20.04.2021

Collage mit Brücke

Datenfluss zur Beurteilung der Zuverlässigkeit einer Brücke

Quelle: BAM

Projektlaufzeit

01.03.2021 - 28.02.2023

Projektart

Verbundforschungsprojekt

Projektstatus

Laufend

Kurzbeschreibung

CASPAR steht für die Entwicklung einer technischen Lösung zur beweissicheren und rückführbaren Datenbasis von digitalen Informationen zur Bewertung von Bauwerken auf der Grundlage von Building Information Modelling.


Ort

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Unter den Eichen 87
12205 Berlin

Projekt CASPAR, Grafik

Schema einer beweissicheren Datenaufnahme bis zur gesicherten Datenablage einer Brücke (CAS – Construction Administration Shell)

Quelle: objective partner AG

Gebäude und Brücken werden auf der Grundlage von Bestandsunterlagen hinsichtlich ihres Zustandes, ihrer Dauerhaftigkeit und ihrer Zuverlässigkeit bewertet. Bei älteren Bauwerken sind diese Unterlagen oft nur unzureichend aussagefähig oder teilweise nicht mehr vorhanden. In solchen Fällen muss die Art und Weise der Konstruktion kostenintensiv durch Messungen nachvollzogen werden. Neuere Bauwerke hingegen werden zunehmend in BIM-Modellen (Building Information Modelling) digital geplant und dokumentiert. In beiden Fällen entstehen große Mengen an Daten, die über die Lebensdauer von Bauwerken, teilweise mehr als 50 Jahre, manipulationssicher gespeichert werden müssen.

Ein Pfeil in der Mitte einer Zielscheibe

Quelle: BAM

In diesem Projekt werden die technologischen Grundlagen erarbeitet, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen sicher zusammenzuführen, Informationen semantisch zu verknüpfen und anschließend effizient und sicher zu speichern. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit der Technologie zu erbringen wird im Rahmen des Projekts eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators entwickelt.

Stilisierter Programmablaufplan

Quelle: BAM

Der gesamte Lebenszyklus von Daten, die an Brückenbauwerken erhoben wurden, wird betrachtet. Die Relevanz und die Formate der Daten werden analysiert. Für eine reale Brücke wird ein so genannter Digitaler Zwilling erstellt. Eine Schnittstelle wird entwickelt, um Daten aus unterschiedlichsten Quellen verwenden und automatisiert verarbeiten zu können. Mittels einer Blockchain-basierten Technologie werden die Daten manipulationssicher in einer prototypischen Datenablage gespeichert. Dann erfolgt ein Funktionstest am Digitalen Zwilling.

Händeschütteln

Quelle: BAM

Projektleitung
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Partner
Universität der Bundeswehr München - Institut für Konstruktiven Ingenieurbau (UniBw M), Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE), OpenLimit GmbH, objective partner AG, SSK-Ingenieure GmbH, BIM CC GmbH
Förderung
Das BMVI fördert das Projekt im Rahmen der Förderrichtlinie Modernitätsfonds „mFUND“.

CASPAR – Plattform für beweissichere und rückführbare Datennutzung zur Erhöhung von Qualität und Akzeptanz

Wesentliche Tätigkeiten

Im Rahmen der Erfassung, Klassifizierung und Bewertung von Daten werden die relevanten Parameter zur Bewertung von Bauwerken identifiziert. Anschließend erfolgt die Entwicklung und die Dokumentation eines technischen Konzeptes zur Umsetzung einer sicheren Ablage von heterogenen Datensätzen aus unterschiedlichen Quellen. Schließlich wird das technische Konzept in einer prototypischen Datenablage realisiert. Ein Funktionstest und die Bewertung der technischen Lösung sowie die Beschreibung der technischen Umsetzung bilden den Abschluss des Projekts.

Projektziel

Das Projekt verfolgt das Ziel, mit kryptografischen Verfahren Bauwerksdaten aus unterschiedlichen Quellen digitalisiert, langfristig und manipulationssicher zur Verfügung zu stellen. Mit Hilfe von "Verwaltungsschalen" können Daten unterschiedlicher Formate semantisch verknüpft werden. Um den Nachweis für die Nutzbarkeit der Technologie zu erbringen, wird eine prototypische objektbezogene Datenablage in Form eines Demonstrators entwickelt. In diesen Demonstrator werden digitale Informationen einer realen Brücke überführt. Entwürfe für Schnittstellen zur Bereitstellung von digitalen Informationen werden nach dem OpenData-Prinzip erstellt. Dies soll die Verallgemeinerungsfähigkeit der Lösung sichern.

Erwartete Ergebnisse

Öffentliche und private Baulastträger sind die Adressaten der erwarteten Projektergebnisse. Für diese Zielgruppe gehen mit der Entwicklung einer Strategie zur Ablage von digitalen Informationen im Rahmen der Beurteilung von Bauwerken verschiedene Verbesserungen einher.

Gegenwärtig werden noch große Anstrengungen unternommen, Informationen, die an einzelnen Bauwerken gewonnen wurden, auf andere Bauwerke zu übertragen. Die Daten liegen oft in analoger Form vor (z.B. als technische Zeichnungen oder statische Berechnungen) und können nicht mit einem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand verfügbar gemacht werden.

Die Projektergebnisse von CASPAR werden für die Baulastträger eine Vereinfachung in der Planung der oft kostenintensiven Entscheidungsprozesse bedeuten. Künftig können Entscheidungen durch kryptografische Verfahren abgesichert werden. Zusätzlich können die Informationen Dritten, wie Forschungseinrichtungen oder Dienstleistern, effizient zur Verfügung gestellt werden, um hieraus neue Erkenntnisse zu gewinnen. Ingenieurbüros können beispielsweise ihre Arbeitsprozesse, hier die Zustands- bzw. Zuverlässigkeitsbewertung eines Bauwerkes, auf die Anforderungen abstellen und die entsprechenden Informationen beweissicher und unkompliziert an den Auftraggeber übermitteln. Im Ergebnis wird dies zu einer Erhöhung der Qualität und der Akzeptanz von digital gespeicherten Daten führen.

Projektleitung

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Fachbereich Zerstörungsfreie Prüfmethoden für das Bauwesen

Partner

UniBw M - Universität der Bundeswehr München - Institut für Konstruktiven Ingenieurbau
IESE - Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering
OpenLimit GmbH
objective partner AG
SSK-Ingenieure GmbH
NetApp Deutschland GmbH (NetApp - Assoziierter Partner)
BIM CC GmbH

Förderung

Das mFUND-Projekt “CASPAR” (FKZ: 19F2178A) wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit insgesamt 1.271.000 Euro gefördert.

Logos von BMVI und mFund

Logos von BMVI und mFund

Quelle: BMVI