Italferr führt Vermessungsdaten zur Erstellung eines präzisen Realitätsnetzes des Borratino-Viadukts zusammen

Modellierung der aktuellen Infrastruktur zur Unterstützung zukünftiger Projekte

Das italienische Unternehmen Italferr, ein Mitglied der Gruppe Ferrovie dello Stato Italiane, ist auf Engineering spezialisiert und verfügt über mehr als 30 Jahre Erfahrung im Bereich Infrastruktur. Dazu gehören der Schienen-, U-Bahn- und Straßenverkehr sowie Häfen und Bahnhöfe. Italferr zeichnet sich durch Innovation und die Beteiligung am gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur aus. Das Unternehmen ist bei zahlreichen Schritten innerhalb des Projektlebenszyklus involviert, unter anderem bei der Planung, Beschaffung, im Management und bei der Überwachung der Bauphase.

Italferr wollte das Borratino-Viadukt in Reggello erneuern und war für die Erstellung einer digitalen Darstellung des Bauwerks verantwortlich, die zukünftige Planungen unterstützen soll. Zur Erstellung dieser Darstellung nutzte das Unternehmen eine topografische Vermessung, koordinierte die Aktivitäten vor Ort und im Büro und nutzte dabei Anwendungen verschiedener Anbieter. Die Darstellung musste als präzises 3D-Reality-Mesh mit mehreren Auflösungen erfolgen, um das Bauwerk in den Kontext seiner Umgebung zu setzen. Das Viadukt ist 1.300 Meter lang und besteht aus Stahlbeton mit 50 Spannweiten, was seine Vermessung erschwert.

Einsatz von Drohnen- und Lasertechnologie zur Vermessung der Baustruktur
 
Italferr wollte sicherstellen, dass seine digitale Rekonstruktion so präzise wie möglich sein würde. Aus diesem Grund wurden verschiedene Vermessungsmethoden auf das Viadukt angewendet. Dazu gehörte auch eine topografische Vermessung, bei der ein GPS-Kartierungsnetz für die geometrische Nivellierung bekannter Punkte verwendet wurde. Dabei handelt es sich um eine genaue Quervermessung. Außerdem wurden mithilfe der Luftbild-Fotogrammetrie digitale Orthofotos in Farbe aufgenommen und daraus digitale Karten der Umgebung erstellt. Italferr setzte dann eine Drohne ein, um Bilder zu erfassen, die mit der Luftbild-Fotogrammetrie nicht aufgenommen werden konnte. Das Projektteam führte zwei Drohnenflüge durch und nahmen insgesamt 751 Bilder auf. Italferr platzierte zudem 95 Ziele auf dem Boden, die zur Bildorientierung georeferenziert wurden. Darüber hinaus setzte das Unternehmen sehr genaue Laserscanner ein, um die Fahrbahnplatte und die Pfeiler zu vermessen. Mit diesen Instrumenten wurden 200 Scans erfasst und 20 Milliarden Punkte gemessen. Schließlich führte Italferr eine tachymetrische Vermessung der zu analysierenden Strecke und Bauwerke durch.
 
Die Größe des Viadukts stellte für Italferr ein Hindernis dar, da es schwierig war, die Daten aus verschiedenen Technologien effizient und detailliert zu integrieren. „Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, war es notwendig, jedes noch so kleine Detail auszuwerten“, so Vincenzo Conforti, Leiter der Abteilung für Leitungen, Knotenpunkte und Streckenplanung bei Italferr. Italferr ist es gelungen, mit mehrfachen Vermessungen unter Einsatz komplexer Technologien ein hohes Maß an Genauigkeit zu erreichen. Bei einem umfangreichen Datensatz aus so unterschiedlichen Quellen musste Italferr jedoch sicherstellen, dass alle Informationen, auf die sie Zugriff hatten, optimiert wurden. Der Umfang der Vermessungsdaten stellte eine neue Herausforderung für die Integration dar. Das Unternehmen hatte Mühe, eine Software zu finden, die dies bewerkstelligen konnte.

Zitat: „Die technologischen Innovationen, die mit der für das Projekt verwendeten Bentley-Software gefördert wurden, trugen wesentlich dazu bei, das gewünschte Ergebnis zu erzielen: ein skalierbares 3D-Netz mit mehreren Auflösungen, das die Realität so genau wie möglich darstellt.“ – Vincenzo Conforti, Leiter der Abteilung für Leitungen, Knotenpunkte und Streckenplanung bei Italferr.

Integration von Daten für eine präzise Modellierung

Das Unternehmen stellte fest, dass ProjectWise, ContextCapture und OpenRail Designer von Bentley die effektivsten Möglichkeiten für die Integration der Daten und die Erstellung ihres präzisen Reality Meshes waren. „Mit dem Einsatz von ProjectWise konnten wir die umfangreiche Menge an Daten strukturiert verwalten und organisieren und auf diese Weise einen intelligenten und effektiven Informationsaustausch ermöglichen“, so Conforti. Italferr erstellte dann mit ContextCapture das Netz im 3MX-Format, sodass sie einzelne Kacheln verändern konnten. 3SM war das ideale Format, um das Netz außerhalb von ContextCapture hochzuladen. Daher nutzte Italferr OpenRail Designer, um das 3MX-Netz nahtlos in das 3SM-Format zu konvertieren.

Das Team nutzte dann die Software von Bentley, um die durch Drohnenflüge und Laserscans gewonnenen Daten separat zu verarbeiten und dem Anwender die Möglichkeit einer späteren Integration zu bieten. Dank dieser Funktion konnte Italferr die Daten frei analysieren und sie sowohl einzeln als auch im Zusammenhang betrachten. Anhand des hochpräzisen Reality Meshes konnten die Betrachter das Ausmaß der Beschädigungen der Pfeiler, wie freiliegende oder feuchte Bereiche, erkennen. Mit einem solchen Maß an Klarheit kann das Netz auch zukünftige Projekte und Wartungsarbeiten unterstützen.
Italferr erkannte, dass sie das Netz zur Verwaltung eines iModels, einer relationalen Datenbank mit den Elementen eines digitalen Zwillings, nutzen konnten. Das Unternehmen konnte die Modelle in einer Vielzahl von Formaten über ContextShare auf die Bentley iTwin-Plattform hochladen. Anhand des iModel konnte das Team überprüfen, ob das aus den Vermessungsdaten erstellte digitale Modell eine genaue Darstellung des Bauwerks war, indem es das Reality Mesh und das BIM-Modell gleichzeitig betrachtete. Das iModel diente als Datenbank und als Vergleichspunkt für die Bewertung zukünftiger Modelle.

Schnellere, einfachere und präzisere Modelle

Durch die Verwendung von ContextCapture konnte Italferr Bilder auf drei Flugebenen zusammenführen, um Überschneidungen und Millionen von Verbindungspunkten zwischen ihnen zu identifizieren. Das Ergebnis war ein präzises, hochauflösendes Netz. Die Software verkürzte die Zeit, die für die Auswertung der großen Datenmengen benötigt wurde, indem sie 3 Milliarden Punkte gleichzeitig analysierte. Italferr nutzte zwei Computer, um die Software parallel laufen zu lassen, was die Bearbeitungszeiten erheblich verkürzte. Mit der Software wurden ca. 35 Milliarden Punkte aus der Vermessung verarbeitet, wofür ca. 1.000 Computerstunden und 200 Stunden für die Bearbeitung aufgewendet wurden.
„Die ContextCapture-Software ermöglichte es, dynamisch und digital zu arbeiten. Zum ersten Mal war es möglich, eine große Menge an Daten zu verwalten, die bisher von keiner Software bewältigt werden konnte“, so Conforti. Die Anwendungen von Bentley halfen Italferr bei der Optimierung der Vermessungsdaten zur Unterstützung des zukünftigen Infrastrukturmanagements, indem sie die Genauigkeit des Reality Meshes erhöhten und gleichzeitig Zeit sparten.

Projektübersicht
Unternehmen: Italferr S.p.A.
Lösung: Reality Modeling
Standort: Reggello, Italien

Projektziele:

•    Erstellung eines genauen hochauflösenden Netzes des Borratino-Viadukts zur Unterstützung zukünftiger Projekte.
•    Gleichzeitige Integration und Verwaltung von Daten aus mehreren topografischen Vermessungen.

Projektspezifisches Playbook: ContextCapture, OpenRail Designer, ProjectWise

Weitere Informationen: www.bentley.com