Preisträgerbroschüre 2016

Simulationsgestützte Analyse von Begegnungsstrategien der Versorgungszüge im maschinellen Tunnelbau

Preisträger Hannah Mattern
hannah.mattern(at)rub.de
Hochschule Ruhr-Universität Bochum

Projekt
Zahlreiche Tunnelbauprojekte haben gezeigt, dass insbesondere die Dauer eines Bauprojekts erheblichen Einfluss auf die Kostenentwicklung nimmt. Die Vermeidung von Bauzeitverzögerungen erfordert eine flexible Anpassung der Baustellenlogistik an die Leistungsfähigkeit der eingesetzten Tunnelvortriebsmaschinen. Hannah Mattern entwickelte ein Simulationsmodell für die Logistik-Planung von Versorgungszügen im Tunnelbau, durch das die Gesamtprojektdauer positiv beeinflusst werden kann. Dazu wurden Systemkomponenten definiert, welche direkten Einfluss auf die Leistung der Tunnellogistik nehmen. Schwankungen der Einflussgrößen wurden anhand des Einsatzes von Verteilungsfunktionen abgedeckt. Nach Fertigstellung der Implementierung wurde ein Festwerttest durchgeführt, um das entwickelte Modell zu verifizieren. Schließlich wurden zwei Fallstudien durchgeführt, in denen die Belieferung unterschiedlich langer Tunnel mit variabler Anzahl an Zügen simuliert und ausgewertet wurde.

Bewertung der Jury
Die Jury würdigte insbesondere den immer noch innovativen Einsatz von klassischen Simulationstechniken für Logistikprobleme mit dem Ziel einer wirtschaftlicheren Baustellenabwicklung. Problematische Entscheidungen bei der Projektabwicklung können durch Simulationen besser abgesichert werden. Nicht zuletzt können durch die simulierte Planung unnötige Immissionen vermieden werden, wodurch auch dem Aspekt der Nachhaltigkeit besonders Rechnung getragen wird.

Die Preisträgerin
Derzeit studiert Hannah Mattern Bauingenieurwesen im 9. Mastersemester an der Ruhr-Universität Bochum. Nach dem Bachelorstudium entschied sie sich für die Vertiefungsrichtung „Geotechnik und Tunnelbau“, da dieses Gebiet des Bauingenieurwesens ihr Interesse geweckt hatte. Seit 2014 arbeitete sie auch am Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen. Durch diese Tätigkeit konnte sie einen vertieften Einblick in die Anwendung digitaler Methoden im Bereich des Bauingenieurwesens bekommen. Zudem erlangte sie erste Kenntnisse im Bereich der Prozesssimulation. Idealerweise bot sich die Möglichkeit, in einem Teilprojekt des Sonderforschungsbereichs „Interaktionsmodelle für den maschinellen Tunnelbau“ mitzuwirken. In dessen Rahmen erfolgte auch die Themenfindung für ihre Bachelorarbeit.

Das Besondere am Projekt
Die Ergebnisse des prämierten Projekts bieten die Möglichkeit, Schwachstellen und Probleme schon in der Planungsphase eines Tunnelbauprojekts aufzuzeigen. Auch für die Praxis stellt das entwickelte Simulationsmodell eine aussagekräftige Entscheidungshilfe dar, um unnötige Wartezeiten zu vermeiden sowie Geld und Kosten einzusparen. Besonders ist auch die Kombination von Prozesssimulation und Tunnelbautechnik, die eine fundierte Grundlagenkenntnis in beiden Teilbereichen voraussetzt. Zudem ist die kontinuierlich wachsende Entfernung zwischen Baustellenlager und Einbauort der Tunnelringe zu nennen, die eine für den Tunnelbau charakteristische – in der Baubranche einzigartige – Randbedingung darstellt.