Digitalisierung der Tunnelüberwachung in der Bauphase

Worldsensing hat gemeinsam mit Jim Rush, dem Herausgeber und Verleger des Tunnel Business Magazine, in einem Webinar erörtert, wie drahtlose Überwachungssysteme bei Tunnelbauprojekten helfen, die Leistung zu verfolgen, Probleme zu erkennen und das Betriebsrisiko zu verringern. Karen Figueroa, Marketing Managerin bei Worldsensing, moderierte eine Gruppe von Rednern, darunter:

webinar_redner_may_tunneling

- Christina Lafuente: Geotechnikingenieurin und Projektmanagementberaterin für mehrere TBM-Tunnelbauprojekte in Spanien und den USA.
- Dr. Dots Oyenuga: Geotechnik- und Tunnelbauexperte mit über 40 Jahren Erfahrung in der geotechnischen und Tunnelbau-Instrumentierung.
- David Gomez: Experte für drahtlose Überwachung im geotechnischen Bereich und Wirtschaftsingenieur mit über 7 Jahren Erfahrung in der Unterstützung von Industrieunternehmen bei der Umgestaltung ihrer Abläufe durch IoT-Technologien in den USA.

Die Sicherheit ist seit jeher eine der größten Herausforderungen für die Tunnelbauindustrie, zumal die Hälfte aller Bauprojekte immer noch mit manuellen Datenerfassungen arbeitet - was sowohl riskant als auch kostspielig ist - oder mit Kabeln, die teuer und umständlich sein können, vor allem im Hinblick auf die Unterbrechung des Verkehrs - was bedeutet, dass die Verlegung von Kabeln bei Tunnelbauprojekten dazu führt, dass Projekte gestoppt werden müssen. Drahtlose Systeme hingegen steigern die Effizienz und senken die Kosten, indem sie den Überwachungsprozess durch die Einführung der Automatisierung erleichtern. Die Unternehmen müssen sich keine Gedanken mehr darüber machen, wie sie die Messwerte erfassen wollen. Der automatische Fernüberwachungsprozess macht den Arbeitsplatz sicherer und verbessert die Einhaltung von Branchenvorschriften und -standards. Die Experten in diesem Webinar erläutern, wie die drahtlose Überwachung zur Verbesserung des Risikomanagements und der Instrumentierung und Überwachung bei Tunnelbauprojekten eingesetzt werden kann, um den Betreibern zu helfen, die Sicherheitsherausforderungen zu meistern.

Echtzeit-Einblicke für aktives Risikomanagement

Ein aktives Risikomanagement auf der Grundlage von Echtzeitinformationen bei Tunnelbauprojekten kann nur durch drahtlose IoT-Überwachung umgesetzt werden. David stellt fest, dass "die drahtlose Technologie in der Geotechnik- und Bauindustrie nichts Neues ist, aber die drahtlosen Funkgeräte und Systeme, die es in den letzten 20 Jahren gab, sind nicht für die Herausforderungen der technischen Überwachung optimiert".

Moderne Systeme, die neue IoT-Technologien für die technische Überwachung nutzen, haben die Dinge erheblich verbessert und geben den Betreibern eine bessere Kontrolle darüber, wie viele Daten sie von jedem Sensor sammeln und wann. Nicht jedes drahtlose Überwachungssystem deckt alle Bereiche ab. David zufolge sollten wirklich effektive Systeme drei Hauptmerkmale aufweisen:

  • Drahtlosigkeit
  • Signal mit großer Reichweite
  • Niedriger Stromverbrauch

ls_Werte

Im Bauwesen ist die Fähigkeit, kontinuierlich Daten über große Entfernungen zu übertragen, ohne dass eine physische Infrastruktur (z. B. Kabel) verwendet werden muss oder die Batterien ausfallen, der Schlüssel zu einer effektiven Instrumentierung und Überwachung. Drahtlose Signale müssen in der Lage sein, große Entfernungen unter der Erde zu überwinden und durch bis zu 4 m dicke Wände in städtischen Gebäuden oder Schächten zu dringen. "Sie müssen außerdem wartungsarm und langlebig sein - ein Batteriewechsel bedeutet beispielsweise Ausfallzeiten bei Ausgrabungen und gefährdet das Leben der Arbeiter", betont David. Für wirklich automatische Ablesungen müssen die Datenknoten einfach konfiguriert und ohne ständige Wartung an Gateways angeschlossen werden können.

Drahtlose Überwachung zur Beseitigung potenzieller Zwischenfälle

Nach Christinas Erfahrung wird die drahtlose Überwachung bei Tunnelbauprojekten immer beliebter:
"Viele der Herausforderungen bei Tunnelbauprojekten könnten mit einem drahtlosen Echtzeit-Überwachungssystem erheblich verringert werden, da die Betreiber von Tunnelbauwerken dadurch früher auf potenziell negative Situationen reagieren können, so dass der Betrieb entsprechend angepasst werden kann und langfristig weniger Abhilfemaßnahmen erforderlich sind".

Dies wiederum reduziert die Ausfallzeiten bei Aushubarbeiten, was erhebliche Kosten spart und den drahtlosen Überwachungssystemen fast eine garantierte Rendite beschert, da ihre Gesamtkosten im Vergleich zu den Kosten für Abhilfemaßnahmen und Systemausfallzeiten minimal sind. Mit dieser Art von System werden die direkten Kosten für die Installation und Wartung anderer verkabelter oder technisch komplexer Systeme erheblich reduziert.

Für die Einführung eines drahtlosen IoT-Überwachungssystems sind vier Elemente erforderlich:

  1. Ein interner IoT-Champion
  2. Ein komplettes drahtloses End-to-End-Überwachungssystem - ein fortschrittliches drahtloses IoT-Überwachungssystem, das alle in Ihrem Projekt verwendeten Sensordaten erfasst
  3. Geräte wie Datenknoten
  4. Eine erste Testphase, um sicherzustellen, dass die gesamte Hardware und Software sorgfältig getestet und an die tatsächlichen Bedingungen angepasst werden kann

Realitätsnahe Tunnelbauprojekte

Aufgrund seiner Erfahrungen beim LA Metro Purple Line 2 Projekt hebt Dr. Oyenuga die Vorteile des Einsatzes von drahtlosen Echtzeit-Überwachungssystemen mit geringem Stromverbrauch für diese Art von Tunnelbauvorhaben hervor: "Viele Tunnelprojekte haben ein Sammelsurium von Systemen. Sie können 3 oder 4 Systeme verwenden, weil die Betreiber das Gefühl haben, sie müssten ein bestimmtes System für einen bestimmten Sensortyp verwenden. Bei unserem Projekt verwenden wir zum ersten Mal ein integriertes, automatisiertes Datenerfassungssystem. Wir verwenden dieses System für so ziemlich alles - es wird für jeden einzelnen Überwachungssensor verwendet, den wir einsetzen."

eingefügtesBild0Karte des LA Metro Purple Line 2 Projekts

Effizienter Umgang mit Risiken

Die Hauptprobleme der Betreiber von Tunnelbauprojekten sind in der Regel die Gefahren für die Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz, die Notwendigkeit, strenge und kostspielige Versicherungsvorschriften einzuhalten, und die Notwendigkeit, eine ständige Überwachung durchzuführen, ohne zu hohe Kosten zu verursachen. Zu den besonderen Herausforderungen in diesem Bereich gehören die Verteilung der zu überwachenden kritischen Punkte über ein großes Gebiet, die sich ständig verändernde Bauumgebung und - bei Verwendung von Sensoren an Kabeln - die Notwendigkeit, in jeder Phase des Projekts Anpassungen an diesen Kabeln vorzunehmen. Am effizientesten und präzisesten lassen sich diese Herausforderungen durch die Zusammenführung von Echtzeitinformationen bewältigen, die den Leistungszustand des Tunnelbauprojekts genau beschreiben und von den Entscheidungsträgern zur Umsetzung der am besten geeigneten Maßnahmen genutzt werden können, sowie durch proaktive Risikomanagementansätze mit Alarmschwellen und Reaktionsplänen. Eine der einzigen Möglichkeiten, dies zu erreichen, ist die Implementierung eines drahtlosen IoT-Überwachungssystems, das stromsparend, wartungsarm und langlebig ist, mit verschiedenen Arten von Sensoren und Überwachungssoftware kompatibel ist und kontinuierlich Daten in Echtzeit sammelt.

Wie geht es weiter mit der Tunnelbauindustrie?

Die Zukunft des Tunnelbaus liegt im Internet der Dinge (IoT) - eine Technologie, die den Betreibern die Möglichkeit bietet, durch die Digitalisierung ihres Betriebs mehr Effizienz zu erzielen. Die Art der Echtzeit-Betriebsführung, die derzeit durch drahtlose Überwachungslösungen ermöglicht wird, wird schließlich die Erstellung digitaler Zwillinge ermöglichen. Diese "Videogame"-Modelle der Tunnelbaustelle werden es den Betreibern ermöglichen, mögliche Zwischenfälle vorauszuplanen und Maßnahmen zu ihrer Verhinderung zunächst virtuell und dann buchstäblich umzusetzen, was die Effizienz ihres Betriebs verbessert und die Risiken des Tunnelbaus erheblich verringert.

Bauwesen