Bodemdiepte van een rivier voorspellen tot 9 cm nauwkeurig met een Digital Twin.

Met Vaarwegenwijs kunt u tot op 9 centimeter nauwkeurig voorspellen wat de bodemdiepte zal worden op iedere locatie van een rivier.

De achtergrond

Rijkswaterstaat wil graag efficienter omgaan met zijn baggerstrategie voor de Ijssel. In een eerste onderzoek willen zij verkennen in hoeverre single beam dieptemetingen bruikbaar zijn om een beter inzicht te krijgen in de bodemligging van de Ijssel. Momenteel wordt er slechts 4 keer per jaar een volledige scan van de bodem gemaakt. De visie van rijkswaterstaat is, dat door single-beam dieptemetingen te gebruiken (zoals verzameld worden door het bedrijf Covadem), er een actuele bodemligging geconstrueerd kan worden, waardoor er een dagelijkse voorspelling van de bodemligging gemaakt kan worden. Om dit uit te zoeken, heeft Rijkswaterstaat gevraagd aan de aannemer die de Ijssel in onderhoud heeft, Strukton & van den Herik, hier onderzoek naar te doen. Vanwege een eerder project (zie Wegenwijs) wat Dotx Control Solutions gedaan had met Strukton Civiel op het gebied van Digital Twins, zie hebben ze Dotx Control Solution gevraagd om dit onderzoek op zich te nemen.

Partners

Strukton Civiel & van den Herik

Strukton Civiel & van den Herik zijn specialist in de nauwkeurige beoordeling, het beheer en het onderhoud van cruciale infrastructuurprojecten. Binnen hun werkterrein valt ook het onderhoud van rivieren in Oost-Nederland.

Covadem

De dataleverancier van single beam metingen: Covadem heeft een vloot van meer dan 200 schepen uitgerust met een dieptemeter, die verbonden is met de cloud. Op deze manier worden realtime single beam dieptemetingen gemaakt.

Voorspellen van de bodemligging met single beam metingen

In dit artikel leggen we uit hoe we te werk zijn gegaan om te dit onderzoeken in hoeverre het mogelijk is, en met welke nauwkeurigheid, om de bodemligging te voorspellen met enkel single beam metingen.

Ter illustratie is in het figuur hieronder te zien hoe een multibeam en single beam meting eruit zien.

In het algoritme wat Dotx Control Solutions bedacht heeft, is er een combinatie gemaakt van de single beam metingen met de multibeam metingen, waarbij de single beam metingen op een slimme manier gecalibreerd worden aan de multibeam metingen. Zo kan de absolute afwijking tot nul gereduceerd worden, iets wat met enkel Covadem metingen lastig mogelijk is, omdat de afwijking afhangt van bijvoorbeeld de belading en de trim van het schip.

Resultaten

Het resultaat van de uitgebreide studie door DOTX heeft zeer positieve resultaten opgeleverd. In de onderstaande afbeelding toont het rechterdeel een schatting van de rivierbodem op basis van alleen de single-beam metingen. Het linkerdeel toont de werkelijke rivierbodem zoals de Digital Twin die voorspelt. De nauwkeurigheid neemt toe naarmate er meer, met Covadem, uitgeruste boten over de Ijssel varen. Om een idee te geven:

  • Met 2 boten is de afwijking slechts 15cm.
  • Bij 20 passages is de gemiddelde afwijking nog maar 9 cm.

U ziet aan de kleuren dat de voorspelling van de rivierbodemligging goed overeenkomt met de werkelijke rivierbodemligging.

Wat levert dat resultaat op?

  1. Voorspelling van de huidige rivierbodemligging van de vaarweg met een nauwkeurigheid van 9cm.
  2. Bepalen waar en hoeveel er gebaggerd moet worden om de vaardiepte te bepalen
  3. Hiermee kan de volgende meerwaardes behaald worden:
    • Betere garantie dat vaardiepte er is
    • Minder, want alleen daar waar noodzakelijk, baggeren
    • Minder obstructie van de vaarweg
    • Minder uitstoot van milieubelastende stoffen (bv Stikstof)
    • Voorspelbaar en daardoor beter planbaar onderhoud.

Waarvoor kan een Digital Twin nog Meer ingezet worden?

Wij van DOTX kunnen u dus helpen met het onderhoud van rivieren. Maar waar zouden zo’n Digital Twin ook voor ingezet kunnen worden? Wat voorbeelden:

  1. Waterwegen
    • Waterhoogtes voorspellen: Om calamiteiten te voorkomen of daarvoor gewaarschuwd te worden
  2. Industriële processen
    • Virtuele Modellering: Digitale tweelingen maken het mogelijk om een nauwkeurige virtuele representatie van een fysiek systeem te creëren. Dit model kan worden gebruikt voor simulaties, analyses en optimalisaties, waardoor bedrijven beter inzicht krijgen in hun processen.
    • Voorspellend Onderhoud: Door real-time gegevens van het fysieke systeem te vergelijken met het digitale tweelingmodel, kunnen ondernemingen de staat en prestaties van hun apparatuur voorspellen. Dit maakt het mogelijk om onderhoudsactiviteiten proactief te plannen, stilstand te verminderen en de levensduur van apparatuur te verlengen.
    • Optimalisatie van Processen: Digitale tweelingen stellen bedrijven in staat om hun processen te optimaliseren door verschillende scenario’s virtueel te testen. Dit kan leiden tot efficiëntere workflows, kostenbesparingen en verbeterde productkwaliteit.
    • Real-time Monitoring: Het gebruik van digitale tweelingen maakt real-time monitoring van industriële processen mogelijk. Hierdoor kunnen bedrijven snel reageren op veranderingen, fouten detecteren en corrigerende maatregelen nemen om de operationele efficiëntie te handhaven
    • Kostenreductie: Door het verbeteren van efficiëntie, het minimaliseren van stilstand en insteltijden en het optimaliseren van resourcegebruik kunnen digitale tweelingen bijdragen aan aanzienlijke kostenreducties en vermindering van milieubelasting in industriële processen
    • Verbeterde Besluitvorming: Het hebben van een digitale tweeling als referentiepunt maakt betere en geïnformeerde besluitvorming mogelijk. Het stelt organisaties in staat om snel en flexibel te reageren op veranderende omstandigheden en markteisen.
  3. Gezondheidszorg: In de gezondheidszorg kunnen digitale tweelingen worden gebruikt om patiëntenindividuele modellen te maken. Deze modellen kunnen dienen als virtuele representaties van patiënten, waardoor artsen en zorgverleners behandelingen kunnen simuleren, gepersonaliseerde geneeskunde kunnen bevorderen en de efficiëntie van medische procedures kunnen verbeteren.
  4. Stedelijke Planning: Digitale tweelingen kunnen worden ingezet om stedelijke gebieden en infrastructuur virtueel te modelleren. Dit helpt bij het plannen van stadsontwikkeling, het voorspellen van verkeersstromen, het optimaliseren van energieverbruik en het verbeteren van de algemene leefbaarheid van steden.
  5. Landbouw: In de landbouw kunnen digitale tweelingen worden gebruikt om de groeiomstandigheden van gewassen te simuleren. Dit helpt boeren bij het optimaliseren van landbouwpraktijken, het beheren van hulpbronnen, het voorspellen van oogstrendementen en het verminderen van milieueffecten
  6. Milieumonitoring: Digitale tweelingen kunnen worden ingezet voor het modelleren en monitoren van ecosystemen en natuurlijke hulpbronnen. Dit is waardevol voor het begrijpen van klimaatverandering, het voorspellen van natuurrampen, en het bevorderen van duurzaam milieubeheer
  7. Onderwijs en Training: In het onderwijs kunnen digitale tweelingen worden gebruikt voor simulaties en trainingen in verschillende vakgebieden. Dit biedt studenten de mogelijkheid om praktijkervaring op te doen in een virtuele omgeving.
  8. Vastgoed: In de vastgoedsector kunnen digitale tweelingen worden gebruikt om virtuele modellen van gebouwen en infrastructuur te maken. Dit ondersteunt bij ontwerp, constructie en faciliteert faciliteitenbeheer.
  9. Transport en Logistiek: Digitale tweelingen kunnen worden toegepast in de transport- en logistieke sector om de efficiëntie van routes, transportmiddelen en supply chain-processen te optimaliseren.
  10. Telecommunicatie: In de telecommunicatie kunnen digitale tweelingen worden gebruikt voor het optimaliseren van netwerkprestaties, het plannen van dekking en het voorspellen van toekomstige eisen aan telecommunicatienetwerken.

Wilt u weten wat Dotx Control Solutions B.V. en Digital Twins voor u kunnen betekenen?

Neem contact op met: Leo Den Brok

M: +31652007300

E:l.denbrok@dotxcontrol.com

Plaats een reactie

nl_NLDutch