momentum magazin für Bauingenieure präsentiert von Ernst & Sohn
BIM - Building Information Modeling

Straßen-, Bahn- und Kanalplanung 4.0

Softwarelösungen sind bei den Arbeitsmethoden der BIM-basierten Planung und Ausführung von Bauwerken sicher nur ein notwendiges Instrument. Aber ohne deren Unterstützung wären die modernen Methoden der kooperativen Arbeitsmethodik, transparenten Kommunikation und konsistenten Daten- und Informationsbearbeitung nicht denkbar. – Die Standardisierungen im Datenaustausch bei Straßen- und Bahnplanungen stehen noch am Anfang, die Expertenrunden der buildingSMART arbeiten an ersten Standards. Bis zum BIG(-Open) BIM ist es noch ein steiniger Weg, das Little BIM jedoch ist bereits gelebte Praxis. Aktuell unterstützen integrierte Fachlösungen wie CARD/1 den Anwender. Automatisch auswertbare Punktwolken als bedarfsgerechte Datengrundlage für Straßen- und Bahnplanungen bilden die Basis. Frühzeitige einfache 3D-Visualisierungen und Fahrsimulationen von Planungen schaffen Transparenz intern wie auch extern. Oder Prozessunterstützungen bei 3D-Modellierung, Datenaustausch und Mengenermittlung helfen bereits heute dem Anwender in der Koordination und Abstimmung mit anderen Prozessbeteiligten.

Um sich „Fit for BIM“ in der Straßen-, Bahn- und Kanalplanung zu machen, ist es wichtig, alle angebotenen digitalen Prozesse und Unterstützungen in den Lösungen auch optimal einzusetzen und sich frühzeitig mit den notwendigen Voraussetzungen für eine BIM-basierte Planung zu beschäftigen.

Eingefärbte Ergebnispunktwolken einer Bestandserfassung von Gleisanlagen.

Bild 1: Eingefärbte Ergebnispunktwolken einer Bestandserfassung von Gleisanlagen. (Quelle: CARD/1)

Digitale Erfassung der Planungsgrundlagen aus Punktwolken

Für die Vermessung von Bahntrassen kommen heute zum Beispiel mobile Laserscannersysteme in Frage. Man erhält damit Punktwolken, die sich sowohl für die Bestimmung der Gleisgeometrie als auch für Kollisionsanalysen verwenden lassen. In unserem Beispiel wurden die jeweils ca. 44 Mio. Punkte beim Import in CARD/1 mit unterschiedlichen RGB-Farben eingefärbt. Das ermöglicht die sofortige optische Kontrolle der Scannerkalibrierung in der freien Schnittansicht. Mit intelligenten Funktionen werden anschließend die Trajektorienpunkte (Trajektorie: lat. Bahnkurve) importiert und daraus automatisch Hilfsachsen gerechnet. Entlang der Hilfsachse können die Schienenköpfe als Gleisgeometrie aus den Laserscannerdaten (Punktwolken) automatisch detektiert werden. Die Schienenmitten können als Topografielinien gespeichert und die Gleisachspunkte in einer Punktmenge gesammelt werden. Damit lässt sich die Bestandsachse in CARD/1 automatisch mit einer erstaunlichen Genauigkeit generieren. Somit erhalten Sie eine optimale Grundlage für die BIM-orientierte Planung. (Bild 1)

Prozessorientiert in allen Planungsphasen mit visueller und dreidimensionaler Prüfung und Simulation

Straße mit ihren Einzelbauteilen in der 3D-Projektansicht.

Bild 2: Straße mit ihren Einzelbauteilen in der 3D-Projektansicht. (Quelle: CARD/1)

Schon seit einigen Jahren arbeitet das Softwarehaus im Infrastrukturbereich in der Lösung CARD/1 mit der neuen „prozessorientierten“ RE 2012, die von einer einfachen Zeichenvorschrift zu einer Management-Richtlinie aufgewertet wurde. Es finden sich hier Projektablaufplanungen, festgelegte Prüfungsschritte, Freigaben für den nächsten Planungsschritt und man bewegt sich somit bereits im Bereich des prozessorientierten Planens.

Die RE 2012 in Kombination mit der ebenfalls neuen „prozessorientierten“ AKVS (umgesetzt mit CARD/1 Kosten AKVS) und ihren Kostenermittlungsstufen ergibt schon einen Abwicklungsplan. Dieser ist eine fundierte Grundlage für den BAP (BIM-Abwicklungs-Plan) und muss natürlich projektbedingt ausgefeilt und differenziert nach den BIM-Richtlinien weiter betrachtet werden.

Bereits während der verschiedenen Entwurfsphasen ist die ständige visuelle Prüfung der Planung über eine möglichst integrierte 3D-Projektansicht auf Plausibilität, Kollision und Vollständigkeit wichtig und unerlässlich. Alle Elemente des intelligenten Planungsmodells und alle vorhandenen 3D-Planungs- und Bestandselemente (in CARD/1 aktuell Bauwerke genannt) werden automatisch dargestellt. Zusätzlich lassen sich Rasterbilder auf ein DGM projizieren. Dadurch wird der räumliche Eindruck verstärkt. (Bild 2)

„Vogelperspektive“ – fahrendes Fahrzeug im Nebel mit dargestellten Sichtweiten. Auf DGM gemapptes Rasterbild.

Bild 3: „Vogelperspektive“ – fahrendes Fahrzeug im Nebel mit dargestellten Sichtweiten. Auf DGM gemapptes Rasterbild. (Quelle: CARD/1)

Bereits hier kann man durch dynamische Fahr- oder auch Flugsimulationen alle möglichen Situationen durchspielen und dabei Sichtweiten und Hüllkurven berücksichtigen, auch gemäß HViSt (Hinweise zur Visualisierung von Straßen). Mit dem Vorgang werden auch Zielmarken für die Halte- und die Überholsichtweite angezeigt, die beim Unterschreiten der erforderlichen Werte die Farbe von grün nach rot wechseln und den Ort des Hindernisses visualisieren.

Mit diesen Funktionalitäten im 3D-Bereich ist man perfekt vorbereitet für die Herausforderungen der BIM-Planungsmethode. (Bild3 )

Auswertung und Weiterbearbeitung in 4D Ablaufplanung; 5D Kostenplanung und BIM-Koordination

Transport des strukturierten Modells mit Nebenattributen per CPIXML.

Bild 4a: Transport des strukturierten Modells mit Nebenattributen per CPIXML. (Quelle: CARD/1)

Bisher liefert der Planer dem Auftraggeber üblicherweise Pläne in digitaler Form als Ergebnis seiner Beauftragungen. Zukünftig werden (Fach-) Modelle gefordert werden. Mittlerweile werden detaillierte Vorgaben in den AiA (Auftraggeber-Informations-Anforderungen) gemacht. Nur wenn mit Beauftragung vorab genau geregelt und fixiert ist, welche digitalen Informationen, zu welchem Zeitpunkt, in welchem Datenformat geschuldet sind, kann eine reibungslose Prozessintegration gelingen. Leider stehen für den Bereich der Straßen- und Bahnplanung die notwendigen Definitionen für den IFC-Datenaustausch noch nicht zur Verfügung, jedoch ist mit der Freigabe der ifcAlignment ein erster Schritt getan. Aktuell sind die Standardisierungen in den verschiedenen Arbeitsgruppen des buildingSMART für eine ifcRail und ifcRoad auch schon aktiv geworden. Bis zur Fertigstellung und Freigabe wird jedoch noch etwas Zeit vergehen. Als Fachleute in der Straßen- und Bahnplanung wirken Mitarbeiter der IB&T Ingenieurbüro Basedow & Tornow GmbH mit ihrem langjährigen Know-how in der Entwicklung von CARD/1 hier entscheidend mit. Und auch eine Pilotimplementierung der ifcAlignment wird mit einem langjährigen und guten Kunden der CARD/1 Lösung aktuell implementiert.

Nebenattribute

Bild 4b: Transport des strukturierten Modells mit Nebenattributen per CPIXML (Quelle: CARD/1)

Nun legt das Softwarehaus natürlich nicht die Hände in den Schoß und wartet bis der Standard festgelegt ist, sondern startet mit den aktuell verfügbaren Methoden. So unterstützt man bereits die Construction Process Integration (CPI) über eine integrierte CPIXML-Export Schnittstelle und ermöglicht so den intelligenten Transport der Tiefbauplanung als 3D-Volumenkörper mit Fachattributen, Mengeninformationen und vorschriftenkonformen REB-Mengenermittlungen. (Bild 4)

Bauwerksmodell im kostenfreien Viewer DESITE SHARE der Firma ceapoint.

Bild 5: Bauwerksmodell im kostenfreien Viewer DESITE SHARE der Firma ceapoint. (Quelle: CARD/1)

Somit haben die Planer die Möglichkeit, das Planungsmodell mit anderen Fachmodellen der BIM-Koordination zur Kollisionskontrolle, Planungsabgleich oder der Gewerkekoordination zur Verfügung zu stellen. Oder zur weiteren Anreicherung von Informationen für eine 4D-Ablaufplanung in einem Bauzeitenplan bereitzustellen. Schließlich auch für die Prozesse der Ausschreibung, Vergabe und Auftragsvergabe (AVA) oder bauteilbasierten Kostenberechnung im Rahmen einer 5D-Planung aufzubereiten. Dabei werden über die Schnittstelle der 3D-Trassenkörper mit REB Mengen, 3D-Flächen/Linien/Punkte und auch 3D-Bauwerke wie Kanalbauwerke, Bestandsbauwerke und sonstige Einbauten übertragen. Ein kostenfreier Viewer ermöglicht sogar die Weitergabe des Fachmodells mit allen Mengen, Attributen und Zusatzinformationen an Bauherren oder andere Prozessbeteiligte, ohne dass diese ein professionelles Planungssystem wie CARD/1 benötigen. (Bild 5)

Fazit „Fit für BIM“

Bereits heute bieten professionelle Softwarelösungen die Prozessunterstützung, auch ohne dass notwendige neutrale Schnittstellen für den Tiefbau definiert und freigegeben sind.

Aber wie anfangs erwähnt, sind die Lösungen nur Werkzeuge und Tools zur Bearbeitung. Den wesentlichen Schritt in Richtung BIM müssen alle Bau- und Planungsbeteiligten, also die Menschen tun, indem sie ihre interdisziplinäre Zusammenarbeit, die internen Abläufe und auch die vertragliche Gestaltung aktualisieren. Und am Wichtigsten ist es, sich der Herausforderung zu stellen, sich mit der neuen Planungs- und Abwicklungsmethode zu beschäftigen und anzufangen, es zu tun!

Weitere Informationen:

www.card-1.com

Schreibe einen Kommentar…

Im Netz teilen

Datum 28. November 2016
Autor Uwe Hüttner
Schlagwörter ,
Teilen facebook | twitter | Google+

...