Ziele des Forschungsschwerpunkts Smart Infrastructure sind daher die intensivere, zuverlässige und resiliente Nutzung der vorhandenen Infrastruktur mit höherer Servicequalität, höherer Effizienz, höherer Umweltverträglichkeit, höherer Verfügbarkeit und reduzierten Gesundheitswirkungen durch intelligente Lösungen. Diese Ziele sollen einerseits durch Verbesserungen in der Angebotsgestaltung, andererseits aber auch durch eine darauf abgestimmte Nachfragebeeinflussung erreicht werden. Als SMART werden dabei Systeme bezeichnet, die für die Entscheidungsfindung verwertbare Informationen in einem intelligenten Entscheidungsprozess nutzen und eine automatisierte Entscheidungsempfehlung herbeiführen.
Die im Forschungsschwerpunkt gebündelten wissenschaftlichen Kompetenzen umfassen entlang des gesamten Lebenszyklus die Digitalisierung und Automatisierung der Prozesse sowie der menschlichen Entscheidungen für die Planung und den Bau der Infrastrukturen, ihre Zustandserfassung und -prognose, ihren Betrieb, ihren Rückbau unter Nutzung der Ressourcen sowie ihre Vernetzung im Gesamtkontext Infrastruktur. Im Spannungsfeld von gesellschaftlicher Verantwortung, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Umwelt und Gesundheit werden gemeinsam erkenntnis- und lösungsorientierte Forschungslinien für die Infrastrukturen des Straßen-, Eisenbahn-, Wasser- und Luftverkehrs, die Stadt und Raumplanung sowie die Kreislauf- und Siedlungswasserwirtschaft, einschließlich der erforderlichen Bauwerke konsequent vorangetrieben.
Daraus ergeben sich innovative Forschungsthemen wie:
- Störfallmanagement von Infrastrukturen mit Systembetrachtung zur Optimierung der Wartung
- Adaptive Wasserver- und -entsorgung mit Kommunikation zwischen Bauwerken
- Dynamische Simulation gesundheitlicher Wirkungen durch Infrastrukturmaßnahmen
- Einsatz innovativer Technologien im Bereich des Monitorings von Infrastrukturen (zum Beispiel zum Brückenmonitoring oder zur Zustandsbewertung von Fahrwegen)
- Einbeziehung neuer Methoden des BIM in den kompletten Lebenszyklus von Infrastrukturen
- Entwicklung neuer Konzepte und intelligenter technischer Lösungen zur Nutzung der begrenzten urbanen (Verkehrs-)Infrastruktur in Städten
- Entwicklung neuer Prognoseinstrumente für urbane Ballungsräume
- Entwicklung neuer Methoden zur multi-kriteriellen Bewertung und Optimierung von Infrastrukturen
- Digitaler Zwilling für reales Mobilitätsverhalten, der u.a. die Auswirkungen signifikanter Veränderungen im Verkehrssystem (bspw. Störungen oder Veränderungen in der Preisgestaltung) berücksichtigt
- Erprobung innovativer Konzepte für Fahrzeugantriebe und Energieversorgungsinfrastrukturen für den Straßenschwerverkehr
- Modellierung der Boden-Bauwerk-Interaktion für Bauwerke der Infrastrukturen wie Brücken oder Bauwerke der Ver- und Entsorgungsnetze
- Ableiten von Lastkollektiven induziert durch reale Verkehrsströme und anschließender Entwicklung von Netz sowie Struktur bezogener Einwirkungen zur Ermüdungsberechnung
- Basierend auf KI-Methoden und somit sensorgetriebene Fahrzeug-Struktur-Interaktionsmodelle zur Beschreibung und Entwicklung neuartiger Auswerteverfahren (z.B. Zug-misst-Brücke oder Brücke-misst-Zug, physikalische Beschreibung der Fahrzeug-Struktur-Interaktion)
- Ableiten der Lastkollektive sowie der aus Personen und Personengruppenkonstellationen induzierten und beschreibbaren Mensch-Struktur-Interaktion
Beteiligte Forschende:
- Institut für Bahnsysteme und Bahntechnik Prof. Dr.-Ing. Andreas Oetting (Sprecher)
- Fachgebiet Landmanagement Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Linke
- Institut für Werkstoffe im Bauwesen Prof. Dr.ir. Eddie Koenders
- Fachgebiet Fernerkundung und Bildanalyse Prof. Dr.-Ing. Dorota Iwaszczuk
- Institut für Geotechnik Prof. Dr.-Ing. Hauke Zachert
- Fachgebiet Abwassertechnik Prof. Dr.-Ing. Markus Engelhart
- Fachgebiet Wasserversorgung und Grundwasserschutz Prof. Dipl.-Ing. Dr. nat. techn. Wilhelm Urban
- Fachgebiet Statik Prof. Dr.-Ing. Jens Schneider
- Institut für Verkehrsplanung und Verkehrstechnik Prof. Eva Kaßens-Noor, Ph.D.
- Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel
