Öffentliche Behörden testen Digital Twin Tool für eine verbesserte Anlagenüberwachung

Feb 10, 2024

Die Denver-Brücke wird durch Sensoren, Drohnen und andere Tools überwacht, die in einen digitalen Zwilling integriert sind. Foto mit freundlicher Genehmigung von Stantec

Öffentliche Behörden testen ein Tool, das die Überwachung von Brücken und Dämmen auf ein höheres Niveau heben könnte, indem es Daten von Drohnen und Sensoren in einem digitalen Zwilling nutzt. Bentleys iTwin-Anwendungen für Situationsintelligenz zielen darauf ab, betriebliche Erkenntnisse zu liefern, die Entscheidungsfindung zu verbessern und Inspektionsprozesse durch den Einsatz von Realitätsnetzen zu erweitern.

Dustin Parkman, Bentley-Vizepräsident für Transportwesen, sagt, der Einsturz eines Casinos in New Orleans vor einigen Jahren habe ihn dazu veranlasst, „über solche Lösungen nachzudenken“. Gregg Herrin, Vizepräsident für Wasserinfrastruktur, fügt hinzu, dass in seiner Heimatstadt Vermont bei den jüngsten Überschwemmungen Brücken weggeschwemmt wurden und die Stauseen fast überfüllt waren. „Wir bringen ein paar Technologien zusammen, die sich darauf beziehen, Realitäten erfassen und darstellen zu können.“

Das Tool entstand aus Bentleys Übernahme von sensemetrics Inc. und Vista Data Vision vor zwei Jahren und fügte deren IoT- und Überwachungsfunktionen der iTwin-Plattform für Infrastruktur hinzu. „Wir können die GIS-Daten nehmen und die Dinge aus der Vogelperspektive betrachten und dann in jede dieser Brücken hineinzoomen – von einer 2D-GIS-Welt zu einer detaillierten 3D-Welt“, sagt Parkman. „Es ermöglicht Agenturen, Risiken auf einer eher makroökonomischen Ebene zu verstehen und dann auf eine mikrodetaillierte Ebene zu gehen, wo sie feststellen können, ob ein Risiko besteht.“ Sie können diese Sensordaten schnell in den Kontext der Struktur selbst einordnen, ohne jemanden auf die Baustelle schicken zu müssen.“

Wenn also eine Brücke Risse aufweist, „setzen wir sogenannte KI-Detektoren ein, die sich die [Daten] ansehen, um eine Kombination von Risikofaktoren zusammenzufügen und herauszufinden, worauf ein Inspektor seine Zeit konzentrieren sollte“, sagt er.

Die Stadt Denver erklärte sich bereit, Stantec die Überwachung einer Fußgänger-Schrägkabelbrücke über den Platte River mit dem Tool zu überlassen. „Es ist eine einzigartige Brücke – eine Schrägseilbrücke mit Säulen, die sich von der Brücke wegwölben“, sagt John Barone, Leiter Infrastrukturtechnologie bei Stantec. „Wir sind immer noch dabei, Daten zu sammeln.“

Das Stantec-Team verwendet Drohnenaufnahmen, um eine Realitätserfassung der Brücke zu erstellen, zusammen mit einer Reihe von Sensoren, um Echtzeitbedingungen zu erfassen, und kombiniert das vorhandene Zustandsmodell mit dem Brückenentwurfsmodell. „Sie können auf einen Pier klicken und Fotos von der letzten Inspektion, [Pier-]Daten und Wartungspläne sehen“, sagt Barone. „Wir haben ein Dashboard eingerichtet, um diese Sensoren zu überwachen, und jedes Mal, wenn ein Messwert außerhalb der von uns festgelegten Toleranz liegt, erhalten wir eine Benachrichtigung.“

Das Tool wird auch zur Überwachung des New Bullards Bar Dam im kalifornischen Yuba County eingesetzt, einem 645 Fuß hohen Betonbogendamm, der der fünfthöchste in den Vereinigten Staaten ist. „Wir haben uns für das Tool aufgrund der schieren Größe des Damms entschieden und mussten unsere Überwachungsinstrumente aktualisieren“, sagt Tim Truong, Chefingenieur für Dammsicherheit bei Yuba Water. „Wir sind jetzt in der Lage, die Verformungsreaktion des Damms auf die Höhe des Stausees und die Temperatur sofort zu verfolgen. Wir verfügen über ein Überwachungstool, mit dem wir den Damm nach Großereignissen wie einem Erdbeben schnell bewerten können.“

Barritt Lovelace, leitender Ingenieur bei Collins Engineers, sagt, dass der Einsatz dieser Art von Technologie in seinem Unternehmen in den letzten Jahren zugenommen hat. „Das Wichtigste ist, dass wir mit der iTwin-Erfahrung das Modell einfacher online mit Anlageneigentümern teilen können.“ Durch die Zusammenarbeit mit vielen staatlichen Verkehrsbehörden „konnten wir eine Kosteneinsparung von 40 % nachweisen – ein großer Teil davon ist auf kürzere Zeit vor Ort, weniger Bedarf an Fahrspursperrungen und Zufahrtsfahrzeugen zurückzuführen.“ Wir können auch Produkte mit viel höherer Qualität und mehr Daten liefern.“

Das Werkzeug kann auf Gehwegen, Tunneln, Stützmauern und anderer Infrastruktur eingesetzt werden, fügt Parkman hinzu. „Eines der Dinge, über die wir uns Sorgen machen, sind die Auswirkungen des angrenzenden Baus auf das Schienennetz. Das untersuchen wir gerade“, sagt er.

Barone geht davon aus, dass digitale Zwillinge die Überwachung von Sensoren, Entwässerungsströmen, Versorgungseinrichtungen, Hangstabilisierung und mehr verbessern werden. „Wir hoffen, andere Arten von Daten – Daten zur Anlagenwartung, Wege- und Eigentumsrechte, GIS-Daten – alles auf einer einzigen Plattform hinzufügen zu können.“

Aileen Cho, leitende Transportredakteurin bei ENR, stammt aus Los Angeles und lebt in New York. Sie studierte Englisch und Theater am Occidental College, wo ein Reporter, der den einen bestehenden Journalismuskurs unterrichtete, sie ermutigte, sich für das Minority Editing Training Program der LA Times zu bewerben. Ihre journalistische Ausbildung führte zu ihren ersten Geschichten über Transportwesen, als sie als junge Reporterin für die Greenwich Time arbeitete. Ihre Arbeiten wurden in der Los Angeles Times und der New York Times veröffentlicht. Viele ihrer Erfahrungen mit Ingenieuren und Bauunternehmern haben ihr Material für alternative Theaterproduktionen fernab des Broadways inspiriert. Für ENR ist Aileen um die Welt gereist, ist in China über Brücken geklettert, hat einen Flughafen in Abu Dhabi besichtigt und ist in dunkle U-Bahn-Tunnel in New York City hinabgestiegen. Sie nimmt regelmäßig an Transportkonferenzen teil und stellt fest, dass Flughafen- und Nahverkehrsingenieure wirklich wissen, wie man Spaß hat. Aileen ist immer begierig darauf, in einen anderen Flug zu steigen, weil es so viele interessante Projekte und Menschen gibt, und sie hat es satt, in ihrem Heimbüro in Long Beach, Kalifornien, ihre Katzen vom Computer zu werfen. Sie ist ein sehr konfliktreicher Mets/Dodgers-Fan.