Constructivity 4D – технология для создания перспективных программных систем и сервисов, оперирующих динамическими сценами и большими массивами пространственно-временных данных. Способна проводить визуальный анализ миллионов объектов с различным геометрическим представлением и индивидуальным динамическим поведением. Внедрена в систему Synchro, предназначенную для 4D-моделирования крупных строительных объектов. Разработана в Отделе системной интеграции и прикладных программных комплексов ИСП РАН.

Особенности и преимущества

Constructivity 4D – технология для промышленного использования, объединяющая оригинальные методы пространственно-временного индексирования, поиска, а также качественного и количественного анализа данных с учётом особенностей их геометрического представления, сложной организации и предопределённого характера динамики.

Constructivity 4D – это:

  • Использование развитых наборов операций для эффективного исполнения запросов:
    • темпоральные операции (реализуют классическую интервальную алгебру Аллена применительно к временным штампам дискретных событий и их интервалам);
    • метрические операции (позволяют определять индивидуальные свойства геометрических объектов и характеристики их взаимного расположения: диаметр, площадь, объем, центр масс, планарные проекции и др.);топологические операции (предназначены для классификации взаимного расположения объектов и установления фактов их совпадения, пересечения, покрытия, касания, перекрытия или коллизии). Допускают конструктивную имплементацию и применимы для анализа сложных объектов (в отличие от известных топологических моделей DE-9IM, RCC-8 и RCC-3D);
    • ориентационные операции (обобщают известные системы исчисления направлений Франка, Фрексы, CDC, OPRA и применимы для анализа объектов с протяженными границами).
  • Эффективное исполнение запросов и решение типовых задач (реконструкция сцены на заданный момент времени, выборка объектов в заданной пространственной области, поиск ближайших соседей, определение статических и динамических столкновений, бесконфликтная маршрутизация в глобальном динамическом окружении);
  • Система пространственно-временного индексирования (бинарные деревья событий, октарные деревья пространственной декомпозиции, деревья ограничивающих объё  мов, объектных кластеров, занятости пространства);
  • Комбинированная вычислительная стратегия для определения столкновений в сценах. Объединяет методы точного определения столкновений, методы локализации на основе пространственной декомпозиции, иерархии ограничивающих объемов и методы темпоральной когерентности;
  • Объектно-ориентированная реализация на языке С++ (расширяемый набор классов, интерфейсов и связанных с ними методов для задания пространственно-временных данных и исполнения типовых запросов к ним);
  • Оригинальный метод маршрутизации в глобальном динамическом окружении. Основан на извлечении пространственной, метрической и топологической информации, а также на её согласованном использовании при планировании путей.
  • Различные возможности расширения библиотеки, которая может использоваться при разработке новых приложений, а также для оптимизации и расширения функций уже существующих.

Опыт внедрения

Технология успешно используется в составе программной системы Synchro (https://www.synchroltd.com/), предназначенной для визуального 4D-моделирования, планирования и управления масштабными индустриальными проектами в сфере строительства зданий, инфраструктурных объектов и др. Применяется более чем 300 компаниями в 36 странах (в том числе, в России).