3D-HydroMapper – Hybride 3D-Bestandsdatenerfassung & modellgestützte Prüfung von Verkehrswasserbauwerken für ein nachhaltiges Infrastruktur-Lifecycle-Management

Die alternde Infrastruktur der See- und Binnenschifffahrt muss regelmäßig geprüft werden. Eine solche Inspektion erfolgt durch Tauchingenieure, die die Bauwerke handnah prüfen. Durch eine automatisierte Prüfung können durch Verbesserung der Planbarkeit Personal- und Zeitaufwand erheblich reduziert werden. Das Ziel dieses Verbundprojektes ist, die weitestgehend automatisierte Datenerfassung, Schadenerkennung und Modellierung.

© Fraunhofer IGP
Wasserseitige Über- und Unterwasser-Datenaufnahme eines Hafenbauwerkes mittels Multi-Sensor-System auf einer mobilen Trägerplattform

Zu diesem Zweck wird eine Plattform entwickelt, mit der die Bauwerksinspektion wasserseitig durchgeführt werden kann. Diese ist mit einem hybriden Multi-Sensor-System ausgerüstet, das qualitätsgesicherte und reproduzierbare Über- und Unterwasser-3D-Daten von Hafenbauwerken aufnimmt (siehe Abbildung 1). Auf Grundlage dieser flächenhaften Daten wird ein geometrisches Modell erstellt, das mit weiteren Informationen angereichert wird. Insbesondere die automatische Ableitung und Klassifizierung von Bauwerksschäden mittel Mustererkennungsmethoden und die Analyse der geometrischen Modellveränderungen über den zeitlichen Verlauf sind relevant.

Unter Verwendung dieses Modells kann das Bauwerk bewertet und entsprechende Maßnahmen können ergriffen werden. So kann der Hafenbetreiber kann auf Grundlage dieser Ergebnisse den Einsatz der Tauchingenieure fokussieren und somit stark verkürzen. Dies steigert sowohl die Effizienz als auch die Arbeitssicherheit. Durch die Erstellung und Fortschreibung der Bauwerksmodelle kann der Hafenbetreiber die an die Bauwerksinspektion anschließenden Instandhaltungskonzepte und Bauleistungen transparent und betriebssicher gestalten. Somit können die Ausfallzeiten der Hafenanlagen und kostenintensive Änderungen im Bauprozess deutlich reduziert werden. Durch die vollständige Digitalisierung der Bauwerksdaten ist die Basis für erfolgreiches Life-Cycle-Management gelegt.

Zusammenfassend adressiert das Projekt die Entwicklung von IT-basierten Hard- und Softwarelösungen für die kombinierte 3D‑Aufnahme und Modellierung von Über- und Unterwasserbauwerken sowie für die Ableitung von Schadensklassifizierungen, die für das Life-Cycle-Engineering inklusive der Planung von Instandhaltungsmaßnahmen notwendig sind. Durch den hohen Automatisierungsgrad und die damit verbundene Steigerung der Verfügbarkeit des Umschlages ist für die Hafenbetreiber mit erheblichen Kosten- und Zeitersparnissen zu rechnen.

Förderhinweise

Projektträger Innovative Hafentechnologien Förderkennzeichen: 19H18011D

Das IGF-Vorhaben 20.199 BG „Induktionswärmetechnik als praxisrelevantes Vor- und Nachbehandlungsverfahren zur Verbesserung der Schweißnahtqualität beim Unterwasser-Schweißen von Feinkornstählen mit erhöhtem Kohlenstoffäquivalent“, der Forschungsvereinigung Schweißen und verwandte Verfahren e. V. des DVS und wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Projektpartner und assoziierte Partner:

Dr. Hesse und Partner Ingenieure, WKC Hamburg GmbH, Leibniz Universität Hannover (LUH) – Geodätisches Institut (GIH), Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG und Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Uelzen