Novostavba trati Praha-Ruzyně – Praha-Letiště Václava Havla

Po dokončení se předpokládá, že cesta na hlavní pražské letiště z Masarykova nádraží potrvá do 30 min. Toto připravované infrastrukturní spojení je také specifické tím, že jeho část v úseku Praha-Veleslavín a Praha-Letiště Václava Havla včetně pokračování tratě (tzv. zaokrouhlení) ve směru na Kladno bude realizována dodávkou PPP (Public-Private Partnership).

Popis projektu

Projekt je zaměřen na výstavbu nového dvoukolejného elektrifikovaného železničního spojení, které krátce za stanicí Praha-Ruzyně odbočuje z hlavního směru na Kladno kolmo na sever podél pražského okruhu D0. V prostoru, kde odbočuje z budoucího pokračování okruhu D0 dálnice D7 směrem na Slaný a Chomutov, bude vybudován rozměrný přestupní terminál Dlouhá Míle. Centrem tohoto terminálu se stane železniční zastávka, nad níž se nacházejí zastávky pro další hromadnou dopravu společně s velkokapacitním parkovištěm P+R. Z terminálu Dlouhá Míle se dvoukolejná trať následně stočí směrem k terminálům 1 a 2 na LVH.

Správa železnic, státní organizace, (dále Správa železnic nebo SŽ) jako stavebník zadala Projekt ve fázi přípravy projektové dokumentace pro stupně DSP a PDPS v režimu BIM (Building Information Management), jako další klíčovou stavební akci v rámci organizační strategie digitalizovat stavební odvětví. Rozsah plnění metody BIM byl definován prostřednictvím dokumentu Požadavky na výměnu informací (dále EIR – ­Exchange Information Requirements), kde klíčovými body byly:

•    aplikace společného datového ­prostředí;
•    modelování stávajícího stavu a nově navrhovaného technického řešení;
•    časové plánování a náklady stavby s digitálním modelem stavby.

Zpracovatelem Projektu je společnost AFRY CZ, s.r.o., (dále Dodavatel), která na základě zmíněného EIR sestavila aplikační dokument Plán realizace BIM (dále BEP – BIM Execution Plan). BEP zohlednil konkrétní možnosti a nástroje metody BIM s ohledem na hospodárnost a účel projektové dokumentace v příslušném projektovém stupni. Tento postup, kdy EIR tvoří zadavatel a BEP dodavatel, SŽ uplatňuje v souladu s ČSN EN ISO 19650 plošně a bude ho dále používat i v letošním roce 2025.

Společné datové prostředí 

Dodavatel zvolil jako nástroj společného datového prostředí (dále CDE – ­Common Data Enviromental) produkt Trimble Connect, na kterém byly uloženy všechny projektové informace a sloužil jako tzv. jediný zdroj pravdy. Pouze data a soubory na CDE jsou považovány za platné. Podle podmínek normy ČSN EN ISO 27001 byla přidělena jednotlivým adresářům práva „ke čtení“, „k zápisu“ a „nemá přístup“. CDE dále zaznamenávalo auditní stopu u všech nahraných souborů a umožňovalo otevírat různé datové formáty přímo v internetovém prohlížeči, bez potřeby stažení na lokální disk (typově PDF, IFC či LandXM). To výrazně usnadnilo prohlížení a koordinaci všem členům týmu, kdy nebylo nutné soubory stahovat a otevírat ve specializovaných programech. 

Dalším výrazným přínosem pro Projekt bylo řízení procesu připomínkového řízení právě prostřednictvím společného datového prostředí CDE. Dodavatel se musel zprvu vypořádat se specifickými požadavky SŽ na tento typ procesu, který vychází z jeho interní legislativy. Nutno podotknout, že obecně je každé CDE zpravidla trochu jiné a nalezení vhodného produktového řešení bylo snahou obou stran. Po vyjasnění pracovního postupu poskytla SŽ jmenný seznam svých připomínkujících a příslušných garantů profesí. Následně jim Dodavatel přiřadil relevantní část dokumentace pro připomínkování a propojil je s jednotlivými zpracovateli. Benefitem bylo sladění podnětů k výkresům, zprávám apod. od různých složek SŽ včetně identifikace konkrétních míst pro další komunikaci s Dodavatelem. Tím došlo efektivnějším způsobem k vytvoření souhrnného stanoviska (oproti aplikaci tradičního nástroje v podobě tabulkového procesoru) a jeho následnému vypořádání. Garanti a řídící pracovníci měli možnost přehledně sledovat, které podněty nebyly vyřízeny, a podle toho jednat.

SŽ i Dodavatel se shodují, že cílovým budoucím stavem je propojení pomocí technologie označované jako OpenAPI mezi CDE investora a zpracovatelem projektové dokumentace, tedy vzájemná datová komunikace vybraných software a tím zachování možnosti použití odlišných datových prostředí CDE na jednom projektu. Aktuálně SŽ vyhodnocuje předběžné nabídky k pořízení a provozu tohoto systému, kde s tímto pracovním modelem počítá. 

Stávající stav

Modelování stávajícího stavu na Projektu vycházelo z geodetického zaměření terénu, umístění inženýrských sítí a geotechnických podkladů. Pro zaměření stávajícího terénu použil Dodavatel metodu závazné triangulace (TIN – Triangulated Irregular Network) ve formátu LandXML tak, aby ji mohl použít každý zpracovatel (projektant) s libovolným software řešením.

Aktuální umístění stávajících inženýrských sítí bylo Dodavatelem vyhodnoceno jako obtížně zjistitelné na základě dostupných podkladů. Často se jedná o nejasné půdorysné podklady (např. naskenované PDF), které při převodu do digitálního modelu stavby mohou vést k polohovým i výškovým nepřesnostem, což může ztížit jejich další využití, např. při identifikaci potenciálních kolizních míst. V rámci Projektu bylo dosaženo kompromisních řešení, a to buď umístěním inženýrských sítí bez hloubkových souřadnic, nebo odborným odhadem či skutečným zaměřením. SŽ v současném typovém EIR tuto skutečnost zohledňuje a pracuje s různými možnostmi modelování stávajících inženýrských sítí.

Sestavení přesného geologického dílčího digitálního modelu stavby (dále také DiMS) na základě geotechnického průzkumu závisí na hustotě sítě prováděných vrtů. V případě požadavku na vysokou přesnost může být tento proces velmi pracný a nákladný. Geotechnický průzkum v rámci Projektu byl zajištěn vrty v běžně prováděném rozsahu, přičemž byly zaznamenány hloubky rozhraní jednotlivých vrstev a určeny jejich souřadnice. Geologický profil byl poté rozdělen do tříd těžitelnosti a vytvořily se TIN povrchy znázorňující přibližné rozhraní mezi vrstvami.

Datový standard

Datové standardy aplikované v Projektu byly převzaty ze Státního fondu dopravní infrastruktury pro dopravní stavby a Správy železnic pro stavby pozemní. Datové standardy od obou institucí jsou rozděleny pro jednotlivé profese, což umožnilo každému profesnímu garantovi z řad Dodavatele projednat jednotlivé elementy, sady vlastností a vlastnosti v rámci své odbornosti. Primárním důvodem bylo prověřit použitelnost těchto standardů ve vztahu k odpovědnosti garanta profese v rozsahu příslušné autorizace ČKAIT, jak za část tvorby klasické projektové dokumentace, tak digitálního modelu stavby. Konkrétní podněty k úpravě datových standardů byly podle profesí projednány se SŽ a následně uplatněny při modelování DiMS. 

Pro práci s datovými standardy a jejich výkladem se ukázala jako klíčová záležitost pro určení odpovídající grafické a negrafické úrovně – zpracovat vzorek finální podoby DiMS na vybraném stavebním objektu či provozním souboru. Po schválení vybraných vzorků Správou železnic byly dopracovány Dodavatelem v dané úrovni zbylé části Projektu a tím se odboural možný významnější nesoulad mezi nimi při finálním předání DiMS.

V rámci dalšího rozvoje problematiky spojené s datovými standardy, jak pro sestavení zadání, tak jeho následnou kontrolu, se oba subjekty shodly na využití otevřeného standardu IDS (Information Delivery Specification), který vrcholově spravuje mezinárodní organizace buildingSMART. Tento datový standard vzniká specifikací úrovně informačních potřeb konkrétního veřejného zadavatele. V ČR se zejména jedná o spojení s připravovaným Datovým slovníkem stavby od České agentury pro standardizaci (dále ČAS), který IDS integruje. Bohužel, aktuální verze datových standardů postrádají jasnou a strojově čitelnou strukturu, a proto je důležité otevřený datový standard IDS postupně začleňovat do běžné praxe.

Klasifikace

Digitální model stavby byl doplněn na úrovni negrafických informací o klasifikaci CCI, která třídí fazetovým způsobem jak stavební prvky, tak komplexy/celky, objekty a prostory. Během implementace klasifikace CCI se objevila řada situací, kde bylo problematické vybrat relevantní zatřídění elementu. Bylo to převážně spojené s aktuálním rozsahem předmětné klasifikace ve vztahu k železniční infrastruktuře a stručným metodickým výkladem. Nicméně nakonec bylo nalezeno konsensuální řešení problémových míst, které umožnilo klasifikaci na Projektu aplikovat. Klasifikace CCI, aktuálně organizací ČAS rozvíjená s označením RDS, má potenciál se stát hlavní (ideálně jedinou) požadovanou klasifikací s přesahem do tematiky IFC. Tím by se zabránilo „překlasifikování“ a vymýtily by se komplikace s odlišnostmi lokálních klasifikací a třídníků v DiMS.

Koordinace

Koordinace meziprofesní i v rámci samotných stavebních objektů a provozních souborů probíhala primárně v CDE. Každý zpracovatel části DiMS byl zodpovědný za „svá“ data, která umisťoval na CDE, včetně eliminace kolizních míst, technické správnosti a naplněnosti negrafických dat. Následně byla společně se zpracovateli řešena koordinace mezi jejich výstupy vizuální kontrolou. Typově např. pozemní stavby vs. silniční komunikace nebo železniční spodek vs. mostní konstrukce.

Na straně SŽ proběhla kontrola odevzdaných DiMS zejména na úrovni negrafických dat odpovídajících zadaným datovým standardům. Tato validace byla provedena vybraným software nástrojem a výstup byl předán Dodavateli, který ho následně distribuoval jednotlivým zpracovatelům k vyřešení.

Časové plánování a náklady stavby

Obecně cíl časového plánování a simulace postupu výstavby (tzv. 4D) doznal v posledních letech značného vývoje ve vztahu k plnění v přípravě stavebních akcí. Po zkušenostech z pilotních projektů zařadila SŽ problematiku 4D jako výstup, který je aktivován pouze v případech, kdy má v daném projektu smysl řešit jeho časový průběh, např. ve spojení s komplikovanými provizorními stavy. Zároveň vytvořila výjimku na svých projektech napříč datovými standardy v kategorii Etapizace, kdy se používá pouze vlastnost „Stavební postup/etapa výstavby“. Tzn. nevyžadují se vlastnosti: „Datum zahájení prací“, ­„Datum dokončení“, „Doba trvání“ a „Datum uvedení do provozu“. V rámci Projektu byla prověřena simulace části stavby v místě křížení silniční komunikace a železniční trasy, kde Dodavatel dospěl k obdobným závěrům jako SŽ a s výše uvedeným postupem do dalších projektů se ztotožnil.

Využití DiMS pro sestavení odhadu stavebních nákladů spočívalo primárně v odečtu povrchů ploch, objemů, délek apod. Použité CDE umožnilo se DiMS dotazovat na množství vybraných elementů a následně hodnoty překlopit do výkazu výměr, který byl součástí dodávaného soupisu stavebních prací, dodávek a služeb (dále soupis). Nutno podotknout, že se bohužel stále nenaplnila očekávání v podobě automatizovaného rozpočtování, kdy dochází nejenom k odečtu výměr, ale i k tvorbě vazby mezi elementem a položkou soupisu/rozpočtu. Podle informací Dodavatele např. v Německu na zakázkách Deutsche Bahn, AG existují strojově zpracované podklady v otevřeném formátu přímo pro vybraná software řešení a tím je umožněna tížená automatizace.

Závěr

Správa železnic a Dodavatel se shodují, že metoda BIM pomohla lépe koordinovat Projekt, jak po komunikační, tak odborné stránce. Za jeden z největších přínosů považují práci všech členů projektového týmu v CDE na úrovni řízení procesu připomínkování a jednotné místo pro ukládání dat. Další benefit DiMS spatřují v řešení kolizních míst před zahájením stavby, ale i v efektivním projednání návrhu technického řešení. Kromě již v textu zmíněných doporučení je závěr článku doplněn o tři podněty, které podle autorů stojí za to postupně implementovat do projektů, a to nejen pouze na úrovni veřejných zadavatelů:

•    Zohlednit dělení informačního modelu stavby podle ČSN EN ISO 19650 na Projektový informační model stavby (PIM – Project Information Model) a Informační model aktiva (AIM – Asset Information Model). Toto dělení má význam nejen z hlediska struktury projektu, ale také v souvislosti s rozsahem příslušných odpovědností. Projektanti sestavují PIM zahrnující tvorbu projektové dokumentace včetně DiMS a její koordinaci a ta by měla být řízena prostřednictvím CDE. Facility manažer nebo správce aktiv je naopak zodpovědný za AIM, jenž zahrnuje dlouhodobou správu a údržbu aktiva, která navazuje na příslušný software pro facility management, tzv. CAFM systém (Computer-aided facility management).
•    Významnější angažovanost standardu IFC podle normy ČSN EN ISO 16739 na projektech dopravní infrastruktury i pozemního stavitelství (aktuální verze 4.3, obsahující i enumerace – výčet hodnot, které v současných standardech chybí). Využitelnost standardu IFC pro oba stavební segmenty bude v budoucnu zcela jistě narůstat.
•    Není účelné všechny informace shromažďovat pouze v DiMS ve formátu IFC. Například LandXML je vhodný pro koordinaci a odevzdání povrchů a zápisy trasy. Povrchy je myšlen stávající terén, ale také zemní pláň, základová spára nebo rozhraní tříd těžitelnosti. Trasa je jednoznačný zápis směrového a výškového řešení silniční komunikace nebo železniční trasy. Výhodou tohoto formátu je možnost načtení libovolným projektovým software a tím zabránění proprietárnímu uzamčení (tzv. vendor lock-in). Obdobně má své místo i soubor ve formátu PDF, který může být „připnut“ libovolnému elementu a doplňovat tak jeho negrafické informace. Typově se jedná o schéma zapojení rozvaděče apod.

Ačkoli Správa železnic i Dodavatel měly za sebou řadu zkušeností, přinesl Projekt několik hodnotných poznatků, které najdou uplatnění v budoucích stavbách řešených režimem BIM.