Speicherung, Visualisierung und Bewertung von Messdaten

Ein wesentlicher Aspekt des Instandhaltungsprozesses bildet die Beurteilung des Ist-Zustandes auf Basis von Messdaten und deren Analyse. Dabei spielen die Daten von (zyklischen) Wiederholungsmessungen eine besondere Rolle, da durch deren Auswertung das Verhalten bezüglich Alterung, Verschleiß etc. erkennbar wird. Hieraus können vorbeugende Maßnahmen, optimierte Wartungsintervalle u.ä. abgeleitet werden. Dies wirkt sich dann direkt auf Qualität, Verfügbarkeit, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit der relevanten Geschäftsprozesse aus.

Um aus den Messdaten einen entsprechenden Vorteil ziehen zu können, müssen sie validiert in einer Datenbank mit möglichst universeller Struktur abgelegt werden. Nur dann lassen sich durch übergreifende Auswertungen die Vorteile aus den verschiedenen Messungen zu verschiedenen Zeiten auf einfache Weise nutzen. Damit gewinnen auch alle historischen Daten an Bedeutung.

Arten von Messdaten

Nachfolgend sind Beispiele für Messdaten im Umfeld von Versorgungsnetzen, Verkehrssystemen, Abwasserkanälen und Gewässern aufgeführt.

Nachrichtenkabel

Dämpfungen
Unterbrechungsanalyse
Reflexionen
Isolation
Nebensprechen

Hochspannungsleitungen

Befliegungs-, Begehungs- und Absteigungsergebnisse
Vertikalabstände und Durchhang der Leiter
Bildauswertungen von Korona-Inspektionen
Thermografieauswertungen
Oberschwingungen

Funk

Feldstärke
Funkfelddämpfungen
Zusatzdämpfungen
Antennengewinne
Ausleuchtungsflächen

Hochdruckleitungen

Wanddicken-Abtrag innen
Wanddicken-Abtrag außen
Herstellungsfehler
Schweißnähte
Verformungen (Beulen)

Kathodische Korrosionsschutzanlagen

Potenziale (Ein- und Ausschaltpotenziale)
Rohrströme
Widerstände
Spannungstrichter bei Intensivmessungen
Streuströme
Hochspannungsbeeinflussungen

Abwasserkanäle

Videodaten
Bilder
Schäden mit Position und Ausdehnung
Lage und Durchmesser von Einleitungen
Rohrlängen
Dichtigkeitsmessungen

Gewässer

Pegelstände
Fließgeschwindigkeit
Temperatur
Leitfähigkeit
Analysewerte Verschmutzung

Schienensysteme

Gleislage
Gleisabstand
Verwindungen
Überhöhungen
Fugen

Straßen, Brücken, Tunnel

Verschleißmessungen
Rollgeräuschmessungen
Griffigkeitsmessungen
Längsprofilmessungen
Bruchzähigkeit
Abflussmessungen
Deformationsmessungen
Längsebenheit

Räumlicher und zeitlicher Bezug der Messdaten

Der räumliche und zeitliche Bezug der Messdaten lässt sich in folgende Kategorien einordnen:

Daten mit Bezug zu einem geografischen Objekt unter Angabe der Koordinaten

Die Darstellung erfolgt primär in der Karte, wobei die Ausgestaltung des Symbols indirekt Aussagen über Art und Größe des Wertes wiedergeben kann.

Daten mit Bezug zu einem topologischen Objekt

Die Darstellung erfolgt primär in einer schematisierten Darstellung, wobei die Ausgestaltung des Symbols indirekt Art und Größe des Wertes wiedergeben kann.

Daten mit Bezug zur Längs-/Querachse mit Metrierung

Die Darstellung erfolgt in einem Längs-/Querprofil mit Metrierung, häufig auch mit Höhenangaben zum Objekt und/oder zur Geländeoberfläche.

Daten mit Bezug zum Messzeitpunkt mit Zeitstempel

Die Darstellung erfolgt in einem Diagramm über der Zeitachse, wobei verschiedene Wertereihen in Darstellungsbändern angeordnet werden.

Visuelle Präsentation und Bewertung

Die Präsentation der Daten in geografischer oder topologischer Form erfolgt im Grafiksystem, z. B. TANNIS Graphics. Dabei kann mittels interaktiver Navigation zwischen den Anwendungen, also zwischen TANNIS Line und dem Grafiksystem, gewechselt werden.

Präsentation der Messstellen in geografischer und schematischer Darstellung (TANNIS Graphics)

Zur Präsentation von Daten über der Längsachse und über der Zeitachse wird auf die Beschreibung zu TANNIS Line verwiesen. Eine typische Konfiguration eines Längsprofils mit und ohne Messdaten ist nachfolgend wiedergegeben. An den Messdaten, welche z. B. zusätzlich über dem Profil dargestellt sind, lassen sich Veränderungen bei Wiederholungsmessungen erkennen.

Die Konfigurierbarkeit von TANNIS Line ermöglicht darüber hinaus zusätzliche Ausgaben, wie die von Differenzwerten, Mittelwerten und sonstigen berechneten Werten, auch von Zusatzsignalen bei Grenzwertverletzungen etc.

Präsentation von Profildaten über der Längsachse einer Leitung, optional mit Überlagerung der entlang der
Längsachse registrierten Messdaten, hier auch zum Vergleich bei Wiederholungsmessungen

Datenmodell

Das Datenmodell muss den unterschiedlichen Charakter der auftretenden Daten berücksichtigen und auf eine universelle Abbildungslogik und Speicherungsmethode transferieren. Ansonsten wären die Datenbank und die darauf aufsetzenden Anwendungen für jede neue Messungsart anzupassen.

Datenmodell zur Messdatenverwaltung

Für die Ablage der Messwerte in der Datenbank sowie für die Auswertung und Darstellung werden die Messwerte über frei definierbare Messwerttypen beschrieben und ebenfalls über frei definierbare Gruppierungen zu Messungen zusammengefasst. Messungen lassen sich wiederum zu Messreihen organisieren.

Grundsätzlich ist für Messwerte, Messungen und Messreihen ein Bezug zu mehreren Objekten möglich. In der Regel bezieht sich eine Messung auf ein Objekt. Zwei Objekte sind typisch bei Relativmessungen. Bei Gruppenmessungen gibt es häufig ein hierarchisch übergeordnetes Objekt, das dann als zusätzliche Referenz für die Messung dient.

Neben den Messwerten können alle anderen Ergebnisse aus Inspektions-, Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen auf adäquate Weise in der Datenbank gespeichert werden. Hierbei kann es sich um Texte, Kennungen, Bilder, Videostreams etc. handeln.

Häufig sind die zu referenzierenden Objekte bereits in anderen Datenbanken vorhanden. Für diesen Fall sorgt eine universelle "Fremdverknüpfung" für die Speicherung solcher Beziehungen und damit für eine Vermeidung redundanter Informationen.

Laden, Verarbeiten und Bewerten der Messdaten

Zum Laden der Messdaten steht ein universell konfigurierbares Ladetool zur Verfügung, damit Daten aus mobilen Erfassungseinrichtungen, Excel-Tabellen, Access-Datenbanken, ASCII-Dateien etc. auf einfache Weise importiert werden können. Zur Validierung und Verdichtung sind so genannte "Stored Procedures" im Datenbankkern vorgesehen. Dadurch wird Datenkonsistenz unabhängig von den externen Programmen an zentraler Stelle sichergestellt.

Die gewünschte Sicht auf die Daten zwecks Durchführung individueller Bewertungen wird ebenfalls über im Datenbankkern definierte "Views" gewährleistet. Soweit Bewertungsergebnisse oder verarbeitete Daten zusätzlich gespeichert werden sollen, geschieht dies ebenfalls über "Views", die dann für die betreffenden Datenbereiche als "updatable" deklariert sind.

Weiterhin sind für einlaufende Echtzeitdaten Bewertungsfunktionen mit Signalbildung möglich. Neben der Anzeige der Signale zusammen mit den zugrunde liegenden Messdaten auf dem Bildschirm lässt sich die automatische Versendung von E-Mails einrichten.

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Automatisierte Erstellung von Kalkulations- und Netzplanungsunterlagen

Ausrichtung auf die Stellung von Förderanträgen nach den GIS‑Nebenbestimmungen zum Ausbau der Breitbandnetze

Steuerung der Planungsergebnisse auf Basis einfach zu erfassender Strukturvorgaben

Automatische Dimensionierung aller Objekte der Access‑ und Backhaul‑Ebene

Performancesteigerungen für die Abfrage von Big Data

Test mit Einsatz dedizierter materialized Views erfolgreich abgeschlossen.

Aufbau einer In-memory-Datenbank zur Beurteilung weiterer Möglichkeiten zur Performancesteigerung.

Zusätzliche Strukturie-rungsmöglichkeiten bei der Trassenverwaltung

Abschnittsbildung für Verzweigungsstrukturen beim Microtrenching

Life Cycle aller verwalteten Objekte

Historienverwaltung sorgt für lückenlose Dokumentation aller geänderten und auch aller gelöschten Informationen