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Höhere Effizienz und Effektivität durch den Einsatz von Cloud-Strukturen und KI bei der Zustandserfassung von Kanälen

11.08.2022

Infrastrukturbauwerke, wie beispielsweise die urbanen Abwassersysteme, bedürfen regelmäßiger Zustandskontrollen und Bewertungen, um den rechtlichen und normativen Vorgaben gerecht zu werden.

Diese Zustandsbewertung ist mit einem großen manuellen und finanziellen Aufwand verbunden und oft auch von den individuellen Beurteilungen des Kanalinspekteurs abhängig. Ebenso ist die Datenverwaltung und Verfügbarkeit bei der Zustandsbewertung von diversen Prozessen wie Datenaustausch, Schaffung von eigenen IT-Infrastrukturen und direkter Kommunikation für alle Beteiligten mit großem Aufwand verbunden. Diese Aufwendungen und Abläufe können durch den Einsatz neuer digitaler Technologien massiv reduziert, aber auch verbessert werden.

Genau diesen digitalen Ansatz verfolgte ein Gemeinschaftsprojekt der Stadtwerke Waldkirchen, der e.SIC GmbH, der bluemetric software GmbH, der JT-elektronik GmbH sowie der Pfaffinger Rohrnetz- & Sanierungstechnik GmbH konsequent.

Zielsetzung des Projektes war eine komplette digitale Datenverwaltung und Dokumentation der Zustands-, aber auch die Lageerfassung des Abwassersystems im Stadtkern von Waldkirchen. Weiterhin schrieb der Bereichsleiter Abwasser der Stadtwerke Waldkirchen, Rudolf Kellermann, die Verfügbarkeit aller Daten – unabhängig von eigenen IT-Infrastrukturen in das Lastenheft.

Die zur Ausführung der Zustandskontrolle und Lagemessung des unterirdischen Abwassersystems beauftragte Firma Pfaffinger Rohrnetz- & Sanierungstechnik GmbH aus Passau konnte hierzu auf ein großes Netzwerk von Spezialisten zugreifen, die die Umsetzung vorantrieben und letztendlich auch möglich machten.

Durch den Einsatz modernster Haupt- und Seitenkanalkamerasysteme mit Full-HD-Auflösung aus dem Haus JT-elektronik GmbH aus Lindau, konnte der gesamte Haupt- und Anschlusskanalbestand im Stadtkern nach erfolgter Reinigung inspiziert und die genauen Verläufe der Leitungen automatisiert dreidimensional erfasst werden. In Verbindung mit der Erfassungs-, Messungs- und Detektionssoftware „Inspector/ASYS 3D“ wurden alle Kanalverläufe mit UTM Koordinaten versehen und zusammen mit den Zustandsdaten als xml-Datei exportiert, die über eine definierte Schnittstelle in das GIS der Stadtwerke Waldkirchen eingespielt wurden.

Um die Zielsetzung der digitalen Datenverwaltung bei größtmöglicher Verfügbarkeit zu erreichen, stellte die e.SIC GmbH mit dem Produkt „SARIDA™ Portal“ eine Plattform zur Verfügung, welche genau diesen Ansatz verfolgt und konsequent weiterentwickelt. Zu den Kernfunktionalitäten der Cloud gehören:

  • Direkter Datenaustausch über einen zentralen Zugangspunkt mit allen gängigen Austauschformaten
  • Direktes Arbeiten im Webbrowser
  • Einfache Freigabe der Daten
  • Verfolgen aller Bearbeitungsstände und Änderungen in Echtzeit
  • Einfaches Anwenden von automatisierten Analysen zur Qualitätssicherung

Diese neuartige und moderne Cloudtechnologie für flexibles und zentrales Datenmanagement sowie Streaming der Medieninhalte verhindert eine inkonsistente und auch redundante Datenhaltung. Sie erhöht somit die Sicherheit der Daten, da diese nie auf lokalen Systemen vorliegen. Eine hochauflösende 3D-Visualisierung und moderne Kommunikationsmethoden sorgen für mehr Effizienz und verbesserte Arbeitsbedingungen im gesamten Inspektions-, Dokumentations- und späteren Bearbeitungsprozess. Hierzu Rudolf Kellermann:

„Die Verfügbarkeit der Daten schon am nächsten Arbeitstag bedeutet für uns eine wesentlich schnellere Kommunikation und eine höhere Effizienz bei der Schadensbewertung und Behebung. Durch die Möglichkeit, auch von mobilen Endgeräten aus Zugriff auf die Dokumentation wie Berichte sowie Filme und Bilder zu haben, erleichtert uns die Arbeit im Betrieb sehr und unterstützt auch direkt vor Ort, in dem entsprechenden Abschnitt, mit allen notwendigen Informationen“.

Als logische Ergänzung zu der Cloudlösung wurde bei der Pfaffinger Rohrnetz- & Sanierungstechnik zusätzlich noch das „SARIDA™ Edge“ im Projekt eingesetzt, das dem Inspekteur bei der optischen Inspektion durch eine künstliche Intelligenz (KI) assistiert, um Schäden und Zustände im Voraus zu detektieren, die dann von dem Inspekteur abschließend geprüft und präzise dokumentiert werden.

Im neuesten Release der Anwendung können im Zusammenspiel mit der Erfassungssoftware INSPECTOR von bluemetric zusätzlich die Hauptcodes mit Charakterisierung zur Zustandsbeschreibung vorgeschlagen werden. Die KI funktioniert auf dem Fahrzeug ohne Internetverbindung, also offline. In einem weiteren und zukünftigen Schritt soll die Kameratechnik von JT-elektronik die von der KI erkannten Zustände mit einer noch detaillierteren Kameraführung umgesetzt werden. Hierzu gehört z. B. auch die Unterbrechung der Kamerafahrt und das gezielte An- und Abschwenken des Rohrabschnitts bzw. des erkannten Zustands. Resultierend aus diesen optimierten Abläufen werden Lichtintensität, Reflexionen, Blendenstufen und die Tiefenschärfe, also auch die Wahl der richtigen Fokussierung und Belichtung realisiert.

Als westlichen Vorteil dieser Anwendung hat man bei Pfaffinger die höhere Effizienz und Qualitätssteigerung bei der Zustandskontrolle identifiziert und erkannt. Weiterhin sieht das Unternehmen beim Einsatz von assistierenden KI-Anwendungen die Möglichkeit, Quereinsteiger als Bedienungspersonal bei der Zustandskontrolle wirksam zu unterstützen und individuelle Fehlinterpretationen des Kanalinspekteurs oder nicht registrierte und dokumentierte Zustände zu vermeiden.

Rückwirkend betrachtet erzeugte das Gemeinschaftsprojekt für alle Beteiligten einen spürbaren Mehrwert und soll auch in weiteren Maßnahmen und bei anderen Auftraggebern verstärkt eingesetzt werden. Mit einem sogenannten selbstlernenden System werden die Kanalkontrollen gesamtheitlicher und nachhaltiger.

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