Development of an expert system for the interpretation of displacement monitoring data / Entwicklung eines Expertensystems für die Interpretation von Verschiebungsmessdaten

Displacement monitoring has been common practice during tunnel excavation for many decades. The results are usually used to assess the stabilisation process and to adapt excavation and support to the actual conditions. Although monitoring is done routinely on practically all sites, no consistent collection of case histories has yet been established, so the experience gained on completed projects is rarely available for new projects. To better utilise this previous experience, an expert system for the evaluation and interpretation of displacement monitoring data is currently under development. The main component of the system is an expert knowledge base containing normal displacement behaviour for a wide range of geotechnical conditions. Methods required for the identification of such normal displacement situations as well as for clear description of the displacement characteristics have been developed and will be outlined. The check whether the actually observed displacements are normal will be done by means of a comparison with a real displacement scenario from the database. In case a significant deviation is identified, the actual displacement trends will be compared to reference trends characteristic for changing ground conditions and the most probable situation determined. If the degree of correlation is low, then it is very probable that the actual displacements show abnormal behaviour.

Die Messung von Verschiebungen im Zuge des Tunnelausbruchs ist seit mehreren Dekaden übliche Praxis. Die Messergebnisse werden gewöhnlich für die Beurteilung des Stabilisierungsvorgangs und für die Anpassung von Ausbruch und Stützung an die tatsächlich angetroffenen Verhältnisse verwendet. Obwohl die Beobachtung routinemäßig an praktisch allen Baustellen durchgeführt wird, gibt es keine konsistente Sammlung von Fallstudien. Als Folge dessen ist die Erfahrung, die im Zuge eines Projekts gemacht wurde, selten für neue Projekte verfügbar. Damit dieses Wissen in Zukunft aber besser genutzt werden kann, ist derzeit ein Expertensystem für die Auswertung und Interpretation von Verschiebungsmessdaten in Entwicklung. Die Hauptkomponente des Systems bildet eine Expertenwissensdatenbank, die für einen breiten Bereich an geotechnischen Situationen Verschiebungsfälle zur Verfügung stellt. Sowohl die erforderlichen Methoden für die Identifikation dieser Fälle als auch die Methoden zur eindeutigen Beschreibung der Verschiebungscharakteristik wurden entwickelt und werden in diesem Beitrag erläutert. Die Beurteilung, ob das beobachtete Verschiebungsverhalten normal ist, wird über einen Vergleich mit einer Verschiebungssituation aus der Datenbank durchgeführt, die repräsentativ für die angetroffenen Verhältnisse ist. Wird eine signifikante Abweichung festgestellt, so werden die tatsächlichen Verschiebungstrends mit Referenztrends, die charakteristisch für Änderungen in den Gebirgseigenschaften sind, verglichen und die Situation mit der besten Übereinstimmung bestimmt. Ist der Grad dieser Übereinstimmung gering, so ist es sehr wahrscheinlich, dass das beobachtete Verhalten abnormal ist.