Webbasierte Integration von Sensordaten in digitale Brückenbauwerke

Bachelorthesis von Nepomuk Wolf,  TU München, 2020

Supervisor: Esser, S.

Brücken sind wichtige Komponenten unserer Infrastruktur. Sie ermöglichen Mobilität, Verkehr und Transport, ein Ausfall hat negative Konsequenzen für viele Bereiche. Ein komplettes Versagen dieser Bauwerke kann sogar katastrophale Folgen haben und viele Menschenleben kosten. Es ist daher von großer Wichtigkeit zuverlässige Monitoring-Lösungen zu entwickeln, um einen sicheren, dauerhaften Betrieb dieser Bauwerke zu gewährleisten. Die Überwachung geschieht normalerweise überwiegend in festen Zeitabständen oder beim Feststellen eines Schadens durch Fachpersonal vor Ort und ist mit Ungenauigkeit und Aufwand verbunden. Daher wird viel Forschung betrieben, um die Überwachung einfacher, genauer und günstiger zu gestalten. Ein Ansatz ist dabei das sogenannte Structural Health Monitoring (SHM), bei dem der Zustand kontinuierlich und automatisiert mithilfe von Sensoren erfasst wird. Davon erhofft man sich weniger Wartungsarbeit und vor allem eine deutlich frühere Erkennung von Schäden. Gerade mit der schnellen Entwicklung in den Bereichen Sensortechnik und IoT gewinnt dieses Vorgehen immer mehr an Relevanz. Auch von staatlicher Seite werden deshalb viele Projekte dieser Art gefördert, in Auftrag gegeben oder mitgetragen. Langfristiges Ziel ist es, alle Bereiche des Verkehrs- und Infrastruktursektors der fortschreitenden Digitalisierung anzupassen. Systeme dieser Art sind bereits erfolgreich in Verwendung, werden allerdings noch nicht in der Breite eingesetzt. In der Baubranche liegt die Antwort auf die Digitalisierung und die steigenden Anforderungen in der immer häufigeren Verwendung von digitalen Bauwerksmodellen sowohl in der Planungs- und Bauphase als auch während des Betriebs. Die Entwicklung und Einführung dieser als BIM bekannten Technologie wird ebenfalls von staatlicher Seite gefördert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine webbasierte Anwendung entwickelt, die die beiden Bereiche (IoT und BIM) verknüpft. Zu diesem Zweck wurde eine Website eingerichtet, die sowohl das digitale Bauwerksmodell als auch Sensordaten visualisiert. Die räumliche Lage der Sensoren wird im Modell dargestellt und die Messwerte dementsprechend mit dem Bauwerk verbunden. Zusätzlich zur eigentlichen Monitoring-Funktion ist eine benutzerfreundliche Handhabung essenziell, damit Überwachungssysteme auch in der Praxis den größtmöglichen Nutzen erzielen. Deshalb wurde auf eine verständliche Darstellung des Modells, der Sensoren und deren Messergebnisse Wert gelegt. Diese Webanwendung demonstriert prototypisch die Integration von Sensordaten in Forge-Applikationen. Im ersten Teil dieser Abschlussarbeit wird ein Überblick über das sensorgestützte Brückenmoni-toring sowie ein Einblick in die aktuelle Forschungslage gegeben. Wichtige Themenbereiche bilden dabei, neben der Erfassung von Messwerten, die Übertragung, Verarbeitung, Speicherung und Darstellung von Sensordaten im Brückenmonitoring.

Quelle und weiterlesen: https://publications.cms.bgu.tum.de/theses/2020_Wolf_Esser.pdf