Robert Klatt
Smartphone-Sensordaten eignen sich zur Überwachung von Brücken. Bei 100 Brückenüberquerungen werden Daten erhoben, die so aussagekräftig sind wie die der auf den Brücken installierten Sensoren. Die Lebensdauer einer normalen Brücke kann so ohne zusätzliche Kosten deutlich erhöht werden.
Cambridge (U.S.A.). Brücken in aller Welt nähern sich dem Ende ihrer Lebensdauer und gefährden damit die Sicherheit der Menschen und das Wirtschaftswachstum. Wissenschaftler des Senseable City Laboratory des Massachusetts Institute of Technology (MIT) erforschen im Rahmen des Projekts „Good Vibrations“ deshalb seit 2018, ob und wie der Zustand von Brücken mit Smartphone-Sensordaten überwacht werden kann. Zu Beginn untersuchte das Team um Thomas J. Matarazzo die Golden Gate Bridge und die Harvard Bridge, danach wurden vier kürzere Brücken in Italien miteinbezogen.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature fanden die Forscher dabei heraus, dass die von einem Smartphone während der Fahrt aufgezeichneten Vibrationen tatsächlich einen Rückschluss auf den Bauzustand einer Brücke ermöglichen.
In einem Experiment an der Golden Gate Bridge in San Francisco, einer Hängebrücke mit einer langen Spannweite, ließen die Forscher 102 Brückenüberquerungen mit Testfahrzeugen unter kontrollierten Verhältnissen durchführen. Dabei wurden die Vibrationen mit einem iPhone 5 und einem iPhone 6 aufgezeichnet. Zudem analysierten sie Daten von 72 Fahrten von Uber-Taxis, bei denen mit 19 unterschiedlichen Smartphones Daten bei einer deutlich höheren Geschwindigkeit gemessen wurden.
Die Analyse zeigt, dass beide Messmethoden Daten liefern, deren Qualität auf einem ähnlichen Niveau liegt wie die, der auf der Brücke montierten Sensoren. Die Datenqualität der beiden Gruppen war nahezu identisch und lieferte Ergebnisse mit Fehlertoleranzen, die bei einem Teil der Frequenzen bei null Prozent lagen.
Auch bei den deutlich kürzeren Brücken in Italien, die jeweils 250 Mal überfahren wurden, lieferten die Smartphone-Sensordaten genaue Informationen zum Bauzustand.
Die Studienergebnisse zeigen laut den Autoren somit, dass das Crowdsourcing solcher Vibrationsaufzeichnungen sich dazu eignet, die Nutzungsdauer vieler Brücken zu verlängern. Besonders bei Brücken ohne eingebaute Sensoren können die Daten demnach bei der ständigen Überwachung des Bauzustands helfen und damit die normalerweise nötigen Überprüfungen durch Fachpersonal ergänzen. Laut den Forscher kann die Analyse von Tausenden Fahrten pro Tag die Lebenszeit einer normalen Brücke um 14 Jahre erhöhen, ohne dass dabei zusätzliche Kosten aufkommen.
Nature, doi: 10.1038/s44172-022-00025-4
