IFC Railway: Die Strategie der Unternehmen im Bahnwesen

Die Digitalisierung des Eisenbahnsektors stellt eine Priorität für Unternehmen, Institutionen und Infrastrukturbetreiber weltweit dar. Die zunehmende Komplexität der Netze, zusammen mit der Notwendigkeit, Nachhaltigkeit, Sicherheit und betriebliche Kontinuität auf lange Sicht zu gewährleisten, macht die Einführung fortschrittlicher digitaler Modelle, die auf offenen und tatsächlich interoperablen Standards basieren, unerlässlich.

IFC Railway ist die Erweiterung des IFC-Standards, die der openBIM-Modellierung von Eisenbahninfrastrukturen gewidmet ist. Es ist Teil von IFC 4.3, der Version des Standards, die von buildingSMART für lineare Infrastrukturen entwickelt wurde, und ermöglicht den interoperablen Austausch von Daten über den gesamten Lebenszyklus von Eisenbahnanlagen.

Ein Ansatz, der seinen höchsten Ausdruck im Einsatz von Digital Twin Software findet, die in der Lage ist, die IFC-Modelle der Eisenbahnen effizient und konsistent über den gesamten Lebenszyklus der Anlagen zu verwalten.

Was ist das IFC Railway und warum ist es wichtig?

IFC Railway ist die Erweiterung des IFC-Standards (Industry Foundation Classes), die den Eisenbahninfrastrukturen gewidmet ist. Der Standard wird von buildingSMART International entwickelt und gefördert, der Organisation, die global die Entwicklung offener BIM-Standards koordiniert, um den Austausch und die Interoperabilität von Daten im Bau- und Infrastruktursektor zu verbessern.

IFC Railway ist Teil der Entwicklung von IFC 4.3, der Version des Standards, die den linearen Infrastrukturen gewidmet ist. IFC 4.3 führt neue Entitäten und Konzepte für die Modellierung von Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunneln ein, die die Darstellung von Elementen basierend auf Ausrichtungen, Kilometerbezügen und Positionierungssystemen entlang der Strecke ermöglichen. Der Eisenbahnbereich stellt eine der Hauptspezialisierungen dieser infrastrukturellen Erweiterung dar.

IFC Railway ermöglicht die Modellierung, den Austausch und das Management von BIM-Daten, die sich auf komplexe Eisenbahnnetze beziehen, durch ein offenes, nicht proprietäres und softwareunabhängiges Format. Seine Bedeutung liegt in der Fähigkeit, konsistente und interoperable digitale Prozesse für den gesamten Lebenszyklus von Eisenbahnanlagen zu unterstützen, von der Planung über den Bau bis hin zum operativen Management und der Stilllegung.

IFC Rail ist eines der Anwendungsgebiete von BIM für lineare Infrastrukturen: Es gibt auch Erweiterungen, die speziell für Straßen und Tunnel entwickelt wurden, wie IFC Road und IFC Tunnel.

Standardisiertes Datenschema

IFC Railway definiert ein standardisiertes Datenschema, das die konsistente und strukturierte Darstellung der wichtigsten Komponenten einer Eisenbahninfrastruktur ermöglicht, wie Trassen, Gleise, Stationen, Bauwerke, technische Anlagen und Unterstützungssysteme.

Diese Informationsstruktur basiert auf den von IFC 4.3 eingeführten Strukturen, die Entitäten wie IfcAlignment und Mechanismen der linear referencing umfassen, die für die Modellierung von Infrastrukturen, die sich entlang ausgedehnter Trassen erstrecken, von grundlegender Bedeutung sind. Dank dieser Werkzeuge ist es möglich, lineare Geometrien und typische räumliche Beziehungen des Eisenbahnbereichs korrekt zu beschreiben.

Das Modell definiert gemeinsame Regeln für die Organisation, die Klassifizierung und die Korrelation der Daten, um semantische Konsistenz und interpretative Klarheit zwischen Modellen zu gewährleisten, die von verschiedenen Akteuren erstellt wurden, einschließlich derjenigen, die aus Punktwolken abgeleitet sind.

Die Einführung eines offenen Standards ermöglicht es Planern, Bauunternehmern und Betreibern, vollständige und zuverlässige BIM-Modelle während der verschiedenen Phasen des Projekts auszutauschen, wodurch Informationsverluste und die typischen Mehrdeutigkeiten proprietärer Formate verringert werden. Dies führt zu einer besseren Integration zwischen technischen Disziplinen und einer effektiveren Verwaltung der Infrastrukturdaten, auch in komplexen Kontexten mit sehr langen Lebenszyklen.

IFC-Erweiterungen spezifisch für den Eisenbahnsektor

Ausgehend vom allgemeinen IFC-Schema führt IFC Railway Erweiterungen ein, die speziell für den Eisenbahnsektor erforderlich sind, um lineare Anlagen, verteilte Systeme und infrastrukturelle Referenzen, die über lange Distanzen entwickelt wurden, korrekt darzustellen. Diese Erweiterungen reagieren auf die Anforderungen eines Bereichs, der durch komplexe Geometrien, ausgeklügelte räumliche Beziehungen und starke Abhängigkeiten zwischen zivilen, technologischen und anlagentechnischen Komponenten gekennzeichnet ist.

Die IFC Railway-Erweiterungen ermöglichen eine Modellierung, die geometrische, informative und funktionale Aspekte umfasst, und erlauben eine genauere Beschreibung der Beziehungen zwischen den verschiedenen Elementen der Infrastruktur. Dieses Niveau an informativen Details unterstützt fundiertere Entscheidungsprozesse in den Phasen der Planung, des Baus, des Betriebs und der Wartung des Projekts und trägt zur Verbesserung der Gesamtqualität der BIM-Modelle im Eisenbahnbereich bei, die somit zu zuverlässigen Werkzeugen für das Management des gesamten Eisenbahnsystems werden.

Navigation des Digital Twin Railway Modells

Wie IFC Railway openBIM und Interoperabilität unterstützt

IFC Railway stellt ein unverzichtbares Werkzeug für die Anwendung der openBIM-Prinzipien im Schienenverkehr dar, da es den Austausch von Daten über ein offenes und softwareunabhängiges Format ermöglicht. Dieser Ansatz fördert eine effektive Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten im Prozess während des gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur.

Insbesondere unterstützt IFC Railway die Interoperabilität durch:

• Datenaustausch zwischen verschiedenen Software, wodurch technologische Einschränkungen und Abhängigkeiten von spezifischen Plattformen vermieden werden;
• Integration der beteiligten Disziplinen in Schienenprojekten, wie Bauwerke, Strukturen, Signaltechnik, elektrische Versorgung, Telekommunikation und technologische Systeme;
• einheitlicher Zugang zu Informationen, der Fehler, Inkonsistenzen und Datenverdopplungen reduziert;
• Zusammenarbeit zwischen multidisziplinären und verteilten Teams, auch auf internationaler Ebene;
• Informationskontinuität über die Zeit, die für das Management, die Wartung und die Weiterentwicklung der Schienenanlagen entscheidend ist.

Dank IFC Railway werden BIM-Modelle zu gemeinsamen und zuverlässigen Werkzeugen, die koordinierte Entscheidungsprozesse unterstützen und ein effizienteres und transparenteres Management der Schieneninfrastrukturen gewährleisten.

Vorteile für Unternehmen, Regierungen und Endnutzer

Die Einführung von BIM und den openBIM-Prinzipien, unterstützt durch den Standard IFC Railway, bringt konkrete Vorteile für alle Akteure in der Schienenverkehrsbranche:

• Schienenunternehmen: verbessern die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit durch schnellere und präzisere Prozesse, Reduzierung von Fehlern und Inkonsistenzen, Einsparungen bei Zeit und Kosten, konsistente Datenverwaltung und höhere Zuverlässigkeit der digitalen Modelle;
• Regierungen und Institutionen: erhalten effektivere, sicherere und nachhaltigere Infrastrukturen, mit einer transparenten Datenverwaltung, die Entscheidungen auf der Grundlage zuverlässiger und vergleichbarer Informationen zwischen verschiedenen Projekten und Regionen fördert;
• Bürger und Endnutzer: profitieren von effizienteren und sichereren Dienstleistungen, von Infrastrukturen, die mit hohen Qualitätsstandards entworfen und gewartet werden, und von einer Reduzierung der Umweltbelastung durch optimierte und nachhaltige Prozesse.

Im Gegensatz zu anderen BIM-Anwendungen sieht sich der Schienenverkehr mit komplexen linearen Infrastrukturen und hochgradig heterogenen Daten konfrontiert. Die Verwendung offener Standards wie IFC Railway reduziert die Risiken im Zusammenhang mit der Obsoleszenz von Software und der Inkompatibilität von Dateien und stellt sicher, dass wertvolle und detaillierte Informationen immer zugänglich und zuverlässig bleiben, unabhängig von der verwendeten Technologie.

Digitaler Zwilling und vollständiger Lebenszyklus von Schienenanlagen

Die Verwendung von BIM im Schienenverkehr ermöglicht die Erstellung digitaler Modelle der Infrastrukturen, die vollständig mit dem realen Bauwerk übereinstimmen, allgemein als Digital Twin Railway bezeichnet. Diese Modelle bilden eine strukturierte Informationsbasis, die das Asset während des gesamten Lebenszyklus begleitet, von der Planung über den Bau bis hin zum operativen Management, zur Wartung und zur Stilllegung.

Der Lebenszyklus eines Eisenbahninfrastruktur-Assets gliedert sich in die folgenden Phasen:

• Development (Entwicklung): Definition der Anforderungen, Planung und Bewertung der Machbarkeit des Projekts;
• Design (Planung): Erstellung detaillierter Modelle der Infrastruktur und der technologischen Systeme, mit Integration aller beteiligten Disziplinen;
• Construction (Bau): Realisierung der Infrastruktur auf der Grundlage der BIM-Modelle, mit genauer Übertragung der Planungsinformationen an die Baustelle;
• Operation (Betriebsmanagement): Nutzung des digitalen Modells als Referenz für die Überwachung der Leistung, die Planung von Wartungsmaßnahmen und die Definition der Anforderungen gemäß den Bedürfnissen des Schienenbetreibers.

In allen Phasen gewährleistet IFC Railway einen konsistenten Datenfluss, der von jeder Software lesbar ist und ohne Informationsverluste erfolgt. Der Standard hält die Inhalte für alle Stakeholder zuverlässig und aktuell.

Lebenszyklus von Eisenbahninfrastruktur-Assets

Der digitale Zwilling integriert die geometrischen, technischen und funktionalen Daten der Infrastruktur. Das Modell erfasst alle im Laufe der Zeit vorgenommenen Änderungen und gewährleistet die Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Zustand des Werks, indem es Rückverfolgbarkeit und Zuverlässigkeit der Daten bietet. Dank dieses integrierten Managements bietet der digitale Zwilling den Eisenbahnunternehmen einen einzigartigen Bezugspunkt für die Überwachung der Leistung, die Planung von Eingriffen, die Analyse der Auswirkungen und die Unterstützung operativer Entscheidungen. Der digitale Zwilling übernimmt somit die Rolle eines operativen und strategischen Instruments, das in der Lage ist, das Management, die Kontrolle und die Optimierung der Eisenbahninfrastrukturen zu verbessern.

Die wichtigsten Herausforderungen der Digitalisierung im Eisenbahnsektor (und wie IFC sie löst)

Die Digitalisierung des Eisenbahnsektors bringt komplexe Herausforderungen mit sich, die mit der multidisziplinären Natur der Infrastrukturen, der langen Lebensdauer der Vermögenswerte und der Notwendigkeit verbunden sind, die Informationskontinuität zwischen verschiedenen Akteuren und Werkzeugen zu gewährleisten. Das Management großer Mengen heterogener Daten erfordert konsistente, zuverlässige und zeitlich zugängliche Informationsmodelle.

Die Einführung offener Standards stellt eine konkrete Antwort auf die wichtigsten Herausforderungen der Digitalisierung im Eisenbahnsektor dar, darunter:

• Datenfragmentierung zwischen technischen Disziplinen, operativen Phasen und verschiedenen Software;
• Abhängigkeit von proprietären Formaten, mit dem Risiko des Informationsverlusts und Kompatibilitätsproblemen im Laufe der Zeit;
• Verlust der Informationskontinuität, die die Qualität der Modelle und die Rückverfolgbarkeit der Änderungen beeinträchtigen kann;
• Schwierigkeiten bei der Koordination zwischen verschiedenen Akteuren, die es kompliziert macht, die Konsistenz und Aktualisierung der Daten zu gewährleisten.

IFC Railway begegnet diesen Herausforderungen, indem es ein offenes und strukturiertes Modell bereitstellt, das es ermöglicht:

• Informationen klar und zugänglich zu zentralisieren und zu organisieren;
• die Übereinstimmung der Daten mit dem tatsächlichen Zustand der Infrastruktur zu gewährleisten;
• die Qualität und Rückverfolgbarkeit der Informationen im Laufe der Zeit zu bewahren;
• die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen, Planern, Betreibern und Managern zu fördern, um das Gesamtmanagement der Eisenbahninfrastruktur zu verbessern.

Standardisierung, Digitalisierung, Interoperabilität: die drei Säulen

Die Digitalisierung der Eisenbahninfrastrukturen basiert auf drei grundlegenden Elementen, die unerlässlich sind, um Effizienz und Zusammenarbeit zwischen allen am Prozess beteiligten Akteuren zu gewährleisten und die Qualität des Endergebnisses zu verbessern:

• Standardisierung: definiert gemeinsame Regeln für die Darstellung von Komponenten, Infrastrukturen und Beziehungen zwischen Systemen. Sie ermöglicht es allen Akteuren, die Daten auf dieselbe Weise zu interpretieren, wodurch Fehler und Inkonsistenzen reduziert werden;
• Digitalisierung: ermöglicht die Erstellung vollständiger digitaler Modelle, die geometrische, technische und funktionale Daten integrieren. Diese Modelle werden zur Informationsbasis für alle Phasen des Lebenszyklus des Vermögenswerts, von der Planung bis zum operativen Management;
• Interoperabilität: stellt sicher, dass Daten zwischen verschiedenen Software und verschiedenen Organisationen genutzt und ausgetauscht werden können. Interoperabilität reduziert Duplikationen, verbessert die Koordination und macht die Planungs-, Bau- und Wartungsaktivitäten effizienter.

Diese drei Säulen gewährleisten ein konsistentes und zuverlässiges Management der Informationen und verwandeln das digitale Modell in ein operatives und gemeinsames Werkzeug, das in der Lage ist, informierte Entscheidungen zu unterstützen und die Eisenbahninfrastrukturen optimal zu verwalten.

Upload der IFC Rail-Datei in eine Digital Twin-Software

Datenverlust mit offenen Standards und langfristiger Zugänglichkeit von Dateien vermeiden

Die Verwaltung von Eisenbahninfrastrukturen erfordert genaue, vollständige und über die Zeit verfügbare Daten. Die Verwendung proprietärer Formate kann Risiken für den Verlust von Informationen und Kompatibilitätsprobleme mit neuen Softwareversionen mit sich bringen.

Offene Standards lösen diese Probleme, indem sie Folgendes bieten:

• Datenbewahrung: Alle informativen Inhalte bleiben lesbar und vollständig, unabhängig von der verwendeten Software;
• Langfristige Zugänglichkeit: Die Informationen bleiben auch nach vielen Jahren verfügbar und gewährleisten Kontinuität über den Lebenszyklus des Vermögenswerts;
• Kompatibilität und Wiederverwendbarkeit: Daten können ohne Risiko von Inkonsistenzen geteilt, verglichen und aktualisiert werden;
• Unterstützung für integriertes Management: Die Zusammenarbeit zwischen Planern, Bauherren, Betreibern und Managern wird erleichtert, wodurch Fehler und Doppelungen reduziert werden.

Dank dieses Ansatzes sind die Informationen zuverlässig, nachverfolgbar und in allen Phasen des Lebenszyklus der Infrastruktur zugänglich, und die Digitalisierung im Eisenbahnsektor wird nachhaltig und sicher.

Globale Zusammenarbeit durch gemeinsame digitale Strategien fördern

Die Komplexität der Eisenbahninfrastrukturen erfordert die koordinierte Teilnahme vieler Akteure, die oft über verschiedene Länder und Unternehmensrealitäten verteilt sind. Um eine effektive Zusammenarbeit zu erreichen, ist es notwendig, gemeinsame digitale Strategien zu definieren, die auf offenen Standards und einheitlichen Verfahren für das Datenmanagement basieren.

Solche Strategien ermöglichen es:

• die Kohärenz und Integrität der Informationen zwischen allen Beteiligten zu gewährleisten;
• das Teilen und den Vergleich von Daten zwischen Planungs-, Bau- und Betriebsteams zu erleichtern;
• Fehler, Inkonsistenzen und Verzögerungen zu reduzieren, die durch die Verwendung proprietärer Formate oder unterschiedlicher Methoden entstehen;
• die Standardisierung digitaler Praktiken auf internationaler Ebene zu fördern und die Normen zu harmonisieren.

Die Einführung interoperabler digitaler Modelle, wie sie auf IFC Railway basieren, bietet einen gemeinsamen Referenzrahmen für alle Stakeholder und schafft die Voraussetzungen für eine effiziente, sichere und nachhaltige globale Zusammenarbeit.

Was BIM-Software für den Eisenbahnsektor garantieren muss: Schlüsselanforderungen

Die BIM-Software, die für den Eisenbahnsektor entwickelt wurde, muss sehr spezifische Anforderungen erfüllen, um die umfassende Verwaltung der Infrastrukturen und Daten während des gesamten Lebenszyklus der Vermögenswerte zu gewährleisten.

Im Folgenden sind die wichtigsten Anforderungen aufgeführt, die eine BIM-Software erfüllen muss, um im Eisenbahnsektor effektiv zu arbeiten:

• Darstellung der Infrastrukturen: Korrekte Modellierung und Verwaltung von linearen und nicht-linearen Bauwerken, Netzwerken über lange Distanzen und komplexen Systemen, die mehrere Disziplinen und komplexe organisatorische Strukturen einbeziehen, mit vollständiger Integration von Koordinaten und linearen Referenzen;
• Verwaltung der territorialen Ressourcen: Gewährleistung der Kohärenz zwischen der Geometrie des Modells und der physischen Realität, unabhängig von der Projektgröße;
• Datenkontrolle: Verwaltung der Daten über den gesamten Lebenszyklus des Vermögenswerts, um sichere Aktualisierungen auch bei wesentlichen Änderungen oder infrastrukturellen Umstrukturierungen zu gewährleisten;
• Fortgeschrittene Modellierung: Unterstützung des generativen Designs und der automatischen Erstellung technischer Dokumentation durch die Erstellung von 3D-Modellen, die mit den Projektinformationen übereinstimmen;
• Mehrfache Klassifikationen: Verwaltung mehrerer Klassifikationen, wie PBS/ABS, um Beschaffung, Materialmanagement und Koordination der Aktivitäten zwischen verschiedenen Betreibern zu gewährleisten;
• Analysen und Simulationen: Ermöglichen die Bewertung der Umsetzbarkeit, der Kosten, der Umweltwirkungen, der Betriebsabläufe und der Bewegungsdynamik durch die Integration multidimensionaler 5D- und 6D-Analysen;
• Sicherheit und Integrität der Daten: Reduzierung der Risiken für den Verlust von Informationen und Gewährleistung der vollständigen Nachverfolgbarkeit von Änderungen;
• Kontrolle und Überprüfung: Bereitstellung von Werkzeugen, die die Effizienz und Qualität der operativen Entscheidungen über den gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur erhöhen;
• Prozesseffizienz: Optimierung der Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit der Eisenbahnunternehmen;
• Zugänglichkeit für die Benutzer: Erleichterung des Zugangs zu Informationen und der Nutzung der Software durch intuitive Schnittstellen und Prozesse für alle Stakeholder.

Diese Anforderungen übersetzen sich in fünf Schlüsselbereiche der Leistung, die die Hauptziele einer BIM-Software im Eisenbahnsektor darstellen:

• Integration und Interoperabilität: Konsistente Verwaltung der Daten zwischen verschiedenen Disziplinen und Werkzeugen;
• Nachhaltigkeit der Investitionen: Optimierung von Zeit, Ressourcen und Kosten über den gesamten Lebenszyklus der Vermögenswerte;
• Integrität und Sicherheit der Informationen: Zuverlässigkeit, Nachverfolgbarkeit und Schutz der Daten;
• Erfahrung der Endbenutzer: Einfacher und intuitiver Zugang zu Informationen für alle Stakeholder;
• Unternehmensleistung: Unterstützung der operativen Effizienz und der Gesamtproduktivität.

Um die Eisenbahninfrastrukturen effektiv zu verwalten, können Sie die Verwendung einer Digital Twin Software bewerten. Dank umfassender und interoperabler digitaler Modelle können Sie den Zustand der Netze in Echtzeit überwachen, Wartungsmaßnahmen planen, betriebliche Szenarien simulieren und den gesamten Lebenszyklus der Vermögenswerte optimieren. Die BIM-Daten verwandeln sich in strategische Informationen, die es Ihnen ermöglichen, sicherere, nachhaltigere und effektivere Entscheidungen im täglichen Management der Infrastrukturen zu treffen.

Softwareanforderungen BIM

Technische Innovationen und echte Anwendungsfälle: die praktische Anwendung des Standards IFC 4.3

Der Übergang zum Standard IFC 4.3 war nicht nur eine theoretische Evolution, sondern das Ergebnis eines intensiven Austauschs zwischen Softwareanbietern und internationalen Eisenbahnstakeholdern (wie RFI, SNCF und SBB), koordiniert vom technischen Comité von buildingSMART International. Diese Zusammenarbeit ermöglichte es, die konkreten Bedürfnisse der Digitalisierung in technische Spezifikationen umzusetzen, die mit der Komplexität der linearen Infrastrukturen umgehen können.

Die technologischen Säulen des IFC 4.3

Die Evolution des IFC 4.3 basiert auf einer tiefgreifenden Neudefinition, wie Daten strukturiert werden, um die Grenzen der für das Bauwesen entwickelten Formate zu überwinden:

• flexible räumliche Struktur – im Gegensatz zum „Building“ (wo die Hierarchie fest ist: Standort, Gebäude, Etage, Raum) erfordern Infrastrukturen eine räumliche Zerlegung, die frei von vorgegebenen Einschränkungen ist. Diese Flexibilität erlaubt es den Nutzern, die Entitäten des Modells mit unterschiedlichen räumlichen Strukturen je nach spezifischem Anwendungsfall (Planung, Wartung oder Kostenanalyse) zu verknüpfen;
• IfcAlignment als semantische Richtlinie – dies ist das wichtigste Konzept des Standards. Das Alignment (Traci) ist nicht nur eine geometrische Linie, sondern eine semantische Klasse, die die mathematische Definition der Trajektorie enthält, entlang derer alle anderen Objekte positioniert werden. Diese Version des Standards hat das Konzept vollständig überarbeitet, sodass es nicht rückwärtskompatibel mit früheren Versionen ist, um dessen technische Wirksamkeit zu gewährleisten;
• lineare Positionierung und Stationierung – während in der Bauindustrie die Koordinaten X, Y, Z verwendet werden, führt IFC 4.3 die lineare Positionierung ein. Dies ermöglicht es, ein Objekt (wie einen Gleisbett oder ein Signal) basierend auf der referenzierten „Kilometerzahl“ (zum Beispiel bei km 3 des Tracings) zu platzieren, was die natürliche Arbeitsweise im Eisenbahn- und Straßenbau widerspiegelt;
• parametrische Extrusionen und Codeprüfung – die Software kann komplexe Geometrien (wie Gleise oder das dynamische Volumen eines Zuges) aus einem entlang der Trasse extrudierten parametrischen Profil generieren. Dieser Ansatz ist entscheidend für Kollisionserkennungs- und Codeprüfungsaktivitäten, wie zum Beispiel die Überprüfung, dass der Abstand zwischen dem fahrenden Zug und den Hindernissen entlang der Strecke den Sicherheitsstandards entspricht.

Analyse der Anwendungsfälle: Die Wirksamkeit des Standards in internationalen Storylines

Die Zuverlässigkeit von IFC 4.3 wurde durch die Storylines getestet, d.h. durch Anwendungen an realen Vermögenswerten, die von buildingSMART International unter Einbeziehung von Stakeholdern und Softwareanbietern koordiniert wurden:

• maximale Detaillierung und große Dimensionen (RFI) – Der italienische Fall der Strecke Benevento-Cancello (50 km) hat gezeigt, dass der Standard gleichzeitig die Gesamtübersicht der Infrastruktur und das extreme Detail bis hin zu der einzelnen Schraube der Schwelle innerhalb eines multidisziplinären Modells, das Kollisionen zwischen den verschiedenen Komponenten vermeiden soll, bewältigen kann;
• parametrische Bibliotheken und Weichen (SBB) – In der Schweiz wurde der Schwerpunkt auf die Erstellung einer BIM-Bibliothek für Eisenbahnweichen gelegt. Da es sich um fertige und bekannte Objekte handelt, wurde ein sehr hohes geometrisches Niveau erreicht, wodurch Komponenten geschaffen wurden, die bereit sind, in reale Projekte integriert zu werden, in denen sie dann mit spezifischen Daten angereichert werden;
• Integration mit Facility Management (Finnland) – Die finnische Transportbehörde hat Modelle mit niedrigerer geometrischer Detaillierung, aber einer extrem hohen Informationsdichte getestet. Das Hauptziel war die semantische Verknüpfung der Daten mit bestehenden externen Asset-Management-Systemen, wobei Konzepte von „Verbindungen und Ports“ für die digitale Verkabelung der Netzwerke verwendet wurden;
• multidisziplinäre Koordinierung (Mind) – Die französische Storyline „Mind“ hat die Koordinierung verschiedener Modelle (Eisenbahnen, Straßen, Brücken) erkundet und sich auf die Digitalisierung der Telekommunikationsverkabelung und die semantischen Verbindungen zwischen den Objekten verschiedener Disziplinen konzentriert.

Lesen Sie auch die Vertiefung über: „openBIM-Standards“

FAQ – Häufige Fragen zu IFC Railway

Was ist IFC Railway?

IFC Railway ist die Erweiterung des IFC-Standards, die der openBIM-Modellierung von Eisenbahninfrastrukturen gewidmet ist. Es ist Teil von IFC 4.3, der vom buildingSMART für lineare Infrastrukturen entwickelten Version des Standards, und ermöglicht den interoperablen Austausch von Daten über den gesamten Lebenszyklus von Eisenbahnanlagen.

Wie steht IFC Railway zu IFC 4.3?

IFC Railway repräsentiert den Eisenbahnbereich des IFC 4.3-Schemas, die Erweiterung des IFC-Standards für Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunnel. IFC 4.3 führt Entitäten wie IfcAlignment und Mechanismen der linearen Bezugnahme ein, die entscheidend sind für die Modellierung von Infrastrukturen, die entlang ausgedehnter Trassen entwickelt werden.

Wozu dient IFC Railway im Eisenbahnsektor?

IFC Railway ermöglicht es, komplexe Daten in Bezug auf Eisenbahnnetze durch ein offenes und nicht proprietäres Format zu modellieren, auszutauschen und zu verwalten. Es unterstützt die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Disziplinen und gewährleistet den Informationsfluss von der Planung über den Bau bis hin zum operativen Management und zur Wartung.

Wie unterstützt IFC Railway die Interoperabilität?

Der Standard ermöglicht den Datenaustausch zwischen verschiedenen Software-Anwendungen, vermeidet technologische Beschränkungen und Abhängigkeiten von spezifischen Plattformen. Er fördert die Integration zwischen Infrastrukturprojekten, Bauwerken, Signaltechnik, elektrischer Versorgung und technologischen Systemen und sorgt für einen einheitlichen Zugang zu Informationen und reduziert Fehler und Duplikationen.

Warum ist IFC Railway wichtig für den Lebenszyklus von Eisenbahnanlagen?

IFC Railway garantiert einen konsistenten und lesbaren Datenfluss von jeder Software über alle Phasen des Lebenszyklus: Entwicklung, Planung, Bau und operatives Management. Dieser Ansatz bewahrt die Qualität, Rückverfolgbarkeit und Zuverlässigkeit der Informationen über die Zeit.

Welche Vorteile bietet die Einführung von IFC Railway?

Die Einführung des openBIM-Standards bringt Vorteile für Eisenbahngesellschaften, Institutionen und Endbenutzer. Sie erhöht die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit, fördert datengestützte Entscheidungen, reduziert Risiken im Zusammenhang mit proprietären Formaten und trägt zur Umsetzung effizienterer, sicherer und nachhaltiger Infrastrukturen bei.

Welche Rolle spielt der digitale Zwilling in einer IFC Railway-Umgebung?

Der digitale Zwilling integriert geometrische, technische und funktionale Daten der Eisenbahninfrastruktur, wobei die Übereinstimmung zwischen dem digitalen Modell und dem realen Objekt beibehalten wird. Er ermöglicht die Überwachung von Leistungen, die Planung von Wartungen, die Simulation von Betriebsszenarien und unterstützt strategische Entscheidungen über den gesamten Lebenszyklus der Anlage.

Welche Anforderungen müssen BIM-Software für die Verwaltung von Eisenbahninfrastrukturen erfüllen?

Eine BIM-Software für den Eisenbahnsektor muss die Modellierung von umfangreichen linearen Bauwerken unterstützen, die Integration von Koordinaten und linearen Referenzen, die Datenkontrolle über den gesamten Lebenszyklus, multidimensionale Analysen und die sichere Verwaltung von Informationen gewährleisten und vollständige Interoperabilität und Rückverfolgbarkeit bieten.

Was sind die Merkmale der räumlichen Struktur in IFC 4.3?

Im Gegensatz zur traditionellen Bauindustrie („Building“), in der die hierarchische Zerlegung fest ist, erfordern lineare Infrastrukturen eine räumliche Struktur, die frei von vorgegebenen Einschränkungen ist. Diese Flexibilität ermöglicht es den Nutzern, die Entitäten je nach spezifischem Anwendungsfall, wie Planung oder Wartung, mit unterschiedlichen räumlichen Strukturen zu verknüpfen.

Was ist IfcAlignment und warum ist es ein fundamentales Konzept?

Das Alignment (Tracierung) ist das wichtigste Konzept für lineare Infrastrukturen, da es die Richtung definiert, entlang derer alle anderen Objekte positioniert sind und die Geometrien generiert werden. Es handelt sich um eine semantische Klasse, die die mathematische Definition der Trajektorie enthält, die in dieser Version des Standards vollständig überarbeitet und nicht rückwärtskompatibel mit früheren Versionen ist.

Wie funktioniert die lineare Positionierung in IFC 4.3?

Während in der Bauindustrie die Koordinaten X, Y und Z verwendet werden, führt IFC 4.3 die lineare Positionierung basierend auf der referenzierten „Kilometerzahl“ im Verhältnis zum Alignment ein. Dies ermöglicht es, Elemente wie einen Gleisbett oder ein Signal entlang der Trasse zu platzieren, was die traditionelle Arbeitsweise des Sektors widerspiegelt.

Wozu dienen parametrische Extrusionen im neuen Standard?

Parametrische Extrusionen ermöglichen es der Software, komplexe Geometrien wie Gleise zu generieren, die aus einem entlang der Trasse extrudierten parametrischen Profil entstehen. Dieser Ansatz ist entscheidend für die Durchführung von Kollisionserkennungs- und Sicherheitsprüfungs-Aktivitäten („Code Checking“), wie die Überprüfung des dynamischen Volumens des Zuges.

Was waren die präsentierten Anwendungsfälle?

• Die SBB konzentrierte sich auf die Erstellung einer BIM-Bibliothek, die für Eisenbahnweichen vorgesehen ist. Da es sich um fertige Komponenten handelt, wurde ein sehr hohes Maß an geometrischem Detail erreicht, um sofort einsetzbare Objekte für reale Projekte zu erhalten, in die dann spezifische Daten integriert werden.
• Die französische Storyline „Mind“ erkundete die Koordinierung von Modellen, die verschiedenen infrastrukturellen Disziplinen wie Eisenbahnen, Straßen und Brücken angehören. Die Studie konzentrierte sich auf die Digitalisierung der Telekommunikationsverkabelung und die semantischen Verbindungen zwischen den Objekten der multidisziplinären Koordinierung.
• Finnland testete Modelle mit niedrigerer geometrischer Detaillierung, aber einer extrem hohen Informationsdichte, die darauf abzielen, eine Verbindung zu bestehenden externen Facility-Management-Systemen zu schaffen. Für die digitale Verkabelung der Netzwerke wurde das semantische Konzept von „Verbindungen und Ports“ genutzt.
• Der italienische Stakeholder RFI testete den Standard, indem er die etwa 50 km lange reale Eisenbahnstrecke Benevento-Cancello digitalisierte, und bewies, dass IFC 4.3 zeitgleich große Dimensionen und maximale Detailgenauigkeit bis hin zur einzelnen Schraube der Schwelle innerhalb eines multidisziplinären Modells, das Kollisionen vermeiden soll, handhaben kann.