Intelligente Digitalisierung im Brückenbestand mit mdfBIM+: Durch Automatisierung zum digitalen Zwilling

 

Künstliche Intelligenz trifft auf Innovation: Digitale Bauwerksmodelle auf Basis der BIM-Methode (Building Information Modeling) sind eine essentielle Voraussetzung für ein effizientes und nachhaltiges Instandhaltungsmanagement der Verkehrsinfrastruktur. Unter der Leitung des ICoM, dem Institut für Baumanagement, Digitales Bauen und Robotik im Bauwesen der RWTH Aachen University, will ein interdisziplinäres Konsortium aus Wissenschaft und Wirtschaft die effiziente (teil-)automatisierte Erstellung von digitalen Zwillingen für die Verkehrsinfrastruktur ermöglichen.

Das Projekt mdfBIM⁺ startete am 01.12.2021 und wird im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND mit insgesamt 2.691.000 Euro durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert.

Die Bauwerksinstandhaltung von ca. 25.000 Eisenbahnbrücken und fast 40.000 Brücken im Bundesfernstraßennetz benötigt eine verlässliche digitale Basis in Form von digitalen Bauwerksmodellen. Diese lassen sich jedoch bislang nur mit einem hohen Zeit- und Ressourcenaufwand erzeugen. Vorhandene Bestandsdokumentationen liegen zumeist in analoger Form vor und sind oft nicht aktuell. Die Folge: Betreibern von Infrastrukturanlagen wird eine zukunftsorientierte, digitalisierte und damit effiziente Bauwerksunterhaltung immens erschwert. Hier kann die teilautomatisierte Erstellung digitaler Bauwerksmodelle Abhilfe schaffen.

Per Multi-Daten-Fusion zum digitalen Zwilling von Infrastrukturbauwerken

„Digitale Bauwerksmodelle sind die essentielle Grundlage für eine effiziente Instandhaltung unserer Verkehrsinfrastruktur. Wenn wir diese automatisiert durch die Fusionierung von aktuellen Scandaten und vorhandenen Bestandsdokumentationen erzeugen können, gehen wir einen großen Schritt zur digitalen Instandhaltung und damit zu einer nachhaltigen Infrastruktur“, betont Professorin Katharina Klemt-Albert, die federführend das Forschungsprojekt verantwortet.

Die Forschenden nutzen zur Modellerzeugung zum einen geometrische Messdaten (Punktwolken und Photogrammetrie) und zum anderen bestehende Bauwerksdokumentationen der Infrastrukturbauwerke. Die geometrischen Messdaten werden per Drohne in Verbindung mit speziellen LIDAR- und Kamerasystemen aus der Luft erfasst und mit Hilfe von KI-basierten Algorithmen interpretiert. Zugleich werden die vorhandenen Bestandsunterlagen hinsichtlich ihrer Verlässlichkeit bewertet und mit den geometrischen Daten fusioniert. So entsteht eine digitale Repräsentation der Verkehrsinfrastruktur als sogenannter digitaler Zwilling. Für ein zukunftsorientiertes und digitales Instandhaltungsmanagement ist dies von großer Bedeutung. Das Projekt mdfBIM⁺ leistet somit einen direkten Beitrag zur Verfügbarkeit und Verbesserung der Mobilität in der Gesellschaft.

Das Forschungsprojekt fördert die Digitalisierung und die Kompetenz im Umgang mit Schlüsseltechnologien der Zukunft. Im Kontext des Projekts werden neue Arbeitsstellen geschaffen und so der Strukturwandel der Kohleregionen hin zu einem Innovationsstandort unterstützt.

„Über den mFUND des BMVI:

Im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND fördert das BMVI seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um datenbasierte digitale Anwendungen für die Mobilität 4.0. Neben der finanziellen Förderung unterstützt der mFUND mit verschiedenen Veranstaltungsformaten die Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Forschung sowie den Zugang zum Datenportal mCLOUD. Weitere Informationen finden Sie unter www.mfund.de.“