Methoden zur Generierung von As‐Built‐Modellen für Bestandsbrücken

Bednorz, Jennifer; Hindersmann, Iris; Jaeger, Klaus; Marszalik, Monika

doi:10.1002/bate.202000011

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“…Trotz bereits teilautomatisierter Ableitung, was in einem Pilotprojekt der Contelos GmbH durchgeführt wurde, ist der Aufwand des Nachzeichnens als zu hoch einzuschätzen [3]. Im Hochbau ist die automatisierte Ableitung von 3D‐Modellen aus Vermessungsdaten bereits Standard und wird durch entsprechende Software unterstützt, da vorgefertigte Komponenten wie Wand, Tür oder Fenster hinterlegt sind [4].…”

Section: Stand Der Wissenschaft Und Technikunclassified

Parametrisierte Modellierung für den Einsatz von KI am Beispiel Betonbrückenbau

Hoop¹,

Tschickardt²,

Schmitt

2022

Bautechnik

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Für die Anwendung digitaler Methoden in der Ausführung bietet sich die Erfassung von Bauwerken oder Bauzuständen mithilfe von Laserscanning (LiDAR) an, um anschließend möglichst automatisiert Bauteile zu erkennen und für Baufortschrittskontrollen auszuwerten (Scan to BIM). Für die Bauteilerkennung eignen sich Methoden des Machine Learning, die für verschiedene Klassifikationsprobleme eingesetzt werden. Ein baupraktisches Klassifikationsproblem ist die semantische Segmentierung von Punktwolken, bei der einzelne Punkte bestimmten Bauteilklassen zugeordnet werden. Damit die Klassifikationsaufgaben mit ausreichender Genauigkeit gelöst werden, wird eine große Anzahl an Trainingsdaten benötigt. Im Beitrag werden synthetische Daten für das Training eines künstlich neuronalen Netzwerks (engl. Convolutional Neural Network CNN) hochparametrisiert und vollautomatisch bereitgestellt. Es wird eine Vorgehensweise für die Erstellung von Brückenmodellvariationen auf Grundlage der visuellen Programmierschnittstelle Dynamo in Autodesk Revit vorgeschlagen. Zu Beginn werden nationale Richtlinien für die Definition von Parametern evaluiert, um anschließend diese Parameter in adaptiven Vorlagen des parametrisierten Querschnitts des Überbaus zu verwenden. Der Unterbau wird analog in verschiedenen Vorlagen bereitgestellt. Diese werden entlang der Trassierung in verschiedenen Ausführungen platziert. Jedem Objekt werden Merkmale angehängt und beim Export im herstellerneutralen Datenformat IFC in eine Merkmalstruktur gruppiert. Mit dieser Vorgehensweise ergaben sich zahlreiche Variationen von Brückenmodellen, insbesondere auch Bauzwischenzustände, die für die semantische Segmentierung von Punktwolken und das Training eines CNN herangezogen werden können.

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Section: Stand Der Wissenschaft Und Technikunclassified

Parametrisierte Modellierung für den Einsatz von KI am Beispiel Betonbrückenbau

Hoop¹,

Tschickardt²,

Schmitt

2022

Bautechnik

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“…Die Plattform fungiert dann als Single Source of Truth (SSoT) für den gesamten Lebenszyklus und legt die Informationen zur Bauwerksentwicklung transparent und interpretierbar dar. Die Erzeugung der Bauwerksmodelle ist nach aktuellem Stand der Forschung ein aufwendiger Prozess [21,22], der einer fl ächendeckenden Anwendung von digitalen Lösungsansätzen entgegensteht. Durch die Interpretation von digitalen Punktwolken und die (teil-) automatisierte Ableitung von objektorientierten Bauteilen soll der Prozess der Modellbereitstellung unterstützt werden [23,24].…”

Section: Abstraction Of Digital Building Models As a Basis For Sensor...unclassified

Abstraktion digitaler Bauwerksmodelle als Grundlage für das digitale Instandhaltungsmanagement

Hartung

Liepe²,

Klemt‐Albert

2022

Bautechnik

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Das Instandhaltungsmanagement von Bauwerken der Infrastruktur ist eine herausfordernde Aufgabe. Ingenieurbauwerke auf Straßen und Schienenwegen sind charakterisiert durch lange Nutzungszeiten von 100 Jahren und mehr. Im Rahmen der Nutzungszeit ergeben sich daher besondere Anforderungen an eine lebenszyklusorientierte Datenorganisation, die Informationen aus Planung und Bau, aber insbesondere aus dem Betrieb erfassen muss. Hierfür stehen den Betreibern i. d. R. Bauwerksmanagementsysteme (BMS) zur Verfügung, die eine bauwerksbezogene Datenorganisation ermöglichen. Durch den Einsatz neuer digitaler Methoden, wie Building Information Modeling (BIM), können insbesondere die Datenorganisation und die Prozesse der Zusammenarbeit in der Instandhaltung unterstützt werden. Grundlage bilden objektorientierte Bauwerksmodelle, die neben der Geometrie die semantischen Informationen strukturieren und Verknüpfungen zu weiteren Datenplattformen ermöglichen. Der Aufsatz stellt dar, wie diese Modelle möglichst effizient als geometrisch vereinfachte Bauwerksmodelle – sog. abstrakte Bauwerksmodelle – erstellt werden und somit Anwendungsfelder für eine digitale Instandhaltung geschaffen werden können. Die geometrische Abstraktion ermöglicht es insbesondere für Bestandsbauwerke, effizient digitale Bauwerksmodelle zu erzeugen und mit semantischen Informationen anzureichern. Diese können die Grundlage für eine Informationsanreicherung, eine weitere Detaillierung oder eine strukturierte Schadensverortung am digitalen Modell bilden.

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“…Bedingt durch die Alterung der Verkehrsinfrastruktur und die gleichzeitig steigenden Verkehrslasten gewinnen Methoden der datengestützten Bauwerksbewertung und des Monitorings an Bedeutung [12,13]. Auf die Möglichkeiten der umfassenden Modellierung aller Systemkomponenten wird in diesem Beitrag nicht näher eingegangen, sondern stattdessen auf [11] verwie sen, wo die Generierung eines AsbuiltModells der hier betrachteten Brücke beschrieben wird.…”

Section: Sensorinstallation Und Datengewinnungunclassified

Digitalisierung der Versuchsplanung im Ingenieurbau – Planung von Messprojekten mit MR‐Brillen, 3‐D‐Druck und QR‐Codes für Monitoring und datengestützte Bestandsbewertung

et al. 2021

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Die Digitalisierung und der Einsatz der BIM‐Technologie werden für die Baubranche immer wichtiger. Doch nicht nur für die Planung und den Bau von Neubauten, sondern auch für die Umsetzung und den Betrieb von Messeinrichtungen an bestehenden Hoch‐ und Ingenieurbauten können die BIM‐Methode und die visuelle Darstellung des Objekts in den physikalischen und virtuellen Modellen hilfreiche Werkzeuge sein. Am Beispiel eines Projekts zur datengestützten Bewertung einer Bestandsbrücke wird gezeigt, wie BIM, 3‐D‐Druck, QR‐Codes und Mixed‐Reality‐Brillen die Planung von Messeinrichtungen unterstützen. Die einsetzende digitale Transformation im Bauwesen und der wachsende Bedarf an datenbasierten Nachweiskonzepten für alternde Verkehrsinfrastrukturobjekte eröffnen dabei ein enormes Potenzial für die Digitalisierung. Anhand einer geplanten Versuchskampagne zur Anpassung von statischen Modellen an gemessene Daten durch Bayeśsches Updating wird gezeigt, wie dieses Potenzial genutzt werden kann, um die Planung und Ausführung von Messprojekten an Bauwerken zu unterstützen und eine Steigerung der Qualität und der Effizienz zu erreichen. Durch die Erzeugung und Visualisierung von dreidimensionalen Bauwerksmodellen und die Bereitstellung von technischen Spezifikationen der Messeinrichtungen durch QR‐Codes kann sowohl der Installationsprozess als auch die spätere Betreuung der Messtechnik unterstützt werden.

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Methoden zur Generierung von As‐Built‐Modellen für Bestandsbrücken

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Parametrisierte Modellierung für den Einsatz von KI am Beispiel Betonbrückenbau

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Abstraktion digitaler Bauwerksmodelle als Grundlage für das digitale Instandhaltungsmanagement

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