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Liebe Leserin, lieber Leser - AKG Civil Solutions

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Impressum<br />

Herausgeber<br />

<strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH<br />

Uhlandstraße 12<br />

79423 Heitersheim<br />

Tel. 0 76 34 / 56 12-0<br />

Fax 0 76 34 / 56 12-300<br />

Stralauer Platz 34<br />

10243 Berlin<br />

Tel. 0 30 / 28 52 91-0<br />

Fax 0 30 / 28 52 91-30<br />

Internet:<br />

www.akgsoftware.de<br />

E-Mail:<br />

info@akgsoftware.de<br />

Geschäftsführer<br />

Dipl.-Ing.<br />

Artur K. Günther<br />

Dipl.-Ing.<br />

Arno Brüggemann<br />

Dipl.-Ing. (FH)<br />

Bernhard Feser<br />

Redaktion<br />

Franz-Josef Knelangen<br />

Daniela Lentschewski<br />

Markus Körle<br />

profile@akgsoftware.de<br />

Anzeigen<br />

Peter Linder<br />

vertrieb@akgsoftware.de<br />

Herstellung<br />

Druckerei Winter<br />

Uhlandstraße 13<br />

79423 Heitersheim<br />

Auflage<br />

6.000 Exemplare<br />

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2<br />

Editorial<br />

Engagement im Hochschulbereich ................................ 3<br />

GAEB-VB 23.005 XML<br />

Bauabrechnung auf neuem Wege ................................... 4<br />

Modul VESTRA-RSA<br />

Baustellensicherung mit VESTRA (RSA-Pläne) ............. 7<br />

Geodäsie<br />

Netzausgleichung mit VESTRA leicht gemacht ............. 8<br />

Projektbeschreibung VESTRA CAD<br />

Ein neues Viertel am Ostbahnhof ................................ 10<br />

Baumaschinen-Ansteuerung<br />

Auf dem Weg zum internationalen Standard ................ 12<br />

Schulung<br />

VESTRA-Schulungen im Wandel der Zeit ................... 13<br />

GAEB-VB 23.005 XML<br />

Prototyping und Pilotprojekt ........................................ 14<br />

GAEB-VB 23.005 XML<br />

GAEB-VB 23.005 XML: Bauabrechnung heute ............ 16<br />

GAEB-VB 23.005 XML<br />

Werden die Erwartungen erfüllt? .................................. 20<br />

Neuerung in VESTRA<br />

VESTRA-Zwangspunktmanager .................................. 24<br />

Diplomarbeit über Maschinensteuerung<br />

VESTRA CAD auf dem Prüfstand .............................. 26<br />

VESTRA-Workshop<br />

Querschnitt: „Planen und Bauen im Bestand“ .............. 30<br />

Copyright © 2006 <strong>AKG</strong> Software Consulting GmbH<br />

Alle Informationen in dieser Zeitschrift werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Waren- und Markennamen werden ohne Gewährleistung der<br />

freien Verwendbarkeit benutzt. <strong>AKG</strong> Software Consulting GmbH kann für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung<br />

übernehmen. Alle Rechte inklusive fotomechanische Wiedergabe und Speicherung in elektronischen Medien vorbehalten. <strong>AKG</strong>®, <strong>AKG</strong> Software®, GE/Office®, KOSTRA®, OKview®,<br />

VESTRA®, VESTRA CAD®, VESTRA MAP®, VESTRA WEB® und WEGWEIS® sind eingetragene Marken der <strong>AKG</strong> Software Consulting GmbH. OKSTRA® ist eine einge-<br />

tragene Marke der BASt. Die in dieser Zeitschrift verwandten Marken und Bezeichnungen unterliegen dem Schutzrecht, auch wenn sie nicht gesondert ausgezeichnet sind.<br />

PROFILE 2/2006


PROFILE 2/2006<br />

<strong>Liebe</strong> <strong><strong>Leser</strong>in</strong>, <strong>lieber</strong> <strong>Leser</strong>,<br />

es gehört zu unserer Philosophie, offen für Innovationen<br />

zu sein. Das ist mit Forschung verbunden,<br />

im allgemeinen wie im institutionellen Sinne.<br />

Seit jeher pflegen wir daher einen engen und regen<br />

Kontakt zu den Hochschulen unseres Landes<br />

und unterstützen Forschungsprojekte sowohl<br />

finanziell als auch fachlich. Auch diese PROFILE-<br />

Ausgabe gibt Zeugnis davon (siehe Artikel S. 16<br />

und S. 26). Forschungsergebnisse der Hochschulen<br />

werden, soweit diese für unsere Software-Lösungen<br />

von innovativer Bedeutung sind, direkt in unsere<br />

Programmsysteme übernommen. Als Beispiel sei die Entwicklung des<br />

QuaSi-Bandes der Universität Karlsruhe aus dem Jahr 2001 erwähnt. Das<br />

QuaSi-Band ermöglicht eine qualitative Überprüfung der Sichtweite im<br />

Straßenverkehr und wurde in unser Programmsystem VESTRA integriert. Ein<br />

wesentlicher Bestandteil unseres Engagements im Hochschulbereich ist die<br />

direkte Unterstützung der Universitäten und Hochschulen bei Veranstaltungen<br />

und Vorlesungen. So bestehen seit mehreren Jahren Lehraufträge für die Universität<br />

Hannover und für die Technische Universität in Berlin. Es sind insgesamt<br />

72 Institute an Universitäten, Hochschulen, Fachhochschulen oder<br />

anderen Bildungseinrichtungen, die unsere Software-Produkte, vornehmlich<br />

der Produktlinie VESTRA, für Ausbildung, Lehre und Forschung nutzen. Der<br />

Schwerpunkt dieser Nutzung liegt in Deutschland, aber auch Universitäten in<br />

anderen europäischen Ländern und im Nahen Osten setzen unsere Software-<br />

Lösungen ein.<br />

Viele Studierende entschließen sich, eine Studien- oder Diplomarbeit mit einem<br />

System der VESTRA-Produktlinie durchzuführen. Sie bekommen hierbei vielfältige<br />

Unterstützung durch die <strong>AKG</strong>, etwa durch kostenlose Lizenzen für die<br />

Dauer der Diplomarbeit, durch kostenlose Schulungen und die Nutzung der<br />

<strong>AKG</strong>-Hotline. In den letzten Jahren konnte der Nachwuchs für unsere Abteilungen<br />

Support, Schulung und Vertrieb ausschließlich aus Absolventen von Universitäten<br />

und Hochschulen gewonnen werden, die bereits im Studium mit <strong>AKG</strong>-<br />

Produkten in Berührung gekommen waren. Für unsere Kundschaft bedeutet dies,<br />

dass sie bei Anfragen oder Problemstellungen immer einen fachkundigen und<br />

höchst kompetenten Gesprächspartner bei der <strong>AKG</strong> vorfinden wird. An dieser<br />

Stelle möchte ich den beteiligten Professoren und Assistenten für ihre gute Arbeit<br />

einmal ganz herzlich Danke sagen.<br />

Wir wollen unsere Hochschulkontakte mit neuen Ideen zusätzlich noch intensivieren.<br />

Beispielsweise werden wir zwecks Gedankenaustauschs einen Hochschultag<br />

organisieren und ein Forum für Studierende im Internet einrichten. Es ist<br />

für uns ein gewichtiges Anliegen sicherzustellen, dass sich die Studierenden der<br />

Sparte Verkehrswegebau bereits während ihrer Ausbildung mit modernster Bau-<br />

Software vertraut machen können, um dann gut vorbereitet ins Berufsleben einzutreten.<br />

Ihr A. K. Günther<br />

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Dipl.-Ing. Hermann<br />

Donat ist Mitglied im<br />

Arbeitskreises 14.11<br />

„Allgemeine Mengenberechnung“<br />

des<br />

Gemeinsamen Ausschusses<br />

Elektronik im<br />

Bauwesen (GAEB).<br />

XML: EXtensible<br />

Markup Language (erweiterbareAuszeichnungs-Sprache).Standard<br />

zur Erstellung<br />

maschinen- und menschenlesbarerDokumente<br />

in Form einer<br />

Baumstruktur. XML<br />

wird vom World Wide<br />

Web Consortium<br />

(W3C) definiert.<br />

AKS: Anweisung zur<br />

Kostenberechnung für<br />

Straßenbaumaßnahmen<br />

Die DIN 276 des<br />

Deutschen Instituts für<br />

Normung e. V. regelt<br />

die Kostenermittlung<br />

im Hochbau.<br />

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4<br />

Bauabrechnung auf neuem Wege<br />

Von Dipl.-Ing. Hermann Donat<br />

Im Februar 2006 ist der Entwurf eines vom GAEB völlig neu konzipierten Verfahrens<br />

zur allgemeinen Mengenberechnung erschienen. Zwischen dem Bundesministerium<br />

für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, der Bauwirtschaft, dem Bundesverband<br />

Bausoftware und einigen Software-Herstellern ist vereinbart worden,<br />

vor der offiziellen Einführung des Verfahrens seine grundsätzliche Eignung anhand<br />

eines Pilotprojektes zu erproben. Zum Leiter des Pilotprojektes wurde Prof. Dr.-<br />

Ing. Joachim Bahndorf berufen, der an der Fachhochschule Bielefeld lehrt. Frank<br />

Schaffner hat als Informatiker in seiner Diplomarbeit wesentliche Teile dieses Verfahrens<br />

bereits in ein Programm gegossen und damit die Realisierbarkeit bewiesen<br />

(siehe Artikel S. 22). Zwar ist von einer Studienarbeit noch kein professionelles<br />

Anwenderprogramm zu erwarten, aber der Weg dorthin ist geebnet.<br />

Ende und Neubeginn<br />

Wenn aus Aufmaßen und anderen Belegen Mengen<br />

berechnet werden sollen, verwendet man üblicherweise<br />

das REB-Verfahren 23.003 „Allgemeine Bauabrechnung“.<br />

An dieser Stelle werden die Mengen auch<br />

den Ordnungszahlen des Leistungsverzeichnisses<br />

zugeordnet. Dieses REB-Verfahren gilt seit 1972<br />

unverändert, also seit weit über 30 Jahren. Es beruht<br />

auf der längst überwundenen Lochkartentechnik mit<br />

ihren 80-stelligen Datensätzen, mit ihrem Zwang<br />

zur Sortierbarkeit nach Adressen und den anderen<br />

bekannten Einschränkungen. Die Informationstechnik<br />

hat sich seitdem stürmisch entwickelt und<br />

ist in alle Bereiche vorgedrungen, so dass es an der<br />

Zeit ist, die neuen Technologien endlich auch für die<br />

Mengenberechnung zu nutzen. Außerdem sind die<br />

Anforderungen an ein solches Verfahren inzwischen<br />

erheblich gestiegen.<br />

Im Arbeitskreis 14.11 des Gemeinsamen Ausschusses<br />

Elektronik im Bauwesen (GAEB) wurde<br />

deshalb ein neues Verfahren entwickelt, das unter<br />

dem Titel „Allgemeine Mengenberechnung GAEB-<br />

VB 23.005 XML“ seit dem 06.02.2006 als Entwurf<br />

vorliegt. Zur Beschreibung der Daten hat man den<br />

internationalen Standard XML gewählt. Das heißt,<br />

die Daten befinden sich nicht mehr in einzelnen autonomen<br />

Datensätzen, sondern haben die Form eines<br />

Dokumentes, ähnlich dem eines strukturierten<br />

Schriftstückes, konsistent aufgebaut und in sich geschlossen.<br />

Bedingt durch das XML-Konzept konnten<br />

auch ganz neue Lösungen zur Berechnung von<br />

Mengen und deren Zuordnung gefunden werden, so<br />

dass dieses Verfahren mit seinem Vorgänger nicht<br />

mehr vergleichbar ist. Ergebnis des Verfahrens ist<br />

das XML-Dokument mit sämtlichen Eingabedaten<br />

und Ergebnissen. Es gestattet eine individuelle<br />

Auswertung, eignet sich zur digitalen Archivierung<br />

und kann mit einem entsprechenden Viewer betrachtet<br />

werden. Das Verfahren ermöglicht einen<br />

kontinuierlichen Datenaustausch zwischen den<br />

Vertragspartnern mit dem Ziel, bereits am Ende der<br />

Maßnahme über die geprüfte Mengenberechnung<br />

zu verfügen.<br />

Um einen raschen Einblick in das neue Verfahren<br />

zu erhalten, sollen im Folgenden die wichtigsten Be-<br />

griffe in der gebotenen Kürze angesprochen werden.<br />

Mengenelemente<br />

Aus den Angaben der Berechnungsunterlagen<br />

werden mit den Formeln des Formelkataloges<br />

Rechenansätze in Form von Mengenelementen gebildet.<br />

Innerhalb eines Rechenansatzes ist es möglich,<br />

die Werte selbst zu berechnen, so dass keine<br />

Hilfswertekonstruktionen erforderlich sind. Durch<br />

den besonderen Aufbau des Formelkataloges können<br />

umfangreiche Gebilde, wie die gesamte Fläche<br />

einer Straßeneinmündung, ganzheitlich in einem<br />

Rechengang bearbeitet werden, was die Übersicht<br />

und die Prüfung erleichtert. Überhaupt ist die<br />

Konzeption des Verfahrens immer auch darauf gerichtet,<br />

dem Benutzer am IT-System wieder eine natürliche<br />

Arbeitsweise zu gestatten, ohne verfahrensbedingte<br />

Tricks und mit grafischer Unterstützung,<br />

ein entsprechend intelligentes Programm vorausgesetzt.<br />

Struktur<br />

Jener Teil des XML-Dokuments, in dem die<br />

Mengen berechnet werden, kann in einer beliebigen<br />

Hierarchie strukturiert sein. Soweit die<br />

Mengenberechnung für die Ausschreibung oder<br />

die Vertragsabwicklung aufzustellen ist, dient<br />

als Struktur üblicherweise die Gliederung der<br />

Ordnungszahl des Leistungsverzeichnisses. Im<br />

Stadium der Kostenschätzung könnte aber auch<br />

die Gliederung der AKS oder diejenige nach DIN<br />

276 verwendet werden. Andere Betrachtungsweisen<br />

werden auch andere, zweckmäßigere Strukturen erfordern.<br />

Die Mengenelemente können jedoch durch<br />

die zusätzliche Angabe von hierarchisch aufgebauten<br />

Zuordnungsbegriffen von der einen in die andere<br />

Ordnung überführt werden.<br />

In der untersten Ebene der Struktur, angenommen<br />

eine LV-Position, befinden sich die<br />

Mengenelemente. Hier können sie vom Benutzer je<br />

nach den Erfordernissen beliebig angeordnet werden,<br />

so dass die Mengenberechnung nicht nur chronologisch,<br />

wie bisher, sondern auch topologisch aufgebaut<br />

sein kann. Damit steht zusammen, was zusammen<br />

gehört, und die Berechnung ist leichter auf<br />

Überlappungen und Lücken zu prüfen.<br />

PROFILE 2/2006


Neue Funktionen<br />

Häufig fallen Daten in Form von Tabellen an;<br />

man denke nur an den Bereich der Entwässerungsarbeiten.<br />

Deshalb erlaubt das Verfahren auch die<br />

Dateneingabe in frei zu gestaltende, mit umfangreichen<br />

Rechenfunktionen ausgestattete Berechnungstabellen<br />

ähnlich denen der bekannten<br />

Standardprogramme. Einzelne Werte und<br />

die Berechnungsergebnisse können dann aus den<br />

Tabellen in den Mengenelementen abgerufen werden.<br />

Das XML-Dokument kann auch Texte und Bilder<br />

enthalten. Aufmaßblätter, Skizzen, Beschreibungen,<br />

Fotos, Protokolle stehen dem Bearbeiter und dem<br />

Prüfer am IT-System direkt zur Verfügung und beschleunigen<br />

die Arbeit. Zahlreiche Möglichkeiten<br />

für Hinweise und Erläuterungen bieten Gelegenheit<br />

für eine bessere Transparenz als bisher.<br />

Manche Objekte, wie Schachtbaugruben, treten<br />

mit ähnlicher Form in großer Zahl auf und unterscheiden<br />

sich oft nur in wenigen Parametern, wie<br />

der Tiefe oder der Bodenklasse. In einem solchen<br />

Falle bietet sich die Bildung einer Vorlage an, bei<br />

deren Aufruf lediglich die wenigen veränderlichen<br />

Werte einzugeben sind. So lassen sich viele Aufgaben<br />

durch Vorlagen vereinfachen, besonders dann, wenn<br />

diese nicht jedesmal neu erfunden werden müssten,<br />

sondern auf einer Internet-Plattform öffentlich zugänglich<br />

wären.<br />

Wenn bestimmte Daten an mehreren Stellen<br />

benötigt werden, wie Punkte, Stockwerkshöhen,<br />

Aufmaßblätter, Skizzen oder ähnliches, werden sie<br />

als Variablen definiert und stehen zum Abruf zur<br />

Verfügung. Werte können auch berechnet werden.<br />

Es gibt global geltende Variablen, die im gesamten<br />

Dokument verfügbar sind, quellenbezogene<br />

Variablen, deren jeweiliger Wert von einer bestimmten<br />

Quelle abhängt, zum Beispiel einem Plan, und<br />

lokale Variablen, die nur in ihrem Mengenelement<br />

gültig sind. Texte und Bilder sind stets global verfügbar.<br />

Variablen werden unter ihrem Namen abgerufen.<br />

Da dieses Verfahren das Sammelbecken für alle<br />

Mengen bildet, die beispielsweise in die Rechnung<br />

eingehen sollen, auch für die, welche gar nicht<br />

mit diesem Verfahren errechnet worden sind, ist<br />

eine Schnittstelle zur Übernahme von externen<br />

Ergebnissen erforderlich. Über diese Schnittstelle<br />

werden auch andere externe Daten eingelesen, wie<br />

Werte, die für die weitere Berechnung benötigt werden<br />

sowie Texte, Bilder und andere. Durch einen<br />

Verweis auf die Herkunft des externen Objektes<br />

könnte bei der Prüfung sogar ein Rückgriff auf die<br />

Originalberechnung möglich sein. Die Schnittstelle<br />

ist so allgemein definiert, dass sie sowohl für<br />

OKSTRA- als auch für CAD-Objekte oder andere<br />

benutzt werden kann. Diese externen Daten werden<br />

wie globale Variablen behandelt.<br />

Aus Ergebnissen von Mengenelementen können<br />

beliebige Summen gebildet werden, auch über<br />

die Grenzen der Hierarchien hinweg, so dass man<br />

zum Beispiel Massenbilanzen aufstellen kann.<br />

Summen, Ergebnisse aus Mengenelementen und<br />

Zwischenergebnisse (das sind die im Rechenansatz<br />

selbst errechneten Werte) sind an allen relevanten<br />

Stellen abzurufen.<br />

Vorläufige oder überschlägig berechnete Mengen<br />

werden als solche gekennzeichnet und ihre Ergeb-<br />

PROFILE 2/2006<br />

nisse gesondert addiert. Vorausberechnungen, eigene<br />

Summen und eigene Zuordnungen, kurz alle Teile,<br />

die nicht am Datenaustausch teilnehmen sollen, erhalten<br />

ein besonderes Merkmal und werden nicht<br />

mit übergeben. Damit ist der Datenbestand sowohl<br />

beim Auftragnehmer als auch beim Auftraggeber<br />

für interne Zwecke nutzbar und eine redundante<br />

Datenhaltung wird überflüssig.<br />

Spezielle Berechnungen<br />

Neue Berechnungsmöglichkeiten vergrößern den<br />

Kreis der Anwendungen. In vielfältiger Weise können<br />

Monate, Wochen, Tage und Stunden berechnet<br />

werden. Der Berechnung von Fristen liegt das entsprechende<br />

Europäische Abkommen zugrunde. Der<br />

Arithmetische Ausdruck für Berechnungen in freier<br />

Schreibweise umfasst zahlreiche Funktionen, wie trigonometrische<br />

Funktionen, Bedingungsfunktionen,<br />

Tabellenfunktionen, und ist dadurch universell<br />

nutzbar. Bei profilweise zu berechnenden Mengen<br />

ist die Berücksichtigung des Schwerpunktes möglich.<br />

Schnittpunktberechnungen von Geraden sind<br />

zur Bildung von Querprofilen wichtig. Durch<br />

die Definition von Dreiecksmaschen kann der<br />

Aushub von vielen Baugruben errechnet werden.<br />

Gewichtsberechnungen für Stahl und andere<br />

Werkstoffe vervollständigen den Formelkatalog. Ist<br />

für eine spezielle Berechnung eine besondere, nicht<br />

im Formelkatalog enthaltene Formel erforderlich,<br />

kann man sie als Makro definieren.<br />

Zuordnungen<br />

Ein wichtiges Thema ist die Zuordnung von<br />

Mengen zu den verschiedensten Kriterien. Denn<br />

ein Bauprojekt wird häufig im Auftrag von vielen<br />

Beteiligten ausgeführt, die schließlich auch ihren<br />

Anteil an den Kosten zu tragen haben. Weiterhin<br />

werden Mengen nicht nur für die Abrechnung, sondern<br />

auch für das Controlling benötigt, welches<br />

aber anderen Ordnungskriterien gehorcht als denen<br />

des Bauvertrages. Immer wieder wird der Bezug<br />

zwischen Mengen und Abschlagsrechnungen gefordert.<br />

Oder es soll die Mengenberechnung, welche<br />

Grundlage der Kostenschätzung war, in die<br />

Struktur eines Leistungsverzeichnisses für die Ausschreibung<br />

überführt werden – und was für Anforderungen<br />

dieser Art sonst noch denkbar sind.<br />

Für solche Aufgaben können die Mengenelemente<br />

mit beliebig vielen Zuordnungen versehen werden,<br />

die es ermöglichen, das XML-Dokument mit entsprechenden<br />

Programmen auszuwerten oder die<br />

Mengenberechnung in einer anderen Struktur darzustellen.<br />

Datenaustausch<br />

Der Austausch der Daten zwischen den Vertragspartnern<br />

ist – erstmalig in einer solchen Verfahrensbeschreibung<br />

– eindeutig geregelt. Durch eine häufige<br />

wechselseitige Datenübergabe während der<br />

Bauzeit wird ein zunehmend identischer Datenbestand<br />

bei Auftragnehmer und Auftraggeber aufgebaut,<br />

so dass bereits am Ende der Maßnahme<br />

die geprüfte Mengenberechnung vorliegen kann.<br />

Es wird stets der gesamte Datenbestand als XML-<br />

Dokument übergeben. Die Prüfung erfolgt direkt<br />

am IT-System, wobei der Prüfer durch einen<br />

automatischen Abgleich zwischen dem empfangenen<br />

Datenbestand und seinem eigenen neue,<br />

geänderte, verschobene und gelöschte Daten erkennen<br />

kann. Die Prüfkennzeichen lauten „akzeptiert“<br />

oder „zurückgewiesen“. Außerdem hat<br />

OKSTRA: Objektkatalog<br />

für das<br />

Straßen- und<br />

Verkehrswesen<br />

www.okstra.de<br />

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Die Verfahrensbeschreibung<br />

kann bei<br />

dem Autor des Artikels<br />

bezogen werden.<br />

Kontakt:<br />

Hermann.Donat@F-KIRCHHOFF.de<br />

Oder per Download:<br />

www.gaeb23005.de<br />

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er die Möglichkeit, Prüfbemerkungen anzubringen<br />

und den Auftragnehmer zu veranlassen,<br />

nach der Rückübertragung des Datenbestandes<br />

Beanstandungen auszuräumen oder<br />

abgewiesene Daten zu ändern. Mit diesem Datenaustausch<br />

steht ein Instrument zur Verfügung,<br />

das immer auch dann eingesetzt werden kann,<br />

wenn die Mengenberechnung von mehreren<br />

unabhängigen Stellen aufgestellt wird, wie bei<br />

Arbeitsgemeinschaften oder Nachunternehmern.<br />

Ausblick<br />

Hiermit liegt ein Verfahren vor, das den Software-<br />

Entwicklern die Voraussetzungen zum Einsatz mo-<br />

Abb. 1: Gegenüberstellung Ablauf Bauabrechnung nach 23.003 / 23.005 XML<br />

derner IT-Methoden bietet. Zusammen mit den<br />

Anwendern können sie neue Ideen verwirklichen<br />

und innovative, ergonomische Programme bereitstellen<br />

und vermarkten. Bedingt durch den XML-<br />

Standard ist das Verfahren zudem offen für weitere<br />

zukünftige Anforderungen.<br />

Das Verfahren wird einen notwendigen Generationswechsel<br />

einleiten. Die neuen Möglichkeiten,<br />

welche die interne Verwendung von XML eröffnet,<br />

der effektive Datenaustausch und die damit verbundene<br />

Prüfung am IT-System bilden das Zentrum des<br />

Wandels. Die Frage, ob denn eigentlich noch etwas<br />

gedruckt werden soll, ist schon fast entbehrlich.<br />

PROFILE 2/2006


Baustellensicherung mit VESTRA (RSA-Pläne)<br />

Von Dipl.-Ing. (FH) Joachim Hamann<br />

Es gibt praktisch keine Baustelle im öffentlichen Straßenraum, die nicht auf irgendeine<br />

Art und Weise wegen Unfallgefahr abgesichert werden muss. Bei kleineren<br />

Baumaßnahmen von kurzer Dauer genügt es oft, wenn das Bauunternehmen nach<br />

eigenem Ermessen eine Absperrung und Beschilderung vornimmt. Ansonsten, insbesondere<br />

bezüglich des Fahrzeugverkehrs, müssen die Richtlinien für die Sicherung<br />

von Arbeitsstellen an Straßen (RSA) herangezogen werden.<br />

B<br />

ereits während vieler Jahre bietet <strong>AKG</strong><br />

für VESTRA-Anwender einen Beschilder-<br />

ungskatalog nach StVO an. In Verbindung<br />

mit den Punkt- und Liniensymbolen für Fahrbahnmarkierungen<br />

lassen sich damit seit langem<br />

Verkehrszeichen- und Markierungspläne erstellen.<br />

Solche Pläne dienen natürlich auch der Sicherung<br />

von Baustellen. Mit dem Programm WEGWEIS<br />

kombiniert konnte man auch Verkehrsschilder (z.B.<br />

Umleitungsbeschilderung) entwerfen, die für eine<br />

ganz bestimmte Baustelle benötigt wurden. In der<br />

Praxis gibt es unterschiedliche Anforderungen an<br />

Abb. 1: Regelplan B1/16<br />

Abb. 2: Plan-Auswahl<br />

PROFILE 2/2006<br />

die Planungsunterlagen<br />

zur Baustellensicherung.<br />

Häufig genügt ein Hinweis<br />

auf den betreffenden<br />

Regelplan aus<br />

den RSA oder das<br />

Beilegen einer Kopie<br />

des Regelplanes aus der<br />

Richtlinie. Zum Teil<br />

muss die Verwendung<br />

eines Regelplanes vom<br />

Projektierenden erläutert<br />

oder inhaltlich ergänzt<br />

bzw. verändert werden.<br />

Was bisher für VESTRA-Anwender fehlte, war eine<br />

einfache Möglichkeit, einen Regelplan schnell abzuändern,<br />

um ihn den örtlichen Gegebenheiten anzupassen.<br />

Besonders aufwändig ist die Projektion<br />

eines Regelplanes auf eine maßstäbliche Lageplandarstellung.<br />

Viele Auftraggeber gehen dazu<br />

über, bei größeren Baumaßnahmen oder komplexen<br />

Baustellensicherungen (zusätzlich oder ohne<br />

Bezug zum entsprechenden Regelplan) einen maßstabsgetreuen<br />

Lageplan mit allen Schildern und sicherheitsrelevanten<br />

Angaben zu verlangen. Dies war<br />

bisher für einen VESTRA-Anwender mit sehr hohem<br />

Aufwand verbunden, weil es keine weitere softwareseitige<br />

Unterstützung gab.<br />

Neue Möglichkeiten mit VESTRA<br />

<strong>AKG</strong> hat nun einen Weg gefunden, wie Materialien<br />

zur Baustellensicherung sehr einfach mit Hilfe der<br />

Regelpläne erstellt werden können. Alle 73 Regel-<br />

pläne werden dem Anwender als AutoCAD-Vorlagen<br />

so genannten dynamischen Blöcken sehr rasch zu<br />

bewerkstelligen. Es geht dabei um Varianten der<br />

Beschilderung, Änderungen der Breiten- oder<br />

Verziehungslängen von Fahrspuren, unterschiedliche<br />

Arten von Absperrungen usw. Ein Mausklick<br />

wandelt z. B. die Absperrung mit Leitbaken in eine<br />

Absperrung mit Absperrschranke. Die Bemaßung,<br />

ebenfalls Teil des dynamischen Blockes, passt sich<br />

entsprechend an. Praxisgerechte Überlegungen<br />

lassen die Regelplanvorlagen so zu einer flexiblen<br />

Arbeitsgrundlage werden.<br />

Abb. 3 u. 4: Änderung eines Regelplanes mit dynamischem<br />

Block<br />

Weil es sich dabei um vordefinierte Zeichungselemente<br />

handelt, können die Regelpläne leicht<br />

in einen maßstäblichen Markierungs- und Beschilderungsplan<br />

für die Baustellensicherung umgesetzt<br />

werden. Die einzelnen Zeichnungsteile<br />

werden dann auf den Maßstab abgestimmt und in<br />

den Lageplan übernommen. Dies geschieht ganz<br />

einfach per „Drag & Drop“. Der Regelplan lässt<br />

sich neben den Lageplan in die Zeichnung einfügen.<br />

Anschließend werden die einzelnen Elemente<br />

mit der Maus auf den Baustellenbereich<br />

verschoben. Schließlich können Absperrungen<br />

oder Markierungen beliebig verkürzt werden,<br />

indem man lediglich am Bezugspunkt des<br />

dynamischen Blockes „zieht“. So entsteht auf<br />

Basis eines Regelplanes ein detaillierter maßstabsgetreuer<br />

Baustellensicherungsplan.<br />

zur Auswahl angeboten.<br />

Der für die Baustelle geeignete<br />

Regelplan wird<br />

ausgesucht und kann<br />

dann direkt bearbeitet<br />

werden. Die Anpassung<br />

ist auch bei einer Vielzahl<br />

von Möglichkeiten<br />

durch den Einsatz von Abb. 5: Maßstäblicher Baustellensicherungsplan<br />

Dipl.-Ing. (FH)<br />

Joachim Hamann<br />

ist Leiter der <strong>AKG</strong>-<br />

Niederlassung Berlin.<br />

Eine Demo des RSA-<br />

Moduls finden Sie auf<br />

unserer Homepage<br />

unter „Online-<br />

Kurzdemos“<br />

www.akgsoftware.de<br />

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7


Dipl.-Ing. (FH)<br />

Marco Schrempp ist<br />

bei der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH in<br />

den Bereichen Schulung<br />

und Programm-<br />

Abnahme tätig. Allgemeines<br />

NETZ2D<br />

© Geodätisches Institut<br />

Universität Karlsruhe<br />

HEIDI<br />

© Prof. Dr. Reiner<br />

Jäger, FH Karlsruhe –<br />

Hochschule für Technik<br />

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8<br />

Netzausgleichung mit VESTRA leicht gemacht<br />

Von Dipl.-Ing. (FH) Marco Schrempp<br />

Im Vorfeld der Fußballweltmeisterschaft wurden viele infrastrukturelle Einrichtungen<br />

geschaffen, deren Realisierungen hohe Ansprüche an die Geodäten stellten.<br />

Genaue Bauabsteckungen und baubegleitende Überwachungsmessungen erfordern<br />

zu Beginn einer jeden größeren Baumaßnahme die Schaffung präziser und verzerrungsfreier<br />

Basissysteme. Diese Aufgabe übernehmen in der modernen Geodäsie<br />

leistungsfähige Ausgleichungsprogramme wie die VESTRA-Netzausgleichung, die im<br />

folgenden Beitrag vorgestellt wird.<br />

Die Berechnungsalgorithmen des VESTRA-<br />

Moduls Netzausgleichung, das für alle VESTRA-<br />

Plattformen erhältlich ist, basieren auf den<br />

Programmsystemen NETZ2D (Lageausgleichung)<br />

und HEIDI (Höhenausgleichung). Sie ermöglichen<br />

die Ausgleichung und Analyse ein- und zweidimensionaler<br />

redundanter geodätischer Netze nach der<br />

Methode der kleinsten Quadrate. Zur Beurteilung<br />

der Ergebnisse sind neben Genauigkeitsanalysen auch<br />

statistische Testverfahren (Global- und Einzeltests)<br />

integriert, die grobe Fehler im Beobachtungsmaterial<br />

aufdecken. Sämtliche Beurteilungsgrößen werden in<br />

der VESTRA-Netzausgleichung nicht nur in einer<br />

Liste dargestellt, sondern beim Mouseover „on the<br />

fly“ dargestellt. Damit erhält der<br />

Anwender im Handumdrehen<br />

eine visuelle Kontrolle.<br />

Abb. 1: Mouseover Fehlerbetrachtung<br />

Integrierte Ausgleichungsverfahren<br />

Alle Ausgleichungsverfahren können lage-, höhenmäßig<br />

oder kombiniert angewandt werden:<br />

• freie Ausgleichung: wahlweise als Gesamtspuroder<br />

Teilspurminimierung möglich, zur Aufdeckung<br />

grober Beobachtungsfehler und zur<br />

Beurteilung der inneren Netzgeometrie<br />

• stochastische Ausgleichung: zur Beurteilung der<br />

Güte der Anschlusspunkte<br />

• hierarchische Ausgleichung: zur Berechnung der<br />

endgültigen Neupunktkoordinaten<br />

Integrierte Testverfahren<br />

Statistische Testverfahren dienen hier zum Auffinden<br />

von groben Fehlern im Beobachtungsmaterial und<br />

sind daher aus der modernen Geodäsie kaum noch<br />

wegzudenken. Voraussetzung für solche Verfahren<br />

sind neben redundanten Messungen Schätzwerte<br />

für die zu erwartenden (a-priori) Genauigkeiten der<br />

einzelnen Beobachtungen (Richtungen, Strecken,<br />

Zenitdistanzen, Höhenunterschiede etc.), die<br />

den nach der Ausgleichung (a-posteriori) erzielten<br />

Genauigkeiten gegenübergestellt werden, sowie<br />

die Vorgaben der Irrtumswahrscheinlichkeit<br />

Alpha (5%) und der Testgüte Beta (80%). Im Modul<br />

Netzausgleichung wird zwischen dem Globaltest<br />

und den Einzeltests unterschieden. Der Globaltest<br />

ist den Einzeltests vorgeschaltet und beurteilt das<br />

gesamte Netz bzw. dessen mathematisches Modell.<br />

Eine mögliche Ablehnung kann beispielsweise in<br />

der falschen Annahme der a-priori Genauigkeiten,<br />

einer unzureichenden Modellbildung oder an der<br />

Verzerrung durch bestehende grobe Fehler im<br />

Beobachtungsmaterial liegen. Seine Ablehnung<br />

ist also nicht zwingend auf eine einzelne Fehlerart<br />

zurückzuführen! Diese Aufgabe übernehmen die<br />

Einzeltests in Form der a-priori bezogenen normierten<br />

Verbesserung des a-posteriori bezogenen<br />

Student-Test (t-Test).<br />

Vorgaben<br />

Folgende Beobachtungen und Vorgaben fließen in<br />

die VESTRA-Ausgleichung mit ein:<br />

• Horizontalrichtungen, Zenitdistanzen, Höhenunterschiede,<br />

Strecken<br />

• A-Priori-Standardabweichungen für Richtungen,<br />

Zenitdistanzen, Strecken, Höhenunterschiede,<br />

Instrumenten- und Zieltafelhöhen,<br />

für die Zentrierung und die<br />

Anschlusspunkte<br />

• Erdradius, Mittlerer Rechtswert, Mittlere Höhe,<br />

Refraktionskoeffizient für die Geodätischen<br />

Korrekturen (GK- und Höhenreduktion)<br />

• Koordinaten der Anschlusspunkte<br />

• Maßstab optional wählbar, entweder durch<br />

Definition der ersten Streckengruppe oder aus<br />

der Netzberechnung resultierend<br />

Jede Beobachtung oder jeder Anschlusspunkt kann<br />

wahlweise zur Berechnung aktiviert oder deaktiviert<br />

werden. Somit ist es möglich, gezielt fehlerbehaftete<br />

Messdaten aus der Ausgleichung herauszunehmen<br />

und ein optimales Ausgleichungsergebnis<br />

zu erzielen.<br />

PROFILE 2/2006


Abb. 2: Netzausgleichung mit Registerkarte<br />

„Statistische Parameter“<br />

Abb. 3: Netzausgleichung mit Registerkarte<br />

„Geodätische Korrekturen“<br />

Optimales Auswerteverfahren für die Praxis<br />

Für Ingenieurnetze unabdingbar ist zunächst die<br />

Durchführung der freien Netzausgleichung zur<br />

Aufdeckung grober Beobachtungsfehler und zur<br />

Beurteilung der inneren Netzgeometrie. Bei dieser<br />

Art Ausgleichung findet eine Lagerung auf<br />

Abb. 4: Datenliste mit Auflistung der Streckenfehler<br />

PROFILE 2/2006<br />

den Näherungskoordinaten aller (Gesamtspurminimierung)<br />

oder auf ausgewählten Punkten (Teilspurminimierung)<br />

im Messgebiet statt. Dadurch erhält<br />

man als Ergebnis ein Punktenetz, das allein ein<br />

Abbild der Beobachtungen ist.<br />

Grob fehlerhafte Beobachtungen werden zum<br />

einen durch die a-priori bezogene Normierte<br />

Verbesserung (NV) und zum andern durch den aposteriori<br />

bezogenen Student-Test (t-Test) aufgedeckt.<br />

Sind die a-priori Genauigkeiten sehr gut bestimmt,<br />

erweist sich die Normierte Verbesserung als das sensiblere<br />

Verfahren im Hinblick auf das Aufdecken<br />

der kleineren unter den groben Fehlern. Sind dagegen<br />

die a-priori Genauigkeiten schlecht bestimmbar<br />

oder gibt es eine hohe Redundanz (r > 20), so findet<br />

der a-posteriori bezogene Student-Test Anwendung.<br />

Zur Transformation der Neupunkte ins Landesnetz<br />

empfiehlt sich zunächst das Verfahren der<br />

stochastischen Ausgleichung. Dabei werden die<br />

Anschlusspunkte nicht als „fehlerfrei“ betrachtet,<br />

sondern gehen mit einer Standardabweichung,<br />

in der Regel 2 cm, in die Ausgleichung mit ein.<br />

Die Lagerung des Netzes findet somit in diesem<br />

Korrridor der Festpunkte statt. Fehlerbehaftete Anschlusspunkte<br />

werden auf diese Weise entdeckt, so<br />

dass sie vom Ausgleichungsverfahren ausgeschlossen<br />

werden können und das Beobachtungsmaterial nicht<br />

mehr verfälschen.<br />

Nachdem nun sowohl die Beobachtungen als<br />

auch die Anschlusspunkte kontrolliert sind, kann<br />

im letzten Schritt die Berechnung der endgültigen<br />

Neupunktkoordinaten über das Verfahren der hierarchischen<br />

Netzausgleichung erfolgen. Die Festpunkte<br />

gehen als „fehlerfreie“ Punkte in die Ausgleichung<br />

ein, weshalb im Vorfeld unbedingt die freie und die<br />

hierarchische Ausgleichung berechnet werden sollten.<br />

Qualitätssicherung und -nachweis sind heute<br />

unverzichtbare Kriterien, mit denen sich sowohl<br />

der Auftraggeber als auch der Auftragnehmer absichert.<br />

Diese hohen Forderungen können letztlich<br />

nur durch redundante Netzmessungen mit<br />

anschließender Ausgleichung erfüllt und als erfüllt<br />

nachgewiesen werden. Mit herkömmlichen<br />

Verfahren, etwa mit Polygonzügen, wird<br />

man den heutigen Ansprüchen in der Kataster-<br />

und Ingenieurvermessung nicht mehr gerecht.<br />

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Manuela Sewerin<br />

ist Projektleiterin im<br />

Fachbereich Verkehrsanlagen<br />

bei der Voigt<br />

Ingenieure GmbH.<br />

Das Anschutz-Areal<br />

liegt sehr verkehrsgünstig,<br />

unmittelbar<br />

am Ostbahnhof und<br />

am U-Bahnhof<br />

Warschauer Straße.<br />

Die Mühlenstraße<br />

führt direkt zum<br />

Alexanderplatz.<br />

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Eine neues Viertel am Ostbahnhof<br />

Von Manuela Sewerin<br />

Ein neues Stadtviertel entsteht: Im Zentrum Berlins, in unmittelbarer Nähe des<br />

Ostbahnhofs und der Spree, wird ein 21 ha großes Grundstück erschlossen. Herz<br />

dieses Areals wird die Multifunktions-Arena „O2 World“ sein. Diese Arena der<br />

Superlative soll im Jahr 2008 erstmals ihre Pforten öffnen. In den vergangenen zwei<br />

Jahren wurde das Areal erschlossen. Die Planung der Verkehrsanlagen und das<br />

Erdbaumanagement führte die Voigt Ingenieure GmbH aus – mit VESTRA CAD.<br />

Das Anschutz-Areal / O2 World<br />

Das Areal des ehemaligen Ostgüterbahnhofs<br />

in Berlin wurde im Jahr 2001 von der Anschutz<br />

Entertainment Group Development GmbH erworben.<br />

Besonders attraktiv ist das 21 Hektar<br />

große Grundstück durch seine Lage: die unmittelbare<br />

Nähe zum Ostbahnhof. Hier halten sowohl<br />

Fern- als auch Regionalzüge und natürlich<br />

die Berliner U- und S-Bahn. Außerdem haben sich<br />

in der Umgebung des Ostbahnhofs schon einige<br />

Unternehmen aus der boomenden Medien- und<br />

Musikbranche und andere Dienstleister niedergelassen.<br />

Rund um die Spree ist mit der Oberbaum-<br />

City und den Spreespeichern bereits eine attraktive<br />

Nachbarschaft entstanden, verkehrgünstig gelegen<br />

direkt im Herzen Berlins.<br />

Im Zentrum des Anschutz-Areals entsteht nun<br />

eine der modernsten Multifunktions-Arenen der<br />

Welt: die O2 World. Mit maximal 17.000 Sitz- und<br />

Stehplätzen, 59 Entertainment-Suiten, Konferenz-<br />

und Party-Suiten wird sie in zwei Jahren der<br />

neue Ort in Berlin für nationale und internationale<br />

Events der Spitzenklasse in Sport, Kultur<br />

und Entertainment sein. Geplant sind bis zu 150<br />

Veranstaltungen im Jahr.<br />

Abb. 1: So wird die O2 World am Ostbahnhof im<br />

Jahre 2008 aussehen (Modellbild)<br />

Auch optisch wird das Gebäude einiges zu bieten<br />

haben: Auf der rund 20.000 m² großen Fassade<br />

wird eine 1.800 m² umfassende LED-Lichtpunkt-<br />

Installation dafür sorgen, dass die Front-Fassade zum<br />

großen Bildschirm wird und Besucher wie Passanten<br />

auf einmalige Art anspricht. Der Name der Arena<br />

verweist auf den zweiten Beteiligten: Die Anschutz<br />

Entertainment Group Development GmbH realisiert<br />

das Projekt gemeinsam mit O2 Germany in<br />

einer langfristig angelegten Partnerschaft. Die O2<br />

World wird natürlich nicht alleine auf dem Anschutz-<br />

Areal stehen. Rund um die Arena soll ein lebendiges,<br />

durchmischtes Stadtgebiet als Treffpunkt für<br />

Freizeit, Sport, Wirtschaft, Kultur und Arbeit entstehen.<br />

Das Ergebnis wird ein neuer Stadtteil in zentraler<br />

Lage Berlins sein mit einer Mehrzweckhalle<br />

der Superlative. Der erste Schritt ist die Erschließung<br />

des gesamten Areals und der Bau der O2 World, die<br />

2008 eröffnet werden soll.<br />

Unser Auftrag<br />

Die Anschutz Entertainment Group Development<br />

GmbH beauftragte die Voigt Ingenieure GmbH<br />

mit der Verkehrsanlagenplanung, der Bauleitung<br />

und der Bauoberleitung für das gesamte Areal.<br />

Weiterhin wurden die Leitungskoordination und<br />

ein abgestimmtes Erdbaumanagement, die Planung<br />

und Bauleitung der Lichtsignalanlagen und die<br />

Maßnahmen zur Sicherheits- und Gesundheitsschutzkoordination<br />

von Voigt Ingenieure erbracht.<br />

Abb. 2: Blick von der Warschauer Brücke auf die<br />

Gr0ßbaustelle am Ostbahnhof<br />

Da die bei Beauftragung vorliegenden Planungsgrundlagen<br />

nicht mehr den tatsächlichen Anforderungen<br />

des Projektes entsprachen, modifizierten<br />

und aktualisierten Voigt Ingenieure außerdem,<br />

parallel zur Erarbeitung der Ausführungsplanung,<br />

die Planung für die Verkehrsanlagen.<br />

Voigt Ingenieure GmbH – Das Unternehmen<br />

Das Ingenieurbüro, aus dem sich unser Unternehmen<br />

entwickelte, wurde bereits 1929 in Karlsruhe gegründet.<br />

Heute besitzt die Voigt Ingenieure<br />

Unternehmensgruppe mit rund 150 Mitarbeitern an<br />

verschiedenen Standorten in Berlin, Brandenburg<br />

und Süddeutschland umfangreiche Erfahrungen in<br />

der Beratung, Planung und Bauüberwachung auf<br />

den Gebieten der Ver- und Entsorgung. Die Beller<br />

Consult GmbH ist diejenige Beteiligungsgesellschaft<br />

der Voigt Ingenieure, die sich auf das wachsende<br />

Auslandsgeschäft speziell in den Bereichen Wasser/<br />

Abwasser konzentriert. Durch unsere weitverzweigte<br />

Unternehmensstruktur können kompetente<br />

Planer aus allen Fachbereichen auch kurzfristig<br />

zur Problemlösung herangezogen oder zusätzlich<br />

PROFILE 2/2006


vor Ort eingesetzt werden. Auf Grund der hohen<br />

Mitarbeiteranzahl sind wir in der Lage, Projekte<br />

entsprechender Größenordnungen zu übernehmen<br />

und so den unterschiedlichen Kundenwünschen gerecht<br />

zu werden. Wir legen größten Wert darauf,<br />

ein unabhängig beratendes Ingenieurbüro zu sein.<br />

Unser Unternehmen arbeitet mit vielen öffentlichen<br />

und privaten Auftraggebern wie Kommunen, den<br />

Behörden der Länder, Abwasserzweckverbänden,<br />

Industrieunternehmen und Erschließungsträgern in<br />

ganz Deutschland zusammen. Für Menschen planen!<br />

ist unsere Maxime, nach der wir jeden Tag große wie<br />

kleine Aufgaben lösen. Unser Unternehmen steht<br />

für die Umsetzung des Dienstleistungsgedankens<br />

und für wirtschaftliche, wenn nötig auch unkonventionelle<br />

Wege. Jeder unserer Kunden hat ein<br />

einzigartiges Bauvorhaben, dabei einen andern<br />

Anspruch, und alle haben unterschiedliche Budgets.<br />

Unser Ehrgeiz ist es, Planungen zu entwickeln, die<br />

jeweils perfekt zu unseren Kunden passen – und<br />

nicht zuletzt zu den Menschen, die später mit unseren<br />

Leistungen leben und arbeiten werden.<br />

Abb. 3: Areal vor Abbruch und nach Erdarbeiten<br />

VESTRA CAD – einfacher Einstieg, stete<br />

Begleitung<br />

Bei der Suche nach einer leistungsfähigen Planungs-<br />

Software entschied sich die Voigt Ingenieure GmbH<br />

für VESTRA CAD von <strong>AKG</strong>. Maßgebliches Entscheidungskriterium<br />

beim Vergleich der Alternativen<br />

war – neben dem Programmumfang wie z. B. der<br />

hohen Kapazität von 999 Achsen – insbesondere die<br />

Möglichkeit, in gewohnter AutoCAD-Umgebung<br />

zu arbeiten.<br />

Nach einer dreitägigen Schulung wurden bereits<br />

erste Aufgaben in VESTRA CAD erledigt. Die<br />

Verfügbarkeit selbsterklärender Assistenten bzw.<br />

Manager, wie etwa dem Achsmanager, erwiesen sich<br />

dabei als nützliche Hilfestellung. Voigt Ingenieure<br />

hat seit 2003 umfangreiche Planungsaufgaben mit<br />

VESTRA CAD bearbeitet. Bei der Anwendung bot<br />

der Support von <strong>AKG</strong> stets technische und projektbezogene<br />

Unterstützung. Vielfach wurden Vorschläge<br />

zur Erweiterung des Leistungsumfanges umgesetzt.<br />

Entsprechende Updates und Programmversionen<br />

wurden im Kundenbereich zum Download zur<br />

Verfügung gestellt.<br />

Umsetzung des Auftrages mit VESTRA CAD<br />

Das Erdbaumanagement war insofern eine entscheidende<br />

Instanz des Projektes, als einerseits<br />

große Volumina verschoben wurden, andererseits<br />

aus gestalterischen Gründen auch Erhöhungen<br />

PROFILE 2/2006<br />

des Geländeniveaus um bis zu zwei Meter nötig<br />

waren. Mit Hilfe von VESTRA CAD wurden<br />

Querschnitte durch das vorhandene und das geplante<br />

Gelände gegenübergestellt. Mit den Modulen<br />

Horizontmanager, Horizontvergleich und der darauf<br />

aufbauenden Mengenberechnung nutzten Voigt<br />

Ingenieure verschiedene Werkzeuge von VESTRA<br />

CAD für die Erfassung der Objekte im Plan und<br />

die Bestimmung der Mengen. Das Ergebnis: Ein<br />

erfolgreiches Erdbaumanagement, dem erhebliche<br />

Einsparungen zu verdanken sind, z. B. bei den<br />

Kosten für die Herstellung der Rohrgräben.<br />

Weitere Vorteile bei der Bearbeitung mit VESTRA<br />

CAD entstanden durch die Erstellung eines Deckenhöhenmodells.<br />

Mit diesem Modell konnte zum einen<br />

der Regenwasserabfluss der Straßen auf dem<br />

gesamten Areal überprüft werden, zum anderen<br />

erleichterte das Modell anderen Beteiligten das<br />

weitere Vorgehen, etwa bei der Berechnung der<br />

Schachthöhen für die Medien.<br />

Auch die Umsetzung von Planungsänderungen<br />

ließ sich durch die hierarchischen Abhängigkeiten<br />

der verschiedenen Objekte untereinander relativ<br />

unkompliziert gestalten. So werden etwa bei<br />

der Änderung einer Achse durch die bestehenden<br />

Datenbezüge die zugehörigen Objekte automatisch<br />

nachgeführt.<br />

Wenn das Programm einmal an seine Grenzen<br />

stieß, konnten in Kooperation mit <strong>AKG</strong> Lösungen<br />

gefunden werden: Für eine der großen<br />

Erschließungsstraßen zum Beispiel erwies sich<br />

die bisher ausreichende Deckenbuchbegrenzung<br />

auf neun Spuren als zu gering. Mit Hilfe der<br />

Fachleute des Supports von <strong>AKG</strong> konnte zuerst<br />

eine Übergangslösung gefunden werden, auf die<br />

dann schließlich eine Erweiterung der Anzahl der<br />

Deckenbuchspuren folgte.<br />

Abb. 4: Ausschnitt aus einem Deckenhöhenplan mit<br />

Höhenlinien<br />

Erfolgreicher Projektabschluss<br />

Die Multifunktions-Arena soll im Jahr 2008 erstmals<br />

ihre Türen öffnen. Berlin wird dann endlich über<br />

die lang ersehnte Bühne für hochwertige Sport- und<br />

Entertainment-Events verfügen. Die Endabnahme<br />

der von Voigt Ingenieure erbrachten Leistungen erfolgte<br />

im Juli 2006. Ein erster Schritt ist damit getan,<br />

das gut erschlossene Anschutz-Areal steht nun<br />

bereit für die bewegte Zukunft als neues Stadtviertel<br />

rund um die O2 World am Ostbahnhof.<br />

VESTRA CAD hat sich hierbei bestens bewährt<br />

und wird von Voigt Ingenieure auch bei<br />

der Realisierung anderer Großprojekte eingesetzt,<br />

zum Beispiel bei der Planung der Zaun-<br />

und Betriebsstraßen auf dem entstehenden<br />

Großflughafen Berlin Brandenburg International.<br />

Bauherr:<br />

Anschutz Entertainment<br />

Group Development<br />

GmbH<br />

Planungszeit:<br />

Jan. 2004 – Feb. 2005<br />

Bauzeit:<br />

März 2005 – Juli 2006<br />

Die Voigt Ingenieure<br />

GmbH im Internet:<br />

www.voigt-ingenieure.de<br />

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Dipl.-Inform. Stefan Frei<br />

ist Entwicklungsleiter<br />

bei der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH.<br />

LandXML im Internet:<br />

www.landXML.org<br />

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Baumaschinen-Ansteuerung:<br />

Auf dem Weg zum internationalen Standard<br />

Von Dipl.-Inform. Stefan Frei<br />

Als wichtiges Qualitätsmerkmal zur Bewertung der professionellen Einsatzfähigkeit<br />

von Software dient gerade im CAD-Umfeld häufig die Vielfalt der vom System<br />

unterstützten Datenformate. Ermöglicht diese den Kunden doch, Daten unterschiedlichster<br />

Quellen zu nutzen und in diversen Formaten weitergeben zu können.<br />

Auch der Austausch von Daten zur Ansteuerung von Baumaschinen zählt zu dieser<br />

Kategorie, stellte bisher aber mangels einheitlichen Standards eine besondere<br />

Herausforderung dar.<br />

Als professionelle Bau-Software unterstützt<br />

VESTRA natürlich bereits seit geraumer<br />

Zeit die Ansteuerung von Baumaschinen über eine<br />

bidirektionale Schnittstelle zur Maschinensteuerung.<br />

Diese Schnittstelle wurde in enger Zusammenarbeit<br />

mit unseren Kunden auf Baumaschinen des deutschen<br />

Herstellers Wirth ausgerichtet. Da bis heute<br />

aber kein produktübergreifender, leistungsfähiger<br />

und einheitlicher Standard zum Austausch<br />

von Maschinensteuerungsdaten zur Verfügung<br />

steht, waren alle bisherigen Lösungen ausschließlich<br />

Insellösungen, die zwangsläufig eine enge und<br />

untrennbare Kopplung von Planungssystem und<br />

Baumaschinen voraussetzten. Ein Einsatz im internationalen<br />

Umfeld war somit praktisch nicht realisierbar.<br />

Genau an diesem Punkt setzen die Aktivitäten<br />

der <strong>AKG</strong> in enger Kooperation mit der Wirth Elektroniksystem,<br />

der Leonhard Weiss GmbH & Co. KG<br />

und der Trimble Navigation Limited an. Als ambitioniertes<br />

Ziel dieser Zusammenarbeit wurde<br />

die Schaffung eines einheitlichen Standards zum<br />

Austausch von Maschinensteuerungsdaten zwischen<br />

Planungssystemen und Baumaschinen formuliert,<br />

der gerade auch den Anforderungen im internationalen<br />

Umfeld gerecht wird.<br />

Die wichtigste Voraussetzung zum Erreichen dieses<br />

Ziels bestand nun zunächst darin, ein bereits<br />

etabliertes, weit verbreitetes und international standardisiertes<br />

Datenformat als Basis nutzen zu können,<br />

das sich mit geringem Aufwand in Planungssysteme<br />

und Baumaschinen-Software integrieren<br />

ließ. Dieses Format sollte bereits von sich aus möglichst<br />

viele Datenobjekte zur Verfügung stellen, die<br />

im Rahmen der Ansteuerung von Baumaschinen<br />

benötigt werden. Ein solches Standardformat sollte<br />

auch flexibel genug sein, um darin alle spezifischen<br />

Anforderungen der Maschinensteuerung modellieren<br />

zu können.<br />

Mit Etablierung des Datenformats LandXML<br />

wurden all diese Bedingungen auf einen Schlag erfüllt.<br />

Version 1.0 wurde bereits im Jahre 2002 als<br />

systemunabhängiges, nicht-proprietäres Format<br />

zum Austausch von Daten im Bereich Vermessung,<br />

Tiefbau und digitale Geländemodellierung auf<br />

Initiative eines Konsortiums führender Soft- und<br />

Hardware-Hersteller sowie staatlicher Behörden<br />

standardisiert. Die Liste der LandXML unterstützenden<br />

Software umfasst heute zahlreiche Firmen,<br />

darunter weltweit führende Anbieter wie Autodesk,<br />

Bentley und Trimble. Da auch <strong>AKG</strong> diesen Standard<br />

bereits seit geraumer Zeit in ihre Produkte integriert<br />

und als erstes deutsches Software-Unternehmen<br />

Aufnahme in die Liste der registrierten Anbieter<br />

fand, waren die Voraussetzungen für eine erfolgreiche<br />

Umsetzung von Anfang an gegeben.<br />

Der neu entwickelte Maschinensteuerungs-<br />

Export als weiterer Bestandteil der VESTRA-Fachschalen<br />

erlaubt es dem Benutzer, ein komplettes<br />

digitales Geländemodell samt Bruchkanten und<br />

Umringpolygon an Baumaschinen weiterzugeben.<br />

Trassenbezogene Daten des Querprofils können in<br />

einem extra für diesen Zweck modellierten Format<br />

übertragen werden. Auch diese Erweiterung basiert<br />

auf LandXML und bleibt somit vollständig kompatibel<br />

zum bereits bestehenden Standard. Beispieldaten<br />

wurden bereits an die LandXML.org, das für die<br />

Standardisierung zuständige Gremium, übergeben<br />

und können in Kürze auf deren Internetseite eingesehen<br />

werden.<br />

Als Zielsystem steht zunächst die von Wirth<br />

Elektoniksystem entwickelte Maschinensteuerung<br />

zur Verfügung. Dank des neuen Datenaustausch-<br />

Standards können die erzeugten Daten aber auch<br />

ohne weiteren Aufwand von Systemen gelesen werden,<br />

die bereits einen LandXML-Import implementieren.<br />

Der erste Schritt zu einer längst überfälligen<br />

Standardisierung ist gemacht. Alle Voraussetzungen<br />

zu einer schnellen Verbreitung sind dank Rückgriff<br />

auf den international etablierten Standard LandXML<br />

gegeben. Die Zeiten proprietärer Insellösungen bei<br />

der Ansteuerung von Baumaschinen gehören somit<br />

hoffentlich bald der Vergangenheit an.<br />

Abb. 1: Baumaschinen-Ansteuerung in der Praxis<br />

PROFILE 2/2006


VESTRA-Schulungen im Wandel der Zeit<br />

Von Dipl.-Ing. Arno Brüggemann<br />

Die wachsende Funktionalität der modernen Computer-Programme bietet<br />

dem Benutzer ein riesiges Spektrum von Möglichkeiten, auch anspruchsvollste<br />

Aufgabenstellungen zu bewältigen. Der Schlüssel liegt dann in der optimalen wirtschaftlichen<br />

Nutzung dieses Angebots – eine große Herausforderung in unserer<br />

modernen Wissensgesellschaft. Die <strong>AKG</strong>-Schulungsabteilung unterstützt die<br />

Anwender seit Jahren mit maßgeschneiderten Angeboten.<br />

Kapitalbildung Human Ressources<br />

Bei jeder Ingenieurleistung stellt das Wissen der<br />

Mitarbeiter des Unternehmens das Kapital dar, das<br />

darüber entscheidet, ob ein Unternehmen wirtschaftlich<br />

gut aufgestellt ist oder nicht. Dabei spielt<br />

es keine Rolle, ob es um Vermessung, Planung,<br />

Ausführung oder Abrechnung geht. Die Anforderungen<br />

steigen hier kontinuierlich, immer<br />

mehr Projekte oder Varianten müssen mit immer<br />

kleineren Teams in immer kürzerer Zeit gestemmt<br />

werden.<br />

Angesichts dieser Lage hilft kein Klagen, sondern<br />

nur der Blick in die Zukunft. Die Mitarbeiter<br />

müssen immer optimal auf ihre Aufgaben vorbereitet<br />

sein. Dies beinhaltet neben einer gründlichen<br />

Einarbeitung in die Software selbstverständlich<br />

auch die ständige Bereitschaft zur Weiterbildung.<br />

Wo schulen?<br />

Schulung kann in einem unserer Schulungszentren<br />

(Heitersheim oder Berlin) abgehalten werden,<br />

gerne schulen wir aber auch vor Ort. Die <strong>AKG</strong>-<br />

Schulungszentren in Berlin und Heitersheim haben<br />

sich ganz auf die Arbeit mit VESTRA im<br />

Windows-Umfeld eingestellt. Ausgestattet mit hochmodernen<br />

Arbeitsgeräten und allen erforderlichen<br />

Präsentationsmedien können VESTRA-Anwender<br />

hier ihr Wissen in angenehmer Atmosphäre bestmöglich<br />

aufbauen bzw. erweitern und vertiefen.<br />

Was schulen?<br />

Das Angebot gliedert sich dabei in vier Bereiche: Die<br />

Einsteiger- oder Umsteiger-Schulungen begleiten den<br />

Neustart mit VESTRA. Bei den Vertiefer-Schulungen<br />

wird das Know-how der Anwender auf konkrete<br />

Anwendungen hin gezielt vermehrt. Die Workshops<br />

dienen der Entwicklung neuer Ideen, indem sie helfen,<br />

neue Möglichkeiten in der Projektbearbeitung<br />

zu erkennen. Vervollständigt wird das <strong>AKG</strong>-<br />

Schulungsangebot durch internetgestützte Kurse.<br />

Das ortsunabhängige Online-Lernangebot E-<br />

Training eröffnet VESTRA-Anwendern die<br />

Möglichkeit, gemeinsam mit einem <strong>AKG</strong>-Trainer<br />

spezifische Projekt-Aufgabenenstellungen über das<br />

Internet zu bewältigen.<br />

Workshops<br />

Aufgrund der Initiative vieler Anwender entstand<br />

das Angebot der Workshops. Ziel dieser<br />

Gruppenveranstaltungen ist es, bestehende<br />

Kenntnisse der Anwender in Bezug auf besondere<br />

Themen zu vertiefen und neue Perspektiven aufzuzeigen.<br />

Schulungen und Workshops sind bei der<br />

<strong>AKG</strong> aber keine Massenveranstaltungen, sie lassen<br />

individuellen Spielraum und richten sich nach<br />

PROFILE 2/2006<br />

den Wünschen der Teilnehmer. Durch realistische<br />

Projekte und Fallbeispiele wird der Unterricht besonders<br />

anschaulich und leicht verständlich gestaltet.<br />

Im kleinen Kreise erhalten unsere Teilnehmer auf<br />

Fragen direkt Antwort und erarbeiten im gemeinsamen<br />

Dialog praxisorientierte Lösungen.<br />

Bei den Workshops werden die angebotenen<br />

Themenschwerpunkte an einem Workshop-Tag (auf<br />

Seite 15 finden Sie eine Workshop-Übersicht) umfassend<br />

behandelt. Die Teilnehmer lernen Neues und<br />

bekommen Anregungen und Tipps, um eingefahrene<br />

alte Pfade verlassen und neue Wege beschreiten<br />

zu können. Diskussion und Erfahrungsaustausch<br />

mit anderen Workshop-Teilnehmern erweitern dabei<br />

ebenso den Horizont.<br />

E-Training<br />

Der jüngste Spross im Angebot<br />

der <strong>AKG</strong>-Schulung ist das E-<br />

Training, hervorgegangen aus großer<br />

Nachfrage, denn das Lernen am<br />

Arbeitsplatz gewinnt immer mehr<br />

an Bedeutung. Dabei bietet sich E-<br />

Learning als das Lernkonzept an,<br />

welches das elektronische Medium<br />

Internet nutzt. Das E-Training<br />

der <strong>AKG</strong> verbindet computergestützte Schulung<br />

mit den Vorteilen des trainerbasierten Lernens. E-<br />

Training eröffnet einerseits die Möglichkeit, gemeinsam<br />

mit einem <strong>AKG</strong>-Trainer Schulungen durchzuführen,<br />

andererseits lassen sich auch spezifische<br />

Projekt-Aufgabenstellungen über das Internet bewältigen<br />

(Projekt-Beratung). Mit unseren individuellen<br />

Angeboten für E-Training gewinnen unsere<br />

Kunden die Flexibilität, mit der sie VESTRA in der<br />

Praxis noch effektiver nutzen können.<br />

Anerkannte Fachkompetenz<br />

VESTRA-Schulungen werden nicht – wie bei vielen<br />

anderen Anbietern – durch externe Referenten<br />

durchgeführt, sondern von kompetenten Dozenten,<br />

die fest im Team der <strong>AKG</strong> eingebunden sind und<br />

seit Jahren ihre didaktische Qualifizierung unter<br />

Beweis stellen müssen. Denn die gleichbleibend<br />

hohe Qualität der <strong>AKG</strong>-Schulungen sichern wir<br />

durch laufende Qualitätskontrollen sowie mittels<br />

ständiger Aus- und Weiterbildung.<br />

Wir helfen gerne bei der Frage, welches<br />

der Angebote auf Ihre Wünsche und speziellen<br />

Anforderungen zugeschnitten ist. Ob Sie<br />

nun VESTRA-Neueinsteiger oder bereits versierter<br />

Anwender sind, wenden Sie sich einfach<br />

mit Ihren Vorstellungen an uns – wir schnüren<br />

das für Sie optimale Schulungspaket.<br />

Dipl.-Ing. Arno<br />

Brüggemann ist<br />

Geschäftsführer<br />

der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH für<br />

den Bereich Kunden.<br />

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Dr.-Ing. Joachim<br />

Bahndorf ist Professor<br />

an der Fachhochschule<br />

Bielefeld im Fachbereich<br />

Architektur, Bauingenieurwesen<br />

und<br />

Verkehrsbau.<br />

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14<br />

Prototyping und Pilotprojekt „Allgemeine Mengenberechnung“<br />

nach GAEB-VB 23.005 XML<br />

Von Prof. Dr.-Ing. Joachim Bahndorf<br />

Um die Möglichkeiten der modernen Informationstechnik auch für die Berechnung<br />

von Mengen im Bauwesen zu nutzen sowie den dort gestiegenen Anforderungen<br />

Rechnung zu tragen, ist ein effizienteres Aufstellen und Prüfen der Mengenberechnung<br />

notwendig, um das seit 1972 unverändert bestehende REB-Verfahren 23.003<br />

„Allgemeine Bauabrechnung“ durch ein neues Verfahren abzulösen. Was dieses<br />

Verfahren beinhaltet, soll im folgenden Artikel kurz umrissen werden.<br />

Vom Arbeitskreis 14.11 der Arbeitsgruppe 14 Bauabrechnung<br />

des GAEB (Gemeinsamer Ausschuss<br />

Elektronik im Bauwesen) wurde der Entwurf<br />

„Allgemeine Mengenberechnung“ GAEB-VB 23.005<br />

XML aufgestellt und am 30.11.2005 verabschiedet.<br />

Der Arbeitskreis wurde gegründet, um das seit<br />

über 30 Jahren bestehende REB-Verfahren 23.003<br />

„Allgemeine Bauabrechnung“ durch ein neues zu ersetzen.<br />

Das neue Verfahren beschreibt, wie aus allgemeinen<br />

Unterlagen Mengen<br />

• berechnet<br />

• dem Leistungsverzeichnis oder vorgegebenen<br />

Kriterien zugeordnet<br />

• an den Auftraggeber übermittelt<br />

• vom Auftraggeber unmittelbar geprüft<br />

werden können. Das Verfahren dient damit vornehmlich<br />

der Mengenerfassung für die Bauabrechnung,<br />

aber unter anderem auch zu Planungen und Ausschreibungen.<br />

Die Beschreibung der Daten und der Datenstrukturen<br />

beruht auf der Dokumentensprache XML<br />

(EXtended Markup Language). Sie ist eine international<br />

anerkannte Beschreibungssprache zur Übertragung<br />

komplexer Strukturen, wie sie bei diesem<br />

Verfahren auftreten. Neben den anderen vielfältigen<br />

Möglichkeiten, die XML bietet, können die Daten<br />

zur Übertragung elektronisch verschlüsselt und mit<br />

einer qualifizierten elektronischen Signatur versehen<br />

werden.<br />

Abb. 1: Ganzheitlicher Ansatz der Mengenermittlung im Überblick<br />

Ziel<br />

Auf der gemeinsamen Sitzung beim Bundesministerium<br />

für Verkehr, Bau und Städtebau (BMVBS,<br />

damals BMVBW) im Juni 2005, an der Vertreter<br />

des Ministeriums, der BAST (Bundesanstalt für<br />

Straßenwesen), der FGSV (Forschungsgesellschaft<br />

für das Straßen- und Verkehrswesen), des GAEB,<br />

des BVBS (Bundesverband der Bausoftwarehäuser)<br />

und der Bauindustrie teilnahmen, wurde über<br />

die neue Verfahrensbeschreibung „Allgemeine<br />

Mengenberechnung“ informiert und diskutiert.<br />

Die Diskussion ergab, dass es sinnvoll wäre, so wie<br />

bei der Software-Erstellung allgemein üblich im<br />

nächsten Schritt einen Prototyp zu erstellen und<br />

dazu ein Pilotprojekt zu initiieren. Der Autor dieses<br />

Artikels erklärte sich bereit, das Pilotprojekt zu<br />

organisieren. Dazu wurden im zweiten Halbjahr<br />

2005 diverse Präsentationen und Gespräche geführt,<br />

um möglichst viele Personen und Institutionen für<br />

die Durchführung des Prototyping und für das<br />

Pilotprojekt zu gewinnen.<br />

Ziel des Prototyping und des Pilotprojektes ist<br />

es, die Leistungsfähigkeit der neuen Verfahrensbeschreibung<br />

„Allgemeine Mengenermittlung“<br />

GAEB-VB 23.005 XML unter Beweis zu stellen.<br />

Hierbei sollen auch Erfahrungen darüber gesammelt<br />

werden, welchen Aufwand deren vollständige<br />

Implementierung erfordert und wie sich bei<br />

den Anwendern Akzeptanz erzielen lässt. Erarbeitet<br />

PROFILE 2/2006


wurde zunächst ein strategisches Konzept, das folgende<br />

fünf Punkte umfasst:<br />

1. Mengenberechung und Bauabrechnung trennen<br />

2. Verfahrensbeschreibung und zugehörige Informationstechnik<br />

trennen<br />

3. Mengenberechnung kundenorientiert gestalten<br />

4. moderne Methoden des Datenaustauschs nutzen<br />

5. zukunftsweisende Informationstechnologien<br />

nutzen<br />

Bei der Durchführung des Pilotprojekts ist dieses<br />

5-Punkte-Programm von zentraler Bedeutung.<br />

Dazu kommen noch Marketing-Maßnahmen, um<br />

Anwender über die neue Verfahrensbeschreibung<br />

zu informieren. Ziel ist letztlich, die anstehende<br />

Verfahrensbeschreibung in eine REB-VB zu überführen.<br />

Übrigens gibt es derzeit auch verstärkte<br />

Bestrebungen, alle in der täglichen Praxis verwendeten<br />

REB-Beschreibungen zu aktualisieren.<br />

PROFILE 2/2006<br />

Vorgehensweise<br />

Im März 2006 wurde in Stuttgart ein „Kickoffmeeting“<br />

durchgeführt, zu dem alle am Pilotprojekt<br />

Interessierten geladen waren und wo man es<br />

initiierte. Nach diesem Treffen wurde der Leistungsumfang<br />

für Phase 1 festgelegt. Es erging die Bitte,<br />

bis Anfang Mai eine Teilnahmeerklärung mit der<br />

Zusage von Projektressourcen zurückzusenden und<br />

zu besagtem Leistungsumfang Stellung zu nehmen.<br />

Dank der zur Verfügung gestellten Projektressourcen<br />

wurde dann zügig mit der Implementierung des<br />

Prototyps begonnen. Im September 2006 wird<br />

Phase 1 voraussichtlich abgeschlossen sein, wobei der<br />

Leistungsumfang deutlich größer ausfallen wird als<br />

ursprünglich geplant. Mitte September 2006 findet<br />

dann die nächste Sitzung zum Pilotprojekt statt.<br />

An diesem Projekt sind die oben genannte<br />

Arbeitsgruppe 14 des Ausschusses GAEB, der<br />

FGSV-Querausschuss 3 „Informationstechnologien“,<br />

der BVBS, verschiedene Landesstraßenbauverwaltungen<br />

bzw. Landesbetriebe<br />

und die Bauindustrie beteiligt.<br />

VESTRA-Workshops: Termine 4. Quartal 2006<br />

Spezialitäten in der Achskonstruktion<br />

• Einsatz spezieller Konstruktionselemente<br />

• Optimale und schnelle Lösungen<br />

• Prüfung mit der Dynamischen Schleppkurve<br />

Heitersheim: 16.11.2006, Berlin: 13.11.2006<br />

Digitales Geländemodell<br />

• Analyse, Prüfung und Korrektur der Datengrundlage<br />

• Optimale Nutzung des DGM in VESTRA<br />

• Spezielle Anwendungen: Vermessung, Baugruben<br />

und Deponien<br />

Heitersheim: 07.12.2006, Berlin: 30.10.2006<br />

Spezialitäten im Querschnitt<br />

• Anwendung selbst definierter Bausteine<br />

• Optimale wirtschaftliche Gestaltung<br />

• Nutzen der Ergebnisse im Plan und im DGM<br />

Heitersheim: 12.12.2006, Berlin: 27.11.2006<br />

Besonderheiten bei Gradiente und Deckenbuch<br />

• Planung im Bestand<br />

• Gradientenberechnung im Knotenpunkt<br />

• Deckenhöhenplan<br />

Heitersheim 12.10.2006, Berlin: 04.12.2006<br />

Projekt-, System- und Datenverwaltung<br />

• Projektverwaltung und Parameterdateien<br />

• System- und benutzerdefinierte Kataloge<br />

• Fachbedeutungen und Datenaustausch<br />

Heitersheim: 31.10.2006, Berlin: 18.12.2006<br />

Grunderwerb mit VESTRA<br />

• Übernahme der Katasterdaten (z. B. ALK, ALB)<br />

• Ermittlung von Bedarfsflächen einschließlich<br />

Grunderwerbsplan<br />

• Erstellung des Grunderwerbsverzeichnisses<br />

Heitersheim: 23.11.2006, Berlin: 11.12.2006<br />

Bahnplanung mit VESTRA<br />

• Achs- und Weichenberechnungen<br />

• Gradienten- und Querschnittsdefinition<br />

• Trassenplan (Gleisvermarkung)<br />

Heitersheim: 30.11.2006, Berlin: 23.10.2006<br />

Überblick zur Straßenplanung mit VESTRA<br />

• Achsen und Gradienten konstruieren<br />

• Querschnitte definieren<br />

• Zeichnungen ausgeben<br />

Heitersheim: 09.11.2006, Berlin: 06.11.2006<br />

Neuerungen in VESTRA 6H „Hamburg“<br />

• Achsmanager und Achsassistenten<br />

• Fachbedeutungen<br />

• Digitales Geländemodell<br />

Heitersheim: 19.10.2006, Berlin: 16.10.2006<br />

Weitere Workshop- und Schulungstermine finden<br />

Sie im Internet unter www.akgsoftware.de. Anmeldung<br />

einfach online oder formlos per E-Mail an<br />

schulung@akgsoftware.de.<br />

VESTRA-Workshop mit Dozent Dipl.-Ing. (FH)<br />

Marco Schrempp (2. v. li.) und Teilnehmern (Landratsämter<br />

Heidenheim und Bodenseekreis)<br />

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Frank Schaffner arbeitet<br />

derzeit bei der <strong>AKG</strong><br />

Software Consulting<br />

GmbH an seiner<br />

Diplomarbeit, die Ende<br />

August 2006 an der<br />

Hochschule Furtwangen<br />

University im Fachbereich<br />

Informatik eingereicht<br />

wird.<br />

In Office 12 will<br />

Microsoft die Oberfläche<br />

komplett verändern.<br />

Menüs gibt<br />

es nicht mehr. Das<br />

vorherrschende Bedienelement<br />

ist nun<br />

eine von Microsoft<br />

als „Ribbon“ (Band)<br />

bezeichnete und horizontal<br />

angeordnete<br />

Ansammlung von<br />

Begriffen und Befehlen,<br />

die verschiedene<br />

Tätigkeitsfelder<br />

repräsentieren.<br />

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GAEB-VB 23.005 XML: Bauabrechnung heute<br />

Von Frank Schaffner<br />

Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde die Verfahrensbeschreibung GAEB-VB<br />

23.005 XML in eine Anwendung implementiert. GAEB-VB 23.005 XML ist ein<br />

Entwurf, die bestehende REB-VB 23.003 „Allgemeine Bauabrechnung“ in das<br />

21. Jahrhundert zu leiten. Hierfür ist in Zusammenarbeit mit der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH ein Prototyp entwickelt worden. Der nachfolgende Beitrag stellt<br />

die Implementierung und deren Ergebnis vor.<br />

Die „Allgemeine Bauabrechnung“ REB-VB<br />

23.003 besteht seit mehr als drei Jahrzehnten<br />

unverändert, das Verfahren arbeitet noch heute im<br />

„Lochkartenformat“. Dies bedeutet Einschränkungen,<br />

die viele Benutzer der modernen Informationstechnik<br />

nicht mehr hinnehmen möchten.<br />

Abb. 1: Übersicht Workflow „Allgemeine<br />

Mengenberechnung“ GAEB-VB 23.005 XML<br />

Abbildung 1 skizziert den Ablauf der Mengenberechnung.<br />

Sie vereint das Leistungsverzeichnis<br />

und Daten, die beispielsweise aus CAD-Systemen<br />

stammen können. Mittels der erzeugten XML-Datei<br />

werden alle Angaben, die zur Abrechnung benötigt<br />

werden, an den Prüfer übermittelt. Dieser führt eine<br />

Prüfberechnung durch. Er erhält einen Prüfbericht<br />

und die Möglichkeit, sich die Daten direkt am IT-<br />

System grafisch darstellen zu lassen. Der Prüfer<br />

kann Prüfvermerke in die XML-Datei einfügen. Bei<br />

Rückübermittlung zum Auftragnehmer kann dieser<br />

die Prüfvermerke auswerten und entsprechend auf<br />

die Vermerke reagieren.<br />

Die Anwendung<br />

Ziel bei der Umsetzung der Applikation ist die<br />

Implementierung der Verfahrensbeschreibung<br />

GAEB-VB 23.005 XML unter Einsatz modernster<br />

Technologien. Auch die Benutzerführung sollte so<br />

komfortabel wie möglich integriert werden.<br />

Zu Beginn der Diplomarbeit stand bereits fest,<br />

dass nicht alle Aspekte der Verfahrensbeschreibung<br />

in die zu erstellende Anwendung integriert werden<br />

können. Daher wurde die Anwendung in Bezug auf<br />

ihre Funktionalität beschränkt. In erster Linie sollte<br />

sich die Diplomarbeit auf die Mengenberechnung<br />

konzentrieren, da dies der zentrale Bestandteil<br />

des Verfahrens ist. Ebenso wurde die Anzahl der<br />

zu verwendenden Formeln auf ein Minimum begrenzt.<br />

Konstruierte Beispielprojekte dienen als<br />

Validierungsbasis und zeigen die Fähigkeiten des entwickelten<br />

Software-Moduls. Wie Abbildung 2 zeigt,<br />

besitzt die Anwendung keine Menüführung im klassischen<br />

Sinne. Hier wurde das so genannte „Ribbon“<br />

von Microsoft implementiert. Diese Neuerung des<br />

Software-Herstellers aus Redmond wird im kommenden<br />

Office 2007 enthalten sein.<br />

Abb. 2: Anwendung GAEB-VB 23.005 XML<br />

Microsoft hat die klassischen Menüs entfernt und<br />

durch Reiter ersetzt. Das „Ribbon“ kann kontextabhängig<br />

gesteuert werden, was einen hohen Grad an<br />

Benutzerführung zulässt. Zugegeben, die Neuerung<br />

ist gewöhnungsbedürftig, bietet aber eine Vielzahl<br />

neuer Möglichkeiten.<br />

Die Reiter, die in der Abbildung 2 unten zu sehen<br />

sind, trennen die dynamischen Daten von den statischen<br />

Daten des Verfahrens. Erstere wurden unter<br />

dem Begriff Mengenberechnung zusammengefasst<br />

und bezeichnen alle Daten (Leistungsverzeichnis,<br />

Makros, Summen, Tabellen u. v. m), die ständig<br />

Änderungen ausgesetzt sind. Statische Daten werden<br />

einmalig zu Beginn des Projektes definiert<br />

und dann nicht mehr modifiziert. In der Mengenberechnung<br />

ist das Leistungsverzeichnis abgebildet.<br />

Es besteht aus Gruppenstufen, Positionen und<br />

Mengenelementen. Gruppenstufen und Positionen<br />

dienen der Gliederung und werden auch als<br />

Ordnungszahlen bezeichnet. Die Mengenelemente<br />

enthalten die Daten, die für die Mengenermittlung<br />

von Bedeutung sind. Ein Mengenelement ist einer<br />

Position zugeordnet, eine Position kann mehrere<br />

Mengenelemente beinhalten. Der Aufbau bzw. die<br />

Formel-Zusammensetzung des Mengenelements<br />

ist in der Verfahrensbeschreibung genau geregelt<br />

und kann komplexe Formen abbilden. So kann ein<br />

Mengenelement beispielsweise eine Kreuzung, wie<br />

sie in Abbildung 4 dargestellt ist, anzeigen. Die komplexe<br />

Form der Kreuzung wird, wie die Skizze zeigt,<br />

solange in Teilflächen unterteilt, bis die Formeln<br />

des Verfahrens GAEB-VB 23.005 XML angewendet<br />

werden können.<br />

PROFILE 2/2006


Abb. 3: Skizze Aufmaß<br />

In der Praxis könnte der Vermesser bei einer<br />

Kreuzung die Koordinaten der markanten Punkte<br />

aufnehmen, digitalisieren und in die Anwendung<br />

eingeben. Dieses Vorgehen erfordert genaue Kenntnisse<br />

über die Formel-Zusammensetzung, wie sie<br />

das Verfahren fordert. Nach Eingabe der Daten erhält<br />

der Benutzer das folgende Ergebnis:<br />

Abb. 4: Grafisches Ergebnis der Eingabe<br />

Die Eingabe der Daten in Abbildung 4 erfolgte<br />

manuell über den Formeleditor. Jedes Mengenelement<br />

besitzt einen solchen Formeleditor, der<br />

Daten modifiziert. Beim Formeleditor wurde die<br />

„Zahlenblockerfassung“ realisiert. Das Wort bedeutet,<br />

dass bei manueller Eingabe der Werte nur der<br />

Zehnerblock auf der Tastatur verwendet werden<br />

darf. Einzige Ausnahme ist die Kennzeichnung einer<br />

Formelnummer. Hier muss der Formelnummer<br />

ein „F“ vorangestellt werden, damit der Editor erkennt,<br />

dass es sich um eine Formel handelt und nicht<br />

um einen Wert.<br />

Wird eine Formel eingegeben, so erkennt der<br />

Formeleditor, um welche Formel es sich handelt.<br />

Er ergänzt die Formelnummer mit einem kurzen<br />

Beschreibungstext und erzeugt die benötigte Anzahl<br />

von Parametern, die für jede Formelnummer genau<br />

definiert ist. Da es auch Formeln mit beliebiger<br />

Anzahl von Parametern gibt, erzeugt der<br />

Formeleditor hier die Mindestanzahl der benötigten<br />

Parameter. Will der Benutzer die Formel mit zusätzlichen<br />

Parametern erweitern, so selektiert er die<br />

Formel und betätigt die „*“-Taste des Zehnerblocks.<br />

Daraufhin wird ein neuer Parameter eingefügt.<br />

Will der Benutzer Parameter entfernen, so selek-<br />

PROFILE 2/2006<br />

tiert er diese und entfernt sie mit der „/“-Taste des<br />

Zehnerblocks.<br />

Jeder Parameter einer Formel kann, allerdings mit<br />

Einschränkungen, wieder eine Formel sein. Gibt<br />

ein Benutzer beispielsweise eine Flächenformel für<br />

ein Rechteck ein, so werden zwei Parameter erzeugt.<br />

Der erste Parameter ist die Breite, der zweite die<br />

Höhe. Jedem dieser Parameter kann entweder ein fixer<br />

Wert oder die Berechnung einer Streckenformel<br />

zugeordnet werden. Diese Einschränkungen werden<br />

von der Anwendung berücksichtigt. Bei Eingabe einer<br />

nicht zulässigen Formelnummer wird der Anwender<br />

darauf aufmerksam gemacht, dass die eingegebene<br />

Formel nicht an diese Position platziert<br />

werden kann.<br />

Ein großer Fortschritt des Verfahrens ist die<br />

Zuordnung von Dokumenten und Bildern zu einem<br />

Mengenelement. So können z. B. digitalisierte<br />

Aufmaßblätter an ein Mengenelement gebunden werden.<br />

Die Bilddateien werden im XML-Dokument<br />

mit abgelegt, so dass der Prüfer die Bilder in seiner<br />

Prüfanwendung ebenfalls betrachten kann. Die<br />

Implementierung dieser Funktion wurde als dockbares<br />

Fenster verwirklicht. Dies ermöglicht verschiedene<br />

Formen der Darstellung. Die Grafik kann eingedockt<br />

sein, dann sieht der Anwender nur ein Label.<br />

Selektiert er dieses Label, so öffnet sich die Grafik.<br />

Per Doppelklick kann die Grafik ausgedockt und in<br />

einem frei beweglichen Fenster dargestellt werden.<br />

Abb. 5: Zuordnung der Skizze zum Mengenelement<br />

Die grafische Darstellung einer Formel ist bereits<br />

auf mehreren Abbildungen dargestellt. Sie<br />

zeigt immer die Formel an, die im Formeleditor<br />

selektiert wurde. Bestehen die Daten der Formel-<br />

Zusammensetzung aus Koordinaten, kann die Form<br />

eindeutig und in korrekter Lage dargestellt werden.<br />

Die Grafik wird immer zentriert und skaliert im<br />

Grafikfenster angezeigt. Zusätzlich werden noch<br />

der Maßstab und ein kleines Koordinatensystem<br />

gezeichnet. Der Maßstab dient dem Benutzer als<br />

Anhaltspunkt für die Größe. Die Koordinaten werden<br />

als rote Markierungspunkte in der Zeichnung<br />

sichtbar. Die Markierungspunkte sind mit Tooltipps<br />

versehen und zeigen bei Berührung mit der Maus die<br />

Koordinaten des Markierungspunktes an. Zusätzlich<br />

kann die Passivgrafik in einem extra Fenster dargestellt<br />

werden (siehe Abbildung 6).<br />

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Im OKSTRA wird die<br />

grafische Sprache<br />

NIAM verwendet, um<br />

Modellierungen anschaulich<br />

zu präsentieren.<br />

NIAM basiert auf<br />

dem binary relationship<br />

model und ist eine<br />

ausdrucksstarke grafische<br />

Notation.<br />

Eine Übersicht über<br />

die im OKSTRA derzeit<br />

verwendeten<br />

Sprachelemente findet<br />

sich unter:<br />

www.okstra.de<br />

„Einführung“ / „Einführung<br />

in NIAM“ (PDF)<br />

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18<br />

Abb. 6: Externes Zeichnungsfenster<br />

Da die Parameter jeder Formel unterschiedlich<br />

definiert sind, existiert für jede Formel eine eigene<br />

Darstellungsform, die die Parameter der Formel anzeigt<br />

und die Berechnung der Formel bei Änderung<br />

eines Wertes korrekt umsetzt.<br />

Weitere Funktionen<br />

Die Funktionalität der Anwendung umfasst neben<br />

den Standardoperationen, wie das Öffnen und<br />

Speichern von Dateien, einige Import- und Exportfunktionen.<br />

So können beispielsweise Leistungsverzeichnisse<br />

importiert werden, die den GAEB DA<br />

XML-Formaten *.X81 - *.X86 entsprechen. Mit diesen<br />

Leistungsverzeichnissen kann in der Anwendung<br />

weiter gearbeitet werden. Nach dem Abspeichern liegen<br />

die Daten dann im XML-Dokument gemäß<br />

GAEB-VB 23.005 XML vor.<br />

Ebenso wurde ein Export für die Angebotsaufforderung<br />

(*.X83-Datei) entwickelt.<br />

Abb. 7: Export Angebotsaufforderung<br />

In dieser Datei stehen die Gruppenstufen und<br />

Positionen sowie die ermittelten Mengen zu jeder<br />

Position. Bei der Angebotsaufforderung werden die<br />

ermittelten Mengen mit Einheitspreisen verknüpft<br />

und ein Angebotspreis für die Baumaßnahme errechnet.<br />

Erweiterungen des Verfahrens<br />

Da heutzutage die meisten Daten digital vorliegen,<br />

wurde in dem Verfahren die Möglichkeit integriert,<br />

Daten aus CAD-Systemen zu übernehmen. Die Anwendung<br />

wurde bis zu diesem Zeitpunkt als eigenständige<br />

Anwendung gestartet. Zur Übernahme von<br />

Daten aus VESTRA CAD musste die Oberfläche<br />

als untergeordnetes Fenster in VESTRA CAD<br />

eingebunden werden. Die Vorgehensweise, Daten<br />

aus dem CAD-System zu übernehmen, ist für den<br />

Anwender sehr einfach gestaltet. Der Benutzer navigiert<br />

dann einfach zu dem Mengenelement, dem<br />

er ein Grafikobjekt aus dem CAD-System zuordnen<br />

möchte. Über eine Schaltfläche im Menü hat der<br />

Anwender die Möglichkeit, Daten aus dem CAD-<br />

System abzugreifen.<br />

Nach Selektion des Objektes im CAD-System<br />

wird die geometrische Form in Teilflächen zerlegt,<br />

die dann gemäß GAEB-VB 23.005 XML als<br />

Formelbaum dargestellt werden. Die Zerlegung ist<br />

vorerst nur für Flächen realisiert worden, die aus<br />

Linien und Kreisbögen bestehen. Der Algorithmus,<br />

der die Zerlegung durchführt, untersucht zuerst,<br />

ob mehrere Flächen selektiert wurden. Den<br />

Einzelflächen werden dann die zugehörigen Linien<br />

und Kreisbögen zugeordnet. Der Algorithmus<br />

zerlegt jede Einzelfläche in ein unregelmäßiges<br />

Vieleck und Parabelsegmente. Hierbei kann es zu<br />

Abzugsflächen kommen, d. h. der Algorithmus<br />

prüft, ob ein Parabelsegment innerhalb oder außerhalb<br />

des Vielecks liegt, um dann zu entscheiden, ob<br />

es sich um eine Abzugsfläche handelt oder nicht.<br />

Nach erfolgreicher Zerlegung der Geometrie in<br />

den Formelbaum des Verfahrens wird das Mengenelement<br />

angezeigt. Im Formeleditor wird wie gewohnt<br />

die Formel-Zusammensetzung angezeigt. Bei<br />

Selektion des Wurzelelementes des Formelbaums<br />

wird die Formel-Zusammensetzung im Grafikfenster<br />

gezeichnet.<br />

Eine weitere Neuerung des Verfahrens ist die<br />

Übernahme von Geometrien. Die Idee entstand<br />

durch die Überlegung, dass eine Geometrie eine<br />

Form eindeutig beschreibt. Eine Zerlegung ist nicht<br />

notwendig. Da die Übernahme von Geometrien<br />

nicht in der Verfahrensbeschreibung enthalten war,<br />

musste eine Datenstruktur entwickelt werden, mit<br />

deren Hilfe die Geometrien im XML-Dokument<br />

ablegt werden können. Die Datenstruktur ist allgemein<br />

modelliert, so dass alle CAD-Systeme diese<br />

nutzen können. Der Aufbau der Datenstruktur wird<br />

in der Abbildung 8 verdeutlicht.<br />

Abb. 8: NIAM-Diagramm der Geometrie<br />

Das NIAM-Diagramm zeigt, dass eine Geometrie<br />

entweder ein Volumenobjekt, ein Flächenobjekt oder<br />

ein Linienobjekt sein kann. Ein Volumenobjekt besteht<br />

aus einer Dicke und besitzt mindestens eine<br />

Fläche. Die Fläche wiederum ist durch Linien<br />

eindeutig beschrieben. Eine Linie kann entweder<br />

eine einfache Linie mit zwei Punkten oder ein<br />

Kreisbogen mit drei Punkten sein. Ein Punkt ist die<br />

kleinste Einheit in der abgebildeten Modellierung.<br />

Punkte, Linien, Flächen und Volumen beinhalten<br />

PROFILE 2/2006


Parameter, die die Objekte näher beschreiben. Solche<br />

Parameter können beispielsweise Punktnamen oder<br />

Fachbedeutungen sein.<br />

Die Geometrie kennzeichnet eine Fläche eindeutig.<br />

Berechnungen des Volumens, der Fläche oder einer<br />

Linie können ohne weiteres auch an Geometrien<br />

durchgeführt werden. Um die Geometrie in das<br />

Verfahren vorläufig einzubinden, wurden neue<br />

Formelnummern an die Geometrien vergeben.<br />

Die Formel 199 kennzeichnet eine Geometrie aus<br />

Strecken, 299 definiert Geometrien aus Flächen und<br />

399 bezeichnet Geometrien aus Rauminhalten. Eine<br />

Geometrie kann, wie eine Formelzusammensetzung,<br />

grafisch im Darstellungsfenster gezeichnet werden.<br />

Abbildung 9 zeigt, wie eine Fläche in der zerlegten<br />

Darstellungsform (links) und als Geometrie (rechts)<br />

dargestellt wird.<br />

Abb. 9: Vergleich Zerlegung / Geometrie<br />

Die Geometrien werden im XML-Dokument abgelegt<br />

und beim Datenaustausch übertragen. Die<br />

abgelegten Geometrien können in jedem beliebigen<br />

CAD-System, das die Verfahrensbeschreibung<br />

GAEB-VB 23.005 XML und die oben dargestellte<br />

Modellierung interpretieren kann, geladen und dargestellt<br />

werden. Jeder Anwender hat die Möglichkeit,<br />

die Geometrien an ein Geoinformationssystem<br />

(GIS) zu leiten. In der Anwendung wurde hierfür<br />

VESTRA GIS GeoMedia verwendet.<br />

Im GIS werden die Geometrien ähnlich wie im<br />

CAD-System angezeigt. Bei der Übergabe der Daten<br />

an ein Geoinformationssystem werden noch zusätzliche<br />

Daten übergeben. Die Zusatzinformationen sind<br />

Ordnungszahl und Beschreibungstext der Position,<br />

der die Geometrie zugeordnet wurde. Die GIS-<br />

Anwendung prüft, ob z. B. Flächenüberschneidungen<br />

PROFILE 2/2006<br />

vorhanden sind oder gar Flächen doppelt abgerechnet<br />

wurden. Eine solche Form der Prüfung kann das<br />

bestehende Bauabrechnungsverfahren derzeit nicht<br />

leisten, da kein Koordinatenbezug im Verfahren<br />

REB-VB 23.003 enthalten ist.<br />

Fazit<br />

Die Diplomarbeit hat gezeigt, dass die „Allgemeine<br />

Bauabrechnung“ durch das Verfahren GAEB-VB<br />

23.005 XML modernisiert werden kann. Die<br />

Bauabrechnung würde mit der GAEB-VB 23.005<br />

XML einen großen Schritt in Richtung moderner<br />

Informationstechnologie vollziehen und den gestiegenen<br />

Anforderungen Rechnung tragen. Durch<br />

die Nutzung der modernen IT eröffnet sich für die<br />

Bauabrechnung eine Vielzahl neuer Möglichkeiten,<br />

die eine Bauabrechnung wesentlich effizienter<br />

und übersichtlicher gestalten. Der vorhandene<br />

Formelkatalog ist für manuelle Eingaben unabdingbar.<br />

Kommen allerdings Geometrien hinzu, hat sich<br />

gezeigt, dass auf den Formelkatalog weitestgehend<br />

verzichtet werden kann.<br />

Auch die Prüfung wird vereinfacht, da der Prüfer<br />

Daten direkt am IT-System auswertet. Sind die<br />

Daten in Form von Geometrien enthalten, kann<br />

eine Prüfung auch mittels Geoinformationssystemen<br />

vorgenommen werden. Mit einem solchen Prüfwerkzeug<br />

wird die Prüfung definitiv leichter nachvollziehbar.<br />

Am Beispiel der Geometrien hat sich gezeigt, dass<br />

eine Weiterentwicklung des Verfahrens unbedingt<br />

notwendig ist. Das Verfahren ist aufgrund der XML-<br />

Struktur sehr gut erweiterbar. Neuerungen können<br />

ohne Probleme nachträglich angebunden werden,<br />

was für die Verwendung dieses Verfahrens spricht.<br />

Das Ziel des Prototyps war es, einen Nachweis<br />

über die Funktionsfähigkeit und Leistungsfähigkeit<br />

der Verfahrensbeschreibung GAEB-VB 23.005<br />

XML zu erbringen. Mit der erstellten Anwendung<br />

wurde dieses Ziel erreicht. Erweiterungsmöglichkeiten,<br />

die noch nicht Bestandteil des Verfahrens<br />

sind, wurden ebenfalls aufgezeigt.<br />

Die GAEB-VB 23.005 XML hat auf jeden Fall<br />

das Potential, die schon in die Jahre gekommene<br />

„Allgemeine Bauabrechnung“ REB-VB 23.003 abzulösen,<br />

wenn ihr eine Chance gegeben wird.<br />

Abb. 10: Der Diplomand mit den Betreuern (von links): Frank Schaffner, Dipl.-<br />

Ing. Hermann Donat, Dipl.-Ing. (FH) Bernhard Feser, Prof. Dr.-Ing. Joachim<br />

Bahndorf und Dipl.-Ing. (FH) Ralf Rosenthal<br />

Mehr Informationen<br />

zur Verfahrensbeschreibung<br />

GAEB 23.005<br />

XML und zu der<br />

Diplomarbeit unter:<br />

www.gaeb23005.de<br />

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Dipl.-Ing. (FH)<br />

Bernhard Feser ist<br />

Geschäftsführer bei<br />

der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH für<br />

den Bereich Produkte.<br />

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20<br />

Erfüllt die GAEB-VB 23.005 XML die Erwartungen<br />

der Anwender?<br />

Von Dipl.-Ing. (FH) Bernhard Feser<br />

Am 06.02.2006 wurde der Entwurf der neuen Verfahrensbeschreibung „Allgemeine<br />

Mengenberchnung“ GAEB-VB 23.005 XML veröffentlicht. Die Umsetzung des<br />

neuen Verfahrens in eine Anwendung war Gegenstand der Diplomarbeit von Frank<br />

Schaffner (siehe S. 16). Was Anwender von der GAEB-VB 23.005 XML erwarten<br />

können, wird im folgenden Artikel dargestellt.<br />

Seit 1972 werden die Mengen für die Bauabrechnung<br />

im REB-Verfahren 23.003 „Allgemeine<br />

Bauabrechnung“ ermittelt. Über 30<br />

Jahren lang ist dieses Verfahren technisch unverändert.<br />

Im Jahre 1972 gab es noch keine Festplatten<br />

(1973 IBM), zu dieser Zeit wurde gerade die erste<br />

Floppy Disk 8“ (IBM) vorgestellt und ein Jahr später<br />

kamen Festplatten auf den Markt (IBM). Als<br />

Speichermedium stand der „Allgemeinen Bauabrechnung“<br />

aus 1972 nur die Lochkarte mit ihren 80<br />

Spalten zur Verfügung.<br />

Heute zeigt sich, dass die Anwendung des REB-<br />

Verfahrens 23.003 „Allgemeine Bauabrechnung“ einfach<br />

an ihre Grenzen stößt. So ist z. B. die Länge der<br />

Ordnungszahl im Lochkartenformat auf 8 Stellen begrenzt<br />

und entspricht nicht mehr den heute üblichen<br />

Längen. Auch die Verwendung der Adressen stößt<br />

bei viele Anwendern inzwischen auf Unverständnis,<br />

obwohl die Sortierbarkeit der Datenzeilen selbst<br />

dann besteht, wenn der Lochkartenstapel mal auf<br />

den Boden gefallen ist. In den letzten 30 Jahren<br />

gab es schon viele Initiativen für eine Weiter- oder<br />

Neuentwicklung der REB-VB 23.003. Hier seien<br />

nur GAEB 23.004 mit seinem Lochkartenformat<br />

DA 12 oder die GAEB 23.004 XML genannt. Bis<br />

zum letzten Jahr sind aber alle Bemühungen gescheitert,<br />

nicht zuletzt daran, weil die Interessen und<br />

Vorstellungen zu unterschiedlich waren.<br />

Aufgabenstellung<br />

Für eine prototypische Anwendung der GAEB-<br />

VB 23.005 XML hatte die <strong>AKG</strong> Software<br />

GmbH eine Diplomarbeit ausgeschrieben. Eine<br />

Herausforderung, der sich Frank Schaffner von der<br />

Hochschule Furtwangen – Fachbereich Informatik<br />

– stellte. Seitens der Hochschule Furtwangen wurde<br />

die Arbeit von Herrn Prof. Dr. Dieter Ongyert betreut,<br />

bei der <strong>AKG</strong> unterstützte Dipl.-Ing. (FH)<br />

Ralf Rosenthal die technische Umsetzung. Für<br />

Fragen hinsichtlich der praktischen Anwendung<br />

hielt sich Herr Prof. Dr.-Ing. Joachim Bahndorf<br />

von der Fachhochschule Bielefeld, Fachbereich<br />

Architektur und Bauingenieurwesen, zur Verfügung<br />

(siehe Artikel S. 14). Die Erläuterung der neuen<br />

GAEB-VB 23.005 XML wurde vom Mitautor<br />

der GAEB-Verfahrensbeschreibung Dipl.-Ing.<br />

Hermann Donat übernommen (siehe Artikel S. 4).<br />

Damit stand dem Diplomanden ein überaus kompetentes<br />

Team zur Verfügung. An dieser Stelle sei<br />

nochmals allen Beteiligten für ihre unentgeltliche<br />

Mitarbeit gedankt.<br />

Im Rahmen einer solchen Arbeit kann man<br />

nicht die gesamte GAEB-VB 23.005 XML umsetzen.<br />

Daher wurde ein Mengenberechnungsbeispiel<br />

aus der Praxis gewählt. Als Schwerpunkt<br />

bestimmte man eine Anwendungsoberfläche für<br />

die Verfahrensbeschreibung und die Geodaten-<br />

Abb. 1: Mengenerfassung: Digitales Aufmaß mittels Zeiss Elta 4 Tachymeter mit elektronischem<br />

Feldbuch; grafische Kontrolle der Aufnahme und Selektion für die Positionszuordnung<br />

in VESTRA CAD; GAEB-Anwendung mit Import des Leistungsverzeichnisses;<br />

Zuordnung der grafischen Selektion zu einer Position und das Speichern in einer GAEB<br />

23.005 XML-Datei<br />

PROFILE 2/2006


Unterstützung des GAEB-Verfahrens. Für dieses<br />

Verfahren sollte eine moderne Oberfläche geschaffen<br />

werden. Die Aufmaße wurden vor Beginn der<br />

Diplomarbeit von einem Vermesser digital aufgenommen.<br />

Wegen der Umstellung von Lochkarten (spaltenorientierte<br />

Datenhaltung) auf XML (zeilenorientiertes<br />

Datenformat) ist der Anwendungsoberfläche<br />

besondere Beachtung zu schenken. Als Vorgabe für<br />

die Oberfläche diente das neue Microsoft Office<br />

2007 mit dem neuem „Ribbon“. Damit soll sich die<br />

Anwendung nahtlos in die zukünftige Office-Welt<br />

eingliedern. Bei der geografischen Betrachtung sollen<br />

moderne Aufnahmeverfahren entwickelt werden,<br />

um z. B. der von Prüfern gestellten Forderung nach<br />

Geobezug der Positionen nachzukommen. Die digitale<br />

Aufnahme über Messgeräte bot sich als ein<br />

schneller und präziser Weg mit dem Vorteil des sofortigen<br />

Geobezugs an. Die aufgenommenen digitalen<br />

Daten sollten zur grafischen Kontrolle in ein<br />

CAD-System importiert, das Leistungsverzeichnis<br />

als GAEB DA 81 XML eingelesen werden.<br />

Umsetzung der Aufgaben / Vorgaben<br />

Für den Prototyp wurde die Mengenberechnung auf<br />

Flächen beschränkt. Zu den Positionen wurden die<br />

selektierten Aufmaße in die Grafik eingefügt und die<br />

Geometrien dabei automatisch in GAEB-VB 23.005<br />

XML-Formeln umgesetzt. Die Mengenberechnung<br />

sollte dann im neuen Verfahren GAEB-VB 23.005<br />

XML gespeichert werden. Neben dem automatischen<br />

Datenfluss war auch die manuelle Eingabe des<br />

Aufmaßes gefragt. Die Mengenberechnung sollte zuerst<br />

in Formeln der GAEB-VB 23.005 XML-Datei<br />

in ein Prüfsystem übertragen und dort wieder eingelesen<br />

werden. Das Prüfsystem sollte neben der<br />

Inhaltsanzeige für Mengenberechnungen auch eine<br />

grafische Überprüfung ermöglichen. Als grafisches<br />

Prüfungswerkzeug wurde ein GIS ausgewählt. Mit<br />

dieser Vorgabe war der Diplomarbeit die Aufgabe<br />

gestellt, traditionelle und moderne Aufmaßverfahren<br />

in GAEB-VB 23.005 XML zu integrieren.<br />

Im ersten Teil der Dipomarbeit sollte eine Anwendung<br />

für das GAEB-VB 23.005 XML-Verfahren<br />

erstellt werden. Hierbei war der Umfang<br />

auf die Mengenberechnungsformeln der Fläche<br />

beschränkt. Neben der bereits erwähnten Office<br />

PROFILE 2/2006<br />

2007 Ribbon-Oberfläche bestand als weitere<br />

Vorgabe, dass die Aufmaße manuell über den<br />

Nummernblock der Tastatur eingegeben werden<br />

können. Leistungsverzeichnisse sollten über GAEB<br />

DA 81 XML eingelesen oder manuell erfasst werden<br />

können. Aufmaßblätter waren digital als Bilddatei<br />

zu hinterlegen.<br />

Digitales Aufmaß<br />

Für die Bauabrechnung war von einem Vermesser<br />

ein Parkplatz aufgenommen worden. Im Prototyp<br />

wurden die verschiedenen Flächen berechnet.<br />

Zunächst aber mussten die Daten vom Messgerät<br />

über ein Grafik-System zur Kontrolle und Selektion<br />

in den GAEB-Prototyp gelangen. Mittels grafischer<br />

Selektion konnten die einzelnen Flächen den<br />

Positionen zugeordnet werden. Bei der Zuordnung<br />

mussten die Flächen in Formeln aus der GAEB-VB<br />

zerlegt werden, da Letztere keine Geometrien zulässt.<br />

Unter der Formel 020 („Zusammengesetzte<br />

Flächen“) wurden dann die Flächen nach<br />

Formel 203 („Unregelmäßiges Vieleck“) und<br />

Formel 235 („Parabelsegment“) zerlegt. In der<br />

Verfahrensbeschreibung gibt es keine Bogenfläche<br />

und so musste diese als Parabelsegment angenähert<br />

werden. Beim Parabelsegment können allerdings<br />

nur die Aufmaßwerte Sehnenlänge und Stich angegeben<br />

werden, damit ließ sich die geografische<br />

Lage des Parabelsegments nicht fixieren. Die neue<br />

Verfahrensbeschreibung bietet jedoch Möglichkeiten,<br />

die Sehnenlänge aus einer anderen Formel zuzuweisen.<br />

Sehnenlänge und Stich lassen sich aus der<br />

Formel 102 („Strecke zwischen Punkten“) ableiten.<br />

Mit dieser nicht ganz übersichtlichen Methode können<br />

Flächengeometrien in das Verfahren übertragen<br />

und auch wieder in ihrer korrekten geographische<br />

Lage ausgegeben werden.<br />

Am Beispiel des Parkplatzes zeigten sich die<br />

Grenzen dieser Methode. Eine einfache Parkplatzfläche<br />

wird durch mehrere Formeln zerlegt und<br />

ist daher schwer prüfbar. So stellte man sich die<br />

Frage, warum denn nicht Geometrien unter einer<br />

Formel direkt gespeichert werden können. In<br />

vielen Systemen, wie z. B. im OKSTRA, können<br />

Geometrien einfach, nachvollziehbar, übersichtlich<br />

und von einem CAD-System in ein anderes übertra-<br />

Abb. 2: Datenübergabe der Mengenberechnung in GAEB 23.005 XML-Datei; einlesen<br />

der GAEB 23.005 XML-Datei und Prüfberechnung der Flächen mit grafischer<br />

Anzeige; grafische Prüfung der in der GAEB 23.005 XML-Datei enthalten Flächen<br />

mit VESTRA GIS GeoMedia durch Überlagerung und geografische Analysen<br />

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ALK: Automatisierte<br />

Liegenschafts-Karte<br />

Enthält grundsätzlich<br />

alle Informationen<br />

der analogen<br />

Liegenschafts-<br />

(Kataster-)Karte mit<br />

mehr Komfort und<br />

höherer Genauigkeit.<br />

Die Informationen<br />

sind in Objekte strukturiert<br />

und in verschiedenen<br />

Ebenen<br />

abgelegt, so kann z.B.<br />

auf Flurstücke, Gebäude<br />

und Nutzungsarten<br />

gezielt zugegriffen<br />

werden.<br />

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gen werden. Ein Problem, das schon in OKSTRA<br />

REB-VB 23.003 gelöst wurde. So enthält denn<br />

auch die Diplomarbeit einen Vorschlag, wie die<br />

Geometrie-Integration umzusetzen wäre.<br />

Prüfmethoden<br />

Wichtiger Aspekt in der Diplomarbeit war der<br />

Bereich Prüfung. In der REB-VB 23.003 ist es<br />

derzeit nicht möglich, eine Prüfung anhand der<br />

Geografie durchzuführen. Eine zentrale Forderung<br />

der Prüfer betrifft die Lage der Örtlichkeit einer<br />

Mengenberechnung, d. h. die Frage, wo sich die<br />

berechnete Fläche innerhalb des Komplexes befindet.<br />

Zur Prüfung gehört auch die Suche nach<br />

Flächen, die doppelt abgerechnet worden sind.<br />

Bei dem neuen Verfahren werden die Mengen-<br />

Positionen über eine GAEB 23.005 XML-Datei an<br />

den Prüfer übergeben und in die Prüfanwendung<br />

eingelesen. Der Prototyp ist in der Lage, zu einer<br />

Position die Teilflächen anzuzeigen. Des Weiteren<br />

kann die Geometrie jeder Fläche angezeigt werden.<br />

Dies ist aber nur ein kleiner Anwendungsbereich<br />

der heute möglichen Prüftechniken. Eine weiterer<br />

Schritt bestand in der Realisierung von geografischen<br />

Prüfungen. Dazu wurden die einzelnen<br />

Flächen in einem GIS ausgegeben. Hierzu wurde<br />

eine GIS-Applikation eingesetzt, die sehr weit verbreitet<br />

ist: GeoMedia von Intergraph. Die Flächen<br />

wurden mit ihren Ordnungszahlen im GIS abgelegt<br />

und die digitalen Planungsdaten hinterlegt. Damit<br />

könnte jeder Prüfer unmittelbar nachvollziehen, in<br />

welchen Bereich der Maßnahme welche Position<br />

fällt. Darüber hinaus wurde überlegt, welche GIS-<br />

Funktionalität für weitere Prüfung einsetzbar ist.<br />

So wurden als weitere Prüfmethode Flächen aus<br />

den Berechungsformeln einer Position miteinander<br />

verschnitten. Das Ergebnis lieferte die Flächen, die<br />

doppelt vorhanden waren. Bei dieser Art der geografischen<br />

Prüfung wurde offensichtlich, dass diese<br />

neue Methode dem Prüfer die Prüfung erleichtert<br />

und beschleunigt.<br />

Anwendungsbeispiele<br />

Im Prototyp wurde das digitale Aufmaß von<br />

Grünflächen mit einem Tachymeter ausgemessen.<br />

In der Grafik wird selektiert und der Position „Grünfläche<br />

anlegen“ zugeordnet. Dabei wird die nach<br />

GAEB-VB 23.005 XML Formel 020 („Zusammengesetzte<br />

Fläche“) bestimmte Fläche selbsttätig eingefügt.<br />

Wenn die Fläche nicht direkt mit einer GAEB<br />

23.005 XML-Formel berechnet werden kann, wird<br />

sie automatisch zerlegt.<br />

Abb. 3: CAD-Formel mit Grünfläche<br />

Abbildung 3 zeigt, wie sich die Inhalte der Flächen<br />

gemäß Formel 203 („Unregelmäßiges Vieleck“) zerlegen<br />

lassen. Die Ausrundungen werden in Flächen<br />

gemäß Formel 235 („Parabelsegment“) zerlegt. Da<br />

in der Formel 235 keine Koordinaten vorhanden<br />

sind, wird die Sehnen- und Stichlänge in die<br />

Formel 102 („Strecke zwischen Punkten“) zerlegt.<br />

Die Formel 102 besteht aus 2 Punkten, in denen die<br />

Gauß-Krüger-Koordinaten für die Sehnenlänge abgelegt<br />

werden können.<br />

Der Prototyp verfügt über moderne Möglichkeiten,<br />

Flächen zu berechnen und zu übergeben.<br />

Die mittels Tachymeter aufgemessenen Grünflächen<br />

werden der Position „Grünfläche anlegen“<br />

als Geometrie zugewiesen. Dies ist momentan leider<br />

in der GAEB-VB 23.005 XML nicht möglich.<br />

Daher müssen, wie in Abbildung 4 dargestellt, die<br />

Geometrien in die Formelflächen zerlegt werden.<br />

Abb. 4: Geometrie Grünfläche<br />

Werden die Prüfdaten, die über GAEB-VB<br />

23.005 XML übertragen sind, in ein GIS eingespielt,<br />

so stehen dem Anwender neue Prüfmethoden<br />

zur Verfügung. In Abbildung 5 wurde die ALK hinterlegt,<br />

um die Örtlichkeit zu prüfen. Eine weitere<br />

Möglichkeit wäre beispielsweise, dass Orthofotos<br />

der Landesvermessungsämter hinterlegt werden.<br />

Über Abfragen lassen sich die einzelnen Flächen berechnen<br />

und mit Position und Fläche beschriften.<br />

Abb. 5: GIS-Flächenabfrage<br />

Innerhalb eines GIS – wie VESTRA GIS<br />

GeoMedia – können weitere Prüfungen durchgeführt<br />

werden. In Abbildung 6 wurde überprüft, ob die mit<br />

GAEB-VB 23.005 XML übergebenen Flächen doppelt<br />

abgerechnet waren. Hierfür wurden die beiden<br />

Positionen 1.3 und 1.4 auf Überlagerung räumlich<br />

verschnitten. Die gelben Flächen kommen sowohl<br />

in der Position 1.3 als auch in 1.4 vor. Voraussetzung<br />

einer solche Prüfung ist, dass die Fläche mit ihren<br />

Geometrien auf Landeskoordinatensysteme aufsetzt.<br />

In der Diplomarbeit selber wurden nur einfache<br />

Prüfmethoden untersucht.<br />

PROFILE 2/2006


Abb. 6: GIS-Flächenverschneidung<br />

Abb. 7: In der GAEB-VB 23.005 XML müssen Flächen-<br />

Geometrien in die Flächen-Formel 203 („Unregelmäßige<br />

Vielecke“) und 235 („Parabelsegmente“) zerlegt werden,<br />

was eine sehr umständliche und unübersichtliche<br />

Methode ist. Die Abbildung zeigt, dass in der<br />

Diplomarbeit diese Zerlegung mit VESTRA GIS<br />

GeoMedia automatisch vorgenommen wird.<br />

Abb. 8: Geometrie Formelabfrage<br />

Abbildung 8 veranschaulicht die in Formeln zerlegte<br />

Flächen-Geometrie der Position 1.4 „Grünflächen<br />

anlegen“ (grüne Fläche) nach GAEB-VB<br />

23.005 XML. Die Grünflächen wurden in die Flächenformel<br />

203 „Unregelmäßiges Vieleck“ (braune<br />

Fläche) und 235 „Parabelsegment“ (blau schraffiert)<br />

zerlegt. Die Innenbögen wurden automatisch als<br />

Abzugsflächen (rot schraffiert) behandelt. Damit<br />

lässt sich sehr einfach und übersichtlich prüfen, wie<br />

in Formeln zerlegt wurde.<br />

PROFILE 2/2006<br />

Abb. 9: Manuelle Datenerfassung<br />

Fazit<br />

Innerhalb der Diplomarbeit wurden die Mengenberechnung<br />

für Flächen und ein Prototyp für<br />

die Verfahrensbeschreibung bearbeitet. Eine Aufgabe,<br />

die mit einem enormen Arbeitspensum<br />

verbunden war. Sie ließ sich meistern, da die<br />

Verfahrensbeschreibung in einer funktionellen<br />

Oberfläche umgesetzt werden konnte. Die<br />

Verwendung des Ribbon aus Office 2007 zeigt sehr<br />

anschaulich die vielen Möglichkeiten der modernen<br />

Benutzerführung. Der Einsatz der Summenformeln<br />

erleichtert für den Prüfer die Übersicht, so dass<br />

schnell deutlich wird, aus welchen Formeln die<br />

Position zusammengesetzt ist. Die direkte grafische<br />

Anzeige der Geometrie erwies sich als eine überaus<br />

sinnvolle Eingabehilfe, die dem Anwender sofort<br />

grobe Eingabefehler signalisiert. Die Umsetzung<br />

des Digitalen Aufmaßes war ein wichtiger Bestandteil<br />

der Diplomarbeit. Durch die automatische<br />

Zerlegung der Fläche in ein „Unregelmäßiges<br />

Vieleck“ (Formel 203) und in „Parabelsegmente“<br />

(Formel 235) konnte der Datenfluss veranschaulicht<br />

werden. Einer wichtigen Forderung vieler Prüfer, die<br />

Möglichkeit der Ortsbestimmung für die berechneten<br />

Flächen, konnte unter Verwendung der Formel<br />

„Strecke zwischen Punkten“ (Formel 102) entsprochen<br />

werden. Dadurch verdreifachen sich allerdings<br />

die Datensätze, was zu einer sehr umständlichen<br />

Methode der Datenübertragung führt.<br />

Die Diplomarbeit hat Lösungen für die Einbindung<br />

der Geometrie und klare Vorteile für die<br />

Prüfung aufgezeigt. Nun sollten Wege gefunden<br />

werden, wie aus dem vorliegenden Entwurf eine neue<br />

Verfahrensbeschreibung zur Mengenermittlung von<br />

der Planung bis zur Abrechnung entwickelt werden<br />

kann, die auch noch zukünftigen Anforderungen<br />

gerecht wird.<br />

Ein wichtiger Schritt zur Weiterentwicklung ist<br />

die Umsetzung in eine REB-Verfahrensbeschreibung<br />

mit einem zertifizierten Prüfprogramm. Das eigentliche<br />

Dokument der GAEB-VB 23.005 XML ist<br />

sehr IT-technisch gehalten, so dass es für Anwender,<br />

egal ob Prüfer oder Ersteller, Verständnisprobleme<br />

geben kann. Hier sollte unterteilt werden in eine<br />

allgemeine Verfahrensbeschreibung und in eine ITtechnische<br />

Objektmodell-Beschreibung. In diesem<br />

Zusammenhang wäre zu überlegen, ob das XML-<br />

Modell durch eine moderne Datenmodellierung<br />

wie UML, Express oder ORM ersetzt wird. Die<br />

Modellierungsverfahren UML oder Express sind einfacher<br />

und leichter zu lesen und zu verstehen als die<br />

XML-Dokumentation. Als Datenaustauschformat<br />

könnte XML weiterhin vorgegeben werden. Auch<br />

würde sich die GAEB-VB 23.005 XML damit<br />

nicht auf ein Datenformat festlegen, sondern<br />

könnte leicht neuen Techniken angepasst werden.<br />

UML: Die Unified<br />

Modeling Language<br />

ist eine von der<br />

Object Management<br />

Group (OMG) entwickelte<br />

und standardisierte<br />

Sprache für<br />

Modellierung von<br />

Software und anderen<br />

Systemen<br />

Express: Definitionssprache<br />

des Normen-<br />

Paketes STEP (ISO-<br />

Standard 10303-11)<br />

ORM: Das von Dr.<br />

Tarry Halpin entwickelte<br />

Object Role<br />

Modeling dient dazu,<br />

im Rahmen der<br />

Datenmodellierung<br />

einen Ausschnitt der<br />

realen Welt zu beschreiben.<br />

Es beschreibt<br />

Objekte und<br />

ihre Beziehungen<br />

zueinander in einfachen<br />

Sätzen oder<br />

durch intuitive Diagramme.<br />

Weitere<br />

Informationen unter:<br />

www.orm.net<br />

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Dipl.-Ing. (FH)<br />

Christian Blattmann<br />

ist Abteilungsleiter<br />

Schulung bei der <strong>AKG</strong><br />

Software Consulting<br />

GmbH.<br />

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VESTRA-Zwangspunktmanager<br />

Von Dipl.-Ing. (FH) Christian Blattmann<br />

Die Projektierung einer Straße oder eines Gleiskörpers beginnt immer mit der<br />

Feststellung, welche Zwänge vorliegen, das heißt in welchen Bereichen sich die Maßnahme<br />

dem Bestand anpassen muss, wo z. B. bestimmte Abstände zu bestehenden<br />

Objekten (Gebäude, Versorgungseinrichtungen, topografische Besonderheiten)<br />

einzuhalten sind. Damit diese Objekte bei der Planung berücksichtigt werden können,<br />

sollten sie als Punkte oder Linien in der Projektdatenbank / Projektzeichnung<br />

vorliegen. Im Folgenden werden die Möglichkeiten vorgestellt, die sich bei der<br />

Projektbearbeitung mit VESTRA unter Verwendung von Zwangspunkten bieten.<br />

Beschreibung der Zwangspunktverwaltung<br />

Zwangspunkte sind immer einer Gruppe zugeordnet,<br />

eine Gruppe wiederum ist einer Achse zugeordnet.<br />

Alle Zwangspunkte werden mit Rechtswert,<br />

Hochwert und Höhe (Lagekoordinaten) und mit<br />

Station und Abstand (Achsbezug) in einem projektzentralen<br />

Zwangspunktspeicher abgelegt.<br />

Um eine Eindeutigkeit zu gewährleisten, ist der<br />

Zwangspunkt entweder „an die Achse gebunden“<br />

oder „von der Achse gelöst“: Ersteres bedeutet, dass<br />

der Zwangspunkt über Station und Abstand auf die<br />

Achse bezogen definiert ist und die Lagekoordinaten<br />

sich daraus ergeben. Von der Achse gelöst heißt, dass<br />

die Lagekoordinaten maßgebend sind und Station<br />

und Abstand sich daraus ergeben. Definiert man<br />

zum Beispiel einen bestehenden Kanaldeckel als<br />

„Zwangspunkt losgelöst von der Achse“, so werden<br />

die Station und der Achsabstand automatisch aktualisiert,<br />

sobald sich die Achsgeometrie ändert.<br />

Jeder Zwangspunkt kann einen Namen besitzen.<br />

Bei der Erfassung von Zwangspunkten aus der<br />

Projektdatenbank oder Projektzeichnung werden<br />

bereits vorhandene Punktnamen automatisch übernommen.<br />

Die Verwaltung der Zwangspunkte erfolgt über<br />

den Zwangspunktmanager. Hier können Zwangspunkte<br />

und Gruppen editiert oder gelöscht werden.<br />

Filterfunktionen ermöglichen schnelles und übersichtliches<br />

Kontrollieren des Punktbestandes.<br />

Im Zwangspunktmanager lassen sich auch so genannte<br />

Referenzen erstellen: Wurde zum Beispiel<br />

ein Zwangspunkt über Station und Abstand zu einer<br />

Achse definiert, so kann er als Referenz zu einer<br />

Zwangspunktgruppe einer anderen Achse eingefügt<br />

werden. Die Referenz kann nicht geändert<br />

Abb. 1: Zwangspunktmanager<br />

werden, passt sich automatisch an, sobald der eigentliche<br />

Zwangspunkt eine Änderung erfährt.<br />

Zwangspunkte aus dem Bestand<br />

Liegen in der Projektdatenbank oder Projektzeichnung<br />

Bestandsdaten z. B. einer topografischen<br />

Vermessung vor, so gibt es mehrere Möglichkeiten,<br />

diese als Zwangspunkte zu übergeben. Dabei können<br />

jeweils in der Grafik Punkte und Linien selektiert<br />

und für eine Achse als neue Gruppe übergeben<br />

oder einer bereits vorhandenen Gruppe<br />

angefügt werden. Im Achsmanager gibt es die<br />

Folgeberechnung Höhenzwangspunkt.<br />

Abb. 2: Selektionsdialog<br />

Über sie gelangt man in den Selektionsdialog,<br />

Punkte und Linien können ausgewählt und direkt<br />

als Zwangspunkte abgespeichert werden.<br />

Außerdem gibt es die neue Funktion Straßenbau<br />

/ Zwangspunktdiagnose / Zwangspunkte erfassen.<br />

Zudem können wie bisher für die Zwangspunktdiagnose<br />

Punktwolke benutzte Punkte als<br />

Zwangspunkte übergeben werden.<br />

PROFILE 2/2006


Im Zwangspunktmanager können Zwangspunkte<br />

mit Hilfe des Importassistenten auch aus einer Datei<br />

in eine Gruppe importiert werden.<br />

Zwangspunkte aus der Konstruktion<br />

Nicht alle Zwangspunkte ergeben sich aus dem<br />

Bestand. Während der Projektierung entstehen<br />

oft Punkte und Höhen, die für nachfolgende Berechnungen<br />

und Auswertungen wieder genutzt werden<br />

sollen. Hier wurde die Möglichkeit geschaffen,<br />

Höhenzwangspunkte für mehrere Verwendungen<br />

zu schaffen.<br />

Bei der Berechnung eines Achsschnittes kann optional<br />

für die erste Achse eine Zwangspunktgruppe<br />

erzeugt werden. Dabei wird die Gradientenhöhe<br />

als Zwangspunkthöhe berechnet. Haben beide<br />

Achsen Gradienten mit unterschiedlichen Höhen,<br />

werden zwei Zwangspunkte erzeugt. Kleinpunkte<br />

zu einer Achse können optional mit Übernahme<br />

der Höhe aus der Gradiente oder aus dem DGM<br />

berechnet werden. Jetzt können sie optional auch<br />

als Zwangspunktgruppe gespeichert werden. Bei<br />

der Berechnung einer Weiche werden automatisch<br />

auf dem Zweiggleis das Weichenende und die letzte<br />

durchgehende Schwelle als Höhenzwangspunkte<br />

berechnet. Diese stehen dann zum Beispiel für<br />

die Gradientenkonstruktion zur Verfügung. Bei<br />

der Berechnung einer Gleisverbindung werden 2<br />

Weichen eingerechnet, dementsprechend entstehen<br />

4 Zwangspunkte.<br />

Im Programmteil Gradiente / Querprofil können<br />

Zwangspunkte aus Horizonten gebildet werden. Die<br />

Zwangspunkte erhalten ihre Höhe aus einem frei<br />

zu wählenden Querprofilshorizont mit optionalem<br />

Höhenversatz. Der Abstand kann relativ zur Achse<br />

oder bezogen auf einen Spurrand des Deckenbuches<br />

definiert werden.<br />

Zwangspunktdarstellung / Auswertung<br />

Zwangspunkte können im Längs- und Querprofil<br />

dargestellt werden. Sie stehen zur Gradientenkonstruktion<br />

wie auch für Analysen zur Verfügung,<br />

z. B. für die Zwangspunktdiagnose in Lageplan,<br />

Längs- und Querprofil. In der Höhenplanzeichnung<br />

bietet sich die Möglichkeit, Höhenzwangspunkte<br />

über ein Band darzustellen. Ebenso können sie in<br />

der Querprofilszeichnung ausgegeben und beschriftet<br />

werden.<br />

Abb. 5: Zwangspunktdiagnose Deckenbuch<br />

PROFILE 2/2006<br />

Anwendungsbeispiel<br />

Für die Verwendung von Zwangspunkten gibt es<br />

eine Unzahl teils sehr spezifischer Beispiele; der<br />

hier beschriebene Fall behandelt die Planung eines<br />

Bahnübergangs. Um die Gradiente der zu querenden<br />

Straße zu bestimmen, soll die Schienenhöhe des bereits<br />

geplanten Gleises als Höhenzwangspunkte bereitgestellt<br />

werden.<br />

Abb. 3: Schienenpunkte im Lageplan<br />

Die Achse und die Gradiente des Gleises sind bekannt.<br />

Um die Schienenhöhen als Zwangspunkte zu<br />

übergeben, gibt es mehrere Möglichkeiten. So kann<br />

man zwischen der Gleisachse und der Straßenachse<br />

zwei Achsschnitte berechnen. Dabei würde man<br />

die Gleisachse seitwärts um jeweils den halben<br />

Gleisabstand verschieben. Als Ergebnis entstünden<br />

zwei Höhenzwangspunkte mit der Gradientenhöhe<br />

des Gleises an der entsprechenden Station.<br />

Abb. 4: Schienenpunkte im Längsprofil<br />

Im Programmteil Gradiente / Querprofil lassen<br />

sich Zwangspunkte den Gruppen entsprechend<br />

farblich differenzieren. Sie stehen dann bei<br />

der Gradientenkonstruktion zur Verfügung. Im<br />

Höhenplan können sie in gesonderten oder zusammengefassten<br />

Bändern ausgegeben werden.<br />

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Dipl.-Ing. (FH) Philipp<br />

Rothenberger ist bei der<br />

Leonhard Weiss GmbH<br />

& Co. KG beschäftigt.<br />

Die Leonhard Weiss<br />

GmbH & Co. KG im<br />

Internet:<br />

www.leonhard-weiss.de<br />

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26<br />

VESTRA CAD auf dem Prüfstand<br />

Von Dipl.-Ing. (FH) Philipp Rothenberger<br />

Die Diplomarbeit „Begleitung eines Bauprojektes im Straßenbau von der Planung<br />

bis zur Bauausführung mit VESTRA CAD“ untersucht die Software der <strong>AKG</strong> auf<br />

Projekttauglichkeit im Bauwesen, und zwar zugeschnitten auf den Arbeitsablauf<br />

der Firma Leonhard Weiss GmbH & Co. KG. In der Arbeit wurde u. a. die Genauigkeit<br />

eines maschinengesteuerten Graders untersucht. Die hierfür erforderlichen<br />

Messungen sind mit VESTRA CAD ausgewertet worden.<br />

Thema der Diplomarbeit<br />

Die Diplomarbeit wurde an der Fachhochschule<br />

Würzburg-Schweinfurt im Dezember 2005 beim<br />

Fachbereich Kunststofftechnik und Vermessung<br />

zum Abschluss des Studiums im Studiengang<br />

Vermessung und Geoinformatik eingereicht. Betreut<br />

wurde die Arbeit von Prof. Dipl.-Ing. Wolfram<br />

Schauberger seitens der Hochschule sowie von Dipl.-<br />

Ing. Hellmut Billinger von der Leonhard Weiss<br />

GmbH & Co. KG. Die <strong>AKG</strong> Software Consulting<br />

GmbH stellte für die Diplomarbeit kostenfrei eine<br />

VESTRA CAD Lizenz zur Verfügung.<br />

Schwerpunkt der Arbeit war einerseits die Überprüfung<br />

der Planungsdaten und deren Übertragung<br />

auf die Feldrechner und an die Baustelle. Ein weiterer<br />

Schwerpunkt der Arbeit war, dass die Daten<br />

der Messung in VESTRA CAD überführt und<br />

dort ausgewertet wurden. Für die Bearbeitung der<br />

Diplomarbeit musste ein Bauprojekt im Straßenbau<br />

als Grundlage dienen, das möglichst viele<br />

Bearbeitungsschritte im Laufe der Bauausführung<br />

verlangte. Mit einer Verbindungsstraße im Raum<br />

Würzburg wurde ein Straßenbauprojekt gefunden,<br />

das diese Kriterien erfüllte. Ein kurz vor der<br />

Asphaltierung gemessenes Schotterplanum diente<br />

als Grundlage für die Erzeugung eines IST-DGM,<br />

welches mit einem aus der Planung abgeleiteten<br />

SOLL-DGM verglichen wurde. Die Diplomabeit<br />

beinhaltet eine Beschreibung der Kontrollmessung,<br />

den angesprochenen Vergleich und die Beurteilung<br />

der Ergebnisse.<br />

Maschinensteuerung<br />

Die Anforderungen an ein modernes Bauunternehmen<br />

steigen ständig. Die Vermessungstechniker<br />

und -Ingenieure sind es, die dafür sorgen, dass geplante<br />

Bauvorhaben zeitgemäß in die Örtlichkeit<br />

übertragen werden. Diese Aufgabe wird durch den<br />

Einsatz von maschinengesteuerten Baumaschinen<br />

(vor allem Raupen und Grader) wesentlich vereinfacht.<br />

Die Vorteile der Machinensteuerung im<br />

Überblick:<br />

• weniger geforderte Vermessungsarbeiten<br />

• Zeitersparnis bei der Bauausführung<br />

• Materialersparnis<br />

• Kostenersparnis<br />

• flächenmäßige Bauausführung<br />

Aufbereitung der Planungsdaten für die Maschinensteuerung<br />

Damit die Daten auch von den Maschinen gelesen<br />

werden können, müssen jene in einer gewissen<br />

Art und Weise vorliegen. Für eine Straße wird das<br />

Sollbuch der Trasse aus einer Deckenbuchberechung<br />

erzeugt. Dieses Deckenbuch wird bei der Leonhard<br />

Weiss GmbH & Co. KG mit der Software GEO-<br />

Samos des Ingenieurbüros Breining berechnet,<br />

als Grundlage dienen alle für das Bauprojekt relevanten<br />

Planungsdaten. Die Einstellungen für<br />

das Deckenbuch sind so zu treffen, dass sie firmeninternen<br />

Vereinbarungen entsprechen. Wie<br />

die Erfahrung gezeigt hat, liegt ein guter Wert für<br />

das zu wählende Stationsintervall (siehe Abbildung<br />

1 rechts oben) zwischen 2,00 und 2,50 m. Es bietet<br />

sich an, die Punktdichte bei Kuppen- und<br />

Wannenausrundungen gegenüber der Umgebung<br />

zu erhöhen. Grundsätzlich gilt jedoch, je weniger<br />

Punkte das aus dem Deckenbuch entstehende<br />

Sollmodell hat, desto schneller kann der Computer<br />

der Baumaschine die Trasse berechnen. Damit<br />

hängt auch zusammen, dass ein Modell maximal<br />

2.000 Meter lang sein darf und aus möglichst wenigen<br />

Querschnittspunkten definiert sein sollte.<br />

Abb. 1: Ausgabe eines Deckenbuches in GEO-Samos<br />

Nachdem alle Einstellungen vorgenommen sind,<br />

wird das Deckenbuch über den links unten befindlichen<br />

Button als eine so genannte 001-Datei ausgegeben.<br />

Nun wird das Programm geöffnet, welches den<br />

PC in der Maschine simuliert, das GP2 Tool 3D<br />

der Firma Wirth Elektroniksystem. Anschließend<br />

wird die 001-Datei geladen. Dabei kontrolliert die<br />

Software das erzeugte Deckenbuch auf Fehler und<br />

konvertiert es in eine Datei mit der Endung *.yxz.<br />

Abb. 2: Ausschnitt einer yxz-Datei<br />

PROFILE 2/2006


In diesem Format ist das Trassenmodell für den<br />

Bordcomputer des Graders lesbar. Um sicher zu gehen,<br />

dass die Konvertierung auch korrekt umgesetzt<br />

wurde, wird die erzeugte yxz-Datei neu in das<br />

GP2 Tool 3D geladen. Wenn dieser Import fehlerfrei<br />

abläuft und am simulierten Display des Graders<br />

eine Trasse mit den Informationen über Station,<br />

Querneigung usw. angezeigt wird, kann die Datei<br />

an die Baustelle bzw. an den Maschinisten übergeben<br />

werden.<br />

Für Böschungen, Kreisverkehre und Abbiegespuren<br />

ist die Grundlage der Maschinensteuerung<br />

keine Trasse bzw. Deckenbuch, sondern ein DGM.<br />

Zu diesem Zweck wird ein in VESTRA CAD berechnetes<br />

Geländemodell gemäß GAEB 22.114 exportiert.<br />

Die Dateiendung *.114 der daraus enstehenden<br />

Datei wird durch die Dateiendung DAT<br />

ersetzt. Genau wie bei der Sollmodellbildung aus<br />

einer Trasse wird auch die Datei in ein Format für<br />

die Maschinensteuerung umgewandelt. Modelle aus<br />

einer DGM-Berechnung haben die Dateiendung<br />

*.tri. Die Kontrolle der tri-Datei erfolgt analog zur<br />

yxz-Datei durch erneutes Laden.<br />

Übertragung der Planungsdaten an die<br />

Poliere<br />

Jede Baustelle wird von einem Vermesser betreut.<br />

Da dieser aber natürlich noch weitere Baustellen<br />

betreuen muss, ist er nicht ständig vor Ort. Damit<br />

die Poliere kleinere Probleme, die mit der Planung<br />

oder der Vermessung zu tun haben, selbst bearbeiten<br />

können, müssen die Planungsdaten auch für die<br />

Baustelle dauerhaft zur Verfügung stehen. Hierzu<br />

gehört in erster Linie, dass die Pläne stukturiert in<br />

einem oder mehreren Ordnern im Baucontainer<br />

vorhanden sind. Evtl. sind die Planungsdaten noch<br />

um Pläne oder Dokumente, die für das Bauprojekt<br />

wichtig sein könnten, zu ergänzen. Die Daten und<br />

Pläne vom Planungsbüro werden also in analoger<br />

Form dem Polier zur Verfügung gestellt.<br />

Zur Planungsdaten-Übertragung kann bisweilen<br />

auch die Bereitstellung eines weiteren Feldrechners<br />

gehören. Manche Bauarbeiter haben sich nämlich<br />

das einfache Vermessen und Abstecken mit einem<br />

GPS-Rover angeeignet. Für große Baustellen wird in<br />

der Regel ein Pfeiler für die GPS-Basisstation betoniert<br />

und die GPS-Anlage samt Rover verbleibt für<br />

die Dauer der Bauausführung an Ort und Stelle.<br />

Diese Anlage wird dann nicht nur für die Steuerung<br />

der Schubraupe mit GPS gebraucht, sondern auch<br />

um einfache Absteckungen oder Aufmaße durchführen<br />

zu können.<br />

Abb. 3: Grader im Einsatz (Quelle: Leonhard Weiss<br />

GmbH & Co. KG)<br />

PROFILE 2/2006<br />

Übertragung der Planungsdaten auf den<br />

Maschinen-PC<br />

Die Vermesser erzeugen die Daten für die Maschinensteuerung<br />

und kopieren diese auf eine 3,5 Zoll-<br />

Diskette. Die Modelldaten werden dann an den<br />

Maschinisten des Graders übergeben. Anschließend<br />

werden die Daten über das Diskettenlaufwerk des<br />

GP2-Bordcomputers eingelesen, um nochmals<br />

die Lauffähigkeit der erzeugten Daten zu prüfen.<br />

Falls die Daten bereits mit dem Wirth GP2 Tool<br />

3D funktioniert haben, treten gewöhnlich an dieser<br />

Stelle aber keine Probleme auf. Nach fehlerfreier<br />

Übergabe an den Wirth Maschinen-PC kann mit<br />

der Arbeit begonnen werden.<br />

Kontrollmessung<br />

Die zu erreichende Genauigkeit von maschinengesteuerten<br />

Baumaschinen wurde anhand einer<br />

Schottertragschicht untersucht, die ein so genannter<br />

ATS-Grader hergestellt hatte. Es wurde<br />

der IST-Zustand des Schotterplanums mittels<br />

Kontrollmessung bestimmt und mit dem aus der<br />

Planung ermittelten SOLL-Zustand verglichen.<br />

Bevor die Totalstation sowie die Komponenten<br />

des Maschinenkontrollsystems die Steuerung der<br />

Baumaschine übernehmen, muss diese im Baustellennetz<br />

stationiert werden. Zu diesem Zweck<br />

führt der Fahrer eine so genannte Freie Stationierung<br />

durch. Als Anschlusspunkte dienen die<br />

Polygonpunkte des Baustellennetzes.<br />

Planung der Messung<br />

Für die Kontrollmessung am Grader wurde ein<br />

Teilstück des bereits erwähnten Bauvorhabens herangezogen.<br />

Nach Fertigstellung des Schotterplanums<br />

in diesem Bereich wurde ein Flächennivellement<br />

durchgeführt, um die Genauigkeit des Graders zu<br />

verifizieren. Für die fertige Straße war eine Breite<br />

von 6,50 m vorgesehen, also 3,25 m für jede Spur. Um<br />

aber die ganze Trassenbreite inklusive Bankett zu erfassen,<br />

sollte das Flächennivellement eine Breite von<br />

7,00 m aufweisen. Im Abstand von 2,50 m wurden<br />

entlang der Achse jeweils fünf Punkte abgesteckt<br />

und anschließend in ihrer Höhe bestimmt.<br />

Abb. 4: Skizze für die Ausführung der Rasterpunkte-<br />

Absteckung<br />

Auswertung der Messung<br />

Da die Absteckung der Punkte nicht nach Sollkoordinaten,<br />

sondern nach Station und Achsabstand<br />

durchgeführt wurde, mussten zunächst die<br />

Koordinaten der Rasterpunkte für die Auswertung<br />

mit CAD erzeugt werden. Zu diesem Zweck wurden<br />

die Punkte mit VESTRA CAD zeichnerisch<br />

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28<br />

und mit entsprechender Punktnummer erstellt und<br />

anschließend exportiert. Nun können die Höhen<br />

aus der Nivellementauswertung den jeweiligen<br />

Punkten zugeordnet werden und man erhält so<br />

dreidimensionale Koordinaten für das aufgenommene<br />

Trassenstück. Eine Koordinatendatei, die alle<br />

Punkte enthält, wird nun wiederum in VESTRA<br />

importiert. Die eingelesenen Punkte ergeben ein digitales<br />

Geländemodell (DGM), wie es für die spätere<br />

Berechnung benötigt wird.<br />

Abb. 5: DGM des IST-Schotterplanums mit Höhenlinien<br />

Außerdem lassen sich in dem erstellten DGM sofort<br />

Höhenlinien darstellen, welche die Richtung<br />

der Querneigung und den Neigungswechsel zeigen.<br />

Abbildung 5 zeigt, dass die Ränder der Schottertragschicht<br />

etwas abrutschen, was normal ist, hervorgerufen<br />

durch das Verdichten des Schotters.<br />

DGM<br />

Die Leonhard Weiss GmbH & Co. KG verwendet<br />

VESTRA nicht nur für die Datenauswertung,<br />

sondern auch für die Datenvorbereitung, dazu<br />

zählt die Erzeugung von Deckenbuch und DGM.<br />

Das Digitale Geländemodell wird vor allem für<br />

Massenberechnungen und für die Maschinensteuerung<br />

verwendet. Ein DGM wird in VESTRA<br />

CAD importiert und dort über Dreiecksvermaschung<br />

nach dem Prinzip der Delaunay-<br />

Triangulation berechnet, wobei Bruchkanten, Innen-<br />

und Umringe automatisch berücksichtigt werden.<br />

Bei Erzeugung eines DGM in VESTRA CAD sollte<br />

man Bauabrechnung als Berechnungsalgorithmus<br />

wählen. Unter den Reitern Umring und Inring lässt<br />

sich jeweils ein Layer auswählen, der den Um- bzw.<br />

Inring enthält, falls diese vorhanden sind und benötigt<br />

werden.<br />

Abb. 6: Einstellungen in VESTRA zur DGM-<br />

Berechnung<br />

Die Berechnung selbst wird über die Menüfunktion<br />

DGM – Rechnen – Einzelnes Geländemodell<br />

gestartet. Berücksichtigt werden alle<br />

Zeichnungselemente, die vorher markiert wurden,<br />

wobei Punkte mit einer Höhe von 0.000 automatisch<br />

ignoriert werden. Nach der fehlerfreien<br />

Dreiecksvermaschung unter Berücksichtigung aller<br />

Bruchkanten, Innen- und Umringe lässt sich das<br />

DGM für weitere Betrachtungen heranziehen. Es<br />

bildet die Grundlage z. B. für Mengenermittlung,<br />

Modellverschneidungen, 3D-Perspektiven oder<br />

Höhenlinien. Der Im- und Export ist natürlich REB-<br />

und GAEB-konform. Für die Bauabrechnung können<br />

detaillierte Informationen auch über ein DGM<br />

in einer Liste oder im Microsoft Excel-Format ausgegeben<br />

werden.<br />

VESTRA CAD bietet auch die Möglichkeit zur<br />

nachträglichen Änderung eines Digitalen Geländemodells.<br />

Es können dabei Punkte eingerechnet und<br />

entfernt, aber auch neue Bruchkanten erzeugt werden.<br />

Für eine Massenberechnung zwischen zwei<br />

Zuständen, z. B. zwischen Urgelände und Baugrube,<br />

müssen selbstverständlich beide Modelle korrekt<br />

und als DGM vorliegen. Der Dialog wird über<br />

DGM – Auswertungen – Massenberechnungen gestartet.<br />

Nach der Berechnung werden die Auf- und<br />

Abtragsmassen ausgegeben. Außerdem können die<br />

Massenprismen und die Durchdringungslinie an<br />

den Lageplan übergeben werden. Für eine externe<br />

Prüfung kann die entsprechende Ergebnisliste ausgedruckt<br />

und jedes der betrachteten DGM einzeln<br />

gemäß REB oder GAEB abgespeichert werden.<br />

Vergleich der SOLL- mit der IST-Trasse<br />

Bevor der Vergleich zwischen den beiden Trassen<br />

durchgeführt werden kann, muss die SOLL-Trasse<br />

erzeugt werden. Die Lagekoordinaten, die bereits<br />

für die IST-Trasse herangezogen wurden, lassen<br />

sich wieder verwenden. Somit müssen nur noch<br />

die SOLL-Höhen für die Rasterpunkte bestimmt<br />

werden. Mit Hilfe von Gradiente und Querneigung<br />

lässt sich die Fahrbahnhöhe der fertigen Straße an<br />

jeder Stelle der Strecke (Station und Achsabstand<br />

bekannt) berechnen. Da jedoch die SOLL-Trasse<br />

der Schottertragschicht kontrolliert wird, muss<br />

von diesen Höhen anschließend nur noch die gesamte<br />

Aufbauhöhe der verschiedenen Tragschichten<br />

abgezogen werden. Diese Tragschichten sind laut<br />

Regelquerschnitt 14 cm Asphalttragschicht, 5 cm<br />

Asphaltbinder und 3 cm Splittmastixasphalt.<br />

Zunächst wird jedoch mit der Software GEO-<br />

Samos eine vorläufige Auswertung durchgeführt.<br />

Über die Achse der Verbindungsstraße, deren Gradiente<br />

und Querneigung bekannt sind, lässt sich mit<br />

dem Programm eine Trasse erzeugen, die der Planung<br />

entspricht. Anschließend werden die Punkte der IST-<br />

Trasse ebenfalls eingelesen. Nun lassen sich für jeden<br />

Punkt die Höhendifferenzen zu der geplanten<br />

Trasse berechnen und per Protokoll ausgeben. Um<br />

diesen Höhenunterschied genauer bestimmen zu<br />

können, werden die Werte aus dem Protokoll heraus<br />

kopiert und in das Tabellenkalkulationsprogramm<br />

Excel von Microsoft übernommen. Hier können<br />

mit einfachen Funktionen die Minimal- und<br />

Maximalabstände ermittelt werden.<br />

PROFILE 2/2006


Für weitere Betrachungen wurde ein zusätzliches<br />

drittes DGM erzeugt.<br />

• IST-DGM aus der Messung resultierend<br />

• Absolutes SOLL-DGM aus der Planung und<br />

dem Regelquerschnitt resultierend<br />

• Relatives SOLL-DGM<br />

Bei der Berechnung des relativen SOLL-DGM<br />

musste berücksichtigt werden, dass der zwangsläufig<br />

auftretende Fehler an den Randpunkten durch<br />

das seitliche Wegrutschen des Schottermaterials das<br />

Gesamtergebnis verfälschte. Das entstandene relative<br />

DGM des SOLL-Zustandes passte sich dem<br />

Niveau, das auf der Baustelle auch versucht wurde<br />

herzustellen, am besten an.<br />

Die Digitalen Geländemodelle des IST-Zustandes<br />

und des relativen Zustandes wurden übereinander<br />

gelegt und Höhenlinien im Abstand 2,5 cm eingezeichnet.<br />

Hier konnte man dann überprüfen, ob<br />

die Querneigungen und der Neigungswechsel im<br />

Verlauf des kontrollierten Trassenstücks auch so gebaut<br />

wurden, wie es die Planung vorsah.<br />

Abb. 7: Überlagerung der beiden DGM<br />

Abbildung 7 zeigt sehr deutlich, dass die Querneigung<br />

mit ihren Verziehungen und dem Neigungswechsel<br />

in dem roten DGM des IST-Zustandes sehr<br />

gut mit denen des blauen SOLL-DGM zusammen<br />

passt. Daraus konnte geschlossen werden, dass der<br />

Straßenverlauf gemäß Planung hergestellt wurde.<br />

Abb. 8: Öffnen eines externen DGM für die Massenberechnung<br />

Um die Unterschiede zwischen den verschiedenen<br />

Zuständen der Schottertragschicht anschaulicher<br />

darzustellen, wurde zusätzlich zu den bisherigen<br />

Auswertungen noch eine Massenberechnung<br />

zwischen diesen beiden DGM durchgeführt. Dazu<br />

verwendet man die Menüfunktion DGM – Auswertungen<br />

– Massenberechnung von VESTRA CAD.<br />

Nachdem die Berechnungsart (Massen zwischen<br />

zwei Modellen) gewählt worden ist, werden die beiden<br />

vorher erzeugten DGM einander zugeordnet.<br />

PROFILE 2/2006<br />

Abb. 9: Ergebnis der Massenberechnung<br />

Die Massenprismen und die Durchdringungslinien<br />

können an dieser Stelle in verschiedenen<br />

Layern gespeichert werden. Zusätzlich lassen sich<br />

die Farben für Auf- und Abtrag frei wählen.<br />

Abb. 10: Ergebnis der Massenberechnung (zeichnerische<br />

Darstellung)<br />

Die Maske für die Einstellung der Tiefenzonen, die<br />

sich dank der Massenberechnung farblich darstellen<br />

lassen, öffnet man über DGM – Auswertungen<br />

– Tiefenzonen/Höhenbereiche. Dort werden die zu<br />

zeichnenden Zonen nach Angabe ihrer Anzahl und<br />

eines Intervalls erzeugt. Jedem Höhenbereich kann<br />

hier eine Farbe zugeordnet werden.<br />

Abb. 11: Zeichnerische Darstellung der Tiefenzonen<br />

Die verschiedenen Blautöne stellen dabei die<br />

Bereiche dar, die zu hoch liegen. Zu tief hingegen<br />

sind die Stellen, die rot dargestellt sind.<br />

Fazit<br />

Wesentlicher Vorteil einer automatisch gesteuerten<br />

Baumaschine ist, dass eine geplante Trasse nicht nur<br />

linienhaft (früher alle 10 bis 20 m eine Absteckung)<br />

hergestellt werden kann, sondern auch flächenhaft<br />

über die ganze Trasse. An jeder Stelle des Modells<br />

oder der Trasse ist hier Lage und Höhe bekannt.<br />

Die Leonhard Weiss GmbH & Co. KG vertraut bei<br />

der Datenauswertung auf die Software VESTRA,<br />

die sich vielseitig und flexibel einsetzen lässt und allen<br />

Ansprüchen eines modernen Bauunternehmens<br />

ohne jede Einschränkung gewachsen ist.<br />

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29


Dipl.-Ing. Arno<br />

Brüggemann ist<br />

Geschäftsführer<br />

der <strong>AKG</strong> Software<br />

Consulting GmbH für<br />

den Bereich Kunden.<br />

QEDIT: manuelle<br />

Konstruktion im<br />

Querschnitt<br />

Katalog: gemäß Spur-<br />

Typ angebotene Auswahl<br />

von Definitionen<br />

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30<br />

VESTRA-Workshop Querschnitt:<br />

„Planen und Bauen im Bestand“<br />

Von Dipl.-Ing. Arno Brüggemann<br />

Die Funktionalität des Querschnitts in VESTRA und seine bedienerfreundliche<br />

Handhabung sind den meisten Anwendern hinlänglich bekannt. An dieser Stelle soll<br />

der Querschnitt unter dem Gesichtspunkt „Planen und Bauen im Bestand“ näher<br />

beleuchtet werden. Ziel ist es, einerseits Wege und Lösungen aufzuzeigen und<br />

anderseits zu neuen Ideen und Überlegungen anzuregen.<br />

Vorbemerkungen<br />

Die Anforderungen an die Querschnittsgestaltung<br />

haben sich im Laufe der Jahre deutlich gewandelt.<br />

Die Untersuchung von Varianten ist ebenso<br />

selbstverständlich wie das kurzfristige Einarbeiten<br />

von Änderungen in der Bauausführung. Auch<br />

die Abrechnung sucht wegen des immer stärkeren<br />

Termindrucks nach schnellen, zielgerichteten<br />

Lösungen. Die Arbeit des Ingenieurs steht heutzutage<br />

ständig unter dem Motto „Alles ist möglich“<br />

– steigende Anforderungen, enge Budget- und<br />

Termingrenzen, kein Projekt gleicht dem anderen<br />

und Flexibilität ist mehr gefragt denn je. Auf derartige<br />

Herausforderungen bietet VESTRA mit seinen<br />

vielfältigen Möglichkeiten die fachgerechte Antwort,<br />

damit Anwender auch künftig wettbewerbsfähig<br />

bleiben.<br />

Das Konzept des VESTRA-Querschnitts hat sich<br />

bewährt und wurde schon verschiedentlich vorgestellt:<br />

Kataloge sind kontextsensitiv angeschlossen<br />

und können bei Bedarf einfach und schnell angepasst<br />

werden. „Vorränge“ unterstützen den Aufbau<br />

der hierarchischen Definitionen. „Bedingungen“<br />

setzen Fallunterscheidung übersichtlich in die<br />

Programmlogik um, ohne den Anwender durch<br />

unnötige Details zu belasten.<br />

Spurmanager und der Horizontmanager gewährleisten<br />

jederzeit den Überblick darüber, welche<br />

Spuren mit welchem Typen belegt sind und<br />

welchen Inhalt die Querschnittsdatenbank aktuell<br />

aufweist.<br />

Abb. 1: Spezieller Querschnittsbaustein<br />

Querschnitt<br />

Der Querschnittskatalog in VESTRA besteht aus<br />

zwei Hauptbereichen, den festen Querschnittstypen<br />

und den freien Bausteinen. Die festen Typen sind<br />

durch Parameter konfigurierbar und decken einen<br />

großen Bereich der Querschnittskonstruktion ab.<br />

Die freien individuellen Bausteine werden menüge-<br />

steuert erfasst und sind in einer Makrosprache abgelegt.<br />

Jeder dieser Hauptbereiche ist in Abschnitte<br />

für die verschiedenen Anteile des Querschnitts gegliedert.<br />

Damit kann die jeweilige Definition von<br />

Fahrbahn, Gehweg, Radweg, Bankett, Böschungen,<br />

Planumslinie und Drainage übersichtlich bearbeitet<br />

werden.<br />

Die Abbildung 2 zeigt den festen Aufbautyp<br />

„Ausgleichsschicht mit Abfräsen“. Dabei wird eine<br />

Ausgleichsschicht unabhängig vom Deckenbuch aus<br />

dem Bestand und dem optionalen Abfräsen abgeleitet.<br />

Die Vorgabe der minimalen Stärke für diese<br />

Schicht bringt die bautechnischen Zwänge hinein.<br />

Für die Unterkante dieses Ausgleichshorizonts werden<br />

im QEDIT dann einfach zusätzliche Fräspunkte<br />

ermittelt und automatisch eingebunden. Die relative<br />

Tiefe zum Referenzhorizont (Bestand) an<br />

diesen Punkten wird zum Nachweis bequem als<br />

Excel-Liste ausgegeben, die Fräspunkte werden über<br />

die Funktion „Querprofilspunkte“ direkt an die<br />

Maschinensteuerung oder ein beliebiges Feldgerät<br />

exportiert.<br />

Abb. 2: Deckensanierung und Vollausbau<br />

Für das Bauen und Planen im Bestand ist der<br />

Einsatz von individuellen Bausteinen unumgänglich.<br />

Daher wurde in VESTRA die Makrosprache durch<br />

eine intelligente Nutzerführung bewusst in den<br />

Hintergrund verlegt. Der Anwender konzentriert<br />

sich auf die Aufgabenstellung, VESTRA bietet einen<br />

Fundus von zielgerichteten Befehlen. Natürlich<br />

beschränkt sich der Einsatz von freien Bausteinen<br />

nicht nur auf die Böschungen. Übergänge in Form<br />

von Steinen oder Rinnen sind ebenso möglich wie<br />

allgemeine Bausteine in Grün- / Mittelstreifen oder<br />

PROFILE 2/2006


Schichtenbausteine für die von der RStO abweichenden<br />

Aufbauten.<br />

Eine gewichtige Komponente für die Ausführung<br />

und Abrechnung ist die flexible Steuerung des<br />

Querschnitts durch externe Werte. Daher bietet<br />

VESTRA im Querschnitt an verschiedensten<br />

Stellen den Einsatz so genannter POLY-Dateien.<br />

In umfangreichen Projekten steuern externe Dateien<br />

über „Bedingungen“ die senkrechten Abbrüche<br />

von Banketten und Böschungen. Weiterhin werden<br />

externe Werte in Bausteinen als Variablen benutzt,<br />

die, wie ihr Name schon sagt, dann in der<br />

kompletten Querschnittsdefinition variabel eingesetzt<br />

werden können. Damit definiert man einfach<br />

und übersichtlich in der Vermessung ermittelte<br />

Böschungsneigungen, Böschungsdurchstoßpunkte,<br />

Gräben / Wildschutzzäune oder aus Bodenanalysen<br />

resultierende Felshorizonte, Grundwasserspiegel<br />

oder Kontaminierungen. Liegen die externen Werte<br />

an einer Station noch nicht vor, so benutzt VESTRA<br />

je nach eingestellter Option einen Vorgabewert<br />

oder weist über eine Protokollmeldung auf dieses<br />

Problem hin.<br />

Horizonte<br />

Die Querschnittskonstruktion bietet mit der<br />

Horizontbildung ein sehr effektives Werkzeug<br />

zur Bearbeitung und Erweiterung der Querschnittsdatenbank<br />

(QPE). So werden neue Linien-<br />

oder Flächenhorizonte erzeugt oder bestehende<br />

Horizonte bearbeitet (siehe Abbildung 3). Im<br />

Folgenden werden zwei Möglichkeiten gegenübergestellt.<br />

Die Bauausführung wird oft mit externen<br />

Zwängen konfrontiert. Zum Beispiel können<br />

Tiefenwerte eines Bodengutachtens zusätzliche<br />

Aushubschichten bedingen oder aber zu einer<br />

Position „Unbrauchbarer Boden“ führen. Solche<br />

Werte werden einfach als externe Tiefendatei in<br />

die Bildung eines parallelen Linienhorizonts eingebracht<br />

– entweder als Höhenversatz oder als echte<br />

Parallele zum Gelände. Der resultierende Horizont<br />

kann dann bequem zur Teilung des Erdabtrags in<br />

einen unbrauchbaren und einen verwertbaren Teil<br />

genutzt werden.<br />

Abb. 3: Horizontbildung<br />

Die Abrechnung erfordert oft eine Teilung nach<br />

Kostenträgern, die nicht über die Querschnittsdefinitionen<br />

festgelegt werden soll oder die zur<br />

Zeit des Querschnittsaufbaus noch nicht endgültig<br />

geklärt ist. Zur Lösung dieser Aufgabe bietet<br />

die Horizontbildung die Option „Senkrechter<br />

Abbruch von Horizonten“. Der Abstand wird absolut<br />

von der Achse aus oder relativ zu einer Spur<br />

festgelegt. Optional kann ein variabler Abstand<br />

PROFILE 2/2006<br />

für den Abbruch über eine externe Datei gesteuert<br />

werden. Der Stationsbereich wird einfach gewählt,<br />

ebenso die Liste der betroffenen Linien- oder<br />

Flächen-Horizonte. Als Ergebnis steht ein beliebig<br />

abgeschnittener Querschnitt zur Verfügung (siehe<br />

Abbildung 4). Wird nach der Mengenermittlung wieder<br />

der komplette Querschnitt benötigt, so ist durch<br />

Rechnen aller Profile die Querschnittsdatenbank<br />

wieder schnell aktualisiert.<br />

Abb. 4: Senkrechter Abbruch für die Abrechnung<br />

Daten<br />

Die Ergebnisse aller Bearbeitungen im Querschnitt<br />

werden automatisch in der Querschnittsdatenbank<br />

gespeichert. Damit steht die Basis für die Zeichnungsaufbereitung<br />

(HPLOT, QPLOT) und für<br />

weitere Berechnungen wie REB 21.013 oder REB<br />

21.003.<br />

Um die Daten des Querschnitts auch selektiv<br />

an den Auftraggeber weitergeben zu können, bietet<br />

VESTRA den Export von Querprofilspunkten.<br />

Dazu werden vom Auftraggeber gewünschte<br />

Punkte aus der Querschnittsdatenbank in einem<br />

Auswahldialog zusammengestellt. Die Punktnamen<br />

lassen sich über ein Schema aus den Komponenten<br />

Station, Querprofilsname und Seitenindex flexibel<br />

aufbauen. Als Ergebnis wird direkt eine Datei für<br />

die Maschinensteuerung geschrieben oder es wird<br />

eine Liste als Excel-Tabelle erzeugt. Alternativ führt<br />

der Weg über den Exportassistenten in alle gängigen<br />

Exportformate bis hin zum Universalkonverter, der<br />

jedes beliebige ASCII-Format erzeugen kann.<br />

Fazit<br />

Der VESTRA-Querschnitt ist ein komplexes Modul<br />

für die Einsatzgebiete Vermessung, Planung,<br />

Bauausführung und Abrechnung. Im Vordergrund<br />

stehen dabei zwei wichtige Aspekte, die für die wirtschaftliche<br />

Bearbeitung anspruchsvoller Projekte<br />

von großer Bedeutung sind. Die einfache und<br />

übersichtliche Benutzerführung von VESTRA<br />

schafft die Grundlage für die optimale Nutzung<br />

durch die Anwender. Die umfassende, praxisnahe<br />

Programmfunktionalität bietet Lösungen für jede<br />

auch noch so komplexe Aufgabenstellung. Damit dies<br />

auch weiterhin so bleibt, wird der Querschnitt mit jedem<br />

Programm-Update weiter entwickelt und wächst<br />

mit den Anforderungen aus der Praxis.<br />

POLY-Datei:<br />

Stationen und dazugehörige<br />

Werte wie<br />

Tiefen, Breiten etc.<br />

Horizontbildung:<br />

Konstruieren oder<br />

Ändern von Flächen-<br />

oder Linienhorizonten<br />

P<br />

R<br />

O<br />

F<br />

I<br />

L<br />

E<br />

31


00<br />

.000<br />

0+167.118<br />

hrt<br />

R= 0+182<br />

R=<br />

R=50.000<br />

0+000.00<br />

0+157.118<br />

R=<br />

2.00 m<br />

3,75 4,00<br />

R=<br />

3,75<br />

R=<br />

R=400.000<br />

2.00 m<br />

2.00 m<br />

Kreisachse 177<br />

0+000.000<br />

3,75<br />

R=<br />

R=400.000<br />

R=-7<br />

R<br />

R<br />

R=<br />

Achse Nr. 500<br />

R=<br />

0+000.0<br />

R=<br />

5.00 m<br />

2.00<br />

8.00 m<br />

Achse Nr. 100<br />

Einfahrt Autohaus Willig<br />

Achse Nr. 100<br />

R=37<br />

R=<br />

R=ì<br />

2.50 m<br />

15.00 m<br />

Achse Nr. 508<br />

2.5%<br />

R=<br />

R=<br />

1.50 m<br />

R=-4<br />

0+067.049<br />

4,00 4,00<br />

R=<br />

3.00 m<br />

2.50 m<br />

A=-6.455 0+057.197<br />

A=-6.455<br />

An<br />

2.5% 2.5%<br />

R=-7.500<br />

R=<br />

R=-7.500<br />

R=<br />

R=-27.000<br />

R=8.000<br />

R=<br />

0+021.000<br />

R=<br />

R=-4.000 0+035.695<br />

4,00 4,00<br />

Achse 814<br />

R=-56.500<br />

R=-7.500 0+048.000<br />

R=-27.000<br />

0+034.000<br />

2.5%<br />

R=8.000<br />

R=-7.500 0+038.000<br />

2.5%<br />

3.00 m<br />

R=<br />

R=44.5<br />

R=44.500<br />

R=-56.500<br />

1.50 m<br />

0<br />

0+007.00

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