DESIGN AND MODELING

Methodology for building a digital twin of a capital construction facility based on real-time multisensory monitoring and construction control

Authors

  • Olga E. Grechishkina National Research Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337, Russia
  • Alexander S. Perunov National Research Moscow State University of Civil Engineering, 26 Yaroslavskoye Shosse, Moscow, 129337, Russia

How to cite

GOST Grechishkina O. E., Perunov A. S. Methodology for building a digital twin of a capital construction facility based on real-time multisensory monitoring and construction control // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2026. Vol. 70. No. 2. P. 114-123.
APA Grechishkina, O. E. & Perunov, A. S. (2026). Methodology for building a digital twin of a capital construction facility based on real-time multisensory monitoring and construction control. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 70(2), 114-123.

Abstract

The digitalization of the construction industry is shifting from static BIM models to cyber-physical systems capable of synchronizing the virtual representation of a capital construction object with its actual state in real time, however, this is hindered by discreteness of control, heterogeneity of data sources and delays in the transmission of telemetry, critical at the construction stage, when the risk of irreversible deformations is maximum. The purpose of the study is to develop a methodology for building a digital twin that integrates multisensory monitoring and construction control for profit , with minimal latency and high data reliability. The construction site of a high—rise complex with a reinforced concrete frame was used as an experimental base; the digital basis is LOD 400 BIM with IFC exchange. Data collection was provided by a distributed network (124 string strain gauges, 45 high-precision inclinometers, 20 three-axis accelerometers; more than 500 measurement points with a frequency of 1-100 Hz), supplemented by ground-based laser scanning and UAV photogrammetry; over 14 months, over 15 TB of information has been accumulated. The processing included noise filtering, registration of point clouds in the geodetic coordinate system, automated detection of geometric deviations and cross-verification using independent measurements (including a total station), as well as algorithmic compensation for external influences (temperature drift, site interference). The results showed a significant heterogeneity in the quality of telemetry over communication channels (variability in latency and packet loss), revealed excess tolerances for vector deviations of individual columns, and recorded overspending of concrete in grippers (up to ~7-8%) with correlation with formwork deformations detected by scanning data; temperature corrections changed the interpretation of deformations by tens of percent, confirming the need for dynamic adjustments. The discussion proves that the value of a digital twin is determined not by the number of sensors, but by the quality of mathematical models for integrating and filtering heterogeneous flows, which reduce false alarms and switch control to predictive control mode. The practical conclusion is the expediency of a multi—level architecture sensors — primary processing - analytical core in BIM , suitable for scaling and further intellectualization of construction processes.

Keywords

digital twin multi-sensor monitoring BIM/IFC laser scanning real-time construction monitoring

References

Адамцевич Л.А., Воробьев П.Ю., Железнов Е.М. Технология мониторинга объектов капитального строительства на этапах жизненного цикла методами дистанционного зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (дронов) на основе высокоточной цифровой модели объекта // Строительство и архитектура. 2021. Т. 9. № 3. С. 51-55.

Акулов А.О., Рада А.О., Кононова С.А. Анализ современных видов контроля строительных работ и проблемы их развития // Современные наукоемкие технологии. 2023. № 9. С. 73-79.

Акулов А.О., Рада А.О., Кононова С.А. Анализ современных видов контроля строительных работ и проблемы их развития // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2023. № 10 (778). С. 97-107.

Андреева А.В., Острякова Ю.Е. Направления и проблемы использования цифрового двойника объекта недвижимости // Молодые ученые развитию Национальной технологической инициативы (ПОИСК). 2021. № 1. С. 423-424.

Гайдо А.Н., Погода А.Г. Современные методы проведения строительного контроля // Инженерный вестник Дона. 2024. № 2 (110). С. 491-505.

Голованов Д.А. Цифровые инструменты реализации внешнего контроля исполнения строительных контрактов // Экономические науки. 2025. № 244. С. 168-174.

Екимовская В.А., Жабицкий М.Г. Разработка системы для цифрового инженерно-строительного контроля с возможностью валидации текущего состояния по отношению к проектному на основе объективных визуальных данных // International Journal of Open Information Technologies. 2024. Т. 12. № 8. С. 76-83.

Манин П. Цифровой двойник объекта для стадии эксплуатации // Сантехника, Отопление, Кондиционирование. 2022. № 1 (241). С. 26-27.

Мышков Е.С. Сфера строительного контроля в период цифровизации отрасли строительства // Молодые ученые развитию Национальной технологической инициативы (ПОИСК). 2022. № 1. С. 214-216.

Насыбуллин Р.Н., Ахмадиев Ф.Г., Бахарева О.В. Кибер-физические системы: концепция цифрового двойника в инвестиционно-строительном комплексе // Математические методы в технике и технологиях. 2020. Т. 7. С. 120-125.

Панферов Ф.М. Разработка компьютерных моделей оптимизации работы строительной компании // Инновации и инвестиции. 2024. № 5. С. 515-517.

Парамонов М.Ю., Жеглова Ю.Г. Моделирование организационно-технологических процессов на этапе эксплуатации объекта капитального строительства // Жилищное строительство. 2023. № 11. С. 44-48.

Риваненко М.С., Куцевич О.И. Перспективы развития и применения цифровых технологий в строительном секторе и в экспертных организациях, привлекаемых для целей государственного строительного надзора // Components of Scientific and Technological Progress. 2023. № 5 (83). С. 59-68.

Топчий Д.В., Альоода О.Д., Наджи А.Д., Мохамед И.А.М. Поисковые исследования технологий цифровых двойников в строительной индустрии // Строительное производство. 2024. № 1. С. 105-110.

Федорова А.В., Курило А.Е., Кузьменков А.А. Цифровая трансформация строительной отрасли в области мониторинга строительных ресурсов // Экономика строительства. 2021. № 5 (71). С. 27-47.

Issue

Section

DESIGN AND MODELING

Metrics

133 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article

Machine-readable metadata

Similar Articles

1 2 3 4 5 6 > >> 

You may also start an advanced similarity search for this article.