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Agentenbasierte Sensordatenbeurteilung zur Gefährdungsdetektion auf Baustellen

Kim, Yoon-Jung :
Agentenbasierte Sensordatenbeurteilung zur Gefährdungsdetektion auf Baustellen.
TU Darmstadt
[Masterarbeit], (2016)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Das Baugewerbe ist einer der größten Industriezweige in Deutschland. Erschreckend hoch sind daher auch die Zahlen der Unfälle. In Deutschland sind diese mehr als doppelt so hoch wie in der gesamten gewerblichen Wirtschaft. Die besonderen Baustellenbedingungen erfordern die Entwicklung eines Systems, welches die Prozessüberwachung in Echtzeit ausführt und anhand dessen Zukunftsprognosen erstellt werde können, um die Entstehung von Gefahrensituation zu verhindern. Das Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen der TU Darmstadt untersucht im Rahmen eines Forschungsprojekts den Einsatz eines integrativen Safety- Awareness-Modells (iSAM) zur Gefährdungsdetektion und -prävention auf Baustellen. Dabei sollen auf Basis eines Multiagentensystems spezielle Methoden entwickelt werden mit denen eine echtzeitfähige Erkennung von Gefährdungen durch Sensoren ermöglicht und für ein Frühwarnsystem genutzt werden kann. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der konzeptionellen Entwicklung eines Sensoragenten zur Erkennung von Gefahrengrößen auf der Baustelle durch die Integration in einem Sensornetzwerk. Es wird der Frage nachgegangen ob und inwieweit die Erweiterung der Netzwerkkomponenten, um die Fähigkeit der autonomen Verarbeitung der Messwerte, zur Vermeidung von Unfällen auf der Baustelle beitragen kann. Zunächst wurden Literaturrecherchen im Bereich der Sensortechnologie und ihren Funktionen zur Erkennung von Gefahrengrößen auf der Baustelle durchgeführt. Zudem wurde ihre Nutzung innerhalb eines Sensornetzwerkes analysiert und darauf aufbauend Anforderungen an die für die Kollisionserkennung und der Vermeidung von UV-Überexposition eingesetzten Sensoren ermittelt. In Anbetracht der Erweiterung durch agentenbasierte Technologien, wurde ihre Anwendbarkeit im Kontext der Gefährdungsdetektion und ihrer Integration in ein Sensornetzwerk anhand bereits existierender und vergleichbarer Agentensysteme untersucht. Das Konzept des Sensoragenten wurde exemplarisch für die zwei genannten Anwendungsfälle entwickelt. Die Kollisionserkennung basiert auf den Grundlagen der Bewegungsdetektion und Distanzmessung. Hierbei wird die Verwendung der Daten eines 3D-Objektsensors hinsichtlich ihres Nutzens zur Kollisionsvermeidung betrachtet. Die Beurteilung der Gefahr durch eintreffende UV-Strahlung erfolgte in Anbetracht ihrer Auftrittsflächen auf der Baustelle. Für die prototypische Umsetzung des Sensoragenten wurde das Java Agent DEvelopment Framework benutzt. Für das Anwendungsbeispiel wurde ein 3D-Objektsensor der Firma ifm zur Verfügung gestellt. Die Sensoranwendung wurde in C++ implementiert. Die Datenübertragung zwischen dem Agentensystem und dem Sensor erfolgt über eine Webservice Schnittstelle. Das Anwendungsbeispiel wurde auf den Fall einer statischen Sensorposition beschränkt. Abschließend erfolgt die Bewertung der Verwendung agentenbasierter Technologien zur Sensordatenbeurteilung in einem Sensornetzwerk und ein Ausblick für die Erweiterung des konzipierten Systems.

Typ des Eintrags: Masterarbeit
Erschienen: 2016
Autor(en): Kim, Yoon-Jung
Titel: Agentenbasierte Sensordatenbeurteilung zur Gefährdungsdetektion auf Baustellen
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Das Baugewerbe ist einer der größten Industriezweige in Deutschland. Erschreckend hoch sind daher auch die Zahlen der Unfälle. In Deutschland sind diese mehr als doppelt so hoch wie in der gesamten gewerblichen Wirtschaft. Die besonderen Baustellenbedingungen erfordern die Entwicklung eines Systems, welches die Prozessüberwachung in Echtzeit ausführt und anhand dessen Zukunftsprognosen erstellt werde können, um die Entstehung von Gefahrensituation zu verhindern. Das Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen der TU Darmstadt untersucht im Rahmen eines Forschungsprojekts den Einsatz eines integrativen Safety- Awareness-Modells (iSAM) zur Gefährdungsdetektion und -prävention auf Baustellen. Dabei sollen auf Basis eines Multiagentensystems spezielle Methoden entwickelt werden mit denen eine echtzeitfähige Erkennung von Gefährdungen durch Sensoren ermöglicht und für ein Frühwarnsystem genutzt werden kann. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der konzeptionellen Entwicklung eines Sensoragenten zur Erkennung von Gefahrengrößen auf der Baustelle durch die Integration in einem Sensornetzwerk. Es wird der Frage nachgegangen ob und inwieweit die Erweiterung der Netzwerkkomponenten, um die Fähigkeit der autonomen Verarbeitung der Messwerte, zur Vermeidung von Unfällen auf der Baustelle beitragen kann. Zunächst wurden Literaturrecherchen im Bereich der Sensortechnologie und ihren Funktionen zur Erkennung von Gefahrengrößen auf der Baustelle durchgeführt. Zudem wurde ihre Nutzung innerhalb eines Sensornetzwerkes analysiert und darauf aufbauend Anforderungen an die für die Kollisionserkennung und der Vermeidung von UV-Überexposition eingesetzten Sensoren ermittelt. In Anbetracht der Erweiterung durch agentenbasierte Technologien, wurde ihre Anwendbarkeit im Kontext der Gefährdungsdetektion und ihrer Integration in ein Sensornetzwerk anhand bereits existierender und vergleichbarer Agentensysteme untersucht. Das Konzept des Sensoragenten wurde exemplarisch für die zwei genannten Anwendungsfälle entwickelt. Die Kollisionserkennung basiert auf den Grundlagen der Bewegungsdetektion und Distanzmessung. Hierbei wird die Verwendung der Daten eines 3D-Objektsensors hinsichtlich ihres Nutzens zur Kollisionsvermeidung betrachtet. Die Beurteilung der Gefahr durch eintreffende UV-Strahlung erfolgte in Anbetracht ihrer Auftrittsflächen auf der Baustelle. Für die prototypische Umsetzung des Sensoragenten wurde das Java Agent DEvelopment Framework benutzt. Für das Anwendungsbeispiel wurde ein 3D-Objektsensor der Firma ifm zur Verfügung gestellt. Die Sensoranwendung wurde in C++ implementiert. Die Datenübertragung zwischen dem Agentensystem und dem Sensor erfolgt über eine Webservice Schnittstelle. Das Anwendungsbeispiel wurde auf den Fall einer statischen Sensorposition beschränkt. Abschließend erfolgt die Bewertung der Verwendung agentenbasierter Technologien zur Sensordatenbeurteilung in einem Sensornetzwerk und ein Ausblick für die Erweiterung des konzipierten Systems.

Freie Schlagworte: Agentensystem, Gefährdungen auf Baustellen, Sensornetzwerk
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
Hinterlegungsdatum: 23 Nov 2016 14:48
Zusätzliche Informationen:

Betreuer: Michael Kreger

Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
The construction industry is one of the biggest industry sectors in Germany. At the same time the number of accidents within this industry is extremely high, which is twice the amount of those in the commercial industry. The unique features of construction sites require the development of real-time process monitoring system enabling future forecasts to avoid dangerous situations in advance. The Institute of Numerical Methods and Informatics in Civil Engineering (IIB) of the TU Darmstadt researches the utilization of an integrative Safety-Awareness-Model (iSAM) for hazard prevention and detection on construction sites. Based on multi-agent systems, various techniques are thereby developed that enable real-time identification of hazards through sensors that can be used in early warning systems. This Master thesis examines the conceptual development of an agent-based sensor for hazard detection on construction sites through sensor network integration. The thesis deals with the question if network component enhancement through autonomous data evaluation can contribute to the prevention of construction site accidents. In a first step an extensive literature research was conducted in the area of sensor technology and its features on hazard detection on construction sites. Additionally its utilization within a sensor network was analyzed and thus sensor requirements for collision detection and UV overexposure prevention were derived. Regarding the enhancement of agent-based technologies, its application within the context of hazard detection and integration into a sensor network was further examined. The concept of the agent-based sensor has been exemplary developed based on the aforementioned two use cases. The collision detection is based on the principles of motion detection and distance measures whereby the data application of a 3D object sensor for collision prevention is analyzed. The hazard evaluation of UV radiation was done according to its surface impact on the construction site. For the prototype implementation of the agent-based sensor, Java Agent Development Famework (JADE) was used. For the sample application a 3D object sensor was provided by ifm. The sensor application was implemented through the C++ programming language. The data transmission between the agent-based system and the sensor was carried out by a web service interface. The sample application has been restricted to the use of a static sensor position. An evaluation of the utilization of agent-based technologies for sensor data assessment within a sensor network as well as an outlook for the enhancement of the system concludes the thesis.Englisch
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