Decision Support System for optimal tunnelling preliminary design. Development of an interactive model automatically responsive to environmental constraints for the feasible technical configurations evaluation in tunnelling projects.

Process automation is one of the main protagonists of technological development as the use of BIM methodologies is in the construction sector. The thesis sets itself the ambitious goal of creating a synergy between these two powerful tools by creating a decision support system (DSS) capable of automating the process of design, modeling, and conscious management of resources in the early design stage. In order to guarantee the functioning of this device, it was necessary to acquire specific knowledge relating to the world of mining sciences, parametric design and BIM methodology in civil infrastructures. The functioning of the DSS materializes with the reading of the input information and the return of a three-dimensional model of the tunnel under study, complete with all the technical components in turn attached with information relating to resources, processing times and costs. In the aim of providing the described result, it is necessary to equip the DSS with the alignment of the tunnel, the director as a pure three-dimensional curved line, and the set of geological parameters that define the section of the curve involved. The potential of the instrument lies in the automation of the process, in fact this will allow the user, faced with the typical uncertainty of the geological parameters in the most difficult to reach areas, to be able to compare all the possible scenarios or to be able to consider how and how much a unexpected event could affect. The model obtained, as well as for reading the information by the software, can also be a support for the subsequent phases of the design such as construction and maintenance. Although we have become aware of the complexity that will be involved in refining the selection mechanisms among the alternatives in the DSS to make it applicable, through this study the sector makes significant progress in the approach by entering a field that is reluctant to innovation such as that of infrastructure construction civilians two aspects that are now fundamental to the future of construction: BIM and automation.

L’ automatizzazione dei processi è uno dei principali protagonisti dello sviluppo tecnologico come l’utilizzo delle metodologie BIM lo è nel settore dell’edilizia. La tesi si pone come ambizioso traguardo di creare una sinergia tra questi due potenti strumenti creando un decision support system (DSS) atto ad automatizzare il processo di progettazione, modellazione e gestione cosciente delle risorse nell’early design stage. Affinché sia garantito il funzionamento di tale dispositivo si è reso necessario acquisire conoscenze specifiche relative al mondo delle scienze minerarie, della progettazione parametrica e della metodologia BIM nelle infrastrutture civili. Il funzionamento del DSS concretizza con la lettura delle informazioni imput e nella restituzione di un modello tridimensionale della galleria oggetto di studio, completo di tutte le componenti tecniche a loro volta allegate delle informazioni relative alle risorse, ai tempi delle lavorazioni e ai costi. Per poter fornire il risultato descritto è necessario dotare il DSS dell’allineamento del tunnel, la direttrice come pura linea curva tridimensionale, e del set di parametri geologici che definiscono il tratto di curva interessato. La potenzialità dello strumento risiede nell’automatizzazione del processo, infatti questo consentirà all’utilizzatore, di fronte all’incertezza tipica dei parametri geologici nelle zone più difficilmente raggiungibili, di poter mettere a confronto tutti i possibili scenari o di poter considerare come e quanto un imprevisto potrebbe condizionare. Il modello ottenuto, oltre che per la lettura delle informazioni da parte del software, potrà inoltre essere di supporto per le fasi successive alla progettazione come costruzione e manutenzione. Nonostante si sia presa coscienza della complicatezza che avrà la raffinazione dei meccanismi di selezione tra le alternative nel DSS per renderlo applicabile, attraverso questo studio il settore compie un consistente avanzamento nell’approccio mettendo in un campo restio all’innovazione come quello della costruzione delle infrastrutture civili due aspetti ormai fondanti del futuro delle costruzioni: BIM e automazione.