„Scan-to-BIM“-Vermessung von Rolltreppen in einer U-Bahn-Station mit dem tragbaren SLAM-3D-Laserscanner CHCNAV RS10

Bei Vermessungsarbeiten in einem in Betrieb befindlichen Bahnhof bleibt kaum Platz für Stative, Bodenkontrollpunkte oder lange Arbeitszeiten. Für ein neues Rolltreppenprojekt in einer U-Bahn-Station in Südkorea musste das DAEGYEONG-Vermessungssystem einen stark frequentierten, beengten Raum präzise rekonstruieren, ohne dabei den täglichen Betrieb zu beeinträchtigen. Das Team erfasste den gesamten Standort innerhalb von 30 Minuten mit dem tragbaren SLAM-Scanner CHCNAV RS10, verarbeitete die Punktwolke in CHCNAV CoPre und erstellte das BIM-Modell in der Software Autodesk^® Revit^®, um die Installation der Rolltreppe zu simulieren, noch bevor mit den Bauarbeiten begonnen wurde.

Das Projekt: Eine BIM-Simulation einer Rolltreppe in einer U-Bahn-Station

DAEGYEONG Survey System führte dieses Projekt an einem Bahnhof einer stark frequentierten Stadtbahnlinie in Südkorea durch. Ziel war es, ein BIM-Modell zu erstellen, mit dem der Einbau neuer Rolltreppen an diesem Bahnhof simuliert werden konnte. Die Arbeiten erforderten eine präzise digitale Rekonstruktion der Bahnhofsumgebung, damit das Team beurteilen konnte, wie die Rolltreppenkonstruktionen innerhalb eines beengten und in Betrieb befindlichen Bahnbereichs transportiert und montiert werden könnten.
 

Die Vorgaben umfassten beengte Zugangsverhältnisse, hohe Genauigkeit und minimale Beeinträchtigungen:
 

• Standort: ein in Betrieb befindlicher Bahnhof an einer stark frequentierten Stadtbahnlinie mit begrenzten Zeitfenstern für den Zugang und hohem Fußgängeraufkommen.
   
• Ziel: ein BIM-Modell zur Simulation des Transports, des Hebens und der Montage neuer Rolltreppen-Trägerkonstruktionen.
   
• Umfang: die Rolltreppen, die umgebende Bahnhofsstruktur, Zufahrtswege für Baumaschinen und die angrenzende Umgebung.
   
• Einschränkungen: keine Stativaufbauten, keine Bodenpasspunkte und möglichst geringe Beeinträchtigung des Bahnhofsbetriebs.

Die CHCNAV RS10-Lösung: Ein Workflow vom Scan zum BIM

DAEGYEONG Survey System hat das Projekt auf einem einzigen, vernetzten Arbeitsablauf aufgebaut. Das RS10 übernahm die Datenerfassung, CHCNAV CoPre verarbeitete die Punktwolke und exportierte sie direkt im RCP-Format, und die Revit-Software wandelte diese Punktwolke in das BIM-Modell um. Da CoPre das RCP-Format direkt exportiert, konnte die Punktwolke ohne zusätzliche Konvertierung über ReCap und ohne CAD-Zeichnungen in die Revit-Software importiert werden, was zur Senkung der Softwarekosten und zur Vereinfachung des BIM-Workflows beitrug.
 

Warum ein tragbarer SLAM-Scanner statt TLS oder einer Totalstation?

In einem belebten, in Betrieb befindlichen Bahnhof bestimmt die Erfassungsmethode das gesamte Projekt. Der folgende Vergleich zeigt, warum sich das Team für das RS10 anstelle von terrestrischem Laserscanning (TLS) oder einer Totalstation entschieden hat.
 

Der Arbeitsablauf: Sechs Schritte vom Feldscan bis zur Simulation

Schritt 1: Planen Sie den Scanbereich und die Route

Das Team legte den Scanbereich und die Begehungsroute so fest, dass die Rolltreppen, die Bahnhofsgebäude, die Zufahrtswege für die Baumaschinen und die umliegenden Elemente in einem einzigen Durchgang erfasst werden konnten.

Schritt 2: Erfassen der Punktwolke mit dem RS10

Der Vermessungsingenieur ging die Strecke ab und erfasste die Punktwolke vor Ort mit dem RS10. Die Deep-Fusion-Technologie aus RTK und SLAM ermöglichte eine hochpräzise Erfassung auch ohne Bodenkontrollpunkte, und ein einziger Bediener schloss die Erfassung des gesamten Geländes in etwa 30 Minuten ab.

Schritt 3: In CoPre bearbeiten und RCP exportieren

Die Rohdaten wurden in CHCNAV CoPre verarbeitet, wodurch die Punktwolke direkt im RCP-Format exportiert wurde. Durch diese direkte Ausgabe entfiel der zusätzliche Konvertierungsschritt, und die Daten wurden für den Import in die Revit-Software vorbereitet.

Schritt 4: Import in die Revit-Software zum Schneiden und Messen

Die Punktwolke wurde direkt in die Revit-Software importiert, um dort Schnitte zu erstellen und Messungen durchzuführen. Anhand der Punktwolke ermittelte das Team genaue Höhenangaben und Schnittmaße für den gesamten Bereich der Rolltreppe.
 

Schritt 5: Erstellen Sie das BIM-Modell in der Revit-Software

Das Team erstellte das BIM-Modell in der Software Revit auf Basis der Punktwolke und folgte dabei einem „Scan-to-BIM“-Workflow. Das Modell stellte die Rolltreppen, die Bahnhofsbauwerke und die Umgebung in einer für die Analyse geeigneten Form dar.

Schritt 6: Analyse und Simulation der Konstruktion

Nachdem die Punktwolke und das BIM-Modell vorlagen, führte das Team die Analyse und die Bausimulation durch und legte anschließend die endgültigen Ergebnisse vor. Das Team modellierte die Rolltreppen, die Bahnhofsbauwerke, die Baumaschinen und die Umgebung und simulierte vor Baubeginn den gesamten Ablauf der Demontage, des Transports, des Hebevorgangs und der Montage. Dadurch konnten potenzielle Kollisionen, Engpässe, Probleme mit den Freiräumen und Terminkonflikte im Voraus erkannt werden. Zu den Ergebnissen gehörten ein Plan zur Aufteilung der Fachwerkträger, ein Diagramm der Fachwerkkonstruktion, ein Vergleich der Ausrichtung zwischen dem Modell und der Punktwolke sowie eine Simulation zur Auswahl des Kranstandorts.

Das Ergebnis: Eine abgeschottete Station, in 30 Minuten eingefangen

Der „Scan-to-BIM“-Workflow ermöglichte die präzise Rekonstruktion eines stark frequentierten Bahnhofs bei gleichzeitig geringem Zeitaufwand vor Ort. Ein Bediener erfasste die gesamte Baustelle in etwa 30 Minuten, wodurch der Arbeitsaufwand vor Ort reduziert und die Beeinträchtigung des Bahnhofsbetriebs auf ein Minimum beschränkt wurde. Die hochpräzise Punktwolke sorgte für eine zuverlässige Baugenauigkeit, und die direkte RCP-Ausgabe verkürzte den Weg von den Felddaten zum BIM-Modell.

Das Projektteam hob vier Vorteile dieses Ansatzes hervor:
 

• Der Ein-Personen-Betrieb reduziert den Personalaufwand vor Ort und die Zeitkosten.
   
• Hochpräzise Punktwolken verbessern die Genauigkeit der Bauausführung.
   
• Die schnelle Überprüfung von Änderungen vor Ort trägt dazu bei, das Ausprobieren während der Bauplanung zu reduzieren.
   
• Die digitale Analyse senkt die Kommunikationskosten zwischen den Beteiligten.

Der Nutzen von Simulationen vor dem Bau

Durch die Simulation des gesamten Demontage-, Transport-, Hebe- und Montageprozesses vor Baubeginn konnte das Team Probleme am Bildschirm statt vor Ort lösen. Die Überprüfung der Abfolge anhand eines präzisen digitalen Zwillings der Station verringerte das Risiko von Kollisionen, Staus und Platzproblemen nach der Ankunft der Rolltreppen-Fachwerkträger und bot allen Beteiligten eine gemeinsame, visuelle Referenz für den Plan.
 

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Für Teams, die komplexe Betriebsräume dokumentieren, in denen Stative und Bodenmarkierungen nicht praktikabel sind, ist das U-Bahn-Stationsprojekt ein eindeutiges Beispiel: Ein handgeführter SLAM-Scanner mit direkter Anbindung an BIM kann eine Baustelle innerhalb weniger Minuten rekonstruieren und die Bausimulation vor Baubeginn unterstützen. Der RS10 ist Teil der mobilen Kartierungs-, Vermessungs- und Ingenieurlösungen von CHC Navigation 3D und ergänzt den handgeführten LiDAR-Scanner RS7 für Innenräume und Bauarbeiten.

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Über CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) entwickelt fortschrittliche Lösungen für Kartografie, Navigation und Ortung, die darauf ausgelegt sind, Produktivität und Effizienz zu steigern. CHCNAV bedient Branchen wie Geodaten, Landwirtschaft, Maschinensteuerung und autonome Systeme und liefert innovative Technologien, die Fachleute unterstützen und den Fortschritt der Branche vorantreiben. Mit einer globalen Präsenz in über 140 Ländern und einem Team von mehr als 2.200 Fachkräften gilt CHC Navigation als führendes Unternehmen in der Geodatenbranche und darüber hinaus. Weitere Informationen zu CHC Navigation [Huace:300627.SZ] finden Sie unter: https://geospatial.chcnav.com/about/overview