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Sonntag, 21. April 2019
Ausgabe 6453 | Nr. 111 | 18. Jahrgang
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Industrie 4.0: Intelligente Baustellen sollen Staus verringern

# 16.10.2015

2014 so viel Verkehrsstau wie noch nie. Baustellen als häufige Ursache. Forschungsprojekt soll Prozesse im Asphalt- und Straßenbau optimieren. 745.000 Euro Bundesförderung für Universität Hohenheim

Fast eine Million Kilometer Stau im Jahr

Um zukünftig Staus und zeitliche Verzögerungen auf Straßenbaustellen zu verringern, setzen Wirtschaft und Forschung auf intelligente Vernetzung - Industrie 4.0. Foto: Claudia Hautumm / Pixelio Um zukünftig Staus und zeitliche Verzögerungen auf Straßenbaustellen zu verringern, setzen Wirtschaft und Forschung auf intelligente Vernetzung - Industrie 4.0. Foto: Claudia Hautumm / Pixelio

Die Zahlen sprechen für sich: Insgesamt 980.000 Kilometer Stau zählte der ADAC im Jahr 2014 auf Deutschlands Autobahnen. Die Dauer aller Staus betrug umgerechnet etwa 32 Jahre – das ist neuer Rekord.

Eine Hauptursachen hierfür sind unzählige Baustellen. An diesem Punkt wollen nun Wissenschaftler der Universität Hohenheim ansetzen, um das stundenlange Warten künftig zu verkürzen.

Unter der Leitung des Wirtschaftsinformatikers Prof. Dr. Stefan Kirn wird derzeit im Forschungsprojekt "SmartSite" (zu deutsch etwa "intelligente Baustelle") gemeinsam mit Partnern aus der Bauindustrie an einer Verbesserung der Straßen und einer Optimierung des Bauprozesses gearbeitet. Anfang September 2015 konnten die Experten erste praxistaugliche Ergebnisse in einem projektinternen Demonstrator präsentieren.

Asphaltbau mit besonderen Herausforderungen

"Das Ziel ist eine verbesserte und automatisierte Kommunikation aller Baustellenpartner", erläutert Marcus Müller, Projektleiter an der Universität Hohenheim. Die anspruchsvolle Baustellenlogistik, gerade im Asphaltbau, soll hierbei gezielt berücksichtigt werden. "Im ersten Schritt analysieren wir exakt den Weg des Asphalts vom Mischwerk bis zur Baustelle", so Müller.

Damit alle Abläufe auf der Baustelle reibungslos funktionieren können, muss der Asphalt rechtzeitig ankommen, er darf nicht abkühlen, die Fertigungsmaschine darf auf dem Weg nicht stehen bleiben. Dafür muss letztere gleichmäßig beladen sein. Werden diese Faktoren nicht berücksichtigt, entstehen zusätzliche Kosten für die Instandsetzung mangelhafter Straßen. In der Bundesrepublik kam es dadurch in den vergangenen Jahren zu Kosten in Höhe von rund 2,2 Milliarden Euro.

Optimierung durch Vernetzung

Die mangelnde informationstechnische Vernetzung von Baumaschinen, Baustellenumgebung und Baustellenleitsystemen ist häufig eine wesentliche Ursache für Verzögerungen auf Baustellen. "So mangelt es dem verantwortlichen Einbaumeister häufig an Informationen, beispielsweise über die genaue Ankunftszeit eines Lastwagens", erläutert Marcus Müller.

"Ähnlich geht es dem Mischmeister im Asphaltwerk. Dieser sollte den exakten Zeitpunkt kennen, wann der Lastwagen wieder von der Baustelle zurückkehrt, damit er den neuen Asphalt auf die entsprechende Temperatur vorheizen kann."

Um die erforderliche Kommunikation zu verbessern, sollen bei "SmartSite" die aktuellen und logistisch relevanten Daten – wie etwa die Geschwindigkeit des Lastwagens und des Fertigers – permanent sensorisch erfasst, per Cloud Computing gespeichert und zeitnah an alle Beteiligten wie Einbaumeister, Mischmeister oder Lastwagenfahrer weitergegeben werden.

Industrie 4.0: Automatisierte Prozesse und intelligente Arbeitsumgebungen

Das Projekt "SmartSite" will zum einen die Entwicklung einer automatisierten Prozesssteuerung im Sinne der Industrie 4.0 erreichen. Dafür arbeiten die Forscher an Verfahren zur Selbststeuerung der Baustellenlogistik und der Straßenwalzen. Lieferschwankungen und Engpässe sollen so vermieden und ein reibungsloserer Einbau des Asphalts ermöglicht werden.

"Wenn die Asphalt-Temperatur beispielsweise während des Walzvorgangs ständig und flächendeckend gemessen wird, kann dies dazu beitragen, die Asphalt-Verdichtung zu verbessern und damit frühzeitige Straßenschäden und somit auch weitere Baustellen zu vermeiden", erläutert Marcus Müller.

Zum anderen soll durch "SmartSite" die Entwicklung von "intelligenten" Baustellenumgebungen gelingen. Dazu wollen die Hohenheimer Wissenschaftler mit einer speziellen Sensorik Baustellen und ihre Umgebung erfassen. So werden etwa Wetterdienste, Staumeldungen, aktuelle Positions- und Fahrzeugdaten der verschiedenen Baumaschinen ausgewertet und angezeigt. "Nach dem Abschluss der Bauarbeiten können mit Hilfe der Daten bei künftigen Projekten die Asphalt-Liefer- und Einbauprozesse optimiert werden", so Müller.

Das Forschungsprojekt SmartSite

wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit knapp drei Millionen Euro gefördert. Es läuft seit November 2013 und ist auf drei Jahre angelegt. Die Arbeit an der Universität Hohenheim wird mit 745.000 Euro gefördert. Damit zählt das Projekt zu einem der so genannten "Schwergewichte der Forschung" an der Universität Hohenheim. Der genaue Projektname lautet "SmartSite – Smarte, autonome Baumaschinen, Baustellenumgebungen und Bauprozesssteuerung für den intelligenten Straßenbau". Neben der Universität Hohenheim sind folgende Unternehmen an SmartSite beteiligt:

  • Ammann Verdichtung GmbH
  • ceapoint aec technologies GmbH
  • Drees & Sommer Infra Consult und Entwicklungsmanagement GmbH
  • Ed. Züblin AG
  • Topcon Deutschland Positioning GmbH

Die Reihe "Schwergewichte der Forschung"

präsentiert in loser Folge herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125.000 Euro bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften. 2014 akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim rund 30 Mio. Euro an Drittmitteln für Forschung und Lehre.

Quellen-und-Verweise  QUELLEN UND VERWEISE:
SmartSite
Industrie 4.0 SmartSite Universität Hohenheim Straßenbau Stau Asphaltbau Baustelle Autobahn Optimierung Kommunikation Baustellenlogistik Mischwerk Cloud Computing Baumaschinen Baustellenumgebungen Bauprozesssteuerung Forschung Straßenbau https://www.bauingenieur24.de/fachbeitraege/forschung/industrie-40-intelligente-baustellen-sollen-staus-verringern/2792.htm 697 de-DE
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