Beschreibung der Beschaffung
Die fortschreitende Digitalisierung des Lebenszyklus bei der Realisierung von Infrastrukturprojekten, etwa durch BIM, die Nutzung digitaler Geoinformationssysteme (GIS) und die Methode des SHM, eröffnet vielseitige Potentiale in wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Hinsicht. Das Thema Unterhaltung und Betrieb von Ingenieurbauwerken ist einer der zentralen Aspekte für ökonomische, ökologische und soziale Nachhaltigkeit zukunftsrelevanter Infrastrukturprojekte und die entsprechende Nutzung der Bauwerke.
Die HSU möchte in dem Projekt UT 7019 ein über den bisherigen Wissens- und Forschungsstand hinausgehendes, durchgehendes digitales und integriertes System zur Überwachung von Infrastrukturbauwerken erarbeiten, dieses mit dem BIM in einer lückenlosen digitalen Prozesskette zusammenführen und auf Basis aller zur Verfügung stehender Daten eine kontinuierliche Zustandsbewertung realisieren.
In dem Projekt werden voraussichtlich drei Referenzbauwerke (RB) betrachtet. Hierbei handelt es sich um drei Brücken unterschiedlicher Größe und Ausbildung. Die Bauwerke werden jeweils mit unterschiedlichen Messaufnehmern versehen (u. a. Beschleunigungssensoren, Dehnmesstreifen, Wegsensoren, Neigungssensoren, Temperatursensoren, Porenwasserdrucksensoren etc.).
Der Auftragnehmer nimmt an dem Projekt für die Methodenerarbeitung und Integrierung von SHM in BIM teil. Er muss folgende Leistungen im Rahmen des Projekts UT 7019 erbringen:
• Identifikation und Harmonisierung von Fachobjekten sowie Erstellung eines Objektkatalogs mit für die Aufgabestellung relevanten Fachobjekten und zugehörigen Attributen etc.
• Analyse und Definition der Anforderungen an die Verfahren und Dienste für einzelne Anwendungsfälle im Rahmen des SHM von Bauwerken. Spezifizierung, wie die Anwendungsfälle im Rahmen der Demonstratoren umgesetzt und erprobt werden können.
• Identifizierung und Herausarbeitung von Anwendungsfällen (Use Cases) für die Umsetzung und Modellierung im BIM mit Fokus auf der Nutzung unterschiedlicher Fachgewerke und BIM-Fachmodelle. Untersuchung der Wechselwirkung der unterschiedlichen Modelle und Auswirkung auf das BIM-Gesamtmodell.
• Definition von qualitativen und quantitativen Datenschwerpunkten (Vermessungs- und Geodaten, Bauwerksmodelle und SHM-Modelle).
• Definition des BIM-Workflows; Erarbeitung und Definition prüfbarer Vorgaben für den Einsatz der mittels BIM erzeugten Bauwerksmodelle.
• Aufbau eines räumlichen Umgebungsmodells als Basis eines Gesamtmodells.
• Integration der von anderen Kooperationspartnern der HSU erstellten Bauwerkmodelle in den digitalen Zwilling.
• Strukturierung und Aufbau einer Bauteilbibliothek für Fachobjekte der Sensorik.
• Vorbereitung des SHM durch den Aufbau bzw. die Erweiterung vorhandener 3D-Bauteilbibliotheken. Dafür werden Bauteilbibliotheken mit entsprechenden Abhängigkeiten modelliert und in spezifischen Fachobjekten strukturiert.
• Entwicklung neuer objektorientiert parametrisierter Fachmodelle, die produktneutral in beliebiger BIM-Software und Expertensystemen über offene und BIM-spezifische Schnittstellen genutzt werden können.
• Erarbeitung des Backend und der formalen Ontologien.
• Erstellung produktneutraler Schnittstellen und Übertragungstechnologien zur automatisierten Integration konventioneller und neuer Datenbestände in den digitalen Zwilling.
• Erarbeitung der SHM-Ontologien und Linkmodelle.
• Entwicklung und Implementierung einer Kommunikation (Linkmodelle) zwischen digitalem Zwilling und SHM-Modellen.
• Test und Bewertung der offenen Schnittstellentechnologie zur massiven Datenübertragung.
• Aufbau einer wechselseitigen Schnittstelle zur Verknüpfung des BIM-Gesamtmodells mit Fachdaten der Sensorik (Entwicklung persistenter Linkmodelle).
• Konzeptionierung der darzustellenden SHM-Elemente.
• Visualisierung der SHM-Elemente im Digitalen Zwilling.
• Prototypische Überführung des Echtzeitmoduls „Auralisation“ zur fotorealistischen Visualisierung.