15. Bridge Health Monitoring: A Review of Utilizing the Internet of Things, Digital Twin, and Advanced Technologies

Das Kapitel beginnt mit den Sicherheitsbedenken und strukturellen Herausforderungen, vor denen Brücken aufgrund verschiedener Umwelt- und Betriebsfaktoren stehen. Traditionelle visuelle Inspektionen sind zwar grundlegend, aber arbeitsintensiv und auf menschliches Fachwissen angewiesen, was häufig zu verzögerten Wartungsarbeiten und höheren Kosten führt. Das Aufkommen von Structural Health Monitoring (SHM) hat diesen Bereich revolutioniert, indem es Sensordaten, Funktionsextraktion und analytische Phasen einsetzt, um strukturelle Bedingungen in Echtzeit zu bewerten. Die Integration des IoT mit seinem Netzwerk vernetzter Sensoren hat die Genauigkeit und Effizienz der Brückenüberwachung deutlich verbessert. IoT ermöglicht die Erfassung von Echtzeit-Daten über Parameter wie Beschleunigung, Verschiebung und Temperatur, was eine proaktive Wartung erleichtert und die Lebensdauer von Brücken verlängert. Die Digital Twin (DT) -Technologie erweitert diese Fähigkeit durch die Erstellung virtueller Nachbildungen physischer Brücken, die mit Daten aus der realen Welt synchronisiert werden. Dies ermöglicht umfassende Simulationen und eingehende Analysen, die wertvolle Einblicke in strukturelles Verhalten und potenzielle Probleme liefern. In diesem Kapitel werden auch fortgeschrittene 3D-Modellierungstechniken wie LiDAR, Drohnen, TLS und Photogrammetrie untersucht, die die Erstellung detaillierter 3D-Modelle zur präzisen strukturellen Beurteilung ermöglichen. Diese Technologien verbessern nicht nur die Genauigkeit der Überwachung, sondern auch die Praxistauglichkeit und Effektivität von Wartungsstrategien. Die Synthese aus IoT, DT und 3D-Modellierung stellt ein dynamisches Rahmenwerk für die Erfassung und Analyse von Daten in Echtzeit dar und ebnet den Weg für widerstandsfähigere und nachhaltigere Infrastruktur. Das Kapitel schließt mit einer zukunftsorientierten Perspektive und betont das Potenzial der KI-Integration, die Praxis der Brückenüberwachung und -instandhaltung weiter zu revolutionieren.