Využití digitálních metod a zavedení informačního modelování staveb jako nástroj k dosažení vyšší efektivnosti staveb financovaných Státním fondem dopravní infrastruktury

1. ÚVOD – ÚČEL SFDI

Státní fond dopravní infrastruktury (SFDI) je služebním úřadem v působnosti Ministerstva dopravy, který je zřízen zákonem č. 104/2000 Sb., o Státním fondu dopravní infrastruktury, ve znění pozdějších úprav [1] (zákon o SFDI). § 2 zákona o SFDI stanoví, že účelem SFDI je mimo jiné financování výstavby, modernizace, oprav a údržby silnic a dálnic, celostátních a regionálních drah a dopravně významných vnitrozemských vodních cest v rozsahu stanoveném citovaným zákonem. V § 3, odst. 1 pak zákon o SFDI stanoví, že SFDI zajišťuje „efektivní využití poskytovaných prostředků“. V zájmu SFDI je proto optimalizovat náklady dopravních staveb z pohledu jejich celoživotního cyklu. Prostředky na zajištění účelu SFDI jsou zajišťovány prostřednictvím příjmů SFDI, které stanoví § 4, odst. 1 zákona o SFDI, a které tvoří zejména výnos silniční daně, podíl z výnosu spotřební daně z minerálních olejů, výnosy za časového poplatku, výnosy z mýtného, příspěvky z Evropské komise poskytované z rozpočtu Evropské unie a dotace ze státního rozpočtu. V rámci svého působení a v souladu se svým účelem vykonává SFDI také činnosti Zprostředkujícího subjektu Operačního programu Doprava (řídícím orgánem je Ministerstvo dopravy).

2. FINANCOVÁNÍ SFDI V LETECH 2001 – 2016

Prostřednictvím SFDI byly v letech 2001 – 2016 do dopravní infrastruktury České republiky uvolněny finanční prostředky v celkové úhrnné výši 978 mld. Kč. Podrobný přehled financování v letech 2001 – 2016 v členění dle jednotlivých zdrojů je uveden v grafu č. 1.

V posledních 7 letech SFDI financoval dopravní infrastrukturu v celkové výši 461,6 mld. Kč, z toho bylo využito 239 mld. Kč pro pozemní komunikace a 192 mld. Kč pro dráhy. Podrobný přehled financování dopravní infrastruktury prostřednictvím SFDI v letech 2010 – 2016 podle druhu infrastruktury je uveden v tabulce č. 1.

Tabulka 1 – Finanční prostředky uvolněné příjemcům SFDI v letech 2010 – 2016 dle druhu infrastruktury

3. ZAJIŠTĚNÍ EFEKTIVNÍHO VYUŽITÍ FINANČNÍCH PROSTŘEDKŮ

Podle § 3 výše uvedeného zákona č. 104/2000 Sb. SFDI zajišťuje efektivní využití poskytovaných prostředků podle schváleného rozpočtu. Rozpočet SFDI schvaluje každoročně Poslanecká sněmovna Parlamentu České republiky a tento rozpočet zahrnuje mimo jiné jmenovitý seznam akcí financovaných ze SFDI včetně celkových nákladů akce, částky rozpočtované pro běžný rok a lhůty realizace akce. Po skončení rozpočtového roku sestavuje pak SFDI účetní uzávěrku (kterou ověřuje auditor) a výroční zprávu o své činnosti, kterou předkládá ke schválení opět Poslanecké sněmovně. S ohledem na nemalou výši každoročně poskytovaných finančních prostředků, a také pro zajištění jejich efektivního využití, vypracovalo Ministerstvo dopravy, ve spolupráci se SFDI a rezortními investorskými organizacemi Ředitelstvím silnic a dálnic ČR (ŘSD ČR), Správou železniční a dopravní cesty, s. o. (SŽDC) a Ředitelstvím vodních cest ČR (ŘVC ČR), nad rámec i jinde běžných kontrolních postupů realizovaných v souladu se zákonem o finanční kontrole [2] průběžně zdokonalovaný systém, který využívá dnes již osvědčené a zavedené postupy a nástroje, kterými jsou:

• systém hodnocení ekonomické efektivnosti projektů,
• cenové databáze pro jednotlivé druhy dopravní infrastruktury v následujícím rozsahu [3]:
  • Oborový třídník stavebních konstrukcí a prací staveb pozemních komunikací,
  • Cenové normativy staveb pozemních komunikací ve stupni záměr projektu,
  • Ukazatelové ceny pro ocenění stavebních prací u projektových dokumentací staveb pozemních komunikací ve stupni DÚR a DSP,
  • Oborový třídník stavebních konstrukcí a prací železničních staveb,
  • Sborník pro údržbu a opravy železniční infrastruktury,
  • Sborník pro oceňování železničních staveb ve stupni studie proveditelnosti,
  • Cenové normativy staveb cyklistických stezek,
• supervize přípravy akcí a zpracování oponentních posudků záměrů navrhovaných akcí,
• standardizace smluvních vztahů při realizaci staveb a jejich metodické vedení,
• supervize realizované přímo na stavbách.

Z pohledu efektivního využití finančních prostředků první zkušenosti u nás a příklady ze zahraničí [4, 5, 6] jasně ukazují na velký potenciál digitálních technologií ve stavebnictví ve smyslu vyšší efektivnosti, kvality a rychlosti. Proto po dohodě s Ing. Tomášem Čočkem, Ph.D., 1. náměstkem ministra dopravy, se SFDI v roce 2016 ujal koordinační role pro rozšíření využití digitálních metod a pro zavedení informačního modelování (BIM) na stavbách dopravní infrastruktury financovaných SFDI.

4. USNESENÍ VLÁDY ČR ZE DNE 2. LISTOPADU 2016 Č. 958

Vedle obecné povinnosti tzv. „péče řádného hospodáře“ předepsané zákonem č. 219/2000 Sb. o majetku České republiky a jejím vystupování v právních vztazích [7] a zákonem o SFDI dané povinnosti efektivního využití finančních prostředků bylo dalším významným podnětem k činnosti SFDI pro zavedení BIM usnesení Vlády ČR ze dne 2. listopadu 2016 č. 958, o významu metody BIM pro stavební praxi a návrh dalšího postupu pro její zavedení. Tímto usnesením [8] bylo

• i. jmenováno Ministerstvo průmyslu a obchodu gestorem pro zavádění metodiky BIM do praxe v České republice
• ii. a dále bylo uloženo
  • a. ministru průmyslu a obchodu, za podpory ostatních členů vlády, zpracovat Koncepci zavádění metody BIM v České republice a do 31. července 2017 předložit ke schválení vládě
  • b. ministru průmyslu a obchodu ve spolupráci s dalšími vyjmenovanými ministry, včetně ministra dopravy, vytvářet vhodné věcné a finanční podmínky pro zavedení metody BIM v České republice.

Při přípravě a plnění tohoto usnesení Vlády ČR byla ještě více prohloubena vzájemně dobrá spolupráce mezi Ministerstvem průmyslu a obchodu, sekcí stavebnictví a primárních surovin a SFDI. S cílem připravit koncepci, která bude úspěšně implementována a naplní očekávání odborné veřejnosti i celého stavebního sektoru, byli za rezort ministerstva dopravy přizváni k přípravě koncepce i zástupci SFDI.

5. ZAHRNUTÍ POTŘEB DOPRAVNÍ INFRASTRUKTURY PŘI ZAVÁDĚNÍ METODY BIM

Při přípravě koncepce zavádění metody BIM v České republice a následně pro její úspěšnou implementaci v oblasti dopravních staveb je důležité zohlednit skutečnosti, kterými se liší dopravní stavitelství od pozemních staveb a stavebnictví obecně.

5.1. Aspekty organizační

Prvním důležitým faktorem je značný rozsah sítě pozemních komunikací, železniční sítě a vodních cest. Ve srovnání s ostatními typy staveb je velký rozsah majetku navíc ještě umocněn skutečností, že dopravní infrastruktura je převážně ve vlastnictví státu a územních samospráv. Roli zadavatelů u státem vlastněné dopravní infrastruktury plní především 3 velmi významné rezortní investorské organizace (ŘSD ČR, SŽDC, ŘVC ČR). Dopravní stavby realizované, případně také spravované těmito zadavateli jsou financovány zejména prostřednictvím SFDI. Z výše uvedeného vyplývá velká míra koncentrace pravomocí a odpovědnosti za stavby dopravní infrastruktury, což lze považovat za druhý významný faktor. Oba tyto faktory mohou znamenat jednak to, že přijetí rozhodnutí o použití informačních modelů dopravních staveb bude jednodušší, na druhou stranu však skutečné zavedení procesů BIM do praxe může být významně náročnější, s více riziky než u pozemních staveb a bude vyžadovat řešení připravené na míru potřebám a specifikům těchto typů dopravní infrastruktury.

5.2. Aspekty technické

Při přípravě a zavádění BIM v oblasti dopravních staveb bude nutné brát do úvahy ještě další skutečnosti. Významným specifikem dopravních staveb je jejich liniová povaha, prostorové umístění a z toho vyplývající potřeba spravovat informační modely jako geografická data. V dopravním stavitelství hovoříme převážně o vzájemně propojených liniových stavbách, na rozdíl od pozemního stavitelství, kde se vyskytují bodové stavby se složitějším vnitřním uspořádáním. Toto specifikum souvisí jak se softwarovými nástroji, které slouží pro přípravu informačních modelů, tak s nástroji, které slouží pro jejich využití během realizace projektu. Pro správu těchto dat je využíváno geografických informačních systémů, které budou muset mít jasně definovanou vazbu s informačním modelem staveb.

Pozemní stavby také nemají tak propracovaný systém standardizace jako je tomu v případě technických podmínek pro dopravní stavby. V souladu se záměry technické politiky a potřebami rozvoje rezortu dopravy zajišťuje Ministerstvo dopravy ve spolupráci s SFDI, ŘSD ČR, SŽDC a ŘVC ČR průběžně tvorbu nových a aktualizace (revize, změny, dodatky) stávajících rezortních předpisů v oboru. Technické předpisy Ministerstva dopravy, zpracované na základě nejnovějších a ověřených poznatků vědy, techniky a praxe, mají přinášet optimální a racionální řešení zejména z hlediska jednotnosti, hospodárnosti, jakosti, spolehlivosti, životnosti, ochrany zdraví a životního prostředí, bezpečnosti osob, prací a objektů staveb. Technické podmínky (TP), které jsou součástí rezortních předpisů, umožňují v porovnání s českými technickými normami (ČSN) rychlejší zavádění nových poznatků do praxe, detailnější a komplexnější zpracování podle potřeb oboru a jednotlivých správců. Tyto materiály a jejich revize a tedy i revize požadavků na metodiku BIM a samotné informační modely staveb jsou klíčové pro jejich další využití.

Na liniových stavbách se na druhou stranu používá menší množství druhů stavebních výrobků. Lze tedy předpokládat, že databáze prvků informačních modelů (objektových knihoven) budou obsahovat menší množství těchto prvků a lze snadněji dosáhnout jejich podrobnější standardizace.

6. ZPŮSOB ROZŠÍŘENÍ VYUŽITÍ DIGITÁLNÍCH METOD A INFORMAČNÍHO MODELOVÁNÍ NA STAVBÁCH DOPRAVNÍ INFRASTRUKTURY FINANCOVANÝCH SFDI

Prvním odborné veřejnosti prezentovaným krokem SFDI směrem k rozšíření využití digitálních technologií a informačního modelování na stavbách dopravní infrastruktury byla informace o záměru využití metody BIM u pilotních projektů ŘSD ČR a SŽDC již v průběhu roku 2017. Informace byla zveřejněná Ing. Zbyňkem Hořelicou, ředitelem SFDI, na konferenci BIM DAY 2016 dne 10. 11. 2016 v Národní technické knihovně v Praze s cílem dát v dostatečném časovém předstihu jasný signál subjektům spolupracujícím při projektové přípravě, výstavbě, provozování a správě dopravní infrastruktury, aby se připravily na nové podmínky v souvislosti se zaváděním metody BIM.

6.1. Pracovní skupina SFDI pro využití BIM pro dopravní stavby

Současně s touto první informací SFDI sestavil širokou a reprezentativně zastoupenou expertní pracovní skupinu složenou ze zástupců Ministerstva dopravy, Ministerstva průmyslu a obchodu, ŘSD ČR, SŽDC, ŘVC ČR, stavebních fakult ČVUT v Praze a VUT v Brně, Centra dopravního výzkumu, v. v. i. a expertů nominovaných odbornými sdruženími a svazy – Asociací pro rozvoj infrastruktury, Odbornou radou pro BIM, Sdružením pro výstavbu silnic Praha, Českou komorou autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě, Svazem podnikatelů ve stavebnictví v ČR a Svazem stavebních podnikatelů Slovenska. Hlavním cílem této nově vytvořené platformy je využít příležitost k posílení českého dopravního stavitelství díky vzájemné spolupráci projekčních kanceláří, inženýrských organizací, zhotovitelů, velkých veřejných investorů a správců staveb dopravní infrastruktury při postupném zavádění BIM a využívání digitálních technologií. Informace o úkolech pracovní skupiny je uvedena v tomto čísle v článku „Informační modelování staveb (BIM) a digitalizace v dopravním stavitelství“, Ing. Josef Žák, Ph.D., MEng. Helen Macadam, CEng., MICE.

6.2. Budování znalostní základny v rezortních organizacích Ministerstva dopravy

Investorské organizace rezortu Ministerstva dopravy s podporou SFDI již zahájily budování interních kapacit, včetně znalostní základny, pro využití inovací a digitálních technologií pro dopravní stavby. Pro seznámení s možností využití digitálních technologií a metody BIM na stavbách dopravní infrastruktury byly připraveny, zejména pro pracovníky Ministerstva dopravy, ŘSD ČR, SŽDC a SFDI, tyto praktické semináře:

• dne 27. 7. 2016 – Aplikace BIM na stavbě D4 Skalka – křižovatka II/118,
• dne 25. 10. 2016 – Aplikace BIM na stavbě Modernizace žst. Česká Lípa,

oba zaměřené na práci s informačním modelem stavby, přípravu podkladů pro 3D řízené stavební stroje a na využití 3D řízených stavebních strojů, laserscanningu a bezpilotního letadla,

• dne 16. 12. 2016 – Digitální technologie pro BIM využité při

stavbě komplexu Blanka, Trojského mostu a dálnice D3, zaměřený na témata budování základní vytyčovací sítě, kontrola projektové dokumentace a zpracování páteřních objektů ve 3D, vyhodnocování prostorové polohy ostění tunelu laserovým skenováním vzhledem k projektu, souborné zpracování skutečného provedení stavby, vytvoření přesného digitálního modelu terénu, transformace digitálního modelu dálnice do digitálního modelu terénu, využití modelování pro operativní řízení výstavby,

• dne 5. 1. 2017 – Informační modelování pro dopravní stavby – práce s BIM modelem,

zaměřený na ukázku přípravy informačního modelu části liniové stavby a praktickou práci s daty liniové stavby.

Další vzdělávání je připravováno a bude realizováno v průběhu roku 2017 a dále dle potřeby jednotlivých organizací a v návaznosti na postup prací při zavádění BIM.

6.3. Příprava a realizace pilotních projektů (ŘSD ČR a SŽDC)

ŘSD ČR a SŽDC připravují pilotní projekty pro využití BIM, jejichž příprava je koordinována ve spolupráci se SFDI a pracovní skupinou pro využití BIM pro dopravní stavby. Jejich výběr není definitivní, může být rozšířen nebo změněn. Diskutovány jsou také další možnosti například zpracování BIM modelu části stavby při její realizaci s následným předáním k využití správci infrastruktury, případně vytvoření BIM modelu před opravou pozemní komunikace, jeho využití při opravě a následné předání a využití pro systém hospodaření s vozovkou.

6.3.1. Pilotní projekty ŘSD ČR

Pro pilotní uplatnění metody BIM v rámci staveb ŘSD ČR byly vybrány následující akce:

• I/42 Brno VMO Žabovřeská, etapa I,
• I/13 Komořany, most ev. č. 13-039.1,
• Úprava křižovatky silnic I/32 a II/125 na exitu 42 dálnice D11 – přestavba na okružní křižovatku.

Předpokládá se, že pro tyto stavby bude klasicky dokončena projektová příprava investora a zpracovaná projektová dokumentace bude podkladem pro zadání BIM modelu.

6.3.2. Pilotní projekty SŽDC

Pro pilotní uplatnění BIM v rámci staveb SŽDC byly vybrány následující akce:

• Zvýšení kapacity trati Nymburk – Mladá Boleslav, 2. stavba,
• Rekonstrukce nástupišť a zřízení bezbariérového přístupu v žst. Roudnice nad Labem.

U poslední uvedené stavby se předpokládá, že podkladem pro zadání BIM modelu bude dokumentace pro územní rozhodnutí a ve výběrovém řízení na další stupeň dokumentace bude požadavek na zpracování formou BIM modelu. Jedním z požadovaných výstupů z BIM modelu bude dokumentace pro stavební povolení pro účely stavebního řízení.

6.4. Vytvoření podmínek pro zavádění BIM pro dopravní stavby a úprava postupů prostřednictvím přípravy technických předpisů a metodik

V připravované koncepci zavádění informačního modelování pro stavby dopravní infrastruktury jsou popsány níže uvedené metodické pokyny/předpisy, které bude potřeba zpracovat k vytvoření podmínek pro zavedení BIM:

• metodika použití BIM pro projekt,
• standard pro předání dat projektu mezi jednotlivými fázemi,
• (BIM) datové prostředí,
• pravidla pro tvorbu, předání a používání informačního modelu,
• kritéria pro práci s informačním modelem,
• požadavky na materiálové a objektové knihovny,
• metodika pro použití informačních modelů pro oceňování staveb,
• integrace BIM pro potřeby Ministerstva dopravy, SFDI, ŘSD ČR, SŽDC.

SFDI předpokládá postupné zahájení prací na zpracování těchto dokumentů.

7. ZÁVĚR

BIM je komplexní proces, na který musí být připraveni lidé, technologie i procesy řízení. Týká se celého životního cyklu staveb. Dílčí části jsou využívány na stavbách dopravní infrastruktury již nyní. Příkladem může být navrhování některých objektů staveb ve 3D, automatizované navádění zemních strojů nebo kontrola prostorové polohy objektů porovnáním s digitálním modelem. Čekat na vytvoření všech podmínek pro jeho zavedení v oblasti dopravní infrastruktury by však bylo ztrátou času. Proto se již v roce 2016 rezort Ministerstva dopravy ve spolupráci se všemi zainteresovanými subjekty rozhodl jít cestou postupných kroků, sbíráním vlastních zkušeností a využíváním příkladů zahraniční dobré praxe. 

Využijme doporučení Komise pro reformu výstavby velkých projektů v Německu [9], ve kterém se mimo jiné uvádí: „Složitost výstavby velkých projektů vyžaduje na straně klienta větší informovanost a lepší koordinaci, důmyslnější plánování s optimálním využitím digitální techniky a příslušných procesů, transparentní a dostatečný přehled nákladů, lhůt a rizik s projektem spojených, sladění zájmů všech zúčastněných stran prostřednictvím finančních i dalších zájmů, jakož i otevřenou komunikaci s veřejností. Je potřeba, aby od samého počátku současný direktivní a konfrontační způsob spolupráce nahradila kultura kooperativní spolupráce a ta zavládla v celém dodavatelském řetězci … až po konečné uživatele.“ Nástrojem, který se k tomu dnes pro dopravní stavby přímo nabízí, je informační modelování.

LITERATURA:
[1] Zákon č. 104/2000 Sb. ze dne 4. dubna 2000 o Státním fondu dopravní infrastruktury a o změně zákona č. 171/1991 Sb., o působnosti orgánů České republiky ve věcech převodů majetku státu na jiné osoby a o Fondu národního majetku České republiky, ve znění pozdějších předpisů. In: Sbírka zákonů. 25. 4. 2000, částka 32. ISSN 1211 1244.
[2] Zákon č. 320/2001 Sb. ze dne 9. srpna 2001 o finanční kontrole ve veřejné správě a o změně některých zákonů, ve znění pozdějších předpisů. In: Sbírka zákonů. 7. 9. 2001, částka 121. ISSN 1211 1244.
[3] Cenové databáze SFDI [online]. [cit. 26. 3. 2017]. Dostupné z: http://www.sfdi.cz/pravidla-metodiky-a-ceniky/cenove-databaze/
[4] Žák, J., a J. Brouwers. 2015. „Informační modelování v infrastrukturních stavbách". In Projektování pozemních komunikací. Praha: PRAGOPROJEKT, a.s. doi:10.13140/RG.2.1.1080.3366.
[5] Žák, J. a H. Macadam, „Informační modelování staveb (BIM) a digitalizace v dopravním stavitelství. Silnice a železnice, 2017.
[6] Žák, J., T. Končená, R. Záruba, a M. Pinkava. „BIM – Modernizace železniční stanice Česká Lípa". In 21. ročník konference železnice. Sudop Praha a.s., 2016.
[7] Zákon č. 219/2000 Sb. ze dne 27. června 2000 o majetku České republiky a jejím vystupování v právních vztazích, ve znění pozdějších předpisů. In: Sbírka zákonů. 21. 7. 2000, částka 65. ISSN 1211 1244.
[8] Usnesení vlády České republiky ze dne 2. listopadu 2016 č. 958, o významu metody BIM (Building Information Modelling) pro stavební praxi v České republice a návrh dalšího postupu pro její zavedení.
[9] Doporučení Komise pro reformu výstavby velkých projektů v Německu, Exekutivní shrnutí zprávy reformní komise. 2015. Berlin: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur. Překlad Asociace pro rozvoj infrastruktury. [online]. [cit. 26. 3. 2017]. 
Dostupné z: http://www.ceskainfrastruktura.cz/wp-content/uploads/2016/10/Exekutivni-shrnuti-zpravy-reformni-komise.pdf

Autoři

• Ing. Žák Josef Ph.D.
• Ing. Hořelica Zbyněk
• Ing. Mertlová Olga Ph.D.
• Ing. Vykydal Ivo