ZEKISS

Das Projekt

Die interdisziplinäre Auswertung von Daten aus Sensorsystemen im Eisenbahnverkehr eröffnet neue Möglichkeiten zur Erfassung und Bewertung des Zustandes der Komponenten Fahrzeug und Bauwerk. Bisher werden bereits Daten aus Monitoringsystemen an Bauwerken (vornehmlich Brücken) genutzt, um bautechnische Bewertungen und Instandhaltungsmaßnahmen durchzuführen. Analog dienen an Fahrzeugen installierte Sensorsysteme der Überwachung von fahrzeugtechnischen Komponenten. Inhärent werden mit den jeweiligen Sensorsystemen jedoch Daten gesammelt, die weitere Informationen enthalten: Ein instrumentierter Zug überfährt auf seiner Fahrt eine Vielzahl an Brücken und über eine instrumentierte Brücke fahren eine Vielzahl an Zügen. Kreuzt ein instrumentierter Zug eine instrumentierte Brücke, lassen sich beide Sensorsysteme kalibrieren; im weiteren Verlauf können dann von der instrumentierten Brücke Informationen über weitere, nicht instrumentierte Züge gesammelt werden beziehungsweise können von einem instrumentierten Zug Informationen über weitere nicht instrumentierte Brücken erfasst werden, die dieser überfährt.

Hierfür soll ein digitales Werkzeug für die in-situ Überwachung von Eisenbahnbrückenbauwerken im Rahmen eines sensordatengestützten Predictive Maintenance Konzepts unter Verwendung eines BIM-integrierten digitalen Zwillings (Digital Twin) und auf Basis der Künstlichen Intelligenz entwickelt, implementiert und validiert werden. Kernziel ist die Entwicklung eines Templates für eine hochgradig automatisierte und verbesserte Aussage zur Zustandsbewertung (Resonanzgefährdung, Tragsicherheit und Restlebensdauer) von bestehenden Eisenbahnbrücken. Die durch das dynamische Monitoring gewonnenen Zustandsdaten sollen zu diesem Zweck durch eine automatisierte und kontinuierliche Aktualisierung des Ist-Zustands des Digitalen Zwillings berücksichtigt werden. Basierend auf den Zustandsdaten entscheidet daraufhin eine Künstliche Intelligenz, unter Berücksichtigung mechanischer Zusammenhänge der Struktur, über eine notwendige Anpassung der Strukturmodelle an den Ist-Zustand.

Die Projektpartner

Institut für Statik und Konstruktion
Das Institut für Statik und Konstruktion bündelt die Forschungs- und Lehraktivitäten in den Bereichen Baustatik, Baudynamik, Werkstoffe, Gebäudehülle und Konstruktion, um einheitliche Grundlagen für werkstoffgerechtes Entwerfen und Konstruieren zu erreichen.

Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
Das Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen befasst sich in Forschung und Lehre mit computerbasierten Methoden zur Modellierung und Simulation ingenieurwissenschaftlicher Aufgabenstellungen. Dies beinhaltet Konzeption, Entwicklung und Anwendung moderner Verfahren und Methoden der Informations- und Kommunikationstechnik zum Planen, Bauen und Nutzen von Bauwerken und ihrer Wechselwirkungen mit der Umwelt.

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DB Netz AG
Die DB Netz AG ist das Schieneninfrastrukturunternehmen der Deutschen Bahn AG. Mit über 46.000 Mitarbeitern ist sie für das knapp 33.400 Kilometer lange Streckennetz inklusive der rd. 25.200 Brücken und aller betriebsnotwendigen Anlagen verantwortlich. Pro Tag fahren auf der Infrastruktur der DB Netz AG im Schnitt 23.500 Züge.

Zentrale Aufgabe ist es den über 420 Eisenbahnverkehrsunternehmen eine Infrastruktur in hoher Qualität und Verfügbarkeit diskriminierungsfrei zur Verfügung zu stellen und den Betrieb der Infrastruktur zu managen. Dazu gehört auch die stete Weiterentwicklung der Schieneninfrastruktur. Das Technik- und Anlagenmanagement Brückenbau der DB Netz AG verantwortet die Bauarten des Brückenbaus und der Lärmschutzanlagen mit dem zugehörigen Regelwerk. Durch gezielte Forschung und Entwicklung sowie die Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien wird dieses Regelwerk bedarfsgerecht zur Sicherstellung der starken Schiene erweitert.

Aufgrund von Veränderungen in den Verkehren auf dem Schienennetz, wie z. B. durch Einführung neuer Hochgeschwindigkeitszüge oder steigende Radsatzlasten, werden derzeit intensive Untersuchungen zu deren Auswirkung auf Instandhaltung und Neubauerfordernisse durchgeführt. Hierzu gehören Methoden der Predictive Maintenance, Big Data, Dynamik und Künstliche Intelligenz.

Weitere Infos: DB – Starke Schiene & DB – Brücken

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GMG Ingenieurgesellschaft mbH
Die GMG Ingenieurgesellschaft mit Standorten in Dresden und Berlin ist ein Planungsbüro im Bauwesen mit den Kernleistungen in der Tragwerksplanung und Objektplanung im Hoch- und Brückenbau sowie Bauwerksprüfungen, Bauwerksmessungen und Gutachten zu speziellen bautechnischen Aspekten.

Seit vielen Jahren bearbeitet die GMG Ingenieurgesellschaft anspruchsvolle Ingenieurprojekte im Auftrag der DB Netz AG, insbesondere im Bereich der Bauwerksmessung und der Baudynamik.

Unter anderem wurden im Zuge der Inbetriebnahme der Hochgeschwindigkeitsstrecke VDE8 mehrere Großbrücken mit Monitoringsystemen ausgerüstet und messtechnisch begleitet.

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Die Wölfel Firmengruppe
Schwingungen, Strukturmechanik und Akustik – das sind die Unternehmensfelder von Wölfel.

Seit 1971 entwickelt Wölfel für Kunden weltweit Lösungen für die stetig neuen und vielfältigen Herausforderungen auf diesen Gebieten. Um in allen Kompetenzfeldern optimal aufgestellt zu sein, besteht die Wölfel-Gruppe aus drei Unternehmen, die unter dem Dach der Wölfel Holding vereint sind:

Wölfel Engineering ist fokussiert auf Ingenieur-Lösungen rund um unsere zentralen Kompetenzfelder Schwingungen, Strukturmechanik und Akustik. Unser Leistungsangebot reicht vom Gutachten eines Beratenden Ingenieurs bis hin zur schlüsselfertigen Lieferung eines Systems zur Lösung eines Schwingungsproblems.

Wölfel Monitoring Systems ist das Unternehmen für die Entwicklung, Herstellung und den Vertrieb maßgeschneiderter Mess- und Monitoring-Systeme für Schwingungen, Erschütterungen, Schall und Immissionsschutz. Zudem bietet Wölfel Monitoring Systems als Systemhaus Unterstützung durch technischen Support, Schulungen und Applikationsberatung.

Wölfel Wind Systems hat seinen Schwerpunkt in der Serienproduktion, -lieferung und dem Einbau von SHM- und CMS-Systemen sowie von Systemen zur Schwingungs- und Körperschallminderung für Windenergieanlagen – sowohl onshore als auch offshore.

Weitere Informationen finden Sie unter: www.woelfel.de

Förderung

ZEKISS wird durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Weitere Informationen: https://www.bmvi.de/…

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