BIM im Dienst der linearen Infrastrukturen: IFC Rail (Eisenbahn), IFC Road und IFC Tunnel
Die Fallstudie des Hauptbahnhofs von Neapel und des Eisenbahnabschnitts Neapel-Rom zeigt das unglaubliche Potenzial von BIM für Eisenbahninfrastrukturen
Die Integration von BIM, kollaborativer Datenaustauschplattform (CDE, siehe UNI 11337) und Echtzeit-Rendering-Funktionen hat den Anwendungsbereich digitaler Tools für den AEC-Sektor erheblich erweitert. Die Digitalisierungswerkzeuge können mit der gleichen Philosophie und Vorteilen eingesetzt werden, von der Innenarchitektur über Entwurf/Realisierung von Gebäuden bis hin zu großen linearen Infrastrukturen (Straßen, Eisenbahnen, Aquädukten und Tunneln).
Virtuelle Umgebungen sind besonders bei großen Infrastrukturprojekten von Vorteil, da sie Entwurfsprobleme bereits vor dem eigentlichen Bau aufzeigen können. Bei Infrastrukturprojekten spielen einige Themen wie Budget, Planung und vor allem Risiko eine wichtige Rolle.
Die Digitalisierung der Infrastrukturen bietet die Möglichkeit, reale Simulationen in einer virtuellen Umgebung zu reproduzieren, wodurch bereits am digitalen Modell eine Reihe präventiver Auswertungen durchgeführt werden können (Digital Twin).
Dank BIM wird es möglich, vor Ort physische Elemente mit homologen virtuellen Elementen zu verknüpfen, um die physische Umgebung mit dem virtuellen Modell zu verbinden. Darüber hinaus ist es dank der Sensoren und des IoT möglich, eine ganze Reihe von Szenarien zu erstellen, an denen Simulationen durchgeführt werden können.
Die Verwaltung durch eine geeignete Umgebung für den Datenaustausch mit Visualisierungs-, Abfrage- und Verwaltungsfunktionen von föderierten IFC-Modellen im offenen Format ermöglicht ein effizientes Design und Management der Infrastruktur.
Virtual Reality ermöglicht es auch, Fehler und Inkonsistenzen im Projekt zu vermeiden, da der Entwerfer selbst in das Modell eintreten und so einen unerwarteten Anstieg von Kosten und Zeit vermeiden kann. So können z.B. Fahrer den Zugverkehr simulieren und die korrekte Positionierung der Beschilderung noch vor der eigentlichen Installation überprüfen.
IFC-Modell des Hauptbahnhofs in Neapel
IFC Rail, das Projekt von buildingSMART International
buildingSMART International untersucht, wie der offene IFC-Standard für lineare Infrastrukturen umgesetzt werden kann.
Lineare Infrastrukturen sind jene Werke (Eisenbahnen, Tunnel, Straßen, Aquädukte), bei denen eine Dimension im Vergleich zu den anderen eindeutig vorherrscht. Diese Arbeiten können untersucht, berechnet und entworfen werden, indem der gesamte Abschnitt/Netzwerk in Abschnitte mit homogenen Eigenschaften unterteilt wird.
Im Jahr 2018 startete buildingSMART International anlässlich des internationalen Gipfels in Paris das Projekt "IFC Rail" dank einer Vereinbarung, die von verschiedenen Branchenvertretern unterzeichnet wurde. Dies führte auch zum "Railway Room", durch den dieses komplexe Projekt erfolgreich koordiniert und ein zunehmend kollaborativer Prozess unter allen Mitgliedern des Arbeitsteams entwickelt wurde.
Im März 2019 präsentierte das Projektteam “IFC Rail” die Fortschritte erfolgreich auf dem BSI-Gipfel in Düsseldorf, an dem auch ACCA teilnahm.
Das Potenzial von BIM und IFC erstreckt sich auch auf den Straßensektor (IFC Road) und den Entwurf/Bau von Tunneln (IFC Tunnel).
Ein Beispiel für die Digitalisierung der Infrastruktur: der "Garibaldi" Hauptbahnhof in Neapel
Um die Wartung, Verwaltung und Modernisierung des Hauptbahnhofs von Neapel auf der Piazza Garibaldi zu optimieren, hat das Büro Minnucci Associati ein vollständiges und detailliertes BIM-IFC-Modell mit Millionen von Objekten mit Informationen, technischen Datenblättern, strukturellen/thermischen Daten und vieles mehr realisiert.
Das Gesamtmodell, bestehend aus der Föderation von 50 IFC-Modellen, wurde auf der CDE-Plattform usBIM.platform hochgeladen, welche ermöglicht, die verschiedenen Modelle und Objekte zu visualisieren, denen Dokumente, Informationen und Daten zugeordnet sind.
"Garibaldi"-Hauptbahnhof: IFC-Modell
Der große Vorteil von usBIM.platform ist, dass ein so komplexes Modell mit einem normalen Browser (Google Chrome, Internet Explorer usw.) angezeigt werden kann.
In diesem konkreten Fall ist es auch möglich, über das in der Plattform enthaltene GIS Open BIM direkt auf dasselbe Modell zuzugreifen.
"Garibaldi"-Hauptbahnhof in Neapel: IFC-Modell
Neben der 3D-Visualisierung des BIM-Modells ist es auch möglich, dieses persönlich zu navigieren und dank der Verwendung spezifischer Funktionen das gesamte Potenzial von Echtzeit-Rendering und immersiver virtueller Realität zu nutzen. In diesem Modus kann auch in komplexen Modellen einfach und intuitiv navigiert werden.
Es ist auch möglich, das Projekt zu ändern und das Modell automatisch zu aktualisieren.
Außerdem ist es möglich, ein beliebiges Objekt auszuwählen und die damit verbundenen Eigenschaften und Dokumente (technische Datenblätter, Fotos, Wartungsdaten usw.) anzuzeigen.
Immersive virtuelle Realität und Railway
Durch die immersive virtuelle Realität wird eine Umgebung vollständig neu erstellt und der Betrachter in ein neues, völlig virtuelles Szenario eingeführt.
Mittels Einsatz von Viewern und speziellen Controllern isoliert sich der Benutzer von der Realität und taucht in ein virtuelles Modell ein, in dem er sich bewegen und mit den vorhandenen Objekten interagieren kann.
Die dynamische Integration zwischen architektonischem BIM-Entwurf und immersiver virtueller Realität eröffnet neue Grenzen für Entwurfserfahrungen und Nutzbarkeit des BIM-Modells durch die verschiedenen am Erstellungs- und Pflegeprozess des digitalen Modells beteiligten Stakeholders.
Aus der Interaktion mit dem Kunden, der bereits in der Entwurfsphase direkt in die Entscheidungsfindung einbezogen werden kann, ergeben sich interessante Effekte. Angefangen bei einfachen Entscheidungen wie Möbel- oder Dekorentscheidungen bis hin zu anspruchsvolleren funktionalen und architektonischen Entscheidungen.
"Garibaldi"-Hauptbahnhof in Neapel: VRI-Navigation
#TagBIM für Railway
Ein sehr interessantes Feature, welches von der kollaborativen Plattform geboten wird, ist #TagBIM, durch das Objekte auf einfache und intuitive Weise "beschriftet" werden können.
Die #TagBIM sind strukturierte alphanumerische Zeichenfolgen mit Attributen (#Tag), mit denen ein Preislistenposten eindeutig identifiziert werden kann.
Es geht darum, in jeder Preisliste vorhandene Bauprodukte zu „taggen“ (indem die charakteristischsten Eigenschaften hervorgehoben werden), aber auch jedes in jedem BIM-Modell vorhandene Objekt zu charakterisieren: Auf diese Weise wird es einfach, die unmittelbare Korrespondenz zwischen den vorhandenen Objekten eines BIM-Modells und den in einer Preisliste aufgeführten Posten zu erstellen.
Zusammengefasst kann man sagen, dass die Verwendung einer #TagBIM-Zeichenfolge viele Vorteile hat:
- Es handelt sich um ein offenes Format, kann also mit jedem Texteditor geschrieben und sowohl vom Computer als auch vom Menschen gelesen und leicht interpretiert werden
- Es kann in jeder Datenbank (auch nicht in SQL) gespeichert und von jeder Software einfach verwaltet werden
- Es ist extrem flexibel und skalierbar (es erfordert keine vordefinierten und starren Strukturen)
- Es bietet moderne Such- und Indizierungs-Modi mittels Verwendung von #Tags (siehe Google, Facebook usw.)
- Es kann einfach in PREISLISTEN integriert werden
BIM für lineare Infrastrukturen
Zusätzlich zum BIM-Modell des Bahnhofs Garibaldi wurde ein Modell des gesamten Eisenbahnabschnitts Neapel-Rom erstellt.
In diesem Modell wurde sowohl für jedes Objekt als auch für die Beschilderung, aus denen der Eisenbahnabschnitt besteht, ein sehr hoher Detaillierungsgrad erreicht. Alle eingegebenen Elemente sind IFC-Objekte mit Informationen wie zum Bespiel technische Datenblätter.
Eisenbahnabschnitt Neapel-Rom: IFC-Modell
Auch in diesem Fall ist es möglich, selbst im Modell mittels VRI (immersive Virtual Reality) oder Real Time Rendering zu navigieren.
Dank dieser Visualisierungsmöglichkeiten des IFC-Modells ist es möglich, reale Simulationen zu erstellen, die einen großen Mehrwert für die IFC-Modelle darstellen.
Eisenbahnabschnitt Neapel-Rom: VRI-Navigation
Die kollaborative Plattform eröffnet eine neue Welt: die Zukunft für die Darstellung von IFC-Infrastrukturmodellen!
Die kollaborative Plattform für BIM: usBIM.platform
Die erste italienische kollaborative BIM-Plattform, die nach internationalen BIM-Standards entwickelt wurde.
usBIM.platform bietet folgende Vorteile:
- Cloud-Infrastruktur: Skalierbar, jederzeit und überall für alle Betreiber mit jedem Gerät erreichbar;
- Zuweisung von Rollen und Verantwortlichkeiten: Annahme des Segregation of Duties (SoD) -Prinzips im Hinblick auf den Schutz von Informationsgehalt, Informationssicherheit, Betrugs-und Fehlerprävention;
- Workflow: Anwendung von Prozessen und Verfahren für die Überarbeitung/Validierung der Projektdokumentation, um Kontrolle und relative Bereitstellung der aktuellsten Versionen der Dokumentation zu fördern;
- Logging und Audit: Verfolgung durchgeführter Aktionen und Gewährleistung des Nachweises der historischen Abfolge der Überarbeitungen und Änderungen an gemeinsam genutzten Daten;
- Zugänglichkeit durch Login-Verfahren: Zugriff auf die verschiedenen im CDE verfügbaren Verzeichnisse, die durch die jedem Betreff zugewiesene Zugriffsebene geregelt werden (schreibgeschützt, Änderung, vollständige Kontrolle und Download);
- Verfügbarkeit eines IFC-Viewers: Lesen von Dateien, die im IFC-Standardformat ausgetauscht wurden;
- Verwaltung von Kommunikation und Benachrichtigungen: Sowohl intern im CDE als auch extern (E-Mail);
- Gewährleistung der Vertraulichkeit und Informationssicherheit: Verwaltet durch das https-Protokoll;
- sAutomatisches Datensicherungssystem: Gewährleistung der Datenwiederherstellung bei teilweisem oder vollständigem Verlust der Daten aufgrund außergewöhnlicher Ereignisse (DisasterRecovery).
usBIM.platform und IFC Rail: das Video
