Forschungsbericht 2017

Laserscans aus der Luft

Die Vermessung der Welt

Baupläne von Umspannwerken aus den 1970er Jahren oder älter sind oft nur rudimentär, geschweige denn digital vorhanden. APG & BLADESCAPE testeten daher die Vermessung und Digitalisierung des APG-Umspannwerks Rosenau mithilfe innovativer Technologien.

Exakte Zeichnungen und Größenangaben sind die Voraussetzungen für die Instandhaltung, Erneuerung und vor allem die Sicherheit in Starkstromanlagen: Welche Abstände müssen bei Arbeiten in einem Umspannwerk eingehalten werden, um die Personensicherheit zu gewährleisten? Wie groß darf ein Bagger maximal sein, um innerhalb der Anlage eingesetzt werden zu können? Welche Maße sind für den passgenauen Tausch bestimmter Komponenten einer Bestandsanlage erforderlich?

Viele Umspannwerke der Austrian Power Grid (APG) sind älter als fünfzig Jahre, deren Baupläne haben oftmals nicht den benötigten Detailgrad. Um das zu ändern, engagierte der überregionale österreichische Stromnetzbetreiber das Startup-Unternehmen BLADESCAPE im Rahmen einer Forschungskooperation, mittels Drohnen-Einsatz das APG-Umspannwerk Rosenau zu vermessen und die Ergebnisse zu digitalisieren. Die Vorteile gegenüber herkömmlicher Vermessungsmethoden: geringer Zeit- und Ressourcenaufwand sowie keinerlei betriebliche Einschränkungen.

Innovative 3D-Visualisierung von Infrastrukturanlagen

Forschungsziel war, Abstände, Abmessungen und Lage von Anlagenelementen des Umspannwerks mittels sogenanntem UAV Airborne Laserscanning gesamthaft zu erfassen und in einem 3D-Modell georeferenziert und maßstabsgetreu abzubilden. Dabei fliegt eine mit Laser-Scannern ausgestattete Drohne die gesamte Fläche des Umspannwerks ab und erfasst mit einer Genauigkeit von +/- 1,5 Millimetern sämtliche Punkte der Anlage – Komponenten sowie jegliche Abstände.

Die erhobenen Daten sollten für künftige Entwicklungen und Anwendungen eine vollständig verwertbare Grundlage bilden und das digitale Modell die Basis für Verknüpfungen mit jeglicher Form von Zusatzinformation sein.

Technische Funktionsweise

Die mit UAV Airborne Laserscanning erfasste, georeferenzierte Punktwolke wurde nach dem Überflug entsprechend eingefärbt und bereinigt. In dieser Form stellt das Ergebnis bereits ein hochwertiges 3D-Modell dar, in welchem man sich frei bewegen und alle Abstände herausmessen kann.

Auf Basis dieser Daten wurde ein vollwertiges 3D-CAD-Modell als Konstruktionsgrundlage erarbeitet. Durch dieses Modell können Grundrissplan und Schnittpläne auf Knopfdruck ausgedruckt werden. Die tatsächlichen IST-Daten lassen auch eine genaue Analyse hinsichtlich Konstruktionsveränderungen, wie die Verwindung oder den Durchhang von Portalträgern, zu.

Aufgrund des im CAD-Format üblichen Datenvolumens wurde zusätzlich eine virtuelle Visualisierung aufgesetzt, mit welcher die IST-Daten in ausreichender Qualität auch auf Geräten wie Handy oder Tablet als 3D-Modell sehr rasch verfügbar sind. In dem Modell kann man sich vollkommen frei bewegen und Abstandsmessungen zwischen beliebigen Punkten durchführen. Ebenso wurden die Typenschilder und die Anlagenbeschriftung zur besseren Orientierung in das Modell eingearbeitet und eine Schnittstelle zur Anlagendatenbank hergestellt. Durch einfaches Anklicken der Gerätekomponenten werden die jeweiligen technischen Daten dargestellt. MitarbeiterInnen haben somit vor Ort ein Unterstützungstool, mit welchem ohne betriebliche Einschränkungen sehr rasch Abstände ausgemessen werden können.

Die Form der Implementierung und Fortführung ist in Prüfung.

Visualisierung in einem 3D-Modell
Visualisierung in einem 3D-Modell