Konzeptionelle Untersuchung zur Zusammenführung von Komponenten des Digital Twins Brücke

Abstract

Brücken sind wesentliche Bestandteile der Verkehrsinfrastruktur, die aufgrund ihrer dynamischen Belastung und ihrer exponierten Lage degradieren. Eine kontinuierliche und vorausschauende Zustandsüberwachung ist unerlässlich, um die sichere und wirtschaftliche Nutzung der Bauwerke im gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten. Dieses Ziel kann durch Digitalisierungsansätze unterstützt werden. Digitale Zwillinge sind virtuelle Repräsentationen von Bauwerken (oder allgemeiner Assets), mit Hilfe derer Daten gespeichert, ausgewertet und für Entscheidungen aufbereitet werden. Mit dem übergeordneten Ziel des Übergangs von einem reaktiven zum prädiktiven Lebenszyklusmanagement auf der Grundlage eines Digitalen Zwillings wird im Rahmen des BASt-Forschungsprojektes „Konzeptionelle Untersuchung zur Zusammenführung von Komponenten des Digital Twins Brücke“ eine Gesamtkonzeption für modulare Digitale Zwillinge von Brückenbauwerken entwickelt. Ein Digitaler Zwilling einer Brücke in einem niedrigen Reifegrad soll beispielsweise Informationen hinsichtlich des Zustands, der Zuverlässigkeit und der Restnutzungsdauer des Bauwerks bereitstellen und eine frühzeitige Identifikation kritischer Bauwerkszustände ermöglichen. In höheren Reifegraden sollen Prognosen durchgeführt werden können, die zukünftige Zustände der Bauwerke in verschiedenen Lebenszyklusphasen abbilden. Die Modularität des entwickelten Ansatzes wird durch Anwendungsfälle realisiert, die vorhandene heterogene Datenquellen integrieren und sich auf die Betriebsphase fokussieren. Die einzelnen Anwendungsfälle teilen sich in zwingend erforderliche Anwendungsfälle sowie optionale Anwendungsfälle auf, die je nach Anforderung und Zielsetzung in dem Digitalen Zwilling umgesetzt werden. Die technische Implementierung erfolgt auf der Grundlage eines Linked Data Ansatzes. Um zukünftige Forschungs- und Entwicklungsaufgaben zu unterstützen, werden Einbindungsmöglichkeiten weiterer Technologien in den Digitalen Zwilling diskutiert.