Hochpräzises Monitoring von Infrastrukturbauwerken mit geodätischen Sensoren
Dr.-Ing. Jens-André PAFFENHOLZ; Leibniz Universität Hannover - Geodätisches Institut
Veranstaltungsort
Universität Innsbruck
Hörsaal HSB2
6020 Innsbruck, Technikerstraße 13
Kurzfassung:
Starke Hitzewellen wie im Sommer 2018 haben großen Einfluss auf den Zustand unserer Verkehrsinfra-struktur. Auch auf Bahnstrecken wirkt sich die Hitze aus. Die Gleise dehnen sich durch die hohen Temperaturen aus. Im schlimmsten Fall kommt es zu sogenannten Gleisverdrückungen oder -verwerfungen, also zu einer starken Verformung des Gleises. In diesem Fall sind Streckensperrungen aus Sicherheitsgründen unum-gänglich. Es ist also wichtig, die Grenzen der Gleislage-stabilität zu kennen. Welche Temperaturbereiche sind für welche Art von Gleis kritisch? Wie schnell dürfen Züge bei diesen kritischen Temperaturen noch fahren? Um diese Fragen zu beantworten und eine Parameterstudie für Geschwin-digkeitstabellen durchzuführen, wurde ein weltweit einmaliger Großversuch auf der ICE-Schnellstrecke Hannover-Göttingen von der Deutschen Bahn (DB) Netz AG durchgeführt. Ein 120 m langer gerader Gleisabschnitt im Bereich Orxhausen wurde im Rahmen des Versuchs solange erhitzt, bis eine Gleisverwerfung eintrat. Hierzu wurde mittig im Versuchsbereich eine Gleisfehllage in Form eines Sinus-bogens mit einer Länge von 9 m und einer Amplitude von ca. 20 mm eingebaut. Diese Schwachform diente der Vordefinition der Örtlichkeit, an welcher die Gleisverwerfung eintreten sollte. Das Geodätische Institut Hannover hat diesen weltweit einmaligen Versuch mit vier hochgenau synchronisierten terrestrischen Laserscannern, einem Tachymeter und einem Lasertracker überwacht. Die messtechnische Durchführung war so-wohl von den zeitlichen (ca. 50 Hz) und räumlichen Anforderungen als auch von den geforderten Genauigkeiten (bis zu 1/10 mm) eine große Herausforderung an die Sensorik und die Datenauswertung. Der relevante Versuchsbereich des Gleises wurde über 2 Stunden redundant mit den vier Laserscannern bei einer Messrate von 50 Hz im 2D-Profilmodus über-wacht. Im Rahmen der Auswertung erfolgte eine raum- zeitliche Modellierung der beiden Schienen mit Hilfe von B-Splines zur Beschreibung des Verformungs-verhaltens. So konnten die seitlichen Verschiebungen des Gleises auf weniger als einen Millimeter genau erfasst und modelliert werden. Durch den Versuch war es möglich das Verhalten des Gleiskörpers bei einem derartigen Verwerfungsver-such hochdynamisch zu erfassen. Die Ergebnisse der Messungen fließen aktuell in die Berechnungen für neue Geschwindigkeitstabellen der Deutschen Bahn ein.
Zum Vortragenden:
Jens-André Paffenholz hat von 2002 bis 2006 an der Leibniz Universität Hannover (LUH) Geodäsie und Geoinformatik studiert. Im Jahr 2012 schloss er seine Promotion zum Thema „Direct geo-referencing of 3D point clouds with 3D positioning sensors“ am Geodätischen Institut der LUH ab. Während der Promotionsphase absolvierte Jens-André Paffenholz einen mehrmonatigen Forschungsaufenthalt an der Curtin University of Technology im australischen Perth. Als Postdoc war er von 2012 bis 2014 am Institut für Kartographie und Geo-informatik der LUH sowie von 2014 bis 2019 als Arbeitsgruppenleiter „TLS-basierte Multi-Sensor-Systeme“ am Geodätischen Institut der LUH beschäftigt. Seit November 2019 hat Dr. Jens-André Paffenholz die Professur Geomatik für unter-tägige Systeme am Institut für Geotechnik und Markscheidewesen der Technischen Universität Clausthal inne. In Forschung und Lehre beschäftigt sich Prof. Paffenholz mit verschiedenster Sensorik und Multi-Sensor-Systemen für eine effiziente Er-fassung von dreidimensionalen (3D) Umgebungsdaten. Hierbei kommt der Aufbe-reitung und Fusion der erfassten heterogenen Daten und deren Analyse eine beson-dere Bedeutung zu. Einen Schwerpunkt bilden hierbei die Weiterverarbeitung sowie Modellierung der raumbezogenen Daten im Kontext der Digitalisierung, u. a. in Geoinformationssystemen (GIS) und im Kontext Building Information Modeling (BIM), sowie der Einsatz für das Moni-toring bzw. die „Change Detection“ natür-licher und anthropogener Strukturen ba-sierend auf 3D-Punktwolken. Daneben engagiert sich Prof. Paffenholz seit Jahren im DVW e. V., Gesellschaft für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement.
Beginn
22. Januar 2020 - 18 Uhr 15