Forschungsprojekte
Im Folgenden geben wir Ihnen einen Überblick zu einer Auswahl an nationalen und internationalen Forschungsprojekten im Berereich des Infrastruktur-Asset-Managements, an denen wir derzeit arbeiten bzw. die wir bereits abgeschlossen haben.
Aktuelle Projekte
RSO2PMS
Das PMS ist eine der wesentlichsten Grundlage zur Abschätzung des finanziellen Bedarfs zur Erhaltung des Zustandes des Bundesfernstraßennetzes. Mit der Entwicklung der Richtlinien zur Bewertung der strukturellen Substanz des Oberbaus von Verkehrsflächen in Asphaltbauweise (RSO Asphalt, Entwurf) sind neue Grundlagen geschaffen worden, welche eine wesentliche Verbesserung zur Einschätzung des noch vorhandenen Potentials der strukturellen Substanz von Asphalttragschichten versprechen.
Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, durch die Detailierung der Materialdatengrundlage sowie durch die Verbesserung des Berechnungsverfahrens zur Nutzungsdauerprognose für Asphalttragschichten eine wesentlich verbesserte Grundlage für die Erhaltungsbedarfsprognose im Rahmen des PMS zu schaffen.
Das Projekt wird unter der Leitung des Steinbeis Transferzentrum Infrastrukturmanagement im Verkehrswesen und in Zusammenarbeit mit der TU Dresden bearbeitet.
LZM-Tool2
Wesentliche zukünftige Kernaufgaben der Infrastrukturbetreiber bestehen in der systematischen Modernisierung des Bauwerksbestandes, auch unter Betrieb. Ein effizientes Lebenszyklusmanagement (LZM) der Infrastrukturbauwerke soll dabei helfen, die Lebensdauer der Bauwerke zu erhöhen und die notwendigen Eingriffe in den Verkehr zu minimieren.
Ziel des Forschungsprojektes ist es, das Konzept des Lebenszyklusmanagements weiterzuentwickeln und pilothaft anzuwenden. Dazu soll eine Indikatorenliste für die Bewertung der Lebensphasen, Planung, Bau und Rückbau erweitert werden. Dabei sollen die verkehrsträgerspezifischen Anforderungen (Straße, Schiene, Wasser) bei der Entwicklung des Demonstrators berücksichtigt werden.
GreenInfraTwins
Das GreenInfraTwins Projekt untersucht die Anwendung von Digital Twins für die Bewertung und Kommunikation der Nachhaltigkeit von Infrastrukturbauwerken.
Die lebenszyklusbegleitende Erfassung von Daten zur Nachhaltigkeitsanalyse aus Planung, Bau und Monitoring ist durch die Einführung von BIM bereits eingeleitet worden. Die weitergehende Auswertung und Verwertung dieser Daten für ein kreislaufgerechtes Ressourcenmanagement bedürfen aber noch weiterer Entwicklungen. Wir freuen uns sehr, uns im Rahmen des neuen Forschungsprojektes GreenInfraTwins, gefördert im Rahmen der DACH-Verkehrsinfrastrukturforschung durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (DE), das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation (AT) & Technologie und das Bundesamt für Strassen ASTRA (CH), sowie der Östereichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG), mit diesen Aufgaben beschäftigen zu können. Neben der Beschreibung zum Aufbau von Digital Twins werden wir diese auch an realen Infrastrukturbauwerken demonstrieren und eine Möglichkeit aufzeigen, wie eine Anwendung in der Nutzungs- und Entsorgungsphase erfolgen kann. Die Konsortialpartner trafen sich Ende Januar gemeinsam für einen ersten Workshop in Essen. Ziel war die gemeinsame Definition relevanter Anwendungsfälle für die Nachhaltigkeitsbewertung von Infrastrukturen. Der Fokus des Forschungsvorhabens liegt auf der Entwicklung von nachhaltigkeitsbezogenen Anwendungsfällen für einen Digitalen Zwilling in der Betriebs- und Rückbauphase von Brückenbauwerken, die an mehreren Demonstratoren implementiert werden sollen.
Weitere Infos unter: www.greeninfratwins.com
Weiterentwicklung der Bewertungsmethodik für kommunale Straßen
Ziel des im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen bearbeiteten Projektes ist es, eine Methodik zu entwickeln und diese im Rahmen von exemplarischen Erstanwendungen in einem abgegrenzten Stadtgebiet zu erproben, die eine verbesserte Beschreibung des Straßenzustands ermöglicht. Die bestehenden Zustandsindikatoren werden überprüft und erweitert, um eine verbesserte Zustandsbeschreibung im kommunalen Bereich in Hinblick auf den wirtschaftlichen Werteerhalt, die Gebrauchstauglichkeit und die Verkehrssicherheit sicherzustellen. Weitere Teilziele werden hierbei bearbeitet: Entwicklung von Bewertungsmethoden und Überarbeitung von Zusammenführungsalgorithmen, Erprobung der neuen Methodik sowie statistische Auswertung und Vergleich der Erfassungsergebnisse, Aussprache zur weiteren Verwendung der Forschungsergebnisse.
VSS-Analyseprojekt visZEB (visuelle Zustandserfassung und -bewertung in der Schweiz)
Die Daten der Zustandserfassung der Fahrbahnoberfläche stellen die Grundlage zur strategischen Erhaltungsplanung dar. In der Schweiz werden dazu unter anderem die Oberflächenschäden erhoben, wie dies in der VSS 40925 inkl. Anhang definiert ist. In der Praxis ergeben sich jedoch zunehmend Probleme in der Handhabung des beschriebenen Vorgehens der visuellen Erhebung und Bewertung. Einerseits ist der vorhandene Schadenkatalog mit seinen definierten Schadenbildern zu detailliert und unterschiedliche Schadenmerkmale sind schwierig voneinander abzugrenzen. Andererseits ergeben sich zusätzliche Bewertungsmöglichkeiten aufgrund neuer Erfassungs- und Auswerteverfahren der Zustandsdaten. Das Ziel dieses Analyseprojekts ist die Verbesserung der Bewertungsmethodik für die Schäden der Fahrbahnoberfläche anhand des Schadenkatalogs unter besonderer Berücksichtigung neuer Erhebungs- und Auswerteverfahren.
Ermittlung des Finanzbedarfs der Straßenerhaltung in Kommunen unter Berücksichtigung des Lebenszyklus und der Erhaltungsstrategien sowie Erarbeitung eines steuerungsrelevanten Kennzahlensystems
Für die Kommunen zählt die Straßenverkehrsinfrastruktur in einem beträchtlichen Ausmaß zum Anlagevermögen. Die Ermittlung des Finanzbedarfs zur Erhaltung dieses Vermögens ist wesentlich komplexer als im überörtlichen Straßennetz, wo sich das Erhaltungsmanagement auf Hauptverkehrsstraßen konzentriert. Kommunen müssen vor allem auch Erschließungsstraßen erhalten, Aufgrabungen für Ver- und Entsorgungsleitungen berücksichtigen und die stark begrenzte Fläche auf die verschiedenen Nutzungsarten aufteilen.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine Methodik zu entwickeln und diese im Rahmen von exemplarischen Erstanwendungen in den Kommunen zu erproben, die eine Ermittlung des Finanzbedarfs der Straßenerhaltung in den Kommunen ermöglicht. Dazu soll ein steuerungsrelevantes Kennzahlensystem entwickelt werden, bei dem sowohl die Lebenszyklen der Infrastrukturelemente als auch die zu wählenden Erhaltungsstrategien sowohl aus technischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht abgebildet werden.
Weitere Infos unter: www.komfib.tech
Abschätzung der Restnutzungsdauer von Brückenbauwerken durch Entwicklung und Erprobung hybrider Modelle
Prognosen über die Restnutzungsdauer von Brücken und deren Bauteilen sind essentiell, um die Erhaltungsstrategien zu optimieren.
In diesem Projekt werden mit einem hybriden Ansatz vorhandene Informationen aus Zustandsdatenbanken für Prognosen nutzbar, physikalische Schädigungsmodelle integriert und umfassendes Expertenwissen einbezogen. Die Zusammenführung der unterschiedlichen Ansätze erfolgt über statistische Verfahren, wobei die der jeweiligen Prognose zugrundeliegende Qualität berücksichtigt wird.
Einsatz von Asphaltbewehrungen zur Erhaltung von Straßen
Im Strassenoberbau werden zum Teil Asphaltbewehrungen bei Erhaltungsmassnahmen im Hocheinbau und im Tiefeinbau eingesetzt. Ziel dieses Forschungsprojekts ist das Potenzial von Asphaltbewehrungen für die Anwendung in der Straßenerhaltung zu bewerten und die notwendigen methodischen Grundlagen für die Berücksichtigung in den Planungsprozessen zu schaffen. Dadurch wird eine optimale Nutzung bei der Erhaltung von Strassen gewährleistet. Es werden die in der Schweiz üblicherweise verwendeten Gitter betrachtet. Dabei soll eine Bemessungsmethodik für die Asphaltbauweise mit Gittern vorgeschlagen und die konstruktiven Regeln (Best Practice) hinsichtlich praktischer Aspekte in Bezug auf die Bewertung der Eigenschaften, den Einbau, die Kontrolle und die Leistungsbewertung festgelegt werden. Notwendige Anpassungen in den nationalen Normen (z. B. SN 640 324 und SN 640 733) werden dabei aufgezeigt.
Infrarob
COST Action TU1406
Im Rahmen der europäischen Arbeitsgruppe COST-Aktion TU1406 arbeitete Herr Dr. Rade Hajdin an der Erstellung von Qualitätsspezifikationen für Straßenbrücken mit. Basierend auf dieser Zusammenarbeit wurde die Gruppe Eurostruct gegründet. Erfahren Sie mehr zu der europäischen Vereinigung zur Qualitätskontrolle von Brücken und Bauwerken hier:
Abgeschlossene Projekte
Entwicklung von Verfahren zur (teil-) automatisierten Erstellung von BIM-Modellen für Straßenbrücken im Bestand
Im Rahmen des Projektes soll ein Konzept zur (teil-)automatisierten Erstellung von BIM-Modellen auf der Grundlage der vorhandenen Daten sowie der mit modernen Vermessungstechniken gewonnener Punktwolken bestehender Brücken des deutschen Bundesfernstrassennetzes entwickelt werden. Damit soll der Aufwand zur Erstellung derartiger Modelle signifikant reduziert und die Grundlage für eine flächendeckende Erfassung von BIM-Modellen im gesamten Bundesfernstrassennetz geschaffen werden. Das Konzept soll in einem Prototyp umgesetzt und an praktischen Beispielen getestet werden.
Erhaltungsmanagement von bergmännischen Tunneln – Entwicklung eines Entscheidungsmodells
Erhaltungsmanagement von bergmännischen Tunneln – Entwicklung eines Kostenmodells
Für den Strassenbetreiber ist die Kostenschätzung eines der wesentlichen Entscheidungselemente der Erhaltungsplanung. Im Wesentlichen soll ein Kostenmodell entwickelt werden, das im Rahmen der Erhaltungsplanung angewendet werden kann. Die Strukturierung der Kosten sollte so weit erfolgen, dass ein Vergleich zwischen den Kosten derselben oder ähnlichen Bauelementen resp. Bauelementgruppen machbar ist. Der Detaillierungsgrad sollte nicht zu tief sein und die Kosteneinheiten sollten für kompakte Elemente (Bauwerksteil) anwendbar sein. Das Kostenmodell wird die Kostenkennwerte für typisierte Erhaltungsmassnahmen an Objekt- bzw. Bauelementen definieren und für den Einsatz im Entscheidungsmodell zur Verfügung stellen. Bei der Erarbeitung erfolgt auch ein Quervergleich mit den vorhandenen Kostenstrukturen für Kunstbauten, Trassee und elektromechanischen Anlagen.
Potenzialuntersuchung von Punktwolken für ingenieurgeodätische Zwecke
Verfahren für die Erzeugung und Auswertung von Punktwolken für ingenieurgeodätische Zwecke spielen eine immer grössere Rolle, beispielweise für die Erstellung und Nutzung von digitalen Zwillingen, die Inventarisierung, die Überwachung von Gebäuden und Baufortschritt sowie für die Fehlstellenerkennung.
Das Projekt beinhaltet eine Dokumentation der am Markt verfügbaren Messsysteme, die Gegenüberstellung von Aufwand und Nutzen sowie Handlungsempfehlungen für die umfassende Anwendung der Systeme für diverse Arbeitsprozesse und Bereiche im Kontext Strasse. Dabei wird auch das Potential wiederholter Erfassungen über den gesamten Lebenszyklus von Planung, Bau, Betrieb, Überwachung, Erhaltung und Rückbau evaluiert.
SAFE-10-T
SAFEWAY
Das Ziel des europäischen Projektes SAFEWAY ist die Entwicklung und Erprobung eines webbasierten Prototyps zur Nutzung von Echtzeitverkehrsdaten. Das Tool soll im Falle von kurzfristig eintretenden, nicht planbaren Ereignissen, wie z. B. Verkehrsunfällen oder dem Ausfall von einzelnen Elementen der Verkehrsinfrastruktur, auf Basis von Echtzeitdaten die betroffenen Verkehrsteilnehmenden frühzeitig warnen und den Infrastrukturbetreiber bei der Planung und Auswahl von angemessenen Reaktionensmassnahmen unterstützen.
ProZENT
Das Ziel des ProZEnt-Projektes ist die Weiterentwicklung eines probabilistischen Ansatzes zur Prognose der Zustandsentwicklung von Fahrbahnen. Hierbei sollen sowohl der Einfluss der Messunsicherheit sowie der materialspezifischen Variabilität auf die Zustandsentwicklung modelliert werden. Die IMC ist innerhalb des Projektes u. a. für die Implementierung des entwickelten Modells und der damit verbundenen Algorithmen innerhalb eines Prototypens verantwortlich. Mittelfristig sollen die Ergebnisse des Projektes in die Abläufe der bestehenden Pavement Management Systeme integriert werden.
AMSFree
Im Rahmen des Projektes AMSfree wird die Architektur von bestehenden Infrastruktur Asset Management Systemen (IAMS) der nationalen Strassen­bauverwaltungen sowie die darin enhaltenen Informationen analysiert. Dies erfolgt mit dem Ziel, detaillierte technische Anforderungen zu ermitteln, die für eine Verknüpfung von IAMS und dem Building Information Modeling (BIM) auf makro- und mikroskopischer Ebene notwendig sind.
BIM4AMS
MAPFALKE
Reliability-Based Structural Monitoring
