Gewährleistung der Sicherheit von Pendlern in Dublin

Autor: Renata Barradas Gutiérrez

Städte auf der ganzen Welt müssen ihre Infrastruktur und insbesondere ihre öffentlichen Nahverkehrsnetze ausbauen und warten, um die Beförderung ihrer Einwohner – von Geschäftsleuten bis hin zu Studierenden – zu sichern und dadurch die Wirtschaft am Laufen zu halten.

Der Aufwand, der dafür hinter den Kulissen getrieben werden muss, ist enorm. Die naheliegendsten Aufgaben sind wohl der Bau und die Instandhaltung von Schienennetzen. Aber auch Überwachungstätigkeiten – obwohl von der Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt – kommt eine entscheidende Bedeutung zu, um Ingenieuren und Planern dabei zu helfen, die Auswirkungen von strukturellen Bewegungen der Infrastruktur und der Materialien zu begreifen. Um Risiken gering zu halten, ist ein frühzeitiges und präzises Monitoring erforderlich.

Unsere Infrastruktur – seien es Straßen, Brücken, Dämme, Gebäude oder Schienennetze – ist ständig den Umwelteinflüssen und den Belastungen durch ihren Gebrauch ausgesetzt. Auch Faktoren wie Baustellen oder Grabungsarbeiten in der Umgebung können Gefahren bergen. Dies ist beispielsweise in einem nördlichen Abschnitt der Luas-Straßenbahn in Dublin der Fall, wo der Bau von Wohngebäuden zur Deckung der Nachfrage nach Unterkünften für Studierende überwacht wurde, um sicherzustellen, dass dadurch keine Schäden verursacht werden.

Mit 67 Haltestellen und einem Schienennetz von 42,5 Kilometern hat die Luas-Stadtbahn in Dublin 2018 für die sichere Beförderung von 41,8 Mio. Passagieren gesorgt. Um aktuelle und künftige Bedenken hinsichtlich der Sicherheit und strukturellen Integrität von Luas zu minimieren, hat Datum Monitoring Ireland (das zur Lloyds Datum Group (LDG) gehört), ein auf die Fernüberwachung von Erdarbeiten, Strukturen und Verkehrsinfrastruktur spezialisiertes Unternehmen, die Daten des zweispurigen LuasSchienennetzes über ein spezielles Monitoringsystem kontinuierlich überwacht.

Alarmierung rund um die Uhr

LDG Datum erhielt vom Bauunternehmen Walls Construction den Auftrag, ein effektives, genaues und zuverlässiges Warnsystem für den 24-Stunden-Betrieb einzurichten, das die Verantwortlichen beim Überschreiten von festgelegten Grenzwerten praktisch in Echtzeit benachrichtigen würde. Das Überwachungssystem musste konzeptionelle Anforderungen, die Vorschriften der Baubehörde und die Vorgaben der irischen Verkehrsinfrastrukturbehörde (TII) erfüllen. Zudem durfte der Bahnbetrieb dadurch nicht gestört werden. Darüber hinaus musste das Team von LDG Datum sicherstellen, dass sich keine physischen Objekte auf den Schienen befanden. Früher nahmen Vermessungsingenieure für solche Aufgaben manuelle Messungen direkt auf den Schienen vor, was mit einer Reihe von Risiken verbunden ist.

Generell setzen sich Überwachungslösungen zusammen aus geodätischen, geotechnischen und Umgebungssensoren in Verbindung mit einer leistungsfähigen Software. In diesem Fall bestand die Überwachungslösung von LDG Datum aus zwei Leica Nova MS60-MultiStations, einem LS15-Digitalnivellier und der Leica GeoMoS- Überwachungssoftware. Dieses System erlaubte eine nicht intrusive Bewegungsüberwachung, sodass der Bereich während der gesamten Projektdauer ohne jede Einschränkung für den Verkehr geöffnet bleiben konnte.

„Die wichtigste Leistung von Datum vor Ort war die Durchführung von kontinuierlichen Scans des zweispurigen Luas-Schienennetzes mit den MS60 MultiStations von Leica Geosystems. Die Schienen wurden mit diesen Instrumenten kontinuierlich gescannt und die Daten direkt an eine sichere Website übermittelt, wo sie von den Verantwortlichen überprüft werden konnten“, erklärt Mark Hodgen, der Geschäftsführer von LDG Datum.

Außerdem erfolgte eine Vibrationsüberwachung mit integrierten Mikrofonen zur Erfassung von Bodenvibrationen infolge der Bauarbeiten, und zum Monitoring bereits bestehender Risse angrenzender Bauwerke wurden induktive Bewegungssensoren verwendet. Gleichzeitig dokumentierten Staubmessgeräte kontinuierlich den PM10-Gehalt bzw. die Feinstaubbelastung der Luft in der Umgebung.

Exakte Daten als Ausgangspunkt

Bei der Überwachung wurden mittels MS60-Laserscanning primär Hebungen oder Setzungen der Schienen erfasst. Auf die Anbringung von Prismen auf den Schienen oder in deren unmittelbarer Nähe wurde verzichtet. So wurden mittels Laserscanning hunderte von Markierungspunkten gemessen. Die erfassten Scans bestehen aus tausenden von Messpunkten mit X-, Y- und Z-Koordinaten, in denen Ausreißer ermittelt werden können und die gewährleisten, dass der relevante Bereich auch unter normaler Beanspruchung zuverlässig gemessen werden kann.

Der Anfang wurde mit drei Scans zur Etablierung einer Referenz gemacht. Alle folgenden Scans wurden dann zur Berechnung des Verformungsmedians mit diesen Referenzscans abgeglichen. Das Resultat durfte einen vordefinierten Schwellenwert nicht überschreiten. Die Vorschriften der Verkehrsinfrastrukturbehörde sehen vor, dass im Falle von Auffälligkeiten Alarm ausgelöst wird. So benachrichtigte das System die Verantwortlichen automatisch, wenn die Werte über einen bestimmten Schwellenwert stiegen.

Die mit den beiden MultiStations erfassten Scandaten wurden mit GeoMoS verarbeitet und dem Kunden und der Behörde über die sichere Website von LDG Datum bereitgestellt, wobei der gesamte Prozess voll automatisiert erfolgte.

„Die Daten wurden überprüft und anhand eines vorgegebenen Protokolls mit historischen Daten verglichen. Einmal pro Woche wurde auf der Straße mit dem LS15-Digitalnivellier eine präzise Nivellierung durchgeführt, damit das Bauunternehmen sicher sein konnte, dass die automatisierte Lösung ordnungsgemäß funktionierte. Außerdem wurden in der Abriss-, Pilotierungs- und Bauphase die umliegenden Gebäude auf Vibrationen und Geräusche überwacht. LDG Datum bot Walls Construction ein Komplettpaket für die Fernüberwachung mit vollem Datenzugriff“, so Hodgen.

Reduktion von Risiken

Alle mittels GeoMoS gesammelten und ausgewerteten Instrumentendaten versicherten dem Luas-Betreiber während der Bauarbeiten, dass alles reibungslos lief. Als Konsequenz aus diesem erfolgreichen Projekt wird LDG Datum dieses automatisierte Überwachungssystem nun bei allen Bauvorhaben entlang des Luas-Schienennetzes einsetzen.

„Unser Hauptanliegen bei diesem Projekt war, dass die öffentliche Infrastruktur und die umliegenden Gebäude durch die umfangreichen Arbeiten nicht beeinträchtigt werden. LDG Datum genießt in der Überwachungsbranche einen hervorragenden Ruf. Deshalb haben wir Mark Hodgen und sein Team beauftragt, ein geeignetes System zu konzipieren, das alle erforderlichen Vorgaben berücksichtigt“, erinnert sich Cathal Healy, der zuständige Bereichsleiter bei Walls Construction. „LDG Datum hat exzellent gearbeitet, und wir waren froh, das Unternehmen bei diesem Projekt mit an Bord zu haben.“

Baufirmen wie Walls Construction können Risiken vor, während und nach ihren Bauvorhaben durch kontinuierliches Monitoring abmildern. Mit den Überwachungssystemen von Leica Geosystems lassen sich potenzielle strukturelle Probleme erkennen und beheben, lange bevor eine Situation kritisch wird oder sogar außer Kontrolle gerät.

LDG Datum Website – www.lloydsdatumgroup.com