Введение. Информационное моделирование объектов недвижимости, зданий, сооружений, строительных конструкций и инженерных систем давно и прочно стало неотъемлемой частью современной проектной деятельности в строительстве, многократно доказав эффективность активного применения как с позиций сокращения ресурсоемкости проектной деятельности [1], так и сокращения удельной доли рутинных проектных операций и интеллектуально напряженных процедур количественного проектного контроллинга, высвобождающих время и ресурсы проектировщика на более интенсивное и эффективное решение действительно важных и значимых задач строительного проектирования – вариантного анализа, оптимизации принимаемых технических решений, анализа и рационализации ресурсов, требующихся для практической реализации проекта [2]. Если информационное моделирование, в целом, можно охарактеризовать как технологию создания трехмерных моделей, наполненных необходимой информацией для строительства и эксплуатации проектируемого объекта, то внутри нее следует различать четкую процессную структуру, поэлементно приводящую к успешному результату – созданию точной и минимально ресурсоемкой в последующем использовании и актуализации виртуальной копии объекта недвижимости на требующемся и нарастающем по мере продвижения по жизненным стадиям объекта уровне детализации. При этом традиционные инструменты донесения проектного задания к исполнителю на строительную площадку – проектно-сметная документация, не является самоцелью информационного моделирования, а создается полностью или преимущественно автоматизировано, по мере необходимости дополняясь сведениями по индивидуальным запросам исполнителя, для чего целесообразна не в бумажном, а цифровом виде с различными инструментами визуализации – от стационарных пассивных информирующих мониторов до интерактивных устройств виртуальной и дополненной реальности [3].Эффективность строительной проектной деятельности в технологиях информационного моделирования (ТИМ) определяется возможностью переноса наиболее трудоемкой и сопряженной с большим количеством потенциальных ошибок и неточностей части проектирования – высокодетализированного пространственного конструирования – на ранние этапы проектной работы, осуществляемые в связной среде и с элементами цифрового двойника здания, в связи с чем изменяемость проекта высока, а приведенная стоимость внесения изменений – низка (рис. 1) [4]. Это обстоятельство и позволяет считать ТИМ инструментом существенно более эффективной проектной деятельности, нуждающимся, тем не менее, в более профессионально подготовленных, аппаратно и программно оснащенных эксплуатирующих кадрах. Последнее обстоятельство, в ряде случаев, существенно ресурсозатратно, что делает ТИМ не идеализированным инструментом эффективности, а только при определенных, позитивно складывающихся у потребителя кадровых и инструментальных возможностях [5].    Рис. 1. Эффективность использования ТИМ в строительном проектировании Основная часть. Повышение кадровой обеспеченности и расширение инструментального обеспечения (прежде всего, функционально-программного) для рационального использования ТИМ на практике – задача, обеспечивающая достижение цели проектирования, и не менее важная для эффективности и самого существования устойчивого процесса использования информационного моделирования в проектной организации. Информационная модель здания, сооружения, отдельной конструкции и элемента инженерной сети при разработке, а особенно в дальнейшей эксплуатации требует выполнения многократно повторяющихся рутинных операций первоначального проектирования и последующей актуализации модели. Многочисленные рутинные операции не только негативно сказываются на качестве моделирования и потенциальном росте ошибок в модели, но и снижают производительность труда проектировщика, деинтеллектулизируя решаемые большую часть времени проектные задачи и снижая созидательный потенциал проектировщика, определяемый его компетентностным уровнем. В этой связи на передний план в пуле первостепенных задач повышения эффективности проектной деятельности в ТИМ выходят задачи сокращения ресурсоемкости вплоть до полной программной автоматизации многочисленных рутинных операций проектирования. Универсальным инструментом эффективного решения таких задач является параметрическое моделирование – создание программных апплетов (элементов программного обеспечения, работоспособных только в программной среде информационного моделирования), создающих топологически и информационно насыщенные элементы и связи информационной модели полностью автоматизировано исходя из ограниченного набора базовых параметров элемента, задаваемых пользователем в процессе многочисленных созданий/актуализаций элемента, но уже на, упрощенном, а потому существенно менее утомительном и ресурсоемком уровне [6]. К числу инструментов создания таких апплетов принадлежат среды и языки параметрического моделирования, в открытом или закрытом (доступном только разработчику) виде присутствующие во всех современных программах информационного моделирования. Так, в одном из наиболее популярных и функциональных программных продуктов для информационного моделирования здания – ПК ARCHICAD – параметрическое моделирование реализуется в полностью открытом пользователю и интерфейсно дружелюбном формате внутренней среды разработчика на языке Geometric Description Language (GDL). Параметрические модели в GDL собираемые и информационно насыщаемые в интуитивно понятной и функционально обеспеченной внутренней вреде программного комплекса, обеспечивающей полную совместимость с разрабатываемыми информационными моделями, обеспечивают возможности самостоятельного, гибкого, прикладного и клиентоориентированного расширения штатного функционала программы ARCHICAD, существенно увеличивающего и область применения продукта, и перечень эффективно решаемых с его помощью инженерных задач, корпоративную связность и информационную безопасность проектных процессов, все более выполняемых в единой информационной среде [7].Рассмотрим пример разработки параметрической модели строительной конструкции, обеспечивающей ее высокоуровневое создание и ресурсоэффективное использование в проектной деятельности, поддерживаемое автоматизацией создания внешнего образа, структурного содержания и информационного наполнения модели. При разработке фундаментов зданий и сооружений отдельностоящие железобетонные фундаменты мелкого заложения являются рациональным технологическим решением, позволяющим достичь до 15% экономии средств на создание конструкции за счет сокращения земляных работ, возможной индустриализации конструкции и ее высокой конструктивной безопасности, допускающей монтаж и пуск в эксплуатацию в короткие сроки. В ряде случаев, например, при преимущественно колонном каркасе здания и неглубоком залегании несущих грунтов основания отдельностоящие фундаменты рассматриваются как оптимальное и безальтернативное конструктивное решение. Проектные задачи, стоящие перед проектировщиком отдельностоящих фундаментов, заключаются в рациональном подборе параметров подошвы и глубины ее заложения, конструировании арматурного каркаса с соблюдением требований строительных правил и практики проектирования конструкций, заключающейся в определенном наборе стандартных рутинных сценариев формирования, информационного наполнения и специфицирования модели конструкции [8].Расчетное и проектное обоснование принимаемых при проектировании отдельностоящих фундаментов конструктивных решений осуществляется в соответствии с положениями [9] и [10].  Ключевыми расчетным алгоритмами, формирующими рутинные проектные операции при конструировании фундаментов, являются выбор числа ступеней, размещение арматурных сеток подошвы с соблюдением принятого диаметра, шага, класса арматуры, параметров пересечения стержней, защитного слоя бетона. В значительной степени трудоемкость этих проектных процедур возрастает при необходимости многократного пересчета и перепроектирования фундаментов, индивидуализации его типоразмеров под различающееся нагружение отдельных колонн, корректное специфицирование расходуемых ресурсов, сопряженное с многочисленными изменениями, являющимися неотъемлемой и необратимой составляющей нормальной проектной деятельности, особенно в случае сжатых сроков или лимитированного финансирования строительства, вынуждающего проектировщика выискивать и реализовывать любые резервы по стоимостной и ресурсной оптимизации проекта. Основательно ускорить и ресурсно оптимизировать проектирование конструкций в этих условиях можно использованием параметрических моделей, допускающих широкую вариацию исходных параметров, и автоматически формирующих пространственную и плоские представления конструкции, ресурсные ведомости и необходимые в проектной документации элементы макетирования [11].Создание параметрической модели включает формирования управляющих параметров, описание объемного представления (3D-тела) и плоского изображения в макете (2D-символа), формирование спецификационных заданий, и, возможно, ограничений на изменение и содержание отдельных параметров модели, обеспечивающих ее безотказность и устойчивость. Параметрами, управляющими внешним видом и информационным наполнением модели фундамента, управляемыми пользователем, являются габаритные размеры конструкции, диаметр, класс и масса арматуры, количество стержней, класс бетона, его объем, и защитные слои и прочее(рис. 2). Модель содержит описание пространственного и плоского представления элементов, возможность отдельного отображения частей конструкции (сокрытия бетонной части), алгоритм установки элементов арматурного каркаса с изменяемыми параметрами арматуры – диаметрами, шагами установки, количеством элементов и параметрами объемной привязки арматуры. На рис. 3 приведен фрагмент скрипта для описания пространственного положения элементов бетонной части фундамента. Командой BLOCK заданы габариты подошвы, ступеней и подколонника фундамента, командой ADD определяется взаимное расположение элементов и привязка к точке вставки в информационную модель.  Рис. 2. Параметры модели фундамента в среде GRAPHISOFT GDL для ПК ARCHICAD  Рис 3. Фрагмент описания пространственного  представления модели на языке GDL для ПК ARCHICADВозможности автоматизированного подсчета ресурсоемкости модели (объема бетона и массы арматуры) реализованы в спецификационной части модельного редактора. На рис. 4 представлен скрипт подсчета объемов материалов необходимых для возведения фундамента, переменные V1 и W1 определяют количество бетона и арматуры объекта соответственно, рассчитываемые по актуализируемым размерам элементов и транслируемые в числах в создаваемую спецификацию конструкции (рис. 5).  Рис. 4. Скрипт автоматизированного подсчета ресурсоемкости модели Рис. 5. Автоматически сформированная спецификация фундаментов с указанием объема бетона и массы арматуры     Рис. 6. Окно работы с параметрической моделью в ПК ARCHICAD Интерфейсная реализация процедуры вставки и актуализации модели фундамента в информационной модели здания представлена на рис. 6 [12]. С целью количественной оценки эффективности использования разработанной модели в проектной деятельности авторами проведено сравнение ресурсоемкости создания конструктивного элемента штатными и расширенными параметрическим объектом средствами проектирования конструкций [13]. Проектирование фундаментов штатными инструментами программы, даже с использованием шаблонных объектов отдельных конструктивных элементов арматурного каркаса и бетонного остова конструкции, в целом, составляет от 1,5 часов. Формирование параметрической модели конструкции, складываясь из этапов сбора и подготовки исходных данных, определения основных параметров модели, написания скрипта для создания конструкции фундамента и размещения в нем арматурных каркасов, написания скриптов для подсчетов объемов конструкции заняло не более 1 часа. Таким образом, предварительная оценка экономии времени проектного труда на создание и внесение в проект одной единицы фундамента с учетом времени создания модели составляет от 30 до 45 минут. Средний проект здания, опирающегося на отдельностоящие фундаменты, содержит до 10 элементов типовых, но различных по армированию и габаритным размерам конструкций, проектирование которых параметрическими моделями может ускориться с 15-ти до 5-ти часов, что не только существенно повышает производительность проектного коллектива, но высвобождает проектировщика для решения более значимых и существенных для проектирования задач – индивидуализации конструкции, рационализации ее армирования, детального анализа и учета факторов действительной работы элемента под нагрузкой, вносимых в дальнейшем в используемые параметрические модели при ресурсной актуализации информационной модели здания [14].Выделим основные преимущества готовой параметрической модели:Быстрота корректировки технических решений фундаментов в зависимости от действующих нагрузок. Мгновенное отображение во всех частях проекта изменений любого элемента использованной параметрической модели.Автоматический подсчет объемов в спецификациях, ресурсных и элементных ведомостях.Возможность расширения функциональности параметрической модели и уровня ее детализации внесением информации о ремонтах, вскрытиях, реконструкции, и т.д., востребованной и вносимой в информационную модель здания на стадии его технической эксплуатации.Возможность расширения функциональности параметрической модели внесением информации о потребности и стоимости ресурсов, трудоемкости создания, накладных расходах, сметной прибыли и/или интеграции с той же элементной базой через интерфейсы сметных классификаторов с целью определения стоимости строительства.Возможность расширения функциональности параметрической модели созданием дополнительных расчетных блоков, осуществляющих элементы структурного анализа конструкции: расчет внутренних усилий в элементах, напряжений под подошвой фундамента, оптимизацию армирования и прочие оценивающие, в том числе советующие инженерные функции [15].Выводы. Представленные алгоритмы параметрического моделирования, пример их реализации в программной среде информационного моделирования, демонстрация и количественная оценка эффективности практического использования параметрических моделей строительных конструкций обеспечивает реализацию общей эффективности ТИМ в условиях ограниченного кадрового и программного обеспечения, при рациональном развертывании корпоративных стандартов информационного моделирования и шаблонных библиотек проектируемых конструкций, узлов и элементов, расширяющих возможности штатного функционала моделирующего софта. Использование параметрических моделей конструкций, требующее определенных усилий и затрат при их создании, тем не менее, скоро окупается снижением количества проектных ошибок и ростом качества проектной продукции, сокращением рутинных операций и сопутствующих трудозатрат, высвобождающим и направляющим потенциал проектировщика на решение задач ресурсной и технологической оптимизации принимаемых проектных решений и вариантного проектирования. Широкая каталогизация параметров модели позволяет создавать автоматизированно актуализируемые ресурсные ведомости конструкций и сводные ведомости всей информационной модели, обеспечивающей наиболее рациональную связку технического конструирования с актуальной ресурсоемкостью вариантных решений, позволяющих осуществлять оперативный конструктивно-экономический анализ и выбор эффективного направления проектирования.