BIM-basiertes Bauwerksmonitoring von Wasserbauwerken
Deutschland altert. Dies gilt nicht nur für die Bevölkerung, sondern lässt sich auch bei der sanierungsbedürftigen Verkehrsinfrastruktur feststellen. Dazu gehören neben den Bahnstrecken sowie der gesamten Straßeninfrastruktur zunehmend auch die Wasserbauwerke. Vorhandene Wasserbauwerke müssen in wiederkehrenden Zyklen kontinuierlich und aufwendig instandgesetzt werden, um die Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit der Bauwerke zu erhalten. Sind Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit der Bauwerke nicht mehr gegeben, müssen sie sogar durch Neubauten ersetzt werden. Um eine vorzeitige Außerbetriebnahme der Bauwerke vor Beendigung der Instandhaltungsmaßnahmen bzw. Fertigstellung der Neubauten zu vermeiden, soll die Standsicherheit von Wasserbauwerken trotz Schäden möglichst lange erhalten bleiben. Um die Sicherheit der Bauwerke weiterhin gewährleisten zu können, werden Bauwerksinspektionen derzeit vor allem im Rahmen von Vor-Ort-Begehungen in kurzen Zeitintervallen durchgeführt. Zusätzlich wird bereits vereinzelt Sensorik zur Bauwerksüberwachung eingesetzt. Die medienbruchfreie, automatisierte Übertragung und gezielte Nutzung der erfassten Monitoringdaten zur Bauwerksüberwachung weisen aber noch große Defizite auf.
Abbildung 1: Typische Wasserbauwerke. Links oben: Schleusenkammer Brunsbüttel; rechts oben: Stauwehr Geesthacht (Quelle jeweils WTM Engineers); links unten: Flussdeich; rechts unten Damm (Quelle jeweils Schüttrumpf).
Das Ziel dieses Projekts ist daher die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Verknüpfung von Monitoringdaten mit einer BIM-Autorensoftware zum Aufbau von auf der Methode BIM basierenden Prozessen zur Gewährleistung des sicheren Betriebs von Wasserbauwerken. Hierbei werden die Monitoringdaten automatisch übertragen, aufbereitet, ausgewertet und nutzerspezifisch visualisiert. Dabei sollen erstmals Monitoringdaten von Wasserbauwerken in eine BIM-Umgebung integriert werden. Die entwickelten Verfahren sollen prototypisch in Software umgesetzt und in einem Demonstrator implementiert werden.
Das gia entwickelt in diesem Projekt ein Datenmanagement-Modul zur Aufbereitung und Verarbeitung von Monitoringdaten inklusive einer DatenspeicherungseinheitDas gia baut ein Datenbank-System speziell für den Einsatz im Bauwerksmonitoring mit standardisierter Festlegung der Sensordatenspeicherstruktur, um die gesammelten Monitoringdaten der Sensoren effektive nutzbar zu machen. Ziel ist es, durch den Einsatz von Standards die Interoperabilität nicht nur zum BIM-Modell herzustellen, sondern die Daten auch über andere Clients abrufbar zu hinterlegen. Das gia wird gemeinsam mit dem Projektpartner WTM Engineers ein Linked Data Modell zur interoperablen Kopplung des Sensor-Datenmodells mit dem BIM-Datenmodell aufbauen. Im letzten Schritt entwickelt das gia auf offenen Standards beruhende Web-Processing-Dienste, um Analyse- und Auswertemodule (die im Projekt vom Projektpartner Gewecke Teamplan entwickelt werden) webbasiert an die BIM-Softwareerweiterung für das Wasserbauwerksmonitoring (durch den Partner WTM Engineers entwickelt) anbinden und mit individuell gefilterten Monitoringdaten ausführen zu können.
Das Projekt ist ein Konsortialprojekt aus Forschung (Geodätisches Institut und Lehrstuhl für Bauinformatik & Geoinformationssysteme (gia) und Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft (IWW) der RWTH University) und Wirtschaft (WTM Engineers GmbH, Gewecke Teamplan GmbH, Fischer Teamplan Ingenieurbüro GmbH) im Rahmen des Innovationsnetzwerk BIMxD.
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M.Sc. Thomas Lemmerz
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