ВведениеОсобенности высотного строительства — ограниченное пространство, высокая плотность коммуникаций и высокая степень взаимосвязанности смежных процессов — существенно усложняют организацию строительных работ и устройство инженерных систем.  В этих условиях нарушение установленных сроков монтажа и ввода объекта в эксплуатацию приводит к значительным финансовым потерям, росту затрат заказчика и снижению инвестиционной привлекательности проектов.Так как затраты на обслуживание высотных зданий значительно растут вместе с их высотой, экономичность и энергоэффективность являются немаловажными факторами при проектировании небоскребов. Чтобы снизить затраты на эксплуатацию и сделать здание энергоэффективным необходимо уделить внимание таким архитектурным и инженерным решениям, которые позволят существенно снизить затраты электроэнергии на их теплоснабжение при одновременном повышении комфортности микроклимата в помещениях [1].Рост строительных объектов в высоту, а не по горизонтали требует привлечения наукоемких технологий проектирования, строительства и эксплуатации таких объектов, в том числе его инженерных систем [2]. Учитывая индивидуальный подход к проектированию и строительству высотных зданий, применение эксклюзивных элементов инженерных систем и оборудования, а также материалов, которые обеспечивают уникальность здания, создается значительная неопределенность в оценке организационных-технологических решений. Необходимость в объективной многокритериальной оценке высотного строительства давно назрела, но ни в отечественной, ни в зарубежной практике такое, безусловно, очень трудоемкое и дорогое, исследование до настоящего времени не проведено [3].Рациональная организация инженерных систем здания рассматривается как совокупность проектных, технических и организационных решений, направленных на обеспечение требуемого уровня качества монтажа и эксплуатационной надёжности инженерных систем. Для объективности оценки рациональности инженерных решений разработана цифровая модель, основанная на использовании показателя устойчивости с применением искусственного интеллекта для прогнозирования рациональности принятых решений. Научная новизна исследования заключается в следующем:• впервые разработана модель оценки рациональности устройства инженерных систем высотных зданий на основе интегрального показателя устойчивости.• предложена система критериев, позволяющая формализовать влияние негативных факторов.• использование искусственных нейронных сетей обеспечивает выявление нелинейных зависимостей и адаптацию к новым условиям с накоплением данных.• сформирована библиотека типовых мероприятий, направленных на снижение негативного влияния факторов.Материалы и методыМатериалами при подготовке исследования служили труды российских и зарубежных авторов, в частности данные о факторах, выявленные авторами в предыдущих исследованиях [4-5]  а методами исследования служили теоретические методы: анализ и обобщение, и методы программирования искусственных нейронных сетейРезультатыЦифровая модель представляет собой инструмент, позволяющий на основе полученной информации о факторах и их весовых коэффициентов формировать интегральный индекс устойчивости. формируется на основе трёх критериев: вероятность возникновения негативного фактора, управляемость и критичность.Для формирования интегрального индекса устойчивости применяются три критерия, позволяющие комплексно учитывать как вероятность проявления негативного фактора, так и его последствия для проекта:1. Вероятность возникновения негативного фактора (В):Вероятность возникновения негативного фактора отражает шанс реализации события или условия, способного нарушить плановую организацию выполнения работ. В отличие от чисто вероятностной оценки, этот критерий включает в себя анализ исторических данных, результаты экспертной оценки и учет особенностей конкретного объекта. Для количественной оценки используется шкала от 0 до 3 баллов (Таблица 1).Таблица 1Шкала оценки вероятности проявления фактораОценка (0-3)Описание0Высокая вероятностьвозникновения негативного фактора1Средняя вероятностьвозникновения негативного фактора        2Низкая вероятностьвозникновения негативного фактора3Фактор практическине реализуется Примеры оценки вероятности:Из наиболее значимых негативных факторов можно выделить:коллизии при увязке работ по инженерным системам с общестроительными процессами; вероятность проявления данного фактора оценивается как высокая, особенно при недостаточной координации проектных решений на конкретном объекте. несоблюдение графика передачи инженерных систем в эксплуатацию; вероятность его проявления также оценивается как высокая, что обусловлено наличием отставаний на предыдущих этапах реализации проекта.2. Управляемость негативного фактора (У):Управляемость негативного фактора характеризует возможность предотвращения или смягчения последствий его реализации. Это ключевой критерий, поскольку инженерная система может столкнуться с одинаковыми негативными факторами, но степень их влияния будет различаться в зависимости от применяемых мероприятий и организационных решений. Для количественной оценки используется шкала от 1 до 3 баллов (Таблица 2).Таблица 2Шкала оценки степени управляемости  Оценка (1-3)Описание1Практически невозможноеуправление негативным фактором2Средняя способностьуправлять последствиями          3Высокая способность устранитьили минимизировать последствиянегативного фактора  Пример управляемости при проявлении фактора:Несвоевременное завершение монтажных работ, препятствующее началу ПНР, будет характеризоваться средней управляемостью, если усилить контроль сроков выполнения работ и перераспределить ресурсы.Отсутствие регламентов взаимодействия между подрядчиками при передаче инженерных систем в эксплуатацию будет характеризоваться высокой управляемостью, если оперативно принять решение о разработке и внедрении соответствующих регламентов3. Критичность на сроки: (К):Критичность определяет степень его влияния на сроки выполнения работ. Для количественной оценки используется шкала от 1 до 3 баллов (Таблица 3).Таблица 3Шкала оценки управляемости факторовОценка (1-3)Описание1Присутствие фактораимеет значимое влияние на сроки2Присутствие фактораимеет заметное влияние на сроки3Присутствие фактораимеет минимальное влияние сроки Пример оценки критичности:К негативным факторам относятся: Частые ошибки в расчётах проектных нагрузок инженерных систем.Если такие ошибки повторяются на конкретном объекте, то критичность оценивается как высокая (1 балл), так как они требуют переработки проектных решений и повторных согласований и это значительно увеличивают сроки монтажных и пусконаладочных работ,Расчет Индекс каждого фактора:Индекс каждого фактора можно определить по формуле ниже:IFi = Wi× (Pi+Mi+Ci) (1)где: Ifi: индекс устойчивости отдельного фактора, Wi: весовой коэффициент фактора.Вi, Уi, Кi: локальные оценки факторов.Поскольку каждый негативный фактор оценивается по трём критериям, а каждый критерий принимает значения в диапазоне от 0 до 3 баллов, формируется база для определения интегрального индекса устойчивости объекта, отражающего совокупное влияние негативных факторов и рассчитывается как нормированная сумма произведений индексов всех факторов на их весовые коэффициенты:IR=∑i=1n×(Bi+Yi+Ki)∑i=1nwi×VmaxIR = \frac{\sum^n_{i=1} × (Bi+Yi+Ki)}{\sum^n_{i=1}wi × Vmax} (2)где: n: количество факторов; Wi: весовой коэффициент i-го фактора;Вi, Уi, Кi:  локальные оценки факторов.Wmax​ — максимальная возможная сумма баллов по одному фактору.После нормирования итоговый показатель принимает значения в интервале от 0 до 1, в этом диапазоне определены три уровня устойчивости: низкий, средний, высокий. Характеристика каждого уровня приведена в таблице 4.Таблица 4Характеристика каждого уровня устойчивостиЗначениеинтегральногоиндексаУровеньустойчивостиХарактеристика устойчивостиинженерных системIR < 0,3низкийФакторы оказывают значительноевлияние на устойчивость инженерных систем.0,4 ≤ IR < 0,7среднийФакторы частично компенсируются,возможна корректировка процессовбез кардинальных изменений.IR ≥ 0,7высокий Ыакторы особо не влияют на устойчивость Искусственная нейронная сеть  используется в данном исследовании в качестве  аналитического инструмента и математического аппарата для поддержки принятия решений, что обеспечивает выявление нелинейных зависимостей между факторами риска, адаптацию модели к новым объектам, прогнозирование изменения индекса риска при варьировании исходных параметров, а также повышение точности и объективности оценки [6-9]. Этапы работы цифровой модели, содержание каждого этапа и результат программирования модели приведены в таблице 5.Таблица 5  Этапы работы модели оценки рациональности устройства инженерных системп/пЭтап работы моделиСодержаниеРезультат1Введениеданныхфакторы, весовые коэффициентыфакторов, критерии оценкиТаблица факторов2НормализацияПриведение баллов к диапазону [0–1]Нормированные значения3Обработкав скрытых слояхВыявление нелинейных зависимостеймежду факторамиИнтегральные значенияпо факторам4Агрегация(слой интеграции)Суммирование вкладов факторовс учётом весовИндекс каждого фактора5Выход моделиОбъединение индексовИнтегральный индекс объекта6Библиотекатиповых мерНабор организационно-технических решенийдля снижения выявленных рисковПеречень типовых мердля снижения риска Структурная схема цифровой модели представлена ниже (рисунок 1).Рис.1. Структурная схема цифровой модели оценки рациональности устройства инженерных системгде: F- фактор,  В, У, К – критерии ,   0, 1, 2, 3 - Оценки критерий,Ф - функция активация, IF - индекса устойчивости i-го фактораIR - Значение индекса устойчивости объекта, О1 ,О2, О3, О4, ….. Мероприятие реагирования на риски Таким образом, цифровая модель не только обеспечивает комплексную оценку устойчивости на конкретном объекте, но и создаёт основу для последующего прогнозирования на новых объектах.Апробация разработанной модели:Апробация разработанной цифровой модели оценки рациональности устройства инженерных систем высотных зданий была выполнена на этапе строительства и ввода в эксплуатацию объекта «Многофункциональный высотный жилой комплекс с подземной автостоянкой по адресу: г. Москва, Краснопресненская набережная, ММДЦ “Москва-Сити”, уч. 15».В рамках апробации модели оценки рациональности инженерных систем на данном объекте авторами были проанализированы факторы на основе изученной литературы и личного практического опыта, после чего 20 наиболее значимых факторов были отобраны методом экспертной оценки с участием специалистов, участвующих в строительстве. Выявленные факторы представлены ниже:Ошибки в расчётах проектных нагрузок инженерных систем.Некорректная форма представления проектных решений инженерных систем.Множественные и повторные замечания экспертизы по разделам проектной документации.Отрывки подрядных организаций, специализирующихся на устройстве инженерных систем.Ошибки в увязке календарных графиков. Увеличение количества материалов и оборудования по инженерным системам на стадии РД. Коллизии при увязке работ по инженерным системам.Задержки в предоставлении необходимой информации подрядчикам в ходе строительства.Недостаточная координация между субподрядными организациями, выполняющими различные инженерные системы (ОВ, ВК, ЭОМ и др.).Нарушения во взаимосвязи сроков и последовательности монтажа инженерных систем.Несвоевременная подготовка исполнительной документации по инженерным системам.Неполное представление смонтированных узлов систем отопления и теплоснабжения при первичной проверке техническим надзором.Несвоевременный контроль устранения дефектов монтажа, выявленных при опробовании систем.Ошибки при настройке инженерных систем, требующие повторной ПНР.Дополнительные работы по ПНР механических систем в связи с увеличением количества материалов и оборудования на стадии РД.Неполнота эксплуатационных инструкций, не обеспечивающих надлежащую подготовку персонала и контроль состояния инженерных систем.Отсутствие регламентов взаимодействия между подрядчиками при передаче инженерных систем в эксплуатацию.Задержки в устранении замечаний по результатам приёмки сложного технологического оборудования.Несоблюдение графика передачи инженерных систем в эксплуатацию.Ограничения внешнеэкономической деятельности (закрытие границ, санкции), приводящие к недоступности отдельных видов инженерного оборудования.В ходе апробации были собраны исходные данные по объекту и параметры инженерных систем, а также фактические сроки монтажа инженерных систем.На основании полученных данных был осуществлён расчёт интегрального индекса устойчивости (IR) с использованием цифровой модели. Результаты первичной оценки показали, что расчётное значение интегрального индекса устойчивости составило IR₁ = 0,5532. После этого были реализованы организационно-технические мероприятия, направленные на снижение рисков и оптимизацию взаимодействия между участниками строительства; в результате повторной оценки новый интегральный индекс устойчивости составил IR₂ = 0,78.Основные мероприятия, реализованные на объекте, включали:Проведение оперативных совещаний по состоянию готовности инженерных систем (1 раз в неделю).Внедрение автоматизированных графиков (MS Project, Primavera) и регулярный контроль их соблюдения.Составление и утверждение корректирующего графика ПНР и передачи систем.Ведение таблицы контроля сроков (цифровая панель «Журнал замечаний»).Согласование приоритетов устранения замечаний по критичности для запуска систем.Введение системы уведомлений о критических отклонениях.Увеличение численности рабочих бригад и перераспределение трудовых ресурсов для выполнения дополнительных работ в установленные сроки.Назначение ответственного инженера по взаимодействию между участниками ПНР.Назначение ответственного координатора по устранению замечаний.Еженедельный мониторинг статуса устранения с подтверждением фото/актом.Разработка матрицы ответственности участников по срокам передачи систем.Создание диспетчерской таблицы статуса систем (Excel/цифровая панель BIM 4D).Автоматизация логистики поставок с использованием цифровых платформ, включая отслеживание транспорта и складских остатков.Внедрение цифровых программ (Exon) и и использование цифровых журналов работ с возможностью онлайн-мониторинга.Утверждение стандарта предъявления смонтированных узлов.Контроль оперативной корректировки проектных решений при выявлении коллизий.Внедрение цифровых инструментов в процесс закупок и снабжения.Организация оперативных согласований для утверждения дополнительных работ.ЗаключениеПрименение цифровой модели позволило выявить критические зоны и  реализовать корректирующие мероприятия, повышающие уровень интегрального индекса устойчивости. Модель создаёт основу для перехода к динамическому управлению факторами и служит инструментом поддержки принятия решений в условиях высокой сложности устройства инженерных систем высотных зданий.