Voor een constructeur een jaar rekenwerk, voor een algoritme een kwestie van een halve dag. Met Artificial Intelligence als nieuw gereedschap optimaliseert Antea Group het ontwerp van tunneltoeritten. De resultaten zijn verbluffend.

De toeritten van tunnels bestaan uit een zogenaamde open-moot-constructie: een serie U-vormige bakken die achter elkaar worden geplaatst om van maaiveldniveau op tunnelniveau te komen. Deze open moten zijn vaak gefundeerd met tientallen palen per moot op diepe zandlagen. In de ontwerpfase is het de kunst om een optimaal palenplan te ontwikkelen en hierbij direct ook de optimale palen te kiezen. Het doel daarvan is het maken van een kosteneffectief ontwerp.

Onbegonnen werk

Het meest optimale plan laat zich echter niet eenvoudig berekenen. Want, waar begin je en in hoeverre zijn 36 zware diep gefundeerde palen beter dan 50 slanke ondiep gefundeerde palen? En welke configuratie van palen leidt dan tot de beste krachtsverdeling? Voor een constructeur is het onbegonnen werk om honderdduizenden mogelijke oplossingen en locatieparameters handmatig door te rekenen, maar met Artificial Intelligence kan dit optimalisatieproces, door de computer zelf slim keuzes te laten maken, snel geautomatiseerd voor ons gedaan worden! Antea Group ontwikkelde daarom voor dit optimalisatieproces een genetisch algoritme.

Antea Group paste kunstmatige intelligentie toe in meerdere ontwerpprojecten. Nieuwsgierig naar het resultaat? Onze collega’s Simone de Rijke, Gerjan Dorgelo en Trevor Spannenburg vertellen je er meer over.

Het fokken van schapen

Vergelijk dit genetisch algoritme met het fokken van schapen. Waar de mens al duizenden jaren de beste schapen kruist om tot de maximale productie van wol te komen, zo is het algoritme in staat om open moten te kruisen om de beste genen voor open moten over te houden. Met die genen kom je tot een perfecte verdeling van krachten dat leidt tot het beste palenplan. Hierdoor wordt een ontwerp veel verder en slimmer geoptimaliseerd dan menselijk haalbaar is.

Goedkoper palenplan

Het resultaat is verbluffend. Niet alleen kunnen palen slanker en korter worden ontworpen, ook bijvoorbeeld ponskrachten en momenten in de vloer vallen lager uit. Een palenplan kan hierdoor stukken goedkoper ontworpen worden.

Met een automatisch geoptimaliseerd palenplan kan de constructeur zich op andere constructieve aspecten van het ontwerp richten. Hiermee maken we het werk van de constructeur – wiens kennis steeds schaarser wordt – niet alleen leuker, we zetten zijn/haar kennis in daar waar het echt nodig is.