Generierung von Modell-basierten Ausführungsdetails für Bestandsbrücken mit Hilfe von Informed Machine Learning

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Markus König
• Fachliche Zuordnung: Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 517437997

Die Verwendung von digitalen Zwillingen von Bauwerken bietet für den Betrieb und das Erhaltungsmanagement neue Möglichkeiten. Voraussetzung hierfür ist ein detailliertes Bauwerksmodell, welches bei Bestandsbauwerken selten vorliegt. Die Bestandsmodelle sollten dabei mindestens der Detaillierung der Ausführungsplanung entsprechen. Im Fokus des Forschungsprojektes steht die Generierung von dreidimensionalen Ausführungsdetails im Brückenbau und deren Integration in ein bestehendes digitales Bauwerksmodell der Hauptbauelemente. Dazu gehören insbesondere Details zur Bewehrung und Spanngliedern. Die nötigen Informationen zur Bewehrungsführung und den verbauten Spanngliedern können nicht aus Oberflächeninformationen, wie Punktwolken oder Bildern gewonnen werden. Als einzige Informationsquelle dienen konventionelle Ausführungspläne und Textdokumente wie die Ausführungsstatik. Derzeit existieren keine Methoden zur automatisierten Auswertung von 2D-Plänen und zugehörigen Berichten von Brückenbauwerken mit dem Zweck einer dreidimensionalen Generierung von relevanten Ausführungsdetails. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden neuartige Konzepte für die Generierung von Ausführungsdetails für Brückenbauwerke unter Verwendung von Ansätzen des maschinellen Lernens und wissensbasierten Systemen (Informed Machine Learning) erarbeitet. Für die einzelnen Erkennungsschritte werden zugehörige Wissensquellen, Datensätze und Methoden entwickelt. Es werden folgende wissenschaftliche Teilziele bearbeitet: Methoden zur Erkennung und Klassifikation von technischen Details auf Grundlage von konventionellen zweidimensionalen Ausführungs- bzw. Bewehrungsplänen. Methoden zur Extraktion von semantischen Informationen, wie Typen, Abmessungen, Bezeichnungen und Materialien zu einzelnen Ausführungsdetails. Wissensbasierte Konzepte für die Zuordnung bzw. Lokalisierung von extrahierten Ausführungsdetails und semantischen Informationen. Methoden zur Extraktion und Verknüpfung von zusätzlichen Informationen auf Grundlage von weiteren konventionellen Textdokumenten. Konzepte zur Generierung von Ausführungsdetails mit Hilfe von parametrischen Ansätzen und deren Verortung in den einzelnen Bauteilen des digitalen Bauwerksmodells der Hauptbauteile.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen