Das KI-basierte Straßenzustandsmonitoring ist ein echter „Gamechanger“ bei der Analyse und Bewertung von Straßenzuständen. In fast allen unserer 22 Kommunen ist das KI-Tool in den Arbeitsalltag dortiger Straßenverkehrs-/Bauämter, Bauhöfe integriert und nicht mehr wegzudenken. Es zeigt, wie KI helfen kann, die Bewertung von aktuell ca. 1.400 km an kommunalem Straßennetz im Kreis zu erleichtern, Kosten einzusparen und eine wirkungsvolle Ergänzung zu bereits etablierten Systemen der Straßenzustandsbewertung zu sein.
Ziel des Projektes ist, ein besseres und effektiveres Straßenerhaltungsmanagement sowie die Erleichterung der Dokumentation von Straßenzustandsdaten und allgemeiner Straßenkontrolle.
Das System überzeugt durch:
- die Video-/Aufzeichnungs-App, die hochauflösende Videoaufzeichnungen von Straßenbeschaffenheiten erstellt und die Nutzung handelsüblicher Smartphones zulässt.
- Die Kombination von KI-Software und vollautomatischen Cloud-basierten Analysen für eine schnelle und genaue Bewertung von Fahrbahnzuständen.
- Das eigene Webportal, auf dem alle Videodaten vollautomatisch hochgeladen werden.
- Die KI-basierte Bilderkennung, die den Erhaltungszustand der Fahrbahn, der Markierungen und der Verkehrsschilder erfassen, analysieren und bewerten kann.
Funktionsweise des Systems im praktischen Einsatz:
Der Kreis Bergstraße erhielt insgesamt sieben Smartphones mit installierter RoadAI-App zur Erfassung der Straßenzustände sowie Befestigungsklemmen zur Fixierung der Smartphones an den Windschutzscheiben.
Durch die Kooperation mit dem Zweckverband Abfallwirtschaft Kreis Bergstraße (ZAKB) gelang es, im Rahmen der Tourenplanung der DSD-Abfallzyklen eine gleichzeitige Erfassung des Straßenzustands über die Abfallsammelfahrzeuge zu realisieren. Durch diesen Schritt konnten „zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen“ werden. Es musste kein extra Fahrzeug für die Videoaufnahmen eingesetzt werden. Das spart Ressourcen und CO²-Emissionen. Zudem konnte das kommunale Straßennetz durch das Befahren mit Abfallsammelfahrzeugen schnell erfasst werden.
Bevor erste Befahrungen starten konnten, gab es Schulungen – für Anwendende und für Nutzende. Die Fahrerinnen und Fahrer der Sammelfahrzeuge wurden speziell zur korrekten Anbringung der Smartphones sowie der korrekten Aufzeichnung geschult. Für die Nutzenden der Fachämter der 22 Kreiskommunen bestand die Schulung darin, den richtigen Umgang und die richtige Bedienung mit dem Webportal zu erlernen und die Integration in die tägliche Arbeit zu erleichtern. Der Kreis Bergstraße stellt seinen Kommunen den Zugang zum Webportal kostenfrei zur Verfügung. Weitere Akteure können bei Bedarf noch hinzugefügt werden. Alle Kommunen im Kreis haben Zugriff auf die erfassten Straßenabschnitte ihrer Kommune.
Von der Aufnahme bis zur Analyse:
Nach der korrekten Anbringung des Smartphones wird der jeweils befahrene Straßenraum während der Fahrt optisch erfasst und aufgezeichnet. Das Smartphone erfasst und speichert die aufgenommenen Videodaten. Nach Abschluss der Fahrten bei und vorhandenem WLAN-Zugang werden die erstellten Videoaufnahmen automatisch in eine zentrale Datenbank überführt. Im weiteren Verlauf kommt eine KI-basierte Bildererkennung zum Einsatz, die das erhobene Videomaterial sichtet und auf Straßenschäden wie Risse, Schlaglöcher und Setzungen prüft, aber auch schlechte Fahrbahnmarkierungen wie Pfeile, Mittel- und Randstreifen sowie Verkehrsschilder erfasst, detektiert und kategorisiert. Dank einer leistungsfähigen Verarbeitungstechnologie stehen die analysierten Daten in der Regel innerhalb von 24 Stunden zur Verfügung. Auf Basis dieser Auswertungen und der Kategorisierung zum Zustand erfolgt die Ansicht im Webportal.
Die Funktion des Webportals:
Auf Basis einer GIS (Geo-Informationssystem) -Oberfläche ist das gesamte Straßennetz des Kreises Bergstraße dargestellt. Zudem sind die Kommunen des Kreises mit deren Gemeindegrenzen eingezeichnet, sodass das Straßennetz den Kommunen zugeordnet werden kann. Alle zuständigen Akteure der Kreis-Kommunen haben Zugriff auf:
- eine Übersicht des mit der KI ausgewerteten Straßenzustände
- Navigations- und Auswahlmöglichkeiten einzelner Straßenabschnitte
- lagegenaue Ansteuerung von Schadensbereichen sowie
- Abruf von Einzelschäden (Fahrbahn, Markierungen, Schilder)
Durch das Setzen von Hinweisen oder Markierungen im Webportal und die Priorisierung dieser, kann sofort an zuständige Akteure (Bauhöfe) weitergegeben und koordiniert werden. Kritische Schäden können dadurch frühzeitig behoben oder gezielt in zukünftige Planungen einbezogen werden.
Aspekte des Datenschutzes:
Die Gesamtdatenverarbeitung ist anonym und datenschutzkonform. Autos, Fahrradfahrende oder Fußgänger werden erkannt und automatisch geschwärzt. Dadurch lassen sich keinerlei Rückschlüsse auf Personen oder andere sensible Daten ziehen.
Mehrwerte und Effekte für den Kreis Bergstraße - und darüber hinaus:
- Durch die Fahrten im Rahmen des Abfuhrzyklus entstehen keine zusätzlichen Emissionen. Übergeordnetes Ziel ist, traditionelle Techniken einer Straßenzustandsbewertung, die in aller Regel CO2 intensiv sind, mit KI-Technik zu verzahnen, sodass Emissionen reduziert oder im besten Fall vollständig eingespart werden.
- Durch das Straßenzustandsmonitoring erfolgt eine optische Erkennung des Straßenzustands und eine Bewertung durch KI auf Basis festgelegter Kriterien. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, ist die hier beschriebene Methodik flexibler, weniger zeitaufwändig und in einem deutlich engeren Turnus durchführbar.
- Das vorliegende Projekt besitzt enormes Übertragungspotenzial. Es ist eine Blaupause funktionierender Zusammenarbeit zwischen Landkreisen und Kommunen. Der Landkreis tritt als Anbieter einer digitalen Systemlösung auf und stellt diese den Kommunen zur kostenfreien Nutzung zur Verfügung.
Förderung des Projekts "Smarter Kreis Bergstraße - Datenbasiert steuern, transparent erklären"
Gefördert durch:
Partner: Gesellschaft für Straßenanalyse mbh (GSA), Kaiserlautern
Technische Basis: Datenplattform RoadAI von vaisala
