Projekt »OpOrTunIty«

Tunnelinspektion 4.0: Multisensor-System zur effizienten Zustandsüberwachung von Tunneln

Fraunhofer IPM / 8.1.2019

Ein kompaktes Multisensor-System soll in Zukunft präzise und objektive Messdaten von Tunnelbauwerken liefern. In einem einzigen Messdurchgang wird das System Geometrie, Oberflächenstruktur und Wassereintrag in Tunneln erfassen und Messdaten digital und BIM-konform zur Verfügung stellen. Im gemeinsamen Projekt arbeiten die deutsche AKG-Firmengruppe, die schweizerische Amberg Technologies AG, die spanische Elaborarium SL mit Fraunhofer IPM als Forschungspartner an dem integrierten Inspektionsprozess, für den ein neuartiges Multisensor-System entwickelt wird.

© Amberg Technologies AG

Ein neuartiges Messsystem soll die Inspektion von Tunnel-Bauwerken in Zukunft deutlich vereinfachen: Geometrie, Oberflächenstruktur und Wassereintrag werden mit einem einzigen Sensorsystem erfasst. Die Messdaten liegen digital vor und können für BIM-Prozesse genutzt werden.

 

Tunnel gehören zu den kritischen Bestandteilen der Verkehrsinfrastruktur. Bauliche Mängel in Tunnelbauwerken, beispielsweise Risse oder Wassereinträge, bergen große Risiken. Um ausreichende Sicherheit zu gewährleisten, schreibt der Gesetzgeber regelmäßige Zustandsüberwachungen vor. Heute werden die Kontrollen mithilfe verschiedener Messtechniken wie beispielsweise Kameras und taktiler Messinstrumente durchgeführt. Die Prozesse sind langwierig und kosten bis zu mehrere tausend Euro pro Quadratmeter Tunnelwand. Die gewonnenen Messdaten liegen in unterschiedlichster Form vor, der Grad der Digitalisierung ist gering. Digitale Messdaten spielen jedoch für die Bauwerksüberwachung über längere Zeiträume eine ebenso große Rolle wie für die optimierte Bauplanung im Sinne des Building Information Modeling (BIM).

Ziel des im Oktober 2018 angelaufenen Projekts »OpOrTunIty« (Operation Oriented Tunnel Inspection System) ist ein umfassender Prozess zur Inspektion von Tunnelanlagen – von der Datenerfassung über die automatisierte Datenanalyse bis hin zur Integration in ein BIM-konformes Planungssystem. Technologisches Herzstück ist ein neuartiges Multisensor-System, das hochaufgelöste georeferenzierte Daten zur Bauwerksgeometrie, Oberflächenstruktur und Feuchtigkeit der Tunnelwand in einem Messgang erfasst. Ein Hochgeschwindigkeits-Scanner erfasst die gesamte Tunnelwand mithilfe mehrerer Laser unterschiedlicher Wellenlängen. Um eine schnelle und effiziente flächenhafte Erfassung zu ermöglichen, wird eine völlig neuartige Ablenkeinheit entwickelt. Der Laser liefert fotorealistische 2D-Bilder, auf denen auch kleine Objekte oder Risse von weniger als einem Millimeter Größe sichtbar werden. Das System ist augensicher und arbeitet unabhängig von der Beleuchtung. Eine zusätzliche multispektrale Messeinheit wird darüber hinaus auch Wassereinträge entdecken. Die Projektpartner, werden auf Basis des Multisensor-Systems in Zukunft Inspektionsdienstleistungen erstmals als vollständig integrierten, objektiven Prozess anbieten.

Eurostars E!12267 OpOrTunIty

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert im Rahmen des Eurostars-Programms deutsche KMU, die in europäischen Projektkooperationen innovative Produkte entwickeln. Das Eurostars-Projekt „E!12267 OpOrTunIty” wird von der Europäischen Union ko-finanziert

Project partners

AKG-Group, Heitersheim (Germany)
With »VESTRA«, AKG offers a BIM-capable software for infrastructure planning and road construction. The applications include road, railway, measurement, land acquisition and property management. The company employs over 80 staff at the Heitersheim location (near Freiburg i. Br.), Berlin, Hamburg, Cologne/Frechen, Vienna and Chur.

Amberg Technologies AG, Regensdorf-Watt (Switzerland)
Since 1987, Amberg Technologies has been the first choice for collection and refinement of information on civil infrastructures. Amberg Technologies is the world market leader in the field railway and tunnel measurements and sells its products and services through a network of over 30 distribution partners in more than 40 countries.

Fraunhofer-Institute for Physical Measurement Techniques IPM, Freiburg (Germany)
The Fraunhofer IPM develops tailor-made measurement techniques for industry. Many years of experience with optical technologies form the basis for high-tech solutions in production control, object and shape reconstruction, gas and process technology and in the field of thermal energy conversion.

Elaborarium SL, Madrid (Spain)
Elaborarium offers innovative technological solutions for inspection and monitoring in the fields civil engineering, mining and the environment. The company represents important companies and internationally acknowledged innovative institutions in Spain and Latin America. The TRACK portfolio includes application systems for management and maintenance of roads, railway infrastructures, bridges, tunnels, dams, embankments and slopes.