Präzise und kostengünstige Vorstudie mit Satellitendaten und Höhenmodellen

Systra, der Spezialist für Entwicklung des städtischen und Schienentransports, nutzt neben herkömmlichen Verfahren auch Geländemodelle und Satellitenaufnahmen, um noch präzisere und kostengünstigere Vorstudien für das Design des Schienennetzes zu erstellen.

Bauwesen: Transportinfrastruktur

Im Bereich der Transportinfrastruktur werden Expertenfachwissen und die Technologien, die erforderlich sind, um Schienen- und Straßennetze zu planen, zu errichten, zu betreiben und zu sanieren, kombiniert.

Vor der Bauphase müssen Bauingenieure die ideale Strecke bestimmen, den Kubikinhalt des auszuhebenden und/oder aufzufüllenden Erdreichs berechnen sowie Strukturen lokalisieren und Kosten schätzen.

Die Ingenieure beginnen die Vorstudie damit, geografische Informationen zu sammeln. Diese Informationen müssen schnell verfügbar, aktuell, auch über weitläufige Gebieten hinweg einheitlich sowie nicht zuletzt präzise sein, um eine Kostenschätzung und die Planung der Arbeiten vor Ort zu ermöglichen.

Systra-Anforderungen für ein Schienenprojekt in Algerien

Im Dezember 2005 veröffentlichte die SNTF (die nationale algerische Eisenbahntransportgesellschaft) eine Ausschreibung für die Entwicklung einer 800km langen Eisenbahnverbindung, einschließlich der Planung, des Baus und der Wartung während der Betriebsphase.

Systra, ein internationales Beratungsunternehmen für den Bau städtischer und Schienentransportnetze, bat Airbus Defence and Space um eine innovative Lösung, um die vorhandenen Informationsquellen und Verfahren von Systra zu ergänzen und so ihr Angebot zu unterstützen.

Die Gespräche zwischen Spot Image und SYSTRA ergaben eine spezielle Anforderung: Entlang der 800km langen Strecke ist nur ein 20km breiter Streifen an Satellitenaufnahmen und DHM Daten überhaupt nutzbar.

Die Hauptaufgabe bestand darin, die Vorstudie durch die Bereitstellung präziser und aktueller geografischer Informationen für das gesamte Interessengebiet zu unterstützen.

Airbus Defence and Space Lösung

GEO Elevation und SPOTMaps

Zur Unterstützung der Vorstudien zur Streckenführung der neuen Eisenbahnverbindung stellte Airbus Defence and Space ein digitales Höhenmodell (DHM) sowie ein hochauflösendes Mosaik aus georeferenzierten SPOT 5 Aufnahmen (farbig) bereit.

Diese Daten decken lediglich den relevanten Korridor mit der vereinbarten Mindestfläche von 20km entlang der 800 km langen Strecke ab. Der gesamte Datensatz wurde innerhalb von 2 Wochen erstellt.

Heute sind beide Produkte standardmäßig für mehr als 40 Millionen km² weltweit verfügbar und können innerhalb von 2 Werktagen zur Verfügung gestellt werden.

Ergebnisse

Determination of earth excavation/fill volumes - Sysrta case study

Die Abbildung oben zeigt den Arbeitsbereich: 27 Viadukte (9 km), 9 einröhrige Tunnel (11 km), 5 zweiröhrige Tunnel (2x38 km), 83 Millionen m3 Erdaushebungen.

Bestimmung der Volumina der Erdaushebungen/Erdauffüllungen

Auf Grundlage des DHM wurde die Strecke in einen Längsschnitt konvertiert, Viadukte und Tunnel konnten in einer 3D-Umgebung dargestellt werden.

Die Volumina der Erdaushebungen/Erdauffüllungen wurden auf Basis der rechtwinkligen Querschnitte entlang des Längsschnitts ermittelt. Derartige Berechnungen erfolgten zuvor mit Hilfe von Karten im Maßstab 1:10.000 mit einer Fehlerrate von 20%. Mit dem Airbus Defence and Space DHM wird die Fehlerrate auf unter 10% gesenkt.

Dank des digitalen Höhenmodells und der SPOT Karten von Airbus Defence and Space konnte Systra eine Vorstudie mit präziseren Ergebnissen vorlegen, ohne Vermessungsteams vor Ort einsetzen zu müssen.

Schnellere und präzisere Größenbestimmung

Das DHM und die georeferenzierten Bilder wurden in ein Systra-eigenes Softwaresystem sowie in ein 3D-Präsentationstool integriert, in dem Anwender schnell navigieren, Standorte lokalisieren und bestehende Entwicklungen/Strukturen anzeigen können.

Dank der Kombination dieser beiden Verfahren konnten gleich mehrere Aspekte optimiert werden:

  • Die Streckenführung in Übereinstimmung mit dem Bodenrelief und den Gradienten
  • Die Streckenführung in Übereinstimmung mit den erforderlichen Geschwindigkeiten der Züge
  • Einbindung des Abwassernetzes
  • Visualisierung von Immobilien
  • Einbindung anderer Netzwerke (Straßen, Stromversorgung etc.)
  • Erstellung von Punkten/Umschalteinheiten
  • Standort von Bahnhöfen

Die Vorstudie inklusive der Bestimmung der Volumina der Erdaushebungen/Erdauffüllungen sowie der Berechnung der Kosten konnte abgeschlossen werden, ohne Teams vor Ort einsetzen oder Genehmigungen von lokalen Behörden einholen zu müssen.

Vorteile

Durch die Kombination von Satellitenaufnahmen als Quelle geografischer Informationen mit den herkömmlichen Tools und Verfahren konnte Systra diese Vorstudie schneller und kostengünstiger abschließen und zudem gleichzeitig ein günstigeres Angebot vorlegen.

Hauptvorteile

  • Erstellung der Studie ohne Vor-Ort-Teams einsetzen oder Genehmigungen von lokalen Behörden einholen zu müssen.
  • Präzisere und schnellere Bestimmung der Volumina der Erdaushebungen/Erdauffüllungen sowie eine präzisere und schneller Identifizierung von Strukturen.
  • Die Berechnung der Volumina der Erdaushebungen/Erdauffüllungen erfolgte vorher mittels Karten im Maßstab 1:10000 mit einer Fehlerrate von 20%. Dank der DHM konnte die Fehlerrate auf unter 10% gesenkt werden. Das Angebot von Systra basierte auf präziser angepassten Zahlen und war demzufolge realistischer.
  • Einsparung von 75 Millionen Euro: Der Aushub von 1 m3 Erdreich kostet mehr als 5 Euro. Das Projekt umfasste 150 Millionen m3 Erdreich, d.h. Kosten von 750 Millionen Euro. Dank der durch das DHM auf unter 10% gesenkten Fehlerrate konnten über 75 Millionen Euro gespart werden.
  • Bessere Kommunikation mit 3D Visualisierung: Dank der 3D-Visualisierung konnte Systra bereits im Vorfeld das Endergebnis präsentieren.

Anschließend wurde diese Vorstudie unter Verwendung eines Virtual-Reality-Systems sowie herkömmlicher Verfahren des Bauwesens durchgeführt.

 

Präzise und kostengünstige Vorstudie für Systra

Über SYSTRA

Die SYSTRA Gruppe mit Niederlassungen in der ganzen Welt ist ein weltweit führendes Unternehmen im Eisenbahn- und Nahverkehrs-Engineering.

SYSTRA arbeitet eng mit lokalen Behörden und Entscheidungsträgern zusammen, um sie dabei zu unterstützen, ihre Pläne zum Ausbau der Transportinfrastruktur in die Realität umzusetzen. Die Gruppe entwickelt kontinuierlich sein Angebot an Dienstleistungen und Know-how weiter, um damit die Bedürfnisse seiner Kunden für alle Aspekte einer nachhaltigen Mobilität optimal adressieren zu können. Dazu gehören High-Speed-Leitungen, konventionelle Güter-und Personenverkehrslinien, S-Bahn- , U-Bahn und Straßenbahnprojekte, fahrerlose Transportsysteme, usw.