Jens Wala M.Sc.
FB 13: Bau- und Umweltingenieurwissenschaften
Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
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Work
S4|22 309
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64293
Darmstadt
Forschungsinteressen
- Kritische Infrastrukturen
- Building Information Modeling
- Künstliche Intelligenz
- Autonome Systeme
- Digitalisierung und digitale Transformation
Dissertationsprojekt
Autonome Überwachungs-, Warn- und Steuerungssysteme für kritische Infrastrukturen (KRITIS) unter besonderer Betrachtung von Techniken des Building Information Modeling (Arbeitstitel)
Kritische Infrastrukturen sind ein komplexes, sozio-technisches System mit umfangreichen Anforderungen an Steuerungs- und Überwachungsbemühungen. Einen wichtigen Beitrag dazu liefern Technologien des Internets der Dinge (engl. Internet of Things [IoT]). Sie ermöglichen durch den Einsatz vielfältiger Sensorik, Kennwerte zu erfassen und mithilfe von integrierter Kommunikationselektronik an Steuerungen und andere Akteure zu versenden. Auch in kritischen Infrastrukturen kommen IoT-Anwendungen zum Einsatz.
Die von den Sensoren gewonnenen Daten können mithilfe der Methode des Building Information Modelings als „digitaler Zwilling“ direkt mit dem Bestandsbauwerk verknüpft werden. Dies ermöglicht eine Überwachung und Steuerung der Bauwerkselemente in Echtzeit. Ferner können Daten vieler unterschiedlicher Bauwerke gebündelt werden. In einem solchen hochdynamischen System ist die Datenanalyse über Simulation nicht praktikabel, da numerische Verfahren oftmals nicht performant genug für Echtzeitanalysen sind. Unter Zuhilfenahme von Methoden des Datamining und der künstlichen Intelligenz können die anfallenden Datenmengen dynamisch ausgewertet werden.
Eine zunehmende Automatisierung der Überwachungs- und Steuerungsaufgaben wird durch den immer größer werdenden Fachkräftemangel notwendig. Insbesondere autonome Systeme bilden durch die Interaktion ihrer einzelnen Teilsysteme untereinander ein komplexes „System of Systems“, welches zur Übernahme dieser Aufgaben geeignet sein könnte. Trotzdem darf aber nicht der Mensch als letzte Entscheidungsentität vergessen werden.
Im Rahmen dieses Dissertationsprojekts gilt es die Anwendbarkeit von Methoden der autonomen Steuerung und Überwachung von kritischen Infrastrukturen im Zusammenspiel mit ihren digitalen Zwillingen zu untersuchen. Insbesondere wird ein großes Augenmerk auf die Einleitung von Gefahrenpräventionsmaßnahmen sowie die Aspekte Safety und Security solcher Systeme gelegt.