Entwurf und Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Generierung von Routingnetzen aus Gebäudemodellen

Forschungsarbeit, 2008
105 Seiten

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Einleitung
- Motivation
- Zielsetzung
- Aufbau der Arbeit
Anwendungsfall und Anforderungsanalyse
- Überblick über das Forschungsvorhaben
- Problematik des Brandalarmablaufes
- Lösungsansatz
Grundlagen
- Navigation und Routing
  - Definition
  - Geschichte
  - Heutiger Kenntnisstand
- Einführung in Indoor-Navigation
  - Positionierung
  - Routing
  - Guidance
- Graphentheorie
  - Einleitung
  - Definitionen
  - Beispiel
  - Speicherung von Graphen im Computer
- Routingalgorithmen
  - Kürzeste Wege in Graphen
  - Algorithmus von Dijkstra
  - A*-Algorithmus
  - Bidirektionale Verfahren
  - Routenberechnung im Straßenverkehr
- Zusammenfassung
Untersuchung von Gebäudedaten für Routinganwendungen
- Datenaustauschformate für Gebäude
  - Anforderungen
  - Datenaustausch im Bauplanungsprozess
  - Proprietäre Dateiformate
  - Offene CAD-Dateiformate
  - XML-Formate
- Vergleich der offenen Austauschformate
Indoor- Routing
- Eigenschaften von Wegen
- Definition der Wegekosten
- Berechnung von Weglängen in Polygonen
- Der Vorgang eines Routings
- Graphenmodell
- Modellierung mehrerer Stockwerke
- Wahl des Routingalgorithmus
Verfahren der Routingnetzgenerierung
- Manuelle Methoden
  - Wegpunktenetz
  - Polygonbasierte Umgebungen
- Automatisierte Methoden
  - Raummittelpunkte und Türen
  - Gleichmäßige Rasterung
  - Quadtrees
  - Delaunay- Triangulierung und Voronoi- Diagramm
  - Skelettierung
- Gegenüberstellung der Verfahren
  - Fazit
Entwicklung eines Werkzeugs zur Routingnetzherstellung
- Fachliches Modell
  - Anwendungsfall
  - Funktionalitäten
  - Klassen

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Generierung von Routingnetzen aus Gebäudemodellen. Das Ziel ist es, ein System zu schaffen, das es ermöglicht, Gebäudepläne in ein für Indoor-Navigationssysteme nutzbares Format zu konvertieren.

Automatisierung der Routingnetzgenerierung
Anpassung von Gebäudedaten für Indoor-Navigation
Entwicklung eines Prototyps für Indoor-Navigation
Analyse von Datenaustauschformaten für Gebäude
Anwendung von Graphentheorie und Routingalgorithmen

Zusammenfassung der Kapitel

Die Einleitung stellt die Motivation, die Zielsetzung und den Aufbau der Arbeit vor. Kapitel 2 beschreibt den Anwendungsfall und die Anforderungsanalyse, wobei die Problematik des Brandalarmablaufes und der Lösungsansatz erläutert werden. Kapitel 3 behandelt die Grundlagen der Navigation und des Routings, einschließlich Indoor-Navigation, Graphentheorie und Routingalgorithmen. Kapitel 4 untersucht Datenaustauschformate für Gebäude und vergleicht verschiedene offene Formate. Kapitel 5 befasst sich mit Indoor-Routing, einschließlich der Eigenschaften von Wegen, der Definition der Wegekosten, der Berechnung von Weglängen in Polygonen und der Modellierung mehrerer Stockwerke. Kapitel 6 präsentiert verschiedene Verfahren der Routingnetzgenerierung, sowohl manuelle als auch automatisierte Methoden. Schließlich beschreibt Kapitel 7 die Entwicklung eines Werkzeugs zur Routingnetzherstellung, einschließlich des fachlichen Modells.

Schlüsselwörter

Indoor-Navigation, Routingnetze, Gebäudemodelle, Datenaustauschformate, Graphentheorie, Routingalgorithmen, Brandalarm, CAD-Daten, XML-Formate, Navigationssysteme

Häufig gestellte Fragen

Wofür wird ein automatisches Routingnetz in Gebäuden benötigt?

Es dient als Grundlage für Indoor-Navigationssysteme, die z.B. Rettungskräfte im Brandfall schnellstmöglich zum Zielort führen können.

Welche Rolle spielt die Graphentheorie bei der Indoor-Navigation?

Gebäudepläne werden in mathematische Graphen (Knoten und Kanten) übersetzt, auf denen Algorithmen wie Dijkstra oder A* den kürzesten Weg berechnen können.

Welche Datenaustauschformate eignen sich für Gebäudemodelle?

Die Arbeit untersucht offene CAD-Formate und XML-basierte Formate auf ihre Eignung, gebäudeinterne Verkehrswege und Stockwerksbeziehungen abzubilden.

Was sind automatisierte Methoden zur Netzgenerierung?

Dazu gehören Verfahren wie die Raummittelpunkt-Methode, Quadtrees, Delaunay-Triangulierung, Voronoi-Diagramme und die Skelettierung von Grundrissen.

Warum ist GPS für die Indoor-Navigation nicht ausreichend?

GPS-Signale werden durch Gebäudewände stark abgeschwächt oder blockiert, weshalb alternative Positionierungs- und Navigationsmodelle für Innenräume notwendig sind.

Wie werden mehrere Stockwerke im Routingmodell berücksichtigt?

Die Arbeit entwickelt ein Datenmodell, das vertikale Verbindungen (Treppen, Aufzüge) als spezielle Kanten im Graphen integriert, um stockwerksübergreifendes Routing zu ermöglichen.

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Details

Titel: Entwurf und Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Generierung von Routingnetzen aus Gebäudemodellen
Hochschule: Technische Universität Darmstadt (Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen)
Autor: Dipl.-Ing. Clemens Portenlänger (Autor:in)
Erscheinungsjahr: 2008
Seiten: 105
Katalognummer: V286706
ISBN (eBook): 9783656869719
ISBN (Buch): 9783656869726
Dateigröße: 5655 KB
Sprache: Deutsch
Schlagworte: entwurf entwicklung werkzeugs generierung routingnetzen gebäudemodellen
Produktsicherheit: GRIN Publishing GmbH
Preis (Ebook): US$ 42,99
Preis (Book): US$ 52,99

Arbeit zitieren: Dipl.-Ing. Clemens Portenlänger (Autor:in), 2008, Entwurf und Entwicklung eines Werkzeugs zur automatischen Generierung von Routingnetzen aus Gebäudemodellen, München, Page::Imprint:: GRINVerlagOHG, https://www.diplomarbeiten24.de/document/286706