Введение
В контексте успешного осуществления строительных проектов, одним из ключевых вызовов является отсутствие адекватного взаимодействия и координации между заинтересованными сторонами на этапах проектирования и строительства. Этот фактор потенциально оказывает негативное влияние на исход проекта, качество его исполнения, временные рамки и финансовые затраты. Проблематика обеспечения доступности информации и инструментов коммуникации для всех участников проекта часто возникает в процессе его реализации. Настоящая статья посвящена изучению перспектив совместной работы в рамках проектирования с применением технологий облачных вычислений. Особое внимание уделяется исследованию процесса интеграции и разработке новаторских концепций инструментов взаимодействия, в частности, контекстно-зависимых облачных информационных систем (CACCIS), которые могут способствовать оптимизации процессов проектирования и строительства в рамках современных технологических инноваций.
В области строительства, особенно на этапе проектирования будущих объектов, существует тенденция к использованию фрагментированных, многослойных и неинтегрированных систем, как это отмечено в источниках [1, 2]. Эффективность, результативность управления и оптимальное использование ресурсов в строительстве предполагают активное сотрудничество между многопрофильными командами заинтересованных сторон и различными участниками проекта, как указано в [3]. Процесс строительства, в соответствии с [8], требует тщательного взаимодействия между участниками, учитывающего множество параметров. Главной задачей такого взаимодействия является успешное завершение строительных проектов с учетом временных рамок, бюджета, уровня качества и безопасности. Проектирование, как ключевая стадия строительного процесса, является интенсивной по информационным и ресурсным затратам деятельностью, где своевременное предоставление полной информации играет важную роль в управлении, принятии решений и успешном выполнении проекта [4, 7]. Исследования показывают, что эффективное использование информации может привести к сокращению затрат на строительство до 25%, и до 35% в случае строительства высотных зданий. Кроме того, строительные работы часто характеризуются территориальной разобщенностью и переменчивостью расположения строительных площадок, что способствует фрагментации процесса и усложняет управление строительными проектами [5, 6].
В данной статье проводится анализ того, как технологии взаимодействия в сфере строительства могут способствовать повышению эффективности управления и реализации строительных проектов специалистами данной отрасли. Исследуется взаимодействие между технологиями контекстно-зависимых вычислений и облачных вычислений. Особое внимание уделяется потенциалу контекстно-ориентированных облачных информационных систем (CACCIS) как предполагаемому инструменту для сотрудничества. В статье также определяются направления для расширения возможностей, предлагаемых совместными технологиями и инструментами в контексте строительства объектов.
Объекты и методы исследования
В настоящем исследовании осуществляется обзор интегрированных, контекстно-зависимых систем облачных вычислений, применяемых в сфере строительства. Преимущество данных систем заключается в возможности синхронизации всех модулей проекта от каждого участника в реальном времени, что обеспечивает непрерывную связь и повышает эффективность работы. При успешной реализации такой системы участники проекта, включая руководителей проектов, архитекторов, подрядчиков, поставщиков и инженеров, могут сотрудничать более эффективно, чем при использовании традиционных методов. Предполагается, что данная система превосходит другие подходы, такие как 3D-4D-5D моделирование, BIM, интегрированное проектирование проектов (IPD), виртуальное проектирование и строительство (VDC) и др. в терминах производительности, эффективности и результативности.
Технология облачных вычислений основана на использовании Интернета и удаленных серверов для хранения данных и приложений. Это позволяет пользователям и предприятиям пользоваться приложениями без необходимости установки и обеспечивает доступ к личным файлам с любого компьютера с доступом в Интернет. Благодаря централизованному хранению, памяти и обработке, а также высокой пропускной способности, достигается значительное снижение затрат.
Архитектура облачных вычислений делится на две основные части, соединенные через сеть. Первая часть представляет собой интерфейс пользователя, включая компьютер и веб-приложение для доступа к облачным услугам. Вторая часть состоит из серверов приложений и баз данных, формирующих "облако" вычислительных услуг. Архитектура контекстно-ориентированной облачной информационной системы (CACCIS) представлена на рисунке 1.
Контекст-осведомленность в облачных вычислениях включает использование Интернета и центральных удаленных серверов (центров обработки данных) для обработки, хранения и доставки данных и приложений.
Рис. 1. Архитектура контекстно-ориентированной облачной вычислительной информационной системы (CACCIS)
На Рисунке 1 демонстрируется процесс, при котором все данные изначально поступают с серверов приложений и баз данных, а затем передаются на сервер контекстно-зависимой информационной системы (CAIS-сервер) для дополнительной обработки. После обработки, CAIS-сервер ретранслирует соответствующую информацию пользователям, основываясь на выбранном контексте.
Архитектура CACCIS включает в себя четыре основных компонента:
Мобильный клиент: устройства, такие как смартфоны, планшеты и мобильные телефоны, передающие данные на CAIS-сервер и получающие информацию из облачной среды.
Межсетевой экран: в системе предусмотрены два уровня брандмауэров, первый - между CAIS-сервером и облаком, второй - между облаком и мобильным клиентом, обеспечивающие безопасность передаваемых данных.
CAIS-сервер: обрабатывает данные, полученные от серверов приложений и баз данных, а также от мобильных клиентов, с фокусом на контекстно-зависимую обработку информации.
Облачный сервер: управляет пользовательской информацией, генерируемой через CAIS-сервер, с последующей авторизацией через брандмауэр и распространением данных среди мобильных клиентов.
Контекстно-зависимые вычисления позволяют приложениям предоставлять информацию и услуги, релевантные участникам строительного процесса. Эти приложения используют систему глобального позиционирования (GPS) и беспроводные локальные сети (WLAN) для определения местоположения, передавая координаты (широту, долготу и высоту) с мобильных устройств на CAIS-сервер через Интернет.
Тем не менее, существуют ограничения в массовом использовании таких систем, основанные на требованиях к аппаратному обеспечению и доступности полных и достоверных данных. Быстрое развитие беспроводных технологий связи увеличивает возможности строительных компаний в вопросах взаимодействия с портативными беспроводными устройствами, расширяя их функциональные возможности.
В заключение, для решения указанных проблем и минимизации отрицательных последствий предлагается использование Context-Aware Cloud Information System Computing (CACCIS) как эффективного инструмента совместной работы в строительстве.
Результаты исследований
Сфера строительства демонстрирует уникальные характеристики по сравнению с другими ключевыми отраслями промышленности. Отличительной чертой этой отрасли, обладающей длительной историей, является постепенное внедрение современных инструментов и технологий. Сложность строительных проектов, объединяющих множество участников с разнообразными организационными структурами и функциями, требует применения специализированных инструментов для эффективного управления процессами и успешного достижения проектных целей. С ростом сложности строительных процессов возрастает и объем данных, которые необходимо учитывать при управлении жизненным циклом строительных объектов.
Актуальность исследования определяется фокусом на информационных и коммуникационных технологиях (ИКТ), способствующих упрощению, оптимизации и повышению точности обмена информацией в любое время и месте. Такие технологии как облачные и контекстно-зависимые вычисления становятся ключевыми в улучшении управления информацией в строительной отрасли. Прогресс в сфере мобильных устройств, повышение скорости беспроводной передачи данных и усиление производительности мобильных приложений расширяют потенциал облачных вычислений. Интеграция контекстно-осведомленных технологий с облачными системами способствует более точной доставке информации, улучшая взаимодействие между заинтересованными сторонами проекта.
Разработка и внедрение инновационных инструментов для совместной работы, в частности контекстно-ориентированных облачных информационных систем (CACCIS), значительно упрощает процессы проектирования и строительства. Такие системы способствуют интеграции новейших достижений в строительную отрасль. Настоящее исследование является начальным этапом более масштабного проекта, направленного на дальнейшее расширение применения облачных вычислений как важнейшего инструмента в проектировании и строительстве.
Современные интеллектуальные инструменты совместной работы, основанные на облачных вычислениях, открывают значительные перспективы. Контекстно-ориентированные вычисления, интегрируемые с облачными системами через защищенные каналы передачи данных, расширяют возможности использования информационных потоков, учитывая специфику данных. Это повышает эффективность взаимодействия участников строительного процесса, способствуя оптимизации управления жизненным циклом строительных объектов.
