Projektbeschreibung
Neues System bietet einen zuverlässigen Ansatz für das Management von Tunnelbauprojekten
Die Vorhersage des Bodenverhaltens während der Tunnelbohrung ist für einen sicheren und effizienten Bau unter der Erdoberfläche unerlässlich. Die komplexen Wechselwirkungen zwischen Boden, Porendruck und Tunnelbaumaschinen entwickeln sich jedoch dynamisch, was eine Echtzeitvorhersage erschwert. Traditionelle numerische Simulationen sind zwar akkurat, aber rechenaufwändig, während herkömmliche Modelle des maschinellen Lernens oft Schwierigkeiten haben, unter sich ändernden Bedingungen zu generalisieren. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt PIMEX wird ein modulares Echtzeit-Framework entwickeln, das physikbasierte Modelle mit fortschrittlicher künstlicher Intelligenz kombiniert. Durch die Integration physikalischer Gesetze mit maschinellem Lernen zielt PIMEX darauf ab, die Vorhersagegenauigkeit, die Entscheidungsfindung und die Sicherheit und Effizienz beim Bau unterirdischer Infrastrukturen zu verbessern.
Ziel
The growing demand for tunnel excavation is directly linked to urbanization, with over 75% of Europe’s population already living in cities and this figure projected to exceed 80% by 2050. As urban areas expand, the need to extend infrastructure underground becomes critical. Subsurface development, however, introduces significant geotechnical risks, where even minor delays or failures can result in severe economic and societal consequences. Real-time predictive modelling tools are essential to ensure safety and resilience.
Despite advances in modelling, predicting ground behaviour in real time remains a major challenge. Excavation involves coupled processes, soil displacement, pore pressure changes, and complex machine-ground interactions, that evolve dynamically. Traditional numerical methods are accurate but computationally intensive and lack real-time adaptability. Machine learning (ML) approaches are faster but often operate as opaque black boxes, requiring large datasets and offering limited generalizability.
To address this gap, this project proposes the Physics-Informed Modular Excavation (PIMEX) framework: a real-time, modular system that integrates physics-based models with advanced ML. By embedding physical laws and constraints within neural network architectures such as PINNs, ConvLSTMs, and GNNs, PIMEX will enable interpretable, predictive simulations of excavation processes under sparse and noisy data.
The framework will support real-time control, enhancing safety, efficiency, and decision-making in mechanized tunnelling. Validation will be performed through large-scale infrastructure datasets and international collaborations, ensuring the robustness and transferability of the approach. Ultimately, PIMEX aims to deliver a next-generation predictive system for underground excavation, bridging physics and data-driven methods to reduce risks, optimize operations, and contribute to safer, more cost-effective infrastructure delivery under evolving conditions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
- Technik und Technologie Umwelttechnik Geotechnik
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz maschinelles Lernen
- Naturwissenschaften Mathematik angewandte Mathematik numerische Analyse
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften künstliche Intelligenz Computational Intelligence
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2025-PF
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
DH1 3LE DURHAM
Vereinigtes Königreich
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.