Письмо Главгосэкспертизы России №24-10-3/1281 от 28.06.04 для повышения качества расчетных обоснований «современных сложных объектов строительства» требует «...осуществлять расчеты не менее чем по двум сертифицированным, независимо разработанным и проверенным в практике программным комплексам, проводить сопоставительный анализ полученных результатов». Проблема имеет технический, юридический и организационный аспект. Подняв ее Главгосэкспертиза безусловно сделала важное дело, однако во многом поднятые вопросы остались без ответов, т.е. и здесь «хотели, как лучше, а получилось, как всегда».

Ниже представлены некоторые соображения по вопросам, которые возникают при анализе предложений Главгосэкспертизы России. Следует отметить, что эти соображения высказываются разработчиком программных систем и что у пользователей могут появиться и другие вопросы (например, проблема удорожания и замедления проектирования, которые должны быть каким-то образом компенсированы).

Что значит «ответственный объект»

Главгосэкспертиза России, определяя область действия своих рекомендаций, указывает на объекты, не имеющих в отечественной практике ранее запроектированных и построенных аналогов (современные высотные здания, уникальные торговые, спортивные и зрелищные объекты с большепролетными покрытиями, здания сложной архитектурной формы, в том числе возводимые в сейсмических районах и т.п.). Этот список принципиально не может быть полным и всегда остануться вопросы о том, что такое апробированный аналог или начиная с какого размера начинаются большепролетные конструкции.

Понятие «ответственный объект» является достаточно расплывчатым и при трактовке различными сторонами инвестиционного процесса толкуется с заметными разночтениями. Для того, чтобы избежать спекуляций и снять неопределенность можно, на наш взгляд, использовать ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету», где разделом 5 установлено три уровня ответственности зданий и сооружений (I-повышенный, II-нормальный и III-пониженный).

Представляется разумным считать ответственными те объекты, которые классифицируются ГОСТом как имеющие уровень I. Поскольку ГОСТ определяет, что отнесение объекта к конкретному уровню ответственности производится генпроектировщиком по согласованию с заказчиком, и при этом производится выбор значений коэффициентов надежности по ответственности n, то всякого рода послепроектные требования экспертизы или других надзорных органов об изменении этого уровня следует считать не соответствующими стандарту.

Конечно, возможно и создание специального руководящего документа, где будут расшифрованы общие положения ГОСТ 27751-88, однако полагаться здесь только на некоторые субъективные представления любых лиц и организаций было бы неверным.

Что такое «независимо разработанные» программные комплексы

Подавляющее большинство программных систем основаны на одних и тех же предпосылках (например, методах конечноэлементного анализа), при этом разработчики заимствуют любые доступные (опубликованные в научной печати, описанные в документации, подсмотренные на демонстациях и т.п.) находки своих конкурентов. В идейном плане «независимая разработка» представляет собой мираж (не путать с программой МИРАЖ).

Если исходить из авторства, то при оценке степени независимости разработок возможны ошибки, поскольку авторские коллективы трансформируются, распадаются, мигрируют и т.п. С другой стороны, даже внутри одной и той же организации вполне возможно создание относительно различных программных систем.

В чем же смысл требования «независимости»? Наверное в попытке избежать ошибок, которые могут быть присущими однотипным расчетным моделям.

Думаю, что здесь следовало бы говорить о программных системах, основанных на различных подходах к описанию расчетной модели объекта. Но тогда не меньшую (а, возможно, значительно большую) доказательную силу имело бы сопоставление результатов расчета по двум (нескольким) расчетным моделям, независимо от того, реализованы ли они в различных и «независимо разработанных» программных комплексах или в одном.

Использование разных расчетных схем

При проектировании современных ответственных объектов все чаще используются весьма сложные и чрезмерно детализированные расчетные схемы. Избыточная детализация системы в целом часто является реакцией расчетчика на потребность в точных данных по экстремальным результатам при отсутствии предварительной информации о месте появления такого результата. Тогда на всякий случай применяется детализированная расчетная схема, которая возможно позволит не пропустить необходимый результат.

Но нужно учитывать, что указанный результат может быть все равно упущен из-за трудности анализа и осмысления избыточной информации. Дело в том, что начиная с некоторого уровня сложности системы способность человека формулировать осмысленные и точные утверждения о поведении системы начинает резко падать. Здесь имеет место некоторый аналог принципа неопределенности Гейзенберга в отношении детальности и информативности результатов расчета, которые выступают в роли альтернирующих параметров.

Имея дело с задачами большой размерности, расчетчик должен в некотором смысле уподобиться художнику-карикатуристу, который воспроизводит оригинал не во всех деталях, подобно фотографическому аппарату, но упрощает и схематизирует его таким образом, чтобы подчеркнуть наиболее характерные черты. Хорошая расчетная схема большой системы является лишь профессиональной «карикатурой» (или дружеским шаржем), утрирующей и подчеркивающей наиболее характерные свойства оригинала и игнорирующей все остальное. Наиболее полное и многостороннее представление, естественно, может быть получено в том случае, когда оригинал представлен целой серией карикатур, каждая из которых посвящена другой характерной черте оригинала.

Таким образом, использование нескольких расчетных схем, которые, в какой-то мере взаимно дополняют друг друга и ориентированы на различные свойства системы, позволяет провести более тщательный анализ. При этом одновременно достигается и другой результат, парируются возможные ошибки, поскольку необходимость в объяснениях расхождения результатов расчета по разным схемам, довольно быстро локализует причины таких расхождений. Но отсюда также следует вывод о бесполезности (даже вредности) использования конверторов исходных данных из одной программы в другую, поскольку при этом обе программы фактически оперируют с одной и той же расчетной моделью (и с одними и теми же возможными ошибками).