Wann lohnt sich das Automatisieren der Projektierung?
Bei der Lärmsanierung der Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) hat das Automatisieren der Projektierung mit dem Akustik-ProjektierungsTool (APT) gelohnt. Es hat Kosteneinsparungen bei der Projektierung von über einer Million pro Jahr gebracht und dies während mehr als 10 Jahren. Zudem liess sich die Projektierungszeit für ein Projekt auf rund einen Viertel verkürzen.
Da stellt sich natürlich die allgemeine Frage, in welchen Fällen das Automatisieren der Projektierung gewinnbringend ist. Diese Frage lässt sich ziemlich einfach beantworten. Es ist die Automatisierung von Projektschritten durch ein Software-System. Gleichzeitig muss das System zu flexibel sein, dass es die spezifischen Randbedingungen eines Projekts einfach berücksichtigen kann. Wir möchten es hier am Beispiel der der Lärmsanierung der SBB zeigen.
Projektierung der Lärmsanierung der SBB
Die Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) hatten den Auftrag, ihr gesamtes Streckennetz bezüglich Lärms zu sanieren. Die rechtlichen Grundlagen dazu sind das Umweltschutzgesetz und die Verordnung des Bundesamtes für Verkehr (BAV). Insbesondere die Verordnung des BAV liess uns an die Automatisierung denken. Dort sind nämlich die Berechnungsvorschriften genau vorgegeben. Zudem sind die einzureichenden Unterlagen standardisiert. Die wichtigsten Vorgaben sind:
- Wie hoch die Immissionen sein (Grenzwerte) dürfen
- Welches Programm die Lärmimmissionen (Standardprogramm) berechnet
- An welchen Punkten das Berechnungsprogramm die Immissionen berechnen muss
- Welche Unterlagen das BAV als zuständige Bewilligungsbehörde verlangt, um die Projekte genehmigen zu können
Damit ist die erste Randbedingung für das Automatisieren erfüllt. Erstens sind die Resultate der Projektierung genau festgelegt. Zweitens sind die Berechnungen definiert. Und unter diesen Voraussetzunen sind die Prozesse standardisierbar.
Die zweite Randbedingung, die für eine Automatierung erfüllt sein muss, ist naheliegend. Die Anzahl der Projekte muss ausreichend hoch sein. Sonst lohnen sich die Investitionen nicht. Dies war hier bei der Lärmsanierung der Fall. Denn die SBB musste in rund 400 Projekten die Lärmschutzmassnahmen festlegen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, wenn
- Die Resultate der Projektierung und die Berechnungsvorschriften definiert sind, lassen sich die Prozesse standardisieren.
- die Anzahl ähnlicher Projekte genügend gross ist, so lohnt sich die Automatisierung.
Im Fall der Lärmsanierung der SBB beliefen sich die Investitionen über die Jahre auf rund die Hälfte der eingesparten Mittel. Das Akustik-Projektierungstool (APT) hat diese Einsparungen gebracht.
Beschreibung der Aufgabe
Das Lärmsanierungsprogramm der Schweizerischen Bundesbahnen hat einen Umfang von rund 1,5 Milliarden Schweizer Franken. Davon fliesst mehr als die Hälfte in die sogenannten passiven Lärmschutzmassnahmen: Lärmschutzwände und Isolationsfenster.
Insgesamt sind in der Schweiz rund 400 Gemeinden von übermässigem Eisenbahnlärm betroffen. Das BAV verlangt für jede einzelne dieser Gemeinden ein eigenes Lärmsanierungsprojekt. Die SBB arbeitet die Projekte aus. Danach genehmigt das BAV die von der SBB ausgearbeiteten Projekte. Insgesamt erstreckte sich der Zeitraum für die Projektierungsarbeiten sich über rund 15 Jahre.
Die SBB hat der Firma CrowTen den Auftrag erteilt, ein System zur Projektierung der Lärmschutzmassnahmen aufzubauen. Daraus entstanden ist das APT (Akustik-ProjektierungsTool). Dabei lauteten die Anforderungen das System:
- Das APT muss es ermöglichen, Lärmschutzmassnahmen in verschiedenen Szenarien projektieren zu können.
- Es muss die verschiedenen Szenarien der Projektierung vergleichen können.
- Es muss die Wirkung und die Kosten der Massnahmen berechnen und vergleichen können.
- Das APT soll die Unterlagen für das BAV automatisch erstellen. Diese Unterlagen umfassen Pläne und Berichte für die Kommunikation mit den Gemeinden und die Baubewilligungen für das BAV.
- Das APT verwendet als Datengrundlage Strecken- und das Gleisnetz der SBB, sowie die von der SBB bereits erfassten Gebäude- und Geländedaten. Zusätzlich stellt die SBB den Lärmemissionskataster bereit.
Lösung: Akustik ProjektierungsTool
CrowTen hat das Akustik ProjektierungsTool entwickelt. Das System ist eine Fachschale, die auf dem Geographischen Informationssystem Smallworld GIS aufbaut.
Die wichtigsten Komponenten des APT sind:
- Prozessablaufmanager
Ein Prozessablaufmanager gibt den gesamten Projektierungsprozess von der Datenerfassung bis zur Erstellung der Schlussdokumentation vor. Damit arbeitet jeder Projektierende auf die gleiche Art und Weise. - Lärmberechnung
Eine Lärmberechnungskomponente berechnet die Lärmimmissionen nach der SEMIBEL-Norm. Dadurch sind alle Berechnungsresultate vergleichbar. - Projektierung von Lärmschutzwänden nach Kosten/Nutzen-Vorgaben
Ein Berechnungsmodul optimiert die Lärmschutzmassnahmen nach Kosten/Nutzen Vorgaben. Eine möglichst grosse Anzahl Menschen muss mit möglichst geringen Kosten geschützt werden. - Automation für der Erstellung von Baubewilligungsunterlagen:
Die notwendigen Unterlagen für die Kommunikation mit den Gemeinden und dem BAV, und die Baueingabe werden mit Hilfe von Plänen, Textbausteinen und Schlüsselwörtern automatisch erstellt. - Variantenbewirtschaftung
Verschiedene Varianten von Massnahmen können im System abgelegt werden.
Vorteile der Lösung
Die Vorteile der Lösung sind kurz zusammengefasst:
Die Kosten sind durch das Automatisieren der Projektierung auf rund die Hälfte gesenkt worden.
Der Zeitbedarf für ein Projekt reduzierte sich auf einen Viertel der vorher verwendeten Zeit
Die erstellten Projektunterlagen waren einheitlich über alle Projekte und von ausgezeichneter Qualität.