентированных на международные стандарты IFC (Industry Foundation Classes), IDS (Information Delivery Specification) и обеспечивающих контроль полноты объектного и атрибутного состава моделей, а также уточнение допустимых областей значений. Вместе с тем, стандарт IDS не формализован и не предусматривает задание требований, выражаемых произвольными алгебраическими условиями. Перспективным для формальной спецификации и верификации требований к цифровым моделям в строительстве представляется применение языка моделирования объектно-ориентированных данных EXPRESS, на котором специфицирована и информационная схема IFC. В качестве обоснования показывается представимость IDS спецификаций логическими выражениями и функциями EXPRESS, а также возможность задания произвольных алгебраических условий в виде декларативных правил языка EXPRESS. В качестве иллюстраций предлагаемого подхода приводятся примеры формализации строительных нормативов и сводов правил РФ, предъявляемых к безопасности зданий, сооружений и процессов. Также обсуждаются возможности гармонизации предлагаемого формального подхода со стандартом IDS в результате определения новых паттернов для представления локальных, уникальных и глобальных правил языка EXPRESS.
Ключевые слова
BIM IFC EXPRESS IDS спецификация и верификация требований инженерия требований
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
19

Библиография

  1. 1. About buildingSMART International. https://www.buildingsmart.org/about, 22.04.2024.
  2. 2. ISO 16739-1:2018. Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries – Part 1: Data schema. Edition 1. 1474 p.
  3. 3. ISO 29481–1:2016. Building information models – Information delivery manual – Part 1: Methodology and format. Edition 2. 29 p.
  4. 4. BIM Collaboration Format (BCF) – buildingSMART Technical. https://technical.buildingsmart.org/standards/bcf, 22.04.2024.
  5. 5. buildingSMART Data Dictionary (bSDD) – buildingSMART Technical. https://technical.buildingsmart.org/services/bsdd, 22.04.2024.
  6. 6. Eichler C.C., Schranz Ch., Krischmann T., Urban H., Hopferwieser M., Fischer S. BIMcert Handbook – Basic knowledge openBIM. Edition 2024. Mironde-Verlag, Niederfrohna. 2024. 224 p. https://doi.org/10.34726/5383.
  7. 7. Nisbet N. Using uncertainty to link compliance and creativity. ECPPM 2021 – eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction: Proceedings of the 13th European Conference on Product & Process Modelling. 2021. CRC Press, London. P. 29–34. https://doi.org/10.1201/9781003191476-4.
  8. 8. ISO/IEC/IEEE29148:2018. Systems and software engineering – Life cycle processes – Requirements engineering. Edition 2. 92 p.
  9. 9. Hull E., Jackson K., Dick J. Requirements Engineering, Third Edition. Springer-Verlag, London. 2011. 207 p.
  10. 10. Kuliamin V.V. Integration of verification methods for program systems. Programming and Computer Software. 2009. V. 35. № 4. P. 212–222. https://doi.org/10.1134/S0361768809040057.
  11. 11. ISO/IEC19505-1:2012. Information technology – Object Management Group Unified Modeling Language (OMG UML) – Part 1: Infrastructure. Edition 1. 220 p.
  12. 12. ISO/IEC19507:2012. Information technology – Object Management Group Object Constraint Language (OMG OCL). Edition 1. 233 p.
  13. 13. ISO 10303-11:2004. Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 11: Description methods: The EXPRESS language reference manual. Edition 2. 255 p.
  14. 14. EXPRESS Data Manager™ – Jotne Connect. https://jotneit.com/products/express-data-manager, 22.04.2024.
  15. 15. Soliman-Junior J., Tzortzopoulos P., Baldauf J.P., Pedo B., Kagioglou M., Formoso C.T., Humphreys J. Automated compliance checking in healthcare building design. Automation in Construction. 2021. V. 129. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2021.103822.
  16. 16. 7D Modeler | Open BIM Systems. https://www.openbimsystems.ru/en/7d-modeler, 22.04.2024.
  17. 17. BIMcollab Zoom: model validation that gets issues solved. https://www.bimcollab.com/en/products/bimcollab-zoom, 22.04.2024.
  18. 18. BlenderBIM Add-on – beautiful, detailed, and data-rich OpenBIM. https://blenderbim.org, 22.04.2024.
  19. 19. Open IFC Viewer. https://openifcviewer.com, 22.04.2024.
  20. 20. IFC Checker and BIM Validation | usBIM.checker | ACCA software. https://www.accasoftware.com/en/ifc-checker, 22.04.2024.
  21. 21. Li B., Schultz C., Dimyadi J., Amor R. Defeasible reasoning for automated building code compliance checking. ECPPM 2021 – eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction: Proceedings of the 13th European Conference on Product & Process Modelling. 2021. CRC Press, London. P. 229–236. https://doi.org/10.1201/9781003191476-32.
  22. 22. Information Delivery Specification IDS – buildingSMART Technical. https://technical.buildingsmart.org/projects/information-delivery-specification-ids, 22.04.2024.
  23. 23. Национальная ТИМ Платформа | Сервис валидации IFC моделей. URL: https://bim.ispras.ru/validate-ifc, 22.04.2024.
  24. 24. van Berlo L., Willems P., Pauwels P. Creating Information Delivery Specifications using linked data. Proceedings of the 36th International CIB W78 Conference. 2019. P. 647–660.
  25. 25. Kremer N., Beetz J. Extending Information Delivery Specification for linking distributed model checking services. Proceedings of the 40th International CIB W78 Conference. 2023. https://doi.org/10.35490/EC3.2023.266.
  26. 26. ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018. Система стандартов информационного моделирования зданий и сооружений. Отраслевые базовые классы (IFC) для обмена и управления данными об объектах строительства. Часть 1. Схема данных. 28 с.
  27. 27. Software Implementations – buildingSMART Technical. https://technical.buildingsmart.org/resources/software-implementations, 22.04.2024.
  28. 28. ISO 16739-1:2024. Industry Foundation Classes (IFC) for data sharing in the construction and facility management industries – Part 1: Data schema. Edition 2. 496 p.
  29. 29. ISO 10303–1:2024. Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 1: Overview and fundamental principles. Edition 3. 23 p.
  30. 30. ISO 10303–21:2016. Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 21: Implementation methods: Clear text encoding of the exchange structure. Edition 3. 3 p.
  31. 31. ISO 10303–28:2007. Industrial automation systems and integration – Product data representation and exchange – Part 28: Implementation methods: XML representations of EXPRESS schemas and data, using XML schemas. Edition 1. 309 p.
  32. 32. ISO/TS10303–26:2011. Industrial automation systems – Product data representation and exchange – Part 26: Implementation methods: Binary representation of EXPRESS-driven data. Edition 1. 5 p.
  33. 33. Staab S., Studer R. (eds.) Handbook on Ontologies, Second Edition. Springer-Verlag, Berlin. 2009. 811 p.
  34. 34. IFC Implementation Guidance – buildingSMART Technical. https://technical.buildingsmart.org/resources/ifcimplementationguidance, 22.04.2024.
  35. 35. van Berlo L.A.H.M., Beetz J., Bos P., Hendriks H., van Tongeren R.C.J. Collaborative engineering with IFC: New insights and technology. ECPPM 2012 – eWork and eBusiness in Architecture, Engineering and Construction: Proceedings of the 9th European Conference on Product & Process Modelling. 2012. CRC Press, London. P. 811–818.
  36. 36. Borrmann A., Beetz J., Koch C., Liebich T., Muhic S. Industry Foundation Classes – A standardized data model for the vendor-neutral exchange of digital building models. Building Information Modeling – Technology Foundations and Industry Practice. Springer, Cham. 2018. P. 81–126. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92862-3_5.
  37. 37. van Berlo L., Krijnen T.F., Tauscher H., Liebich T., van Kranenburg A., Paasiala P. Future of the Industry Foundation Classes: towards IFC5. Proceedings of the 38th International CIB W78 Conference. 2021. P. 123–137.
  38. 38. UniFormat® – Construction Specifications Institute. https://www.csiresources.org/standards/uniformat, 22.04.2024.
  39. 39. OmniClass® – Construction Specifications Institute. https://www.csiresources.org/standards/omniclass, 22.04.2024.
  40. 40. Классификатор Строительной Информации. http://ksi.faufcc.ru, 22.04.2024.
  41. 41. Tomczak A., Benghi C., van Berlo L., Hjelseth E. Requiring Circularity Data in BIM with Information Delivery Specification. Journal of Circular Economy. 2024. V. 1. N. 2. P. 1–13. https://doi.org/10.55845/REJY5239.
  42. 42. IDS – Machine readable Information Delivery Specification. URL: https://github.com/buildingSMART/IDS/blob/master/Documentation, 22.04.2024.
  43. 43. BIM Collaboration Format v3.0 Technical Documentation. https://github.com/buildingSMART/BCF-XML/tree/release_3_0/Documentation, 22.04.2024.
  44. 44. Semenov V., Ilyin D., Morozov S., Tarlapan O. Effective consistency management for large-scale product data // Journal of Industrial Information Integration. 2019. V. 13. P. 13–21. https://doi.org/10.1016/j.jii.2018.11.006.
  45. 45. Морозов С.В., Ильин Д.В., Семенов В.А., Тарлапан О.А. Библиотека ограничений для спецификации индустриальных моделей данных. Труды Института системного программирования РАН. 2015. Т. 27. № 4. С. 69–110. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2015–27 (4)-5.
  46. 46. Semenov V.A., Arishin S.V., Semenov G.V. Formal rules to produce object notation for EXPRESS schema-driven data. Programming and Computer Software. 2022. V. 48. N. 7. P. 455–468. https://doi.org/10.1134/S0361768822070076.
  47. 47. Свод правил СП 60.13330.2020. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. 149 с.
  48. 48. Свод правил СП 1.13130.2020. Системы противопожарной защиты. Эвакуационные пути и выходы. 46 с.
  49. 49. ГОСТ 475–2016. Блоки дверные деревянные и комбинированные. Общие технические условия. 35 с.
  50. 50. Требования к цифровым информационным моделям объектов капитального строительства, представляемым для проведения экспертизы. Редакция 3.0 (ЦГЭ.ЦИМ-3.0). СПб ГАУ “Центр Государственной Экспертизы”. 2022. 203 с.
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека