Keywords

СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ

STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY

0039-2391

ИП Подколзин М.М.

145

CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА

Методы и технологии хранения данных о состоянии строительного оборудования в системах управления строительством

Methods and technologies for storing construction equipment state data in construction management systems

Горинов

Даниил Андреевич

Gorinov

Daniil A.

g-da@bk.ru

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 197101, Санкт-Петербург, улица Ломоносова, дом 9 Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 197101, Saint Petersburg, Lomonosova Street, 9

2025

30 08 2025

69 8

Строительные и дорожные машины

Stroitel'nye i dorozhnye mashiny

20 31

2025

СТРОИТЕЛЬНЫЕ И ДОРОЖНЫЕ МАШИНЫ

STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY

Метаданные настоящей записи распространяются на условиях Creative Commons CC0 1.0 (передача в общественное достояние).

The metadata of this record are distributed under the Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication.

В статье рассматриваются современные методы и технологии масштабируемого хранения данных о состоянии строительного оборудования и машин в системах управления строительными проектами. Проведен систематический обзор ключевых подходов: централизованные и распределенные реляционные СУБД, NoSQL-решения, паттерны Event Sourcing и CQRS для ведения журналов операций оборудования, а также CRDT-технологии для синхронизации данных между строительными площадками. Выработаны критерии оценки эффективности систем хранения данных: согласованность информации о состоянии машин, масштабируемость при росте парка оборудования, латентность операций мониторинга, отказоустойчивость в условиях строительной площадки и стоимость эксплуатации информационных систем. На основе экспериментальных тестов, моделирующих одновременную работу множества единиц строительной техники, выполнен сравнительный анализ выбранных технологий хранения. Результаты представлены в виде детального сравнения производительности и обоснованных рекомендаций по выбору оптимальных архитектурных решений для различных сценариев строительного производства. Практическая значимость исследования заключается в разработке методических рекомендаций для проектирования отказоустойчивых и масштабируемых систем управления строительным оборудованием с учетом современных требований к цифровизации строительной отрасли.

This paper analyzes state-of-the-art methods and technologies for scalable storage of construction equipment and machinery state data in construction project management systems. A systematic review of key approaches is conducted, including centralized and distributed relational DBMS, NoSQL solutions, Event Sourcing and CQRS patterns for equipment operation logging, and CRDT technologies for data synchronization between construction sites. Evaluation criteria for storage system effectiveness are established: consistency of machine state information, scalability with growing equipment fleets, monitoring operation latency, fault tolerance in construction site conditions, and information system operational costs. Based on experimental tests simulating concurrent operation of multiple construction machinery units, a comparative analysis of selected storage technologies is performed. Results are presented as detailed performance comparisons and substantiated recommendations for selecting optimal architectural solutions for various construction production scenarios. The practical significance lies in developing methodological guidelines for designing fault-tolerant and scalable construction equipment management systems considering modern requirements for construction industry digitalization.

Keywordsconstruction equipmentconstruction management systemsdata storagemachinery monitoringconstruction digitalizationIoT in constructiontelematicsconstruction machines

Ключевые словастроительное оборудованиесистемы управления строительствомхранение данныхмониторинг техникицифровизация строительстваIoT в строительстветелематикастроительные машины

Исследование выполнено без внешнего финансирования.

The study was conducted without external funding.

metadata-license

CC0 1.0

issue-cover

Список литературы

1. Almeida P.S. Approaches to conflict-free replicated data types// arXiv preprint. 2023. Art. 2310.18220.

2. Barreto A. Paulino H. Silva J. A. Preguiça N. PS-CRDTs: CRDTs in highly volatile environments// Future generation computer systems. 2023. Т. 141. С. 755-767.

3. Carvalho I. Sá F. Bernardino J. Performance evaluation of NoSQL document databases: Couchbase, CouchDB, and MongoDB// Algorithms. 2023. Т. 16. № 2. Art. 78.

4. Eppinger F. Störl U. NoSQL database tuning through machine learning// arXiv preprint arXiv:2212.12301. 2022.

5. Faria N. Pereira J. CRDV: Conflict-free replicated data views// Proceedings of the ACM on management of data. 2025. Т. 3. № 1. С. 1-27.

6. Ferreira S. Mendonça J. Nogueira B. Tiengo W. Andrade E. Impacts of data consistency levels in cloud-based NoSQL for data-intensive applications// Journal of cloud computing. 2024. № 1.

7. Hillenbrand A. Störl U. Nabiyev S. Scherzinger S. MigCast in Monte Carlo: the impact of data model evolution in NoSQL databases// arXiv preprint arXiv:2104.11787. 2021.

8. Khan W. Kumar T. Zhang C. Raj K. Roy A. M. Luo B. SQL and NoSQL database software architecture performance analysis and assessments – a systematic literature review// Big Data and cognitive computing. 2023. Т. 7. № 2. Art. 97.

9. Li P. Gong Y. Wang C. Schema extraction on semi-structured data// arXiv preprint arXiv:2012.08105. 2020.

10. Mohan R.K. Kanmani R.R.S. Ganesan K.A. Ramasubramanian N. Evaluating NoSQL databases for OLAP workloads: a benchmarking study of MongoDB, Redis, Kudu and ArangoDB// arXiv preprint arXiv:2405.17731. 2024.

11. Overeem M. Spoor M. Jansen S. Brinkkemper S. An empirical characterization of event sourced systems and their schema evolution – lessons from industry// Journal of systems and software. 2021. Т. 178. Art. 110970.

12. Portela B. Pacheco H. Jorge P. Pontes R. General-purpose secure conflict-free replicated data types// Cryptology ePrint archive. 2023. Art. 2023/584.

13. Rodrigues H. Silva A.R. Avritzer A. Assessment of performance and its scalability in microservice architectures: systematic literature review// SSRN. 2024.

14. Scherzinger S. Sidortschuck S. An empirical study on the design and evolution of NoSQL database schemas// arXiv preprint arXiv:2003.00054. 2020.

15. Taipalus T. Database management system performance comparisons: a systematic literature review// Journal of systems and software. 2024. Т. 208. Art. 111872.