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Keywords
- Ait traffic system (1)
- Asset Management (1)
- Bauwerk (1)
- Bridge structure (1)
- Brücke (1)
- Flugsysteme (1)
- Safety (1)
- Sicherheit (1)
- Zustandsbewertung (1)
Bauwerke der modernen Infrastruktur sind über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Die Sicherstellung von Standsicherheit und Gebrauchstauglichkeit von Infrastrukturbauwerken hat im Kontext der Bauwerkserhaltung oberste Priorität, um Gefahren für Leib und Leben und wirtschaftliche Verluste zu vermeiden. Der aktuelle Bauwerkszustand wird durch regelmäßige Inspektionen ermittelt, wobei klassische Verfahren wie die handnahe Prüfung in der DIN 1076 geregelt sind. Diese sind bei großen Bauwerken wie Brücken infolge des Geräteeinsatzes für die Zugänglichkeit, notwendiger Sperrungen und spezialisierten Personals sehr zeit- und kostenintensiv. Gegenstand dieses Vorhabens ist die Konzeption und Evaluierung einer Verarbeitungskette zur signifikanten Beschleunigung und Unterstützung der visuellen Prüfung von Bauwerken. Die zentrale Datenquelle bilden dabei digitale Bilder der Bauwerksoberfläche, die mittels Unbemannter Flugsysteme (UAS) automatisiert aufgenommen werden. Mithilfe moderner Methoden und Algorithmen werden aus den Bilddaten sowohl quantitative als auch georeferenzierte (verortete) Zustandsinformationen bezüglich der Schädigung der betrachteten Struktur gewonnen. Für die bildbasierte Detektion von Anomalien an Bauwerksoberflächen steht bisher noch keine einheitliche Methodik zur Verfügung. Im Mittelpunkt dieses Vorhabens steht der Einsatz von Methoden des maschinellen Lernens wie CNNs (Convolutional Neural Networks), um eine Methodik zur automatisierten Detektion von Rissen auf Betonoberflächen zu entwickeln. Anhand ausgewählter Referenzbauwerke wird evaluiert, wie zuverlässig und robust potenziell geschädigte Bereiche automatisiert in Bildern detektiert und verortet werden können. Diese Ergebnisse bilden die Entwicklungsgrundlage für ein zukünftiges Unterstützungssystem, das die Prozesskette von der Planung der Datenaufnahme bis zur zuverlässigen Verortung potenzieller Schäden bei der Prüfung von Infrastrukturbauwerken umfasst.
Brücken sind als wichtiger Teil der Verkehrsinfrastruktur über die gesamte Lebensdauer kontinuierlich hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Eine dauerhafte Sicherstellung ihrer Leistungsfähigkeit mit dem Ziel minimaler Ausfallzeiten stellt eine große Herausforderung dar. Nur durch eine effektive Bauwerkserhaltung kann die Nutzungsdauer maximiert werden. Hierfür werden regelmäßige Inspektionen durchgeführt, welche die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Verkehrssicherheit der Bauwerke gewährleisten. Ein kontinuierliches Monitoring wird derzeit meist nur anlassbezogen eingesetzt und nur an konkreten Fragestellungen orientiert ausgewertet. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines Konzeptes zur Unterstützung eines Lebenszyklusmanagements (LZM) von Brücken mit Monitoringdaten. Durch Clusterbildung sind über den gesamten Brückenbestand die relevanten Bauteile und die dazugehörigen Grenzzustände zu definieren. Es werden die Potenziale von Monitoringverfahren zur Gewinnung von Zustandsinformationen ermittelt. Das Monitoring einer Brücke führt nicht nur dann zur Verbesserung des LZM auf Netzebene, wenn die Restnutzungsdauer verlängert wird, sondern auch, wenn der Zeitpunkt einer Instandsetzungsmaßnahme frühzeitig erkannt werden kann. Die Auswertung von Monitoringdaten liefert gezielt Informationen über relevante Bauteilzustände, die wiederum mithilfe von zielgerichtet definierten Key Performance Indikatoren (KPI) zu Aus-sagen über den Zustand des Bauwerkes aggregiert werden können. In diesem Zusammenhang erfolgt auch eine Verknüpfung mit typischen Erhaltungsmaßnahmen zur Berücksichtigung im LZM. Bei-spielhaft wird für typische Brückenschädigungen der Einsatz von sensor- und bildbasierten Monitoringsystemen erläutert, welche die Entscheidungsgrundlage für eine zustandsbasierte prädiktive Erhaltungsplanung von Brücken liefern können. Dies kann dann durch Aussagen zu Restnutzungsdauern und der Wirksamkeit von Erhaltungsmaßnahmen über die Gesamtheit aller Brückenbauwerke in eine fortschrittliche Erhaltungsplanung überführt werden.
