Bridge Digital Twin: Herausforderungen und Vorteile

Die Erstellung von Bridge Digital Twins ist nützlich für die Verbesserung der Verwaltungs-, Wartungs- und Überwachungsprozesse der physischen Infrastruktur. Entdecken Sie alle Vorteile

Digital Twins sind mittlerweile unverzichtbar in der Gebäude- und Infrastrukturplanung.

In diesem Artikel werden wir uns auf die Möglichkeiten konzentrieren, die diese Technologie den Fachleuten bietet, die sich mit der Sicherheit und Überwachung von Brücken befassen.

Sie können auch damit beginnen, das Management Ihrer Infrastrukturprojekte mit spezialisierten Softwarelösungen zu verbessern. Testen Sie jetzt:

eine Digital Twin Software, um Brücken und Infrastrukturen virtuell nachzubilden und in Echtzeit deren Leistung zu analysieren, zu simulieren und zu optimieren;
eine Bridge Management Software, die speziell entwickelt wurde, um die Prozesse zur Verwaltung und Wartung von Brücken zu vereinfachen und höhere Qualitäts-, Sicherheits- und Effizienzstandards sicherzustellen.

Was ist ein Bridge Digital Twin?

Digital Twins sind computerisierte Modelle, die dazu dienen, Systeme und Objekte der realen Welt virtuell nachzubilden.

Sie werden in der Ingenieurwissenschaft verwendet, um eine detaillierte und interaktive digitale Darstellung von Bauprojekten (wie Gebäuden, Anlagen, Infrastrukturen oder ganzen Städten) bereitzustellen.

Die Fähigkeit von Digital Twins, eine ständige Kommunikation mit ihren physischen Gegenstücken herzustellen, hat diese Modelle zu einem leistungsstarken Tool für die Planung, die Verwaltung und Überwachung kritischer Infrastrukturen wie Brücken, Viadukte, Überführungen usw. gemacht.

Der digitale Zwilling einer Brücke oder ein Bridge Digital Twin kann daher als die virtuelle Kopie einer realen Brücke betrachtet werden und bildet ein einzigartiges zentrales System, über das alle Aspekte der Sicherheit, Wartung und Überwachung der entsprechenden physischen Infrastruktur gesteuert werden können.

Digitaler Zwilling einer Brücke

Wie funktioniert ein Bridge Digital Twin?

Die Technologie des Digital Twins basiert auf der Integration verschiedener fortschrittlicher Modellierungsprozesse und -techniken, um eine genaue und zuverlässige Rekonstruktion der Merkmale und des Verhaltens der realen Infrastruktur zu liefern.

Zunächst einmal kann die BIM-Methodik genutzt werden, um ein dreidimensionales digitales Modell der Brücke zu erstellen, in das die Informationen für den gesamten Lebenszyklus des Projekts integriert werden.

Dies allein reicht jedoch nicht aus, um einen echten digitalen Zwilling zu schaffen, da ein „Digital Twin“ per Definition ein „lebendiges“ Modell ist und dazu in der Lage sein muss, ständig mit seinem physischen Gegenstück zu interagieren.

Daher werden IoT-Geräte und intelligente Sensoren eingesetzt, um eine bidirektionale Verbindung zwischen dem physischen und dem virtuellen Zwilling herzustellen.

Die Sensoren, die an strategischen Stellen der physischen Infrastruktur platziert sind, erfassen in Echtzeit Informationen über Umweltbedingungen, Materialalterung, Struktursicherheit, Verkehrseinflüsse und vieles mehr.

All diese Informationen werden an eine digitale Plattform zur Überwachung und Verwaltung des Digital Twins übertragen, um sie zu verarbeiten und zu analysieren.

Der gesamte Prozess ermöglicht die Erstellung einer zuverlässigen Datenbank, die als Grundlage für nachfolgende Verwaltungs- und Wartungsmaßnahmen für die reale Brücke dient und eine informierte Entscheidungsfindung zur Steigerung der Effizienz und Gesamtleistung der Infrastruktur unterstützt.

Wie Bridge Digital Twins verwendet werden können

Digitale Zwillinge von Brücken und Verbindungsinfrastrukturen können für verschiedene Zwecke verwendet werden, die zur Verbesserung der Funktionalität, Sicherheit und Effizienz der jeweiligen physischen Vermögenswerte beitragen.

Die wichtigsten Anwendungen umfassen:

die Überwachung von Leistung und struktureller Gesundheit mithilfe von Sensoren, die potenzielle Probleme und Abweichungen (wie Risse und Verformungen) in Echtzeit erkennen und rechtzeitig eingreifen, um schwerwiegendere Schäden zu verhindern;
die vorbeugende Instandhaltung durch Analyse historischer Daten und Echtzeitinformationen, die dazu beitragen, Wartungsbedürfnisse vorherzusagen und Eingriffe wie Reparaturen oder Austausche proaktiv zu planen, um ungeplante Ausfallzeiten zu reduzieren und die Lebensdauer der Infrastruktur zu verlängern;
die Risikobewertung durch Sammeln, Analysieren und Simulieren von Daten zu Wetterbedingungen, Strukturverhalten und Verkehrsflüssen, um potenzielle Risiken zu identifizieren und vorbeugende Maßnahmen zur Verbesserung der Gesamtsicherheit der Brücke zu ergreifen;
die Ausbildung und Schulung durch Simulationen in virtueller oder erweiterter Realität, bei denen Betreiber verschiedene Szenarien simulieren und sich in Inspektions-, Wartungs- und Notfallmaßnahmen üben können, ohne ihre Gesundheit und Sicherheit zu gefährden;
die Entscheidungsunterstützung, da die Sammlung genauer und aktueller Daten es Fachleuten ermöglicht, die Wirksamkeit verschiedener Wartungsstrategien zu analysieren, ihre Auswirkungen auch in Bezug auf Kosten zu bewerten und fundiertere Entscheidungen zu treffen;
die Optimierung der Leistung, da die Fähigkeit von Digital Twins, hypothetische Szenarien zu simulieren, Ingenieuren hilft, deren Auswirkungen auf die physische Infrastruktur zu bewerten, Designentscheidungen zu optimieren und potenzielle Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren und zu beheben.

Bridge Digital Twin Simulationen in VR

Vorteile der Verwendung eines Bridge Digital Twins

Die Verwaltung des Lebenszyklus einer Brücke unter Nutzung des Potenzials der Digital Twin-Technologie bietet eine Reihe von Vorteilen. Diese Modelle ermöglichen es:

die Entscheidungsfindung zu verbessern;
die kontinuierliche Überwachung der Infrastruktur zu unterstützen;
die Wartungsprozesse zu optimieren;
die Zeiten und Kosten für verschiedene Maßnahmen zu reduzieren;
die Leistung der Anlagen zu maximieren;
die Zuverlässigkeits- und Sicherheitsstandards zu erhöhen;
Notfallsituationen auf ein Minimum zu reduzieren.

Bridge Digital Twins: Welche Herausforderungen gibt es zu bewältigen?

Trotz der zahlreichen Vorteile birgt die Verwendung der Digital Twin-Technologie im Bereich der Infrastruktur, insbesondere bei der Brückenverwaltung, einige Herausforderungen.

Diese Herausforderungen beziehen sich im Wesentlichen auf:

die Schwierigkeiten bei der Integration und Synchronisation von Daten aus verschiedenen Quellen und die Gewährleistung der Zuverlässigkeit der gesammelten Informationen;
die Herausforderungen im Zusammenhang mit der Installation und Wartung von Sensoren an der physischen Infrastruktur;
die ständige Aufmerksamkeit, die für die Kontrolle aller Faktoren in Bezug auf die Kalibrierung, Stromversorgung und Konnektivität der Überwachungsgeräte erforderlich ist;
die Umsetzung von Cybersicherheitsmaßnahmen, Verschlüsselungsprotokollen und Zugangskontrollen zum Schutz der Sicherheit und Privatsphäre der gesammelten Daten;
die Notwendigkeit, das Modell in Bezug auf das tatsächliche Verhalten der Infrastruktur ständig zu aktualisieren und zu validieren, um maximale Genauigkeit sicherzustellen;
den Mangel an qualifizierten Fachleuten für die Datenanalyse, digitale Modellierung und Ingenieurwissenschaften im Bereich der Infrastrukturen;
die manchmal hohen Investitionen, die für die Entwicklung und Verwaltung von Digital Twins erforderlich sind.

Wie man einen Bridge Digital Twin verwaltet

Die Verwaltung des Digital Twins einer Brücke oder einer Infrastruktur erfordert den Einsatz spezialisierter Tools, die das Potenzial dieser Technologie optimal ausschöpfen können.

Immer mehr Fachleute in der Branche verlassen sich auf fortschrittliche Softwarelösungen, um:

digitale Repliken ihrer Vermögenswerte zu erstellen;
Echtzeitdaten zu überwachen;
Analysen und Simulationen durchzuführen;
Wartungsbedürfnisse vorherzusagen;
die Verwaltung ihrer Infrastrukturen zu erleichtern;
die Zusammenarbeit zwischen den Beteiligten zu fördern.

Wenn Sie sich mit der Planung, dem Bau und der Wartung von Brücken befassen und darüber nachdenken, in die Welt der Digital Twins einzusteigen, probieren Sie jetzt eine Digital Twin Software aus!

Mit diesem System können Sie die Auswirkungen verschiedener Entwurfslösungen direkt auf das BIM-Modell Ihrer Infrastruktur simulieren. Darüber hinaus haben Sie Zugriff auf eine leistungsstarke Plattform, über die Sie zentralisiert alle Aktivitäten im Zusammenhang mit der Sicherheit, Überwachung und Wartung Ihrer Brücken oder anderer Infrastrukturen verwalten können.

Wenn Sie noch mehr aus der Verwaltung Ihrer Ressourcen herausholen möchten, können Sie sich auf eine Bridge Management Software verlassen, die umfassende Lösung für die Verwaltung von Brücken, mit der Sie intelligente Inspektionen durchführen, genaue Wartungspläne erstellen, maßgeschneiderte Berichte generieren, Ihre Infrastrukturen leicht lokalisieren und eine effiziente Integration mit IoT-Technologie sicherstellen können.