News des Instituts für Baumanagement und Digitales Bauen

Pressemitteilung zum Forschungsvorhaben mdfBIM

Das Forschungsvorhaben "Multi-Source Data Fusion zur teilautomatisierten Generierung eines objektbasierten digitalen Bestandsmodells von Infrastrukturanlagen des Eisenbahnbetriebs" ist erfolgreich abgeschlossen worden.

Intelligenz im Brückenbestand: Dank intelligenter Algorithmen wird aus alten Plänen und modernen Laserscans ein digitaler Zwilling

 

Digitale Infrastrukturmodelle sind die Voraussetzung für ein zukunftsorientiertes, digitales Erhaltungsmanagement in der Verkehrsinfrastruktur. Das Institut für Baumanagement und Digitales Bauen (ICoM) der Leibniz Universität Hannover und das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik haben gemeinsam mit der Marx Krontal Partner GmbH einen Referenzprozess definiert. Darin werden durch Nutzung von Künstlicher Intelligenz verschiedene heterogene Datensätze in einem digitalen BIM-Bestandsmodell (teil-)automatisiert zusammengeführt und homogenisiert.

Das Projekt mdfBIM wurde im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND mit insgesamt 61.821 Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert.

Aufgrund des verhältnismäßig hohen Durchschnittsalters von rund 57 Jahren der Brückenbauwerke in der nationalen Bahninfrastruktur und den damit oftmals „historischen“ Bestandsplänen hat die Bestandsdokumentation bei der Deutschen Bahn AG einen sehr hohen Stellenwert. Die Bestandserfassung und Aktualisierung der über 4,6 Millionen Bestandspläne stellt eine enorme Herausforderung dar. Umfassende digitale Bauwerksdaten ermöglichen eine vorausschauende und wirtschaftliche Instandhaltung der Infrastruktur. Zusätzlich kann ein sicherer und störungsfreier Betrieb auch während der Ausführung von Baumaßnahmen gewährleistet werden. Während neu erstellte Bauwerke heute zunehmend nach der digitalen BIM-Methode (Building Information Modeling) geplant werden, sind digitale Daten für bestehende Bauwerke in der Regel nicht verfügbar oder schwer akquirierbar.

Geometrische Laserscandaten als Masterdatensatz

Im Forschungsprojekt »mdfBIM« haben die Projektpartner einen Referenzprozess zur (teil-)automatisierten Datenfusion im Instandhaltungsmanagement in der Eisenbahninfrastruktur erarbeitet. In einem ersten Schritt wurden vorhandene Bestandsdaten (Pläne, Skizzen, etc.) gesammelt, strukturiert und homogenisiert. Gleichzeitig wurde aus Drohnenaufnahmen ein neuer geometrischer Datensatz erstellt, der den Ist-Zustand des Bauwerks abbildet und als Masterdatensatz für die Anreicherung mit bestehenden Informationen zugrunde gelegt wird. Die geometrischen Messdaten wurden mithilfe von verschiedenen UAV-Systemen mit kombinierten LiDAR- / Kamerasystemen des Fraunhofer IPM aus der Luft aufgenommen. Der Ist-Datensatz des ausgewählten Demonstratorbauwerks wurde als georeferenzierte sowie photogrammetrische Punktwolke mit hoher räumlicher Auflösung erfasst. Für die (teil-)automatisierte Generierung des digitalen Bestandsmodells wurden die vorhandenen Bauwerksdatensätze mit den aktuellen Messdaten unter Verwendung von intelligenten maschinellen Algorithmen und künstlich neuronalen Netzen verknüpft.

Im Rahmen des Projektes mdfBIM konnte die grundlegende Machbarkeit der Multi-Daten-Fusion[HM1]  im Kontext der (teil-)automatisierten Erstellung von digitalen Bestandsmodellen für Brückenbauwerke in der Eisenbahninfrastruktur dargestellt werden. Unter der Multi-Daten Fusion wird dabei die Homogenisierung, Transformation und Zusammenführung von verschiedenen heterogenen Datenquellen zu einem Masterdatensatz verstanden. Es wurde ein Referenzprozessmodell als Standard entwickelt, erprobt und validiert. Des Weiteren wurden vorhandene Automatisierungspotenziale unter Einbezug von Künstlicher Intelligenz entlang der Wertschöpfungskette identifiziert. Die positiven Ergebnisse der Machbarkeitsstudie liefern jetzt die Grundlage für den Folgeantrag mdfBIM+.

Über den mFUND des BMVI:

Im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND fördert das BMVI seit 2016 datenbasierte Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die digitale und vernetzte Mobilität 4.0. Die Projektförderung wird ergänzt durch eine aktive fachliche Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft, Verwaltung und Forschung und durch die Bereitstellung von offenen Daten auf dem Portal mCLOUD. Weitere Informationen finden Sie unter www.mfund.de.

Weitere Informationen:

Projektpartner

·         Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (Institut für Baumanagement und Digitales Bauen ICoM), www.icom.uni-hannover.de (Projektkoordination)

·         Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM, Freiburg, www.ipm.fraunhofer.de

·         Marx Krontal Partner GmbH, Weimar, www.marxkrontal.com

 

06/2020 – 03/2021, Laufzeit 10 Monate

Ansprechpartner

ICoM: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Klemt-Albert

IPM: Prof. Dr. Alexander Reiterer

MKP: Univ.-Prof. Dr.-Ing Steffen Marx

Projektfinanzierung

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur BMVI (Fördermaßnahme: mFUND, Modernitätsfonds)