Verfahren zur IT-gestützten Ermittlung von Prozess- und Abrechnungsmengen des Erdbaus unter Einsatz von Baumaschinensteuerungssystemen

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Die zeitnahe Erfassung der geleisteten Mengen einer Baustelle ist eine wichtige Basis für ein erfolgreiches Bau-Projektcontrolling und für die Abrechnung zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber. Bei großen Erdbauprojekten ist die Mengenermittlung häufig komplex und die räumliche Ausdehnung der Baustellen groß. Notwendige Aufmaße nehmen demzufolge viel Zeit in Anspruch.
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines Verfahrens zur Mengenermittlung bei Erdbaumaßnahmen unter Einsatz von Baumaschinensteuerungssystemen (BSS).
Die Führung und Steuerung der Baummaschinen mittels BSS wird in der Praxis vielfach verwendet – jedoch ist die Nutzung der durch die BSS erfassbaren Ist-Geometriedaten noch nicht etabliert. Nach dem Zweck von BSS geht es primär darum, erfasste Positionsdaten der Werkzeuge (Schar, Löffel, Schild) innerhalb der Baumaschine in den Steuerungsbereich des Geräteführers oder an die Steuerungseinheit der Maschinenhydraulik zu übertragen. Einige auf dem Markt verfügbare Systeme ermöglichen jedoch für BSS zusätzlich eine Datenübertragung zu externen Systemen, womit eine wichtige Voraussetzung für die Nutzung der Ist-Geometriedaten des hergestellten Geländes aus BSS für baubetriebliche Aufgaben vorliegt.
Im Rahmen des in der Arbeit entwickelten Verfahrens liefern die BSS in Echtzeit die Ist-Geometriedaten als Datengrundlage für die zeitnahe Mengenermittlung. Die Ist-Geometriedaten aus den BSS werden im Zuge dieser Arbeit für eine modellbasierte Mengenermittlung genutzt. Dabei wird die Mengenermittlung anhand eines dreidimensionalen digitalen Modells durchgeführt.
Durch das neu entwickelte Verfahren wird eine zeitnahe Feststellung des Leistungsstandes der durch Baumaschinen erbrachten Leistungen bei Erdbauprojekten ermöglicht. Das Verfahren ist auf die Anforderungen an die Mengenermittlung seitens des Bau-Projektcontrollings und die Anforderungen bei der Abrechnung zwischen Auftragnehmer und Auftraggeber ausgelegt worden. Es macht durch die parallel zum Herstellungsprozess erfolgende Datenaufzeichnung ein zusätzliches Aufmaß überflüssig und ist in der Lage, aktuelle und für das Bau-Projektcontrolling und die Abrechnung ausreichend genaue Daten zu liefern und diese den Projektbeteiligten übersichtlich zur Verfügung zu stellen.

The determination of activity quantities within a short time is an important basis for a successful project controlling and the accounting between employer and contractor. Within large earthwork projects quantity calculation is typically complex and the size of the construction site may be vast. Therefore, necessary measurements may take a long time.
The aim of the thesis was to develop a method for quantity calculation within earthwork projects using construction machinery control systems.
The control and guidance of construction machinery with control systems is already used in practice – however, the usage of the as-built geometry data created by the construction machinery control systems is not yet established. The main purpose of construction machinery control systems is to transfer the measured position of the tools internally (e.g. blade, excavator shovel) to the control unit of the machine operator or machine hydraulics. Additionally, nowadays several systems exist on the market which allow construction machinery control systems to transfer data to external systems. This is a fundamental prerequisite for the usage of the as-built geometry data from the construction machinery control systems for construction management.
This thesis shows the newly developed method delivering as-built data from the construction machinery control systems in real time which is the basis for a timely model based quantity calculation. The model based quantity calculation is executed through a digital 3-D model.
The newly developed method allows a timely determination of the performance level based on the quantities of the construction machinery processes in earthwork projects.
The method is designed to fulfill the requirements of the quantity calculation for the project controlling and the accounting between employer and contractor.
An additional measurement is not necessary as the new method uses the as-built data continuously during the construction process to deliver actual, sufficient and precise data for the accounting between employer and contractor and the project controlling. The data is comprehensible for all stakeholders of the building process.