Ansätze zur Modellierung elektrischer Ausrüstung in Bahnsystemen mit BIM
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Ansätze zur Modellierung elektrischer Ausrüstung
in Bahnsystemen mit BIM
Approaches to modelling electrical equipment for rail
systems using the BIM tool
Thomas Winkelbauer
M it der Einführung des „Stufenplan Digitales Planen und
Bauen“ durch das Bundesministerium für Verkehr und
digitale Infrastruktur (BMVI) Ende 2015 wurde der Deutschen
T he introduction of the “Timetable for Digital Plan-
ning and Construction” by the Federal Ministry of
Transport and Infrastructure at the end of 2015 required
Bahn (DB) AG die Einführung der BIM-Methodik in ihren Pro- Deutsche Bahn (DB AG) to adopt and introduce BIM meth-
jekten zur Termin-, Effizienzsteigerung und Qualitätssteige- odology in its projects in order to improve deadline com-
rung vorgegeben (BIM – Building Information Modeling). pliance, increase efficiency and enhance quality (BIM –
Hieraus entwickelte die DB AG eine Umsetzungsstrategie (BIM- Building Information Modelling).
Methodik) mit Struktur- und Realisierungsvorgaben sowie Pursuant to the provisions thereof, DB AG has developed
deren Erprobung in entsprechenden Pilotprojekten. Die Ein- an implementation strategy (BIM methodology) which de-
führung und Umsetzung dieser „BIM-Methodik der DB AG“ wird fines the guidelines for the structural and practical appli-
sich zukünftig signifikant auf den kompletten Planungs-, Rea- cation requirements as well as test procedures for the rel-
lisierungs-, Betriebs- und Instandhaltungsprozess auswirken. evant pilot projects. The introduction and implementation
Die nachfolgenden Ausführungen beschäftigen sich hierbei of such a “BIM methodology by DB AG” will have a signifi-
speziell mit den Anforderungen an die Modellierung elektri- cant impact on the entire planning, implementation, opera-
scher Ausrüstungstechnik. tion and maintenance process in the future.
The following explanations deal specifically with the re-
1 BIM-Methodik und Ausrüstungstechnikplanungen quirements for the modelling of electrical equipment tech-
nology.
Um die BIM-Methodik im gesamten Lebenszyklus baulicher und aus-
rüstungstechnischer Anlagen anwenden und die daraus resultierenden 1 The BIM methodology and equipment technology planning
ökonomischen und technologischen Mehrwerte realisieren zu können,
sind bisherige Dokumentationsformen, Pläne, Anlagen- / Symbolbiblio- The application of the BIM methodology throughout the en-
theken in die digitale Welt zu überführen und zu verknüpfen. Die damit tire life cycle of structures and equipment and the realisation
vorliegenden digitalen Daten können ausgewertet, entsprechend ihrer of the resulting economic and technological added value make
Aktualität nachhaltig fortgeschrieben und für Drittprozesse (wie Statis- it necessary to digitise existing documentation templates,
tiken, RAMS-Betrachtungen usw.) weiterverarbeitet werden. drawings, and equipment / symbol libraries and to link them
Für den Planungsprozess der Ausrüstungstechnik für Infrastrukturpro- in the digital world. The digital data made available thereby
jekte im Bahnbereich bedeutet dies eine umfangreiche Modifikation can be evaluated, sustainably updated depending on its rel-
bisheriger definierter Ablaufprozesse sowie einen nicht unerheblichen evance and further processed for third-party processes (such
Dateneintrag in vorhandene Planungskomponenten (Symbole, Objek- as statistics, RAMS analyses, etc.).
te, Modelle), verbunden mit der Erstellung neuer Ausrüstungsmodelle. When applied to the planning process pertaining to equip-
Die dabei bislang größtenteils durch die DB Station&Service AG vorde- ment technology for infrastructure projects in the rail sec-
finierten Ausrüstungskomponentenmodelle sind um die Anlagen der tor, this implies extensive modifications of previously defined
DB Netz AG und die der DB Energie GmbH in erheblichen Umfang zu process flows and considerable data input for existing plan-
erweitern und für die Zukunft strukturell zu vereinheitlichen. ning components (symbols, objects, models) in parallel with
Im Nachfolgenden wird der aktuelle Ist-Zustand der BIM-Methodik in the creation of new equipment models.
der Ausrüstungstechnik beleuchtet. Daran anschließend folgen Überle- The equipment component models, most of which have been
gungen für notwendige Maßnahmen zur weiteren Herangehensweise previously defined by DB Station&Service AG, need to be
an die Modellierung und die Attributisierung (Objekteigenschaften) für considerably extended to include the equipment of DB Netz
die künftigen Modelle in der Bahnausrüstungstechnik. AG and DB Energie GmbH and structurally harmonised for
the future.
2 Ist-Zustand von Modellen in der Ausrüstungstechnik und This article examines the as-is state of the BIM methodology
derzeitige Verfahren in laufenden BIM-Pilotprojekten in equipment technology, followed by considerations on the
actions required for a common approach to modelling and as-
Die im Baugewerbe bereits seit längerem eingeführte Praxis der signing attributes (object properties) for the future models to
BIM-Methodik zur Projektrealisierung, an deren Optimierung auch be used in rail equipment technology.
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noch weitergearbeitet wird, beruht im Wesentlichem auf standar- 2 The as-is state of models in equipment technology and cur-
disierten Komponenten und dem Umstand, dass diese innerhalb rent practices in ongoing BIM pilot projects
von 3D-Modellen zu hundert Prozent darstellbar und damit sicht-
bar sind. Eine weitestgehend genormte Beschreibung der Bautei- The long-established practice of the BIM methodology for pro-
le bzw. Komponenten liegt hierbei durch das Standardleistungs- ject implementation in the building trade, which has been con-
buch Bau (STLB) bereits vor und kann für die BIM-Methodik ein- tinuously optimised, is essentially based on standardised com-
heitlich genutzt werden (4D / 5D / 6D). ponents and the fact that such components can be totally mod-
elled in 3D, which makes them visible. The Standard Services
BIM-Dimension Informationsumfang Verwendung Book for Construction (STLB) already provides a largely stand-
Objekt/Komponente/Bau- Erstnutzung in der Planungs- ardised description of parts or components and can be applied
teil wird als 3D-Element phase für Sichtprüfungen, uniformly to BIM methodology (4D / 5D / 6D).
dargestellt und enthält Auswertungen, Kollisionsver-
3D-BIM Informationen zu seinen meidung, Plausibilitätsprü-
Spezifika (z. B. Abmessun- fungen, Mengenermittlungen BIM scope Level of information Application
gen, Klassifizierung, tangie- und -berechnungen, Visuali- Each object/component/ Initially in the planning phase
rende Schnittstellen etc.) sierungen für Dritte etc. part is represented as a 3D for the purpose of visual in-
Objekt/Komponente/Bau- Nutzung für Planung von element and contains infor spections, evaluations, colli-
teil enthält zeitliche Infor- Bauabläufen (Bauphasen, 3D BIM mation about its specif- sion avoidance, plausibility
4D-BIM mationen und Termine zu Bauzuständen); Ableitung ics (such as measurements, checks, quantity take-offs and
Planung und Realisierung von Zusammenhangsmaß- classification, related inter- calculations, visualisations for
nahmen faces, etc.) third parties, etc.
Objekt/Komponente/Bau- Nutzung zur prozessualen Each object/component/ Planning of the construction
teil kennt seinen Wert und Kostenüberwachung und part contains temporal in- processes (construction phas-
davon abhängige Kosten Kostentransparenz (z. B. Kos- 4D BIM formation and deadlines es, states of construction);
5D-BIM for planning and imple- inference of further related
in der Planungs- und Reali- tenberechnungen, Leistungs-
sierungsphase verzeichnisse, Angebotsaus- mentation actions
wertungen etc.) Each object/component/ Cost control of the processes
part knows its respective and cost transparency (i. e. cost
Objekt/Komponente/Bau- Zusätzliche Informationen
5D BIM value and related costs in calculations, specifications, bid
teil kennt zusätzlich seine werden vorrangig im Be-
the planning and imple- evaluations, etc.)
kompletten Lebenszyklus- triebs- und Instandhaltungs-
mentation phase
6D-BIM kosten prozess genutzt (z. B. gesetzl.
Überprüfungstermine, In- Each object/component/ Additional information is pri-
standhaltungstermine, Ent- part also knows its complete marily used in operation and
sorgungshinweise etc.) life cycle costs maintenance processes (i. e.
6D BIM
statutory inspection dates,
Tab. 1: BIM-Dimensionen (4D / 5D / 6D) maintenance intervals, dispos-
al instructions, etc.)
Für eine äquivalente Darstellung aller Komponenten der Ausrüs- Tab. 1: BIM scopes (4D / 5D / 6D)
tungstechnik in einem 3D-Modell liegt das Grundproblem, wie
auch bei allen anderen daten- und informationstechnischen An- The basic problem for the equivalent representation of all the
lagen, darin, dass die rechnergestützten Hauptkomponenten der equipment technology components as a 3D model, as with all
Ausrüstungstechnik nicht ohne größeren Aufwand in einem 3D- other data and IT systems, lies in the fact that it requires con-
Standortmodell darstellbar sind. Ihre Funktionalitäten bzw. das siderable effort to represent the main computerised components
funktional erforderliche Zusammenwirken der Einzelkomponen- of equipment technology in a 3D site model. The functionali-
ten kann in einem solchen Modell nicht abgebildet werden. Für ties or the required functional interaction of the individual com-
die Ausrüstungstechniken der Bahninfrastruktur, wie z. B. die ponents cannot be depicted in such a model. Therefore, equip-
Leit- und Sicherheitstechnik (LST), die elektrischen Energieanla- ment technology for rail infrastructures, such as control and
gen (EEA), die Oberleitungsanlagen (OLA) und die Telekommu- safety technology (LST), electric power systems (EEA), contact
nikationsanlagen (TK) sind somit auch zukünftig entsprechende lines (OLA) and telecommunications systems (TK) will contin-
2D-Planungen nach BAU-STE (Verwaltungsvorschrift des Eisen- ue to require the corresponding 2D planning in compliance with
bahn-Bundesamtes (EBA) für Signal-, Telekommunikations- und BAU-STE (the administrative regulation of the Federal Railway
Elek-trotechnische Anlagen) zur Darstellung der funktionalen Authority (EBA) for signalling, telecommunications and electri-
und vorschriftenkonformen Gesamtzusammenhänge erforder- cal equipment) to represent the functional and regulatory-com-
lich. pliant interdependencies.
Mit der Einführung der BIM-Methodik ergibt sich die zusätzliche The introduction of the BIM methodology will also result in
Berücksichtigung der Außenanlagen der Ausrüstungstechniken the 3D representation of outdoor equipment, which in turn will
in entsprechenden 3D-Modellen. Dies gewährleistet nunmehr, have the positive effect of allowing the early recognition of in-
als positive Ergänzung zur 2D-Planung, eine frühzeitige Erken- compatibilities between the disciplines in 2D planning even be-
nung von Gewerkekollisionen bereits vor der eigentlichen bauli- fore the actual constructive design. This enables planning and
chen Ausführung. Daraus ergibt sich eine bisher nicht in diesem implementation security which has not been previously avail-
Umfang vorhandene Planungs- und Realisierungssicherheit. Die able at this extent. The foreseeable increase in efficiency result-
absehbar resultierende Effizienzsteigerung bzgl. Kostenrahmen- ing from this with regard to budget compliance, quality assur-
einhaltung, Qualitäts- und Terminsicherstellung in den Projekten ance and deadlines in future projects justifies the introduction
rechtfertigt die Einführung der BIM-Methodik auch für die ausrüs- of BIM methodology even for the different equipment technolo-
tungstechnischen Gewerke der Bahninfrastruktur. Inwieweit da- gies used in rail infrastructures. The extent to which all the pro-
bei alle Prozessteile der Methodik sowie geforderte Detailtiefen cess components of the methodology and the required depth of
bei der 3D-Modellierung umzusetzen sind bzw. deren Form der detail are to be implemented in the 3D modelling or the form of
Umsetzung, ist als separates Diskussionsthema nochmals einge- implementation needs to be examined in more detail as a sepa-
hender zu untersuchen. Hierbei wären neben dem Zeit- und Kos- rate topic of discussion. In addition to the time requirements
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tenaufwand explizit der Nutzen und die Nachhaltigkeit für die Ge- and expenditure, this would also require explicit consideration
genwart und Zukunft zu betrachten. of both the benefits and the sustainability for the present and
Aus den bisherigen Erkenntnissen der laufenden BIM-Pilotpro- future.
jekte der DB AG, dem gültigen Vorschriftenwerk sowie den soft- The current state of affairs is as follows based on the existing
waretechnischen Gegebenheiten in Bezug auf die Ausrüstungs- findings of current BIM pilot projects at DB AG, the current
techniken (LST, OLA, EEA, TK) der Bahninfrastruktur kann folgen- regulations and the software-related requirements regarding
der derzeitiger Grundlagensachstand zusammengefasst werden: the equipment technologies (LST, OLA, EEA, TK) for rail in-
frastructure:
Grundlagen ausrüstungsspezifischer Komponenten und Anlagen
(Bahninfrastruktur) The basics regarding equipment specific components and
Gewerk Vordefinierte Objekt- Status 3D-Modelle installations (rail infrastructures)
Objektgrundlagen in
eigenschaften durch (Komponenten/ Section Object basics in Object attributes Status of 3D mod-
vorh. Planungstools
die DB AG Bauteile) existing planning predefined by els (components /
ProSig-Objekte, ba- Umfangreiche Ele- Prinzipiell nicht vor- tools DB AG parts)
sierend auf PlanPro mentattribute aus liegend bzw. vordefi- ProSig objects based Comprehensive ele- In principle neither
(ProSig Version 7 PlanPro-Definitio- niert (Einzelmodelle on PlanPro (ProSig ment attributes from available nor pre-
Leit- und EPU, ab 02/2018) nen liegen vor, nicht aus einigen Pilotpro- Version 7 EPU, as of PlanPro definitions defined (individual
Sicherungs alle LST-Komponen- jekten bereits exis- Control and 02/2018) are available, but not models from some
technik (LST) ten definiert (Fokus tent (projektspezi- safety all LST components pilot projects are
ESTW) fische Ausführung, technology have been defined already available
jedoch nicht ein- (LST) (focus ESTW) (project-specific im-
heitlich)) plementation, but not
Tooldefinitionen von Derzeit keine Vorga- Prinzipiell nicht vor- standardised))
Objekten liegen vor ben definiert; unter- liegend bzw. vordefi- Tool definitions for Currently without In principle neither
Oberleitungs- (z. B. OLAcad (Basis schiedliche Attribut- niert (Einzelmodelle objects are available defined guidelines; available nor pre-
anlagen / Regelwerkszeich- listen aus einzelnen aus einigen Pilotpro- (i. e. OLAcad (the ba- several attribute lists defined (individual
Bahnstrom nungen)) Pilotprojekten jekten bereits exis- sis for rule-compliant from individual pilot models from some
Contact lines /
anlagen bereits existent tent (projektspezi- drawings)) projects are already pilot projects are
traction power
(OLA/BEVA) fische Ausführung, available already available
(OLA/BEVA)
jedoch nicht ein- (project-specific im-
heitlich)) plementation, but not
Tooldefinitionen von Für Anlagen der DB Für Anlagen der DB standardised))
Objekten liegen vor St&S liegen diese St&S liegen diese Tool definitions for Partially available for Partially available
Elektrische Ener- (z. B. ELCad, LVZ) teilweise vor, seitens teilweise vor, seitens objects are available DB St&S installations, for DB St&S instal-
gieanlagen (EEA) DB Netz/Energie sind DB Netz/Energie Electric power (i. e. ELCad, LVZ) but there are current- lations, but there are
derzeit keine Vorga- sind derzeit keine systems (EEA) ly no definitions from currently no defini-
ben definiert Vorgaben definiert DB Netz/Energie tions from DB Netz/
hauptsächlich nur Für Anlagen der DB Für Anlagen der DB Energie
Zeichensymbole St&S liegen diese St&S liegen diese Mainly just design Partially available Partially available
IT- und Telekom-
ohne Objektdefini- teilweise vor, seitens teilweise vor, seitens IT and Tel- icons without object for DB St&S instal- for DB St&S instal-
munikations-
tion existent (kaum DB Netz/Energie DB Netz/Energie ecommunica- definition (hardly any lations, but there are lations, but there are
anlagen (TK)
Toolunterstützung) sind derzeit keine sind derzeit keine tions systems tool support) currently no defini- currently no defini-
Vorgaben definiert Vorgaben definiert (TK) tions from DB Netz/ tions from DB Netz/
Energie Energie
Tab. 2: BIM-Objektgrundlagen Ausrüstungstechnik
Tab. 2: BIM Object Basics for equipment technologies
Aus dem vorgenannten Sachstand zur Darstellung von Modellen
mit den entsprechenden digitalen Informationen (Objekteigen- The state of affairs regarding the representation of models in-
schaften) wird ersichtlich, dass für eine Umsetzung des komplet- cluding the corresponding digital information (object proper-
ten BIM-Prozesses über 3D, 4D, 5D und 6D noch ein umfangrei- ties), as described above, clearly shows that the implementation
cher Abstimmungs- und Definitionsbedarf besteht. of the complete BIM process for 3D, 4D, 5D and 6D still requires
extensive coordination and further definition.
3 Welche grundlegenden Fragen ergeben sich für die Umsetzung
der BIM-Methodik in der Ausrüstungstechnik 3 What are the fundamental issues for the implementation of
the BIM methodology for equipment technology?
Für die Schaffung der Objektgrundlagen zur Umsetzung der BIM-
Methodik in der Ausrüstungstechnik sind aufgrund fehlender Vor- Due to the lacking guidelines (the IFC-Rail Standard is still in
gaben (IFC-Rail Standard weiterhin in Entwicklung) folgende The- development), it is necessary to address the following key is-
menschwerpunkte in der aktuellen BIM-Einführungsphase zu dis- sues of the current BIM implementation phase in order to de-
kutieren. Die Reihenfolge der einzelnen Themen stellt hierbei kei- fine the object basics necessary for the implementation of the
ne Rangfolge zur Gewichtung dar. BIM methodology for equipment technology. The order of the
• Welche Komponenten und Anlagen der Ausrüstungsgewerke individual issues listed below does not necessarily represent any
sind als 3D-Modelle darzustellen? Wo ist die sinnvolle Grenze order of weighting.
der Detailierung / Darstellung von Komponenten im Modell? • What are the equipment technology components and sys-
Welcher Umfang wird für die geforderten Anwendungsfälle und tems to be represented as 3D models? What is the sensible
in welcher Planungsphase wirklich benötigt? detail / representation limit for the components in such mod-
• Welche Erfordernisse bedürfen die u. a. geforderten Detaillie- els? What is the scope effectively needed for the required use
rungsgrade LoD 300/400/500 und die damit verbundenen ho- cases and in which planning phase?
hen Ersterstellungsaufwendungen (Kosten- / Nutzenverhält- • Which requirements effectively need the required LoD
nis)? Ist eventuell die Beschränkung auf ein LoD 200, einschließ- 300/400/500 levels of detail and what is the associated sig-
lich der Querverweise auf die 2D-Planung, für Kollisions- und nificant initial expenditure (the cost / benefit ratio)? Is the re-
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Sichtprüfungen in den 3D-Modellen für die Ausrüstungstechnik striction to an LoD 200 level, including the cross-referenc-
absolut ausreichend? es to 2D planning, compatibility checking and visual inspec-
• Sind prinzipiell die nicht im 3D-Modell darstellbaren Ausrüs- tions in 3D models sufficient for equipment technologies?
tungskomponenten ebenfalls als Modellkomponenten mit Ob- • Would it not be advisable to implement equipment technol-
jekteigenschaften dann ergänzend und vollumfänglich in den ogy components which cannot be represented in a 3D model
2D-Funktionsplanungen zu implementieren mit dem Ziel einer as model components with object properties in principle and
kompletten Datenhaltung aller Komponenten (Grundlage für thereby to comprehensively complement the 2D functional
digitales Anlagenmanagement)? plans in order to ensure complete data management of all the
• Welche Strukturen der Objekteigenschaften sind für die components (the basis for digital asset management)?
Planungs- und Realisierungsphase sowie für die nachfol- • What are the structures of the object properties which are
gende Betriebs- und Instandhaltungsphase erforderlich und necessary and useful for the planning and implementation
sinnvoll (Strukturgrundlage: Anlagenmanagement der DB phase as well as for the subsequent operation and mainte-
AG?)? nance phase (structural basis: Asset Management of DB
• Welche Konsolidierungen sind von den Bahninfrastrukturunter- AG?)?
nehmen auf europäischer Ebene bzgl. der Ausrüstungsklassifi- • What are the consolidations planned by the rail infrastruc-
zierungen vorgesehen, die sich in zukünftigen Strukturen der ture companies at a European level in terms of equipment
Objekteigenschaftsstrukturen widerzuspiegeln haben (siehe classifications which need to be reflected in the future object
auch Aktivitäten zur Erstellung eines IFC Rail-Standards (IFC5.0) property structures? (Also see the activities aimed at creating
durch buildingSMART u. a.)? an IFC Rail standard (IFC5.0) using buildingSMART, among
• Für die Umsetzung der 4D- und 5D-Phasen der BIM-Metho- others).
dik sind einheitliche Objektstrukturen und vordefinierte Leis- • The implementation of the 4D and 5D phases of the BIM
tungspositionen für die Ausrüstungsgewerke erforderlich. Die- methodology requires uniform object structures and pre-
se liegen derzeit für mindestens 80 % der Ausrüstungskompo- defined service items for equipment technology disciplines.
nenten nicht vor und bedürfen einer umfangreichen und zeit- Such definitions are currently not available for at least 80 %
aufwendigen Erstellung und Diskussion. Es ergibt sich die Fra- of equipment components and require extensive and time-
ge, ob die unbestreitbar positiven Aspekte von 4D-BIM und 5D- consuming preparation and discussion. The question arises
BIM diese kosten- und zeitaufwendigen Anpassungen in der as to whether the undeniably positive aspects of 4D BIM and
Ausrüstungstechnik für die Planungs- und Realisierungsphase 5D BIM truly justify these costly and time-consuming adjust-
rechtfertigen können. Anpassungen der Objektstrukturen nur ments in equipment technology for the planning and imple-
an die Betriebs- und Instandhaltungsphase sind realisierungs- mentation phase. The adjustment of the object structures to
technisch sicherlich einfacher zu lösen. the operation and maintenance phases is certainly easier to
Diese Fragen bilden nur einen Auszug aus dem umfangreichen resolve in terms of implementation.
Fragenkatalog, der sich für den Ausrüstungsplaner gegenwär- These issues are but a small part of the extensive list of issues
tig im realen Projekt stellt. Diesem wird auf der einen Seite eine which equipment technology planners are currently facing in
Lieferleistung abgefordert, jedoch andererseits werden die we- real-life projects. However, while planners are called upon to
sentlichen Planungsgrundlagen BIM für die Ausrüstungstechnik deliver on the one hand, on the other hand the essential BIM
noch nicht zur Verfügung gestellt. Die aktuell hieraus resultieren- planning basics for equipment technology are not yet available.
den umfangreichen Abstimmungen, Diskussionen und Lösungs- The resulting extensive adjustments, discussions and searches
findungen für den nicht definierten BIM-Anteil der Ausrüstungs- for solutions for the as yet undefined BIM content of equipment
technik sind zurzeit noch in den BIM-Projektterminplänen und in technology still need to be taken into account in the BIM project
den Aufwandskalkulationen zu berücksichtigen. schedules and cost calculations.
In diesem Zusammenhang ist für den Bereich der Ausrüstungs- In this context, it is also vital to clarify in principle how the un-
planung die Honorierung der zweifelsfrei zusätzlichen Aufwen- doubted additional costs incurred with the introduction of BIM,
dungen für die BIM-Einführung, bei gleichzeitig weiterhin erfor- along with the simultaneous necessity of drafting functional
derlicher Erstellung der Funktionsplanungen in 2D nach BAU- plans in 2D in compliance with BAU-STE, are to be paid for
STE, prinzipiell zu klären. Derzeit ergeben sich durch die BIM-Ein- in the area of equipment technology planning. Currently, con-
führung, wie in Bauplanungen bereits erkennbar, für die Ausrüs- struction planning has already shown that the introduction of
tungstechnikplanung noch keine ersichtlichen Einsparungen in BIM has not yet yielded any apparent savings in the costs for
den Planungsaufwendungen. equipment technology planning.
4 Aktuelles Vorgehen der Ausrüstungstechnikplanungen in 4 The current approach to equipment technology planning
laufenden Projekten nach BIM-Methodik using the BIM methodology in ongoing projects
In Projekten, die in der Prozessabwicklung die BIM-Methodik for- The following procedure is currently being used to model elec-
dern, erfolgt in Bezug auf die Modellierung der elektrischen Aus- trical equipment (usually for HOAI performance phases 2, 3 and
rüstung, zumeist in den HOAI-Leistungsphasen 2, 3 und 5, aktuell 5) in projects which require BIM methodology for process man-
folgende Verfahrensweise: agement:
1. Der Objektplaner stellt dem Ausrüstungsplaner das 3D-Objekt- 1. The object planner provides the equipment planner with a 3D
modell (z. B. Bahnsteig, Gebäude, Streckenabschnitt) zur Verfü- object model (i. e. a platform, a building or a track section)
gung (Formate sind z. B. rvt, ifc). (the used formats: i. e. rvt, ifc).
2. Der Ausrüstungsplaner generiert aus dem 3D-Modell einen ak- 2. The equipment planner generates an accurate 2D site plan
tuellen 2D-Lageplan (z. B. im dwg-Format) für seine, nach BAU- based on the 3D model (i. e. in the dwg format) which is to be
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STE zu erstellende, Ausrüstungsplanung als Planungsgrundla- used as the planning basis for the equipment plan to be cre-
ge. ated according to BAU-STE.
3. Auf Basis der erstellten funktionalen Ausrüstungsplanung (2D) 3. In order to do this, the planner renders all the relevant out-
erstellt der Ausrüstungsplaner für sein Gewerk (z. B. TK) ein 3D- door TK systems from the 2D functional planning in the form
Fachmodell (LoD (Level of Details) entsprechend AIA-Anforde- of individual model components, including the correspond-
rung). Hierzu implementiert der Planer alle relevanten TK-Au- ing object properties, in the specific 3D TK model. The spe-
ßenanlagen aus der 2D-Funktionsplanung in Form einzelner cific model is submitted to the BIM coordinator for compat-
Modellkomponenten inkl. der Objekteigenschaften in das 3D- ibility checking.
Fachmodell TK. Dieses Fachmodell wird dem BIM-Koordinator 4. Any changes required after the compatibility checking are fed
zur Kollisionsprüfung übergeben. back into the 2D functional planning (checking against the
4. Erforderliche Änderungen aus der Kollisionsprüfung werden im valid planning guidelines of DB AG), corrected in the specific
Rücklauf in der 2D-Funktionsplanung bearbeitet (Abgleich mit 3D model and returned to the BIM coordinator (check loops).
den gültigen Planungsrichtlinien der DB AG), im 3D-Fachmodell 5. Due to the lack of basic definitions as mentioned above, there
korrigiert und zurückgeführt an den BIM-Koordinator (Abstim- are currently no further planning activities regarding phas-
mungsschleifen). es 4D and 5D for equipment technology. The drafting of the
5. Weitergehende Planungsaktivitäten in Bezug auf die Phasen 4D specifications for the invitation to tender is carried out in
und 5D werden derzeit für die Ausrüstungstechnik, aufgrund compliance with the standard DB AG procedures based on
vorgenannter fehlender Grundlagendefinitionen, in den Pro- HOAI without reference to the BIM model.
jekten nicht erbracht. Die Erstellung von Leistungsverzeichnis- The selection of the relevant outdoor equipment technologies to be
sen zur Ausschreibung erfolgt nach dem festgelegten auf der modelled, as stated in section 3, is based on the following criteria:
HOAI aufbauenden Standardverfahren der DB AG ohne Bezug a) The project-specific equipment to be modelled is explicitly re-
zum BIM-Modell. quired in the AIA (Customer Information Request), which in-
Die Auswahl der in Punkt 3. genannten relevanten darzustellen- cludes related documents such as the LoI (Level of Informa-
den Außenanlagen der Ausrüstungstechnik erfolgt nach folgen- tion) or LoD (Level of Development).
den Kriterien: b) The equipment size is such that it has visible relevance for oth-
a) Die darzustellenden Anlagen sind projektabhängig explizit in er observers and disciplines (i. e. radio mast signals).
der AIA (Auftraggeber-Informations-Anforderung) und zugehö- c) Due to the technical features and current regulations, the
riger Unterlagen wie LoI (Level of Information) oder LOD (Level equipment cannot be changed at its site (no flexibility); third-
of Development) gefordert. party disciplines need to be adjusted accordingly.
b) Die Anlage ist in ihren Abmessungen so dominant, dass sie für d) The equipment directly impacts third-party disciplines (i.e.
andere Betrachter und Gewerke von sichtbarer Relevanz ist (z. B. the foundations of technical masts on platforms).
Funkmast, Signal). e) The equipment needs to be 3D modelled in order to allow the
c) Die Anlage kann aufgrund ihrer technischen Spezifika und der proof of compliance required by each discipline (i. e. signal
gültigen Vorschriftenlage in ihrem Standort nicht verändert visibility, the lighting check).
werden (keine Flexibilität); Drittgewerke haben sich entspre- These criteria are currently used to decide whether the 2D
chend anzupassen. equipment plans are to be transferred into the specific 3D mod-
d) Die Anlage hat direkt Einfluss auf Drittgewerke (z. B. Fundamen- el. Smaller equipment components (i.e. transponders, signal
te von Technikmasten auf Bahnsteigen). boxes, or similar) are not covered by any of the aforementioned
e) Die Anlage ist im 3D-Modell erforderlich, um für das Gewerk items and are therefore not considered in the 3D model. At pre-
notwendige Nachweise zu ermitteln (z. B. Signalsicht, Beleuch- sent, customers have not asked for such smaller components to
tungsnachweis). be modelled. There is also no apparent planning and implemen-
Diese Kriterien werden aktuell für die Übernahme der 2D-Ausrüs- tation requirement for them to be modelled (with the exception
tungen in das 3D-Fachmodell als Entscheidungsgrundlage he- of project-specific AIA specifications).
Bild 1: 3D-Bahnhofs-
modell mit Ausrüs-
tungstechnik (OLA,
EEA)
Fig. 1: A 3D station
model with equipment
technologies (OLA,
EEA)
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rangezogen. Kleinteilige Ausrüstungskomponenten (z. B. Gleis- The object properties required for the specific 3D model are
magnete, Signalanschlusskästen o. ä.) sind nicht durch einen der assigned to the model (i. e. signals) based on the following as-
vorgenannten Punkte abgedeckt und werden damit im 3D-Fach- sumptions (the sequence conforms to the selected properties):
modell nicht berücksichtigt. Zur Notwendigkeit der Darstellung 1. the use of the object properties predefined by DB AG (i. e. ex-
kleinteiligerer Ausrüstungskomponenten bestehen aktuell keine isting IFC components, ProSig definitions based on PlanPro,
Forderungen seitens der Anlageneigentümer bzw. gibt es bislang etc.)
kein ersichtliches planungs- und realisierungstechnisches Erfor- 2. the use of the object properties already defined by the tools for
dernis für deren Darstellung (ausgenommen hiervon sind pro- which DB AG has yet to provide any definitions by (i.e. con-
jektspezifische AIA-Festlegungen). tact line poles – OLAcad tool)
Die im 3D-Fachmodell erforderlichen Objekteigenschaften der 3. For models which do not conform to assumptions 1 and 2,
3D-Ausrüstungsmodelle werden hierbei nach folgenden Prämis- simple property structures (attributes) are assigned based on
sen dem Modell (z. B. Signal) zugeordnet (Reihenfolge entspricht already defined object models, while taking into account the
der Eigenschaftenauswahl): asset management structure of DB AG.
1. Nutzung der von der DB AG vordefinierten Objekteigenschaf- Existing project-specific customer requirements (AIA, LoI, LoD
ten (z. B. vorhandene IFC-Bauteile, ProSig-Definitionen auf Basis or LOD) apply as project requirements to be implemented with
von PlanPro usw.) priority in order for the object properties to be created in com-
2. Nutzung von bereits festgelegten Objekteigenschaften in Tool- pliance with assumptions 1 to 3. In the case of independently
werkzeugen, für die bislang keine Definitionen der DB AG vor- planned object attributes according to assumptions 2 and 3, it is
liegen (z. B. Oberleitungsmaste aus dem Tool OLAcad) necessary to ensure the appropriate coordination with the pro-
3. Für Modelle ohne Vorgaben aus Prämisse eins und zwei wer- ject management and the equipment manager.
den, unter Berücksichtigung der Anlagenmanagementstruktur
der DB AG, einfache Eigenschaftsstrukturen (Attribute) in An- 5 Conclusion
lehnung an bereits definierte Objektmodelle vergeben.
Für die unter Prämisse eins bis drei zu erstellenden Objekteigen- At present, the implementation of the BIM methodology for
schaften gelten dabei die vorhandenen projektspezifischen Auf- equipment technologies in rail infrastructure projects is only
traggeberanforderungen (AIA, LoI, LoD oder LOD) als vorrangig possible to a limited extent. The parallel development and im-
umzusetzende Projektanforderungen. Für die entsprechend Prä- plementation of the BIM methodology in a large number of BIM
misse zwei und drei eigenständig geplanten Objektattribute sind pilot projects require
Abstimmungen mit der Projektleitung und den Anlagenverant- • the continuous cross-project evaluation of the process flows,
wortlichen im Projekt anzustreben. • the timely and sustainable consolidation of the resulting
model diversity for subsequent projects and
5 Fazit • the storage of projects in a central database, including con-
tinuous data maintenance.
Für die Ausrüstungstechnik von Bahninfrastruktur ist gegenwär- This documentation of the BIM process steps should be checked
tig eine Umsetzung der BIM-Methodik in Projekten nur bedingt throughout the duration of the individual pilot projects and
möglich. Mit der parallelen Entwicklung und Umsetzung der BIM- additionally evaluated across all projects in order to allow the
Methodik in einer Vielzahl von BIM-Pilotprojekten bedarf es timely definition of the general solutions for the project phas-
• einer permanenten projektübergreifenden Auswertung der es of all ongoing projects. Special attention will be required to
Prozessabläufe, identify the needs of the equipment technology and its function-
• einer zeitnahen und nachhaltigen Konsolidierung der resultie- al relationships.
renden Modellvielfalt für die darauffolgenden Projekte und Due to the BIM process flows in object planning, it is already
• deren Ablage in einer zentralen Datenbank, einschließlich per- foreseeable that the required planning scope and planning depth
manenter Datenpflege. will shift between and within the planning performance phases
Diese Dokumentationen der BIM-Prozessschritte sollten bereits of the equipment technologies. In the future, the technical and
während der Projektlaufzeiten in den einzelnen Pilotprojekten un- approval bodies of DB AG not yet involved in the BIM meth-
tersucht und projektübergreifend ausgewertet werden, um zeit- odology for the field of equipment technology will have to be
nah allgemeingültige Lösungen für die Projektphasen aller lau- increasingly included in the overall process flows of the BIM
fenden Projekte definieren zu können. Besonderes Augenmerk ist methodology.
hierbei auf die Belange der Ausrüstungstechnik und deren funkti-
onalen Zusammenhänge zu legen.
Bedingt durch die BIM-Prozessabläufe in der Objektplanung ist
heute bereits absehbar, dass sich die erforderlichen Planungsum-
fänge und Planungstiefen zwischen und innerhalb der Planungs-
leistungsphasen der Ausrüstungstechnik verschieben werden. AUTOR | AUTHOR
Die bislang in der BIM-Methodik für den Bereich der Ausrüstungs-
Dipl.-Ing. Thomas Winkelbauer
technik nicht involvierten fachlichen und genehmigungstechni-
Principal (CEO)
schen Prüfinstanzen der DB AG sind zukünftig dabei verstärkt in SIGNON Deutschland GmbH
die Gesamtprozessabläufe der BIM-Methodik mit einzubeziehen. Anschrift /Address: Schützenstraße 15-17, D-10117 Berlin
E-Mail: thomas.winkelbauer@signon-group.com
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