Der digitale Zwilling bei Planung und Bau von städtischen Schienenverkehrswegen - Andreas Neukirch Bereichsleiter Engineering, 03. Juni 2021 - TU ...

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Der digitale Zwilling bei Planung und Bau von städtischen Schienenverkehrswegen
    Andreas Neukirch                                                03. Juni 2021
    Bereichsleiter Engineering,

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Der digitale Zwilling bei Planung und Bau von städtischen Schienenverkehrswegen - Andreas Neukirch Bereichsleiter Engineering, 03. Juni 2021 - TU ...
Die DVB ist eine hundertprozentige Tochter der Technische Werke Dresden und an
weiteren fünf Unternehmen beteiligt.

                                   Landeshauptstadt Dresden

                                                       100 %

                            Technische Werke Dresden GmbH

                    100 %   51 %                          100 %                      60 %                      98 %

                                     Energieverbund Dresden GmbH

           100 % 49 %                         82,5 %                      100 %
                                                                                  weitere Beteiligungen an
                                                                                  ostsächsischen Stadtwerken
           74,9 % 40 %                        SachsenEnergie       GSW Gas- und
                                                   AG              Wärmeservice
                                                                      GmbH
           74,9 %

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Wir bewegen Dresden. Was wir leisten und wer wir sind.

 täglich ca. 500.000 Fahrgäste, insgesamt 164,3 Mio.
  im Jahr 2019
 ca. 2.000 Mitarbeiter, darunter rund 1.000 Fahrerinnen
  und Fahrer, ca. 90 Auszubildende
 184 Straßenbahnen, 140 eigene Busse
 12 Straßenbahnlinien auf 134 km Streckennetz
 29 Buslinien mit einer Gesamtlinienlänge von 323 km
 2 Bergbahnen, 4 Personen- und 1 Autofähre

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Zustand der Infrastruktur der Dresdner Verkehrsbetriebe vor der Wende

                                                                            Fahrten an einem mittleren
                                                                            Werktag im Dresdner ÖPNV

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Diskussionen um die Zukunft des ÖPNV in den 90er Jahren
       Deckungslücke von umgerechnet 100 Mio. EUR (1991)
       Szenario zur Kostenreduktion: Umstellung von bis zu 50% der
        Straßenbahnstrecken auf Busbetrieb
       Dieses Szenario wurde jedoch von der Dresdner Öffentlichkeit und vom
        Stadtrat abgelehnt
       Diskussionen am “Runden        Tisch”   führten   zur   Annahme   des
        Verkehrskonzeptes 1994

    Ergebnis:
    Die Straßenbahn soll das Rückgrat des ÖPNV in Dresden sein
    Sie soll stufenweise zur modernen Stadtbahn entwickelt werden Zunächst ist
    die Verbindung zwischen Gorbitz und Prohlis als Pilotvorhaben vorgesehen

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Technische Anforderungen an neue Stadtbahnwagen

 Breiterer Wagenkasten (2,65 m)
     Einzug im Fußbodenbereich, daher kein Umbau der
      Bahnsteige notwendig
     Mehr Komfort für unsere Kunden (bequemeres
      Sitzen, ca. 15% höhere Platzkapazität)
     Bestuhlung: mindestens 2+2
 Mehr Komfort und Unterstützung für unsere Fahrer
  (u.a. moderner Fahrersitz, kamerabasiertes
  Rückblicksystem, Kollisionswarnsystem)
 Niederfluranteil: mindestens 65 %
                                                        2650
 Einstiegshöhe: 280 mm über Schienenoberkante

6     Quelle: Visualisierung: Vossloh Kiepe
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Neue, breitere Bahnen brauchen einen größeren Gleismittenabstand:
Bereits über zwei Drittel des Straßenbahnnetzes ertüchtigt

    Strecken, die bereits mit  3,0 m
    Gleismittenabstand ausgebaut
    bzw. im Bau sind
    (zzgl. eingleisige Strecken)         Ri. Weinböhla

    Bestandsstrecken mit ≤ 3,0 m
    Gleismittenabstand

    Neubaustrecken, die mit  3,0 m
    Gleismittenabstand in Planung sind

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Aufgaben des Centers Infrastruktur der DVB AG

                                                   Planung und                Betriebsanlagen
                                                       Bau                    der DVB
                                                                              • Oberbau mit Gleisen
                                                                              • Unterbau
                                                                              • Haltestellen
                                                                              • Fahrleitungen
                                                                              • Stromversorgung
                                                                              • Signalanlagen
                                                                              • Kabelanlagen
                                                 Betriebsanlagen
                                                     DVB AG                   • Beleuchtung
                                                                              • DFI
                                                                              • Fahrgastunterstände
                                                                              • Ausstattung
                                                                   Instand-   • Beschilderung
                                      Betrieb
                                                                    haltung

8   Aufgaben des Centers Infrastruktur, DVB AG
Der digitale Zwilling bei Planung und Bau von städtischen Schienenverkehrswegen - Andreas Neukirch Bereichsleiter Engineering, 03. Juni 2021 - TU ...
BIM Strategie der DB AG, der digitale Zwilling

                                                                                    Ein digitaler Zwilling der Infrastruktur muss als
                                                                                    Gesamtmodell definiert werden. Dieses Modell soll alle
                                                                                    spezifischen Daten der Infrastruktur enthalten und
                                                                                    verwalten, die für deren Lebenszyklus von Bedeutung
                                                                                    sind.

9   Lebenszyklus im Infrastrukturbereich ohne Gewichtung (DEUTSCHE BAHN AG, 2019)
Der digitale Zwilling bei Planung und Bau von städtischen Schienenverkehrswegen - Andreas Neukirch Bereichsleiter Engineering, 03. Juni 2021 - TU ...
Mögliche BIM-Strategie
 Für die Erarbeitung von Bestandsmodellen und Struktur ist eine Strategie notwendig

                                         Konsolidierungs- und      neuen Standard flächen-   BIM-Methodik vollständig für
                                         Standardisierungsphase,   deckend praktizieren      Planen, Bauen und Betreiben
                                                                                             nutzen

10   BIM Strategie Deutsche Bahn, 2019
Digitaler Zwilling für die Straßenbahninfrastruktur der DVB AG

                                                            Planung
                                                            und Bau
                                                            • BIM

                                                                                      digitaler Zwilling
                                                            Betriebs-              digitales Abbild der physischen
              physische Anlage                              anlagen                   Infrastruktur im gesamten
                                                            DVB AG
                                                                                             Lebenszyklus

                                                                        Instand-
                                                  Betrieb
                                                                        haltung
                                                  • BMS                 • IMS

     11

1    Aufgaben des Centers Infrastruktur, DVB AG
Digitaler Zwilling bei Straßenbahnvorhaben, warum?

                                                                            • Building Information Modeling (BIM) wird seit 2020 für
                                                                              Großprojekte des BMVI verpflichtend angewendet

                                                                            • Informationsverluste, Kostenerhöhungen und
                                                                              Terminverzögerungen sollen damit verringert werden.

                                                                            • Beispiel: gedruckte Pläne und Zeichnungen
                                                                                        Nachteil: Informationsverlust
                                                                                        Vorteil:   unter Baustellenbedingungen verwendbar

                                                                            • Voraussetzungen für den Einsatz im kommunalen Raum
                                                                                 • Gemeinsame Strategie BIM
                                                                                 • Gemeinsame Struktur BIM
                                                                                 • Gemeinsame Datengrundlage
                                                                                 • Gemeinsame Modelle

     Informationsverluste während des Lebenszyklus (Borrmann u. a., 2015)
Haltepunkt Strehlen, Visualiserung

13
Diplomarbeiten zur Erarbeitung eines Bestandsmodells BIM
Beispiel: Stadtbahn Dresden 2020, TA 1.4 Verlegung der Straßenbahntrasse von der Franz-Liszt-Straße
         - Wasastraße in die Tiergartenstraße - Oskarstraße

 Ziel der Diplomarbeiten ist analoge und digitale Bestands- und Planungsdaten in die BIM-Plattform KorFin über
  offene Schnittstellen zu integrieren um daraus ein BIM-konformes Bestandsmodell der Infrastruktur zur
  erhalten.
 BIM-konforme Daten sind attribuierbar.
 Über die Zusammenführung aller Bestandsdaten ergibt sich sich ein attribuiertes 3D-Gesamtmodell der
  gebauten Infrastruktur.
 Aus dem Bestandsmodell lassen Aufwendungen, Vor- und Nachteile sowie Chancen für deine BIM Strategie
  bis hin zum digitalen Zwilling ableiten

14
Haltepunkt Strehlen, Lageplan

15
Haltepunkt Strehlen, Foto

16
Haltepunkt Strehlen, digitaler Zwilling

17
Haltepunkt Strehlen, Querschnitt

18
Haltepunkt Strehlen, koordinierter Lageplan

19
Lageplan und Foto, Fernwärme-Bauwerk Wiener Straße

20   SB 2020 TA 1.4 Oskarstraße, Übergabebauwerk Fernwärme
Haltepunkt Strehlen, Zusammenführung von Lageplan und BIM-Daten

21
     Diplomarbeit Lange, 2021
Haltepunkt Strehlen, BIM Modell Elt und Bahnstrom-Leitungen

22
Unterirdische Infrastruktur

Mögliche BIM-Strategie:                                 •
                                                        •
                                                            Baugrund
                                                            Unterbau

Schritt 1 Konvergenz                                    •
                                                        •
                                                        •
                                                            Bauwerke
                                                            Grundstücksgrenzen
                                                            Bäume
                                                                            Stadt Dresden

                                                        Sachsen Energie
                           Oberirdische Infrastruktur
                                                        •   Fernwärme
                                                        •   Elt
                           • Bauwerke                   •   FM
                           • Einbauten                  •   Trinkwasser
                           • Ausrüstung                 •   Gas
                           • Grundstücksgrenzen
                                                        DVB
                           • Bäume

       Gemeinsame          Straße
                                                        •
                                                        •
                                                        •
                                                            Bahnstrom
                                                            FSA
                                                            FM
                                                        •
       Erarbeitung eines   • Deckenschluß
                           • Borde
                                                        •
                                                            Elt. Haltestelle
                                                            Gleisentwässerung

                           • Abläufe                    Stadtentwässerung
       Gesamtmodells der   • Beleuchtung
                           • Beschiderung, Markierung
                                                        • Kanal Schmutzwasser
                                                        • Kanal Regenwasser

       kommunalen          • Signalanlagen
                           • Ausstattung
                                                        •   Öffentliche Beleuchtung
       Infrastruktur       Straßenbahn
                                                        •
                                                        •
                                                            LSA
                                                            Kaitzbach
                                                        •   Straßenentwässerung
                           • Oberbau                    •   Abläufe
                           • Fahrleitung
                           • Borde                      DB
                           • Beleuchtung                • FM
                           • Fahrgastunterstände        • Entwässerung
                           • Fahrsignalanlagen
                           • DFI                        Telekom
                           • Ausstattung
                                                        Vodafone

23
Fachmodell BIM

24   Übersicht der Fachmodelle; Lange,2021 (in Anlehnung an BIM4INFRA 2020, 2019)
Koordinierter Leitungsplan und Bim Modell

25
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße

                                      Nachträgliche Attribuierung eines
                                      koordinierten Leitungsplans
                                      Im Rahmen einer Diplomarbeit zur
                                      Integration von Bestandsdaten

26   Diplomarbeit Lange, 2021
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Nutzung des DGM

27
     Diplomarbeit Lange, 2021
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Nutzung des 3D Stadtmodells

     KorFin Modell Lange, Clauß, 2021
28
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Nutzungmöglichkeit des Baumkatasters

29
     KorFin Modell Lange, Clauß, 2021
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Integration Unfalldaten

30
     KorFin Modell Lange, Clauß, 2021
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Nacharbeit Bestandsmodell

31
     KorFin Modell Lange, Clauß, 2021
BIM Pilotprojekt TA 1.4 Oskarstraße, Nacharbeit Bestandsmodell

     Diplomarbeit Lange, 2021
32
33
     KorFin Modell Lange, Clauß, 2021
Attribuierung im BIM Modell

34
Nutzung von Geodaten

35
Mögliche Strategie für eine BIM Einführung in der Stadt Dresden
 Einbeziehung aller städtischen Infrastrukturpartner und Gründung einer Arbeitsgruppe für eine
  mögliche BIM-Einführung
 Gemeinsame Meinungsbildung
 Gemeinsame Festlegung einer BIM Strategie
 Gemeinsame Abstimmung zu Fachmodellen und Strukturen
 Festlegung einer Roadmap zur BIM Einführung
 Fortführung eines BIM Piloten
BIM Pilotprojekt Ausblick, Standardhaltestellenprojekt DVB AG

37
BIM Pilotprojekt Ausblick, Standardhaltestellenprojekt DVB AG

38
BIM Pilotprojekt Ausblick, Standardhaltestellenprojekt DVB AG

39   Diplomarbeit Clauß,2021
BIM Pilotprojekt Ausblick, Standardhaltestellenprojekt DVB AG

     Vielen Dank
     Andreas Neukirch
      +49 351 857 2136
      andreas.neukirch@dvbag.de
      www.dvb.de
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