Entwicklung von digitalen Werkzeugen und Methoden zur integrierten Planung von Infrastrukturprojekten am Beispiel des Schienen- und Straßenbaus

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von neuen digitalen Werkzeugen und Methoden, die eine durchgängige sowie integrierte Planung einer Infrastrukturmaßnahme anhand eines föderierten Modells ermöglichen. Dabei werden verschiedene Lösungsansätze vorgestellt, die eine Erweiterung der traditionellen Planungsprozesse vorsehen und eine digitale Vernetzung der einzelnen Planungsprozesse hervorrufen. Trassendefinierende Daten können somit zur Verfügung gestellt werden, mit deren Hilfe eine integrierte Planung eines föderierten Infrastrukturinformationsmodells möglich ist. Hierzu werden verschiedene parametrisch-assoziative Modellierungsansätze aus der Fertigungsindustrie adaptiert, die zusammen mit der Methode des Building Information Model (BIM) die Grundlagen zur Umsetzung eines parametrisch-assoziativen Infrastrukturinformationsmodells (PIM) bilden. Aufgrund der Komplexität dieser Aufgabenstellung werden neben der Definition eines geeigneten Modellierungskonzeptes verschiedene Konstruktionsansätze präsentiert, die eine teilautomatisierte bzw. integrierte Planung von infrastruktur-spezifischen Basismodellen ermöglichen. Eine Optimierung der Planungsqualität und Planungszeiten ist die Folge. Außerdem wird eine neu entwickelte Methode zur direkten Analyse der Freiheitsgrade vorgestellt, die eine Vereinfachung des komplexen Parametrisierungsvorgangs bewirkt. Abschließend werden diese verschiedenen Methoden und digitalen Werkzeuge zu einem leistungsfähigen Modellierungsleitfaden zusammengefasst, der nicht nur eine effektive Planung des parametrisch-assoziativen Infrastrukturinformationsmodells erlaubt, sondern auch den Ansprüchen einer modellgestützten und wirtschaftlichen Planungsabwicklung entspricht. Eine erfolgreiche Validierung dieses neuen Modellierungsleitfadens wird an verschiedenen Beispielen aus der Praxis aufgezeigt.