Automatisiertes Deformationsmonitoring

Ein automatisiertes Deformationsmonitoring besteht aus einer Gruppe interaktiver, zusammenhängender oder unabhängiger Software- und Hardware-Komponenten, die in der Gesamtheit einen Komplex zum Deformationsmonitoring bilden. Sobald die notwendigen Komponenten installiert und zur Datenübertragung vorbereitet sind, ist kein weiterer Eingriff von Personen nötig. Automatisierte Systeme für das Deformationsmonitoring können dazu beitragen, Menschenleben zu retten und hohe finanzielle Verluste für die Infrastruktur und Wirtschaft zu verhindern.

Komponenten eines Automatisierten Deformationsmonitoringsystems

Zum einem Automatisierten Deformationsmonitoringsystem gehören:

• Beratung
• Sensoren
• Kommunikation
• Software zur Datenerfassung einschließlich Datenmanagement
• Deformationsanalyse

Beratung

Vor dem Aufbau eines Systems sind eine Reihe von Beratungen notwendig, die von einem Vor-Ort-Termin zur Analyse der örtlichen Begebenheiten und Zusammentragen der Anforderungen bis zu detaillierten Ausarbeitung der Auswahl der geeigneten Mess-Sensoren reicht. Dazu gehören auch die Installation, Stromversorgung, Kommunikation, Server-Installation, die Software zur Datenerfassung- und übertragung, Betrieb und Wartung des Systems.

Sensoren

Um alle möglichen Anwendungen abzudecken, muss ein Automatisiertes Defomationsmonitoringsystem alle geodätischen und geotechnischen Mess-Sensoren unterstützen, die für die Überwachung benötigt werden.

• Geodätische Mess-Sensoren erfassen georeferenziert mögliche Verschiebungen oder Bewegungen in Lage und/oder Höhe. Dazu werden Instrumente wie Totalstationen, Nivelliere und Empfänger für Globale Navigationssatelliten-Systeme(GNSS) eingesetzt.

• Geotechnische Mess-Sensoren erfassen Verschiebungen oder Bewegungen nicht georeferenziert, sondern messen physikalische Eigenschaften. Zu diesen Sensoren zählen Extensometer, Piezometer, Niederschlagsmesser, Thermometer, Barometer, Neigungsmesser, Beschleunigungssensoren, Seismographen usw. Weitere Informationen siehe Geotechnische Sensoren.

• Andere Mess-Sensoren wie z.B. Radarmessgeräte.

Kommunikation

Zwischen den Mess-Sensoren und der Software zur Datenerfassung gibt es, abhängig von der Entfernung, Übertragungsrate und Kosten, ein breites Spektrum an Medien zur Datenkommunikation:

• Übertragungskabel (RS232, RS485, Glasfaser)
• Lokales Netzwerk (LAN)
• Drahtloses Netzwerk (WLAN)
• Mobile Kommunikation (GSM, GPRS, UMTS)
• WiMax

Software zur Datenerfassung einschließlich Datenmanagement

Die Software ist das Kernstück des Monitoringsystems, denn es spielt die Schlüsselrolle bei der Datenerfassung mit den damit verbundenen Mess-Sensoren. Sie zeichnet die Daten auf, errechnet Ergebnisse, visualisiert mögliche Verschiebungen und sendet eine Nachricht an zuständige Personen, wenn vorgegebene Grenzwerte überschritten werden.

Im Gegensatz dazu muss der Betreiber oder Anwender über ausreichende Fachkenntnis und Erfahrung verfügen, um die richtige Entscheidung bei Bewegungen zu treffen, d. h. eine unabhängige Prüfung durch Vor-Ort-Inspektionen, rückwirkende Kontrollen, wie z. B. bauliche Instandsetzung. Darin enthalten ist auch der Notfallschutz, zu dem das Abschalten des Betriebs, Eindämmen des Prozesses und im besonderen Fall auch die Evakuierung gehören.

Deformationsanalyse

Die Deformationsanalyse beschäftigt sich mit der Berechnung und Auswertung und der Statistischen Signifikanz der gemessenen Verschiebungen. Die Analyse kann dabei visuell durch eine Zeitachse, eine Streudiagramm, Vektor- und andere Grafiken sowie numerische Darstellungsmöglichkeiten. Die numerische Deformationsanalyse erfolgt direkt in einer Netzausgleichung.

Quellen

• Literatur, Herausgeber J.F.A Moore (1992). Monitoring Building Structures. Blackie and Son Ltd. ISBN 0-216-93141-X, USA and Canada ISBN 0-442-31333-0

Veröffentlichungen und Beispiele

• 2008
  • The use of Slope Stability Radar (SSR) in managing Slope Instability Hazards, AusIMM Bulletin, January/February 2008 (PDF; 140 kB)
• 2007
  • FIG 2007 - Application of Automatic Deformation Monitoring System for Hong Kong KSL Railway Monitoring (nicht aufrufbar; PDF-Datei)
  • The American Surveyor (Oct 2007) - 24/7 Structural Monitoring (PDF; 1,91 MB)
  • Professional Surveyor Magazine (Oct 2007) - Unmanned and Secure (nicht aufrufbar; PDF-Datei)
  • Monitoring of Open Pit Mines using Combined GNSS Satellite Receivers and Robotic Total Stations
  • FIG 2007 - Continuous Beam Deflection Monitoring Using Precise Inclinometers (PDF; 376 kB)
  • Safety and Financial Value Created by Good Slope Management Strategies and Tactics
  • Deformation monitoring system protects personnel and structures through early detection
• 2006
  • The American Surveyor (Spring 2006) - Robots Survey Dulles Tunnels
  • FIG 2006 - Driving Burj Dubai Core Walls With An Advanced Data Fusion System (PDF; 6,69 MB)
  • Survey Slope Stability Monitoring Lessons from Venetia Diamond Mine (PDF; 712 kB)
• 2005
  • Advances in RTK and Post Processed Monitoring with Single Frequency GPS
• 2004
  • FIG 2004 - Networking Motorized Total Stations and GPS Receivers for Deformation Measurements (PDF; 104 kB)
  • Leica GPS Spider for Deformation Monitoring (PDF; 1,43 MB)
  • Nachweis von Turmbewegungen mit einem Multisensorsystem (PDF; 0,9 MB)
• 2003
  • Flotron AG Chüebalmtunnel A8, Iseltwald (BE)
• 2001
  • Monitoring Hong Kong's Bridges Real-Time Kinematic Spans The Gap
  • FIG 2001 - Modern Monitoring System Software Development (nicht aufrufbar; PDF-Datei; 193 kB)

Anbieter von Automatisierten Deformationsmonitoringsystemen

• Leica GeoMoS Automatic Deformation Monitoring Software
• GNSS/GPS/LPS based Online Control and Alarmsystem and -Software (GOCA) "Geodätisches Monitoringsystem HSKarlsruhe"

Siehe auch

• Deformationsmonitoring

Weblinks

• Polyscope10/07 Drahtlos kommunizieren (PDF-Datei; 1,20 MB)