Infrastruktur: Zeit und Kosten sparen mit 4D-Simulation

Wissenschaftler des Concordia Institute for Information Systems Engineering haben ein Verfahren entwickelt, das in Bauprojekten kostspielige Verzögerungen vermeiden helfen soll. Großangelegte Projekte für den öffentlichen Verkehr zeichnen sich oft durch das Überschreiten des Zeit- und Kostenrahmens aus. Doch Projekte wie die Highway-Kreuzung Turcot Interchange in Montreal müssten dank einer neuen Modellierungsmethode, die von Wissenschaftlern der Concordia Universität entwickelt worden ist, nicht dasselbe Schicksal erleiden. Diese Methode zielt darauf, die Projekte in der vorgegebenen Zeit und zu den veranschlagten Kosten umzusetzen. 

Amin Hammad, Professor an Concordia’s Institute for Information Systems Engineering und Senior Autor der Studie, in der die Methode beschrieben ist, erklärt, dass die Planung einen hohen Grad an Koordination zwischen den verschiedenen Workflows erfordere. „Jeder Verzug in der Arbeit an einem Segment könnte die Arbeit eines anderen beeinflussen, was schließlich in Verzögerungen für das gesamte Projekt und anwachsenden Kosten resultiert. Die Simulationsmethoden, die wir entwickelt haben, helfen den Bauträgern, die Terminpläne zu analysieren  und die Risiken auszuschalten.“

Ein vierdimensionaler Zugang

Stark befahrene Straßen wie Turcot zu erneuern, das größte Umbauprojekt in der Geschichte von Quebec mit einem geschätzten Budget von 4 Milliarden kanadischen Dollar, stellt sich als extrem komplex dar, gilt es doch gleichzeitig den Verkehrsfluss aufrecht zu erhalten. Die bestehende Kreuzung einfach abzureißen und eine neue zu errichten, ist daher keine Option. Vielmehr ist ein Plan gefragt. um den Verkehr von den bestehenden Abschnitten Schritt für Schritt zu den neu errichteten zu verlagern. 

„Die parallele Koordination von Konstruktion und Abriss während des Verkehrs entscheidet über den Erfolg dieser Projekte“, sagt Hammad. „Deshalb setzt unser neues Verfahren auf ein 4D-Ansatz — die drei räumlichen Achsen plus Zeit — um den Verkehr mit den Abriss- und Umbauarbeiten der alten beziehungsweise der neuen Abschnitte zu synchronisieren,“

Die Methode ist die erste, die stochastische Simulationstechniken– Algorithmen, die Zufälligkeit vorausberechnen — in die 3D-Modellierung von Straßen einbindet. So entstehen 4D-Darstellungen, die sich nutzen lassen, um Widersprüche in der Zeitplanung aufzudecken und vorherzusehen und die realisierbaren Abfolgen zu definieren, in denen die Abschnitte der Straßenbrücken umgebaut oder abgerissen werden können. 

Hammad sagt: „Die Studie erlaubt es Entscheidungsträgern, die Umbau- und Abrissarbeiten besser zu terminieren, um irgendwelche Konflikte, die das Projekt verzögern und die Kosten ansteigen lassen könnten, zu vermeiden.“

Bild: Montreal’s Turcot Interchange. Photo: abdallahh (Flickr Creative Commons)