Durchführbarkeitsstudie zur datenbasierten Fehlerdiagnostik in Monitoringsystemen für Infrastrukturbauwerke

Problemstellung
Die Funktionsfähigkeit von Verkehrsinfrastruktur wird zunehmend durch Bauwerksmonitoring sichergestellt. Dies umfasst automatisiertes Erfassen, Analysieren und Speichern von bauwerksrelevanten Daten. Trotz der beachtlichen Fortschritte in den Informations- und Kommunikationstechnologien kann die Qualität des Monitorings durch Sensorfehler erheblich beeinträchtigt werden. Die meisten Sensorfehler können durch die Monitoringsysteme, die zurzeit in der Praxis eingesetzt werden, nicht selbstständig detektiert werden.

Projektziel
Es wird untersucht, inwieweit ein von der Professur Informatik im Bauwesen bereits theoretisch entwickeltes und im Labor erprobtes Konzept zur datenbasierten Fehlerdiagnostik in die Praxis überführt werden kann, um Monitoringsysteme in die Lage zu versetzen, eine automatisierte Fehlerdiagnostik selbstständig durchzuführen. Im Gegensatz zu modellbasierten Ansätzen sind bei datenbasierten Ansätzen keine (meist hochkomplexen) Computermodelle erforderlich, sondern die automatisierte Fehlerdiagnostik wird allein auf Basis der Messdaten durchgeführt, die an den jeweiligen Brückenbauwerken erhoben werden.

Durchführung
Es wird ein Systemmodell zur Fehlerdetektion und -isolation auf Basis eines Künstlichen Intelligenz-Ansatzes implementiert und von einer Entscheidungslogik ergänzt, die es Bauwerksmonitoringsystemen ermöglicht, Sensorfehler automatisch zu detektieren. Im Hinblick auf die Praxiserprobung an Eisenbahnbrücken wird anschließend die Implementierung modular um eine automatisierte Zugerkennung erweitert, die über Maschinelles Lernen, d.h. durch Mustererkennung von Überfahrten in aufgezeichneten Messdaten, realisiert wird. Danach werden die Module in ein bestehendes Monitoringsystem integriert und in verschiedenen Testläufen auf Leistungsfähigkeit und Praxistauglichkeit geprüft. Die Module sind allgemeiner Natur und nicht auf spezielle Monitoringsysteme beschränkt.

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• Zeitungsartikel "Thüringer Allgemeine" (Onlineversion)