ARC-GREENLAB unterstützte VIA IMC und Eurovia bei der Entwicklung und dem Aufbau einer zentralen Datenplattform, auf der alle Informationen zu einem Straßenbauprojekt abgelegt sind. Damit soll die interdisziplinäre Vernetzung gestärkt und in der Folge die Nachhaltigkeit bei Baumaßnahmen erhöht werden.
Dashboard zum Asphalteinbau in der AVUS.ONLINE-Plattform. Bild: VIA IMC GmbH
„Wie baut man in Zukunft“ – diese Leitfrage stellt die VIA IMC GmbH aus Berlin bei ihren Unternehmensprozessen in den Fokus. In Kooperation mit Eurovia , einem Dienstleister für die gesamte Wertschöpfungskette im Verkehrswegebau, hat VIA IMC, unterstützt durch ARC-GREENLAB, eine Online-Plattform namens AVUS.ONLINE für den Bereich Infrastrukturbau entwickelt. Mit dieser Plattform sollen digitale Zwillinge von Straßenbaustellen erschaffen werden können. Dafür führt die Plattform in der ersten Ausbaustufe die Daten aus verschiedenen Datensilos mit dem Ziel, den Bauprozess smart und vernetzt zu gestalten, zusammen. Dazu gehören beispielsweise Daten der Planung (BIM oder klassisch), vor Ort erfasste Daten aus Drohnenbefliegungen, Daten der Bauplanung (Fertiger und Walzen), Informationen über den tatsächlichen Bauablauf (Fertigergeschwindigkeit, Einbauzeitpunkte) sowie die bisher erreichten Einbauparameter (Einbautemperatur, Verdichtung etc.).
Im Vordergrund des gemeinsamen Projektes stand für die Partner, die Nachhaltigkeit beim Bau von Asphaltdecken zu erhöhen. Zum Beispiel kann der CO2-Ausstoß um bis zu 20 Prozent gesenkt werden, wenn die Temperatur des Asphalts bei der Herstellung um 5 Grad Celsius abgesenkt wird. Dafür ist es jedoch nötig, den Transport des erhitzten Asphalts in speziellen Transport-Lkw, die mit Thermomodulen ausgestattet werden, zu tracken und nachvollziehbar zu dokumentieren. Darüber hinaus lassen die durch Sensorik an den Straßenfertiger-Maschinen gewonnen Daten – etwa die Asphalttemperatur beim Einbau – verbunden mit hochpräzisen GPS-Koordinaten Rückschlüsse auf die erreichte Bauqualität zu.
Darstellung der Temperatur in Baustelleninformationssystem der VIA IMC. Bild: VIA IMC GmbH
Spartenübergreifende Zusammenarbeit
Damit das funktionieren kann, steht insbesondere die spartenübergreifende Zusammenarbeit verschiedener Fachbereiche im Fokus der Unternehmen, wie Dr. Dirk Ebersbach, Geschäftsführer der VIA IMC, erklärt: „In fast allen Lebens- und Arbeitsbereichen ist es üblich, in interdisziplinären Teams zu arbeiten. Im Bau steckt diese Vernetzung jedoch noch in den Kinderschuhen.“ Ein Beispiel dafür sei die strikte Trennung von Planung und Bau, wodurch sich Auftraggeber, Planer und Bauausführende „in einem Bermudadreieck von vermeidbaren Nachträgen, zeitraubenden Streitigkeiten und steigenden Baukosten befinden. Mangelnde Informationstransparenz behindert ein gemeinsames Projektverständnis und die mangelnde Vernetzung der Projektpartner untereinander macht es schwierig, technologische Fähigkeiten und innovative Herangehensweisen der Bauunternehmen bei der Projektplanung zu berücksichtigen.“ Wichtig sei es daher, eine zentrale Informationsplattform zu entwickeln, die alle Daten beinhaltet und auf die alle Beteiligten zugreifen können.
Um eine solche Innovationsplattform zu realisieren, unterstützte ARC-GREENLAB die VIA IMC bei der Entwicklung der Systemarchitektur, des Systemaufbaus und des Systembetriebs in der Microsoft Azure-Umgebung. In dem agil angelegten Projekt setzt ARC-GREENLAB dafür beispielhafte Use Cases um, damit die VIA IMC-Mitarbeiter den Umgang mit den Softwarelösungen lernen und in der Folge selbstständig neue Anwendungen realisieren können.
Vergleich von großflächiger Temperaturerfassung und Eigenüberwachung. Bild: VIA IMC GmbH
Vorhandene Daten zusammenführen
Darüber hinaus entwickelte ARC-GREENLAB spezielle Komponenten für die AVUS.ONLINE-Plattform, um auf die individuellen Bedürfnisse der VIA IMC einzugehen. Dazu gehören Schnittstellen, Tools und Widgets. Auch wurden im Rahmen des Projekts Datenmodelle konzipiert, Datenstrukturen aufgebaut und Daten aus Drittprogrammen integriert. Insbesondere Letzteres war dabei von essenzieller Bedeutung, da keine zusätzlichen Daten erhoben werden sollten, sondern lediglich solche Informationen, die während eines Bauprojekts anfallen, auf der ArcGIS-Plattform automatisiert zusammengeführt und ausgewertet werden sollten. Bis dato scheiterten solche Lösung in der Praxis oftmals an unterschiedlichen Datenformaten bzw. der Nichtverfügbarkeit von Geokoordinaten. Damit die Datenmigration im Projekt funktionieren konnte, entwickelte ARC-GREENLAB Schnittstellen zur Integration der Daten in eine ArcGIS-Datenbank, erzeugte Geokoordinaten aus der lokalen Baustellenreferenzierung und setzte die FME-Technologie zur Konvertierung der Daten in ein einheitliches Format ein.
Um die gesammelten Daten schließlich visualisieren und online zugänglich machen zu können, verwendete das Team von ARC-GREENLAB ArcGIS Enterprise, ArcGIS Dashboard sowie den ArcGIS Web AppBuilder. Dies ermöglicht allen am Bauprojekt Beteiligten einen einfachen Zugang zu den gesammelten Informationen – ohne dass eine Softwareanwendung auf den verwendeten Geräten installiert werden muss. Auf diese Weise können alle Mitarbeiter auf den ersten Blick anhand der farblichen Darstellung im Online-Portal problematische Bereiche erkennen, auf die Rohdaten zugreifen und den Realisierungsstand, die Einbauqualität und noch ausstehende Arbeitsschritte begutachten sowie bewerten.
Erster Schritt zur „grünen Baustelle“
„Das Projekt zeigt, dass die Digitalisierung unglaubliche Möglichkeiten auch für den Straßenbau schafft“, fasst Dr. Ebersbach zusammen. „Mit dem gemeinsamen Projekt gehen wir einen ersten Schritt zum digitalen Zwilling einer ‚grünen Baustelle‘. Daten werden in Echtzeit erfasst, mit vorhandenen Daten kombiniert, analysiert und die Ergebnisse dann leicht verständlich im Web visualisiert. Die damit verbundene Optimierung der Baustellenlogistik und der Bauabläufe kann das Ziel temperaturabgesenkten Asphalt zu verbauen unterstützen und zu nachhaltigen Einsparungen von CO2-Emissionen führen.“ (jr)