Infrastrukturmanagement und Sensorik

Digitales Infrastrukturmanagement für Sicherheit und Verfügbarkeit

Die Digitalisierung wird zur zentralen Grundlage der Mobilität von morgen, die vor allem eines zu leisten hat: Sie muss bedürfnisorientiert sein, das Leben einfacher und sicherer machen. Das Fundament der Mobilität der Zukunft ist eine gut ausgebaute Verkehrs­infrastruktur, die mit dem steigenden Mobilitätsbedarf der Bevölkerung Schritt hält. Der Investitionshochlauf im Verkehrsetat des Bundes muss genutzt werden, um Erhalt und Ausbau der Verkehrsinfrastruktur zu gewährleisten und zukunftsfähige Konzepte zu fördern, die die Sicherheit und Verfügbarkeit der Verkehrsinfrastruktur steigern. Im Fokus steht dabei das intelligente Infrastruktur-Management, bei dem durch moderne Sensortechnik und cloudbasierte Systeme Informationen über den Zustand und Modernisierungsbedarf der Verkehrsinfrastruktur generiert und verarbeitet werden.

Brückenbauwerke als Testfeld für intelligentes Verkehrsinfrastruktur-Management
Als sensibelster Teil der Verkehrsinfrastruktur werden die etwa 39.600 Brücken mit einer Gesamtlänge von über 2100 km im Bundesfernstraßennetz durch den zunehmenden Personen- und Güterverkehr in besonderem Maße beansprucht. Wie sich an vielen Beispielen im gesamten Bundesgebiet zeigt, führen Brückenschäden und Sperrungen zu Staus, großen Umleitungen und wirtschaftlichen Verlusten. Der Großteil der Brückenbauwerke, insbesondere in den alten Bundesländern, wurde bereits zwischen 1965 und 1985 errichtet und bedarf in den kommenden Jahren umfangreicher Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen. Bisher basieren die Kenntnisse des Zustands von Brückenbauwerken ausschließlich auf Ergebnissen der handnahen Sichtprüfung. Die moderne Sensortechnik, die in anderen Anwendungsbereichen, z.B. Windenergie, schon längst zum Standard gehört, wird bei Infrastruktur­projekten - trotz Marktreife - in nicht ausreichendem Maße berücksichtigt.

Cloudbasierte Systeme, in dem Bestands­informationen, Building Information Mo­­de­l­ing (BIM) und Messdaten zusammengeführt werden und Entscheidern aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft zugänglich gemacht werden, stellen eine innovative Lösung für die Verbesserung der Zustandsaussagen von beispielsweise Brückenbauwerken dar. Die intelligente und zukunftsorientierte Bewirtschaftung der Infrastruktur (Asset Management) beruht dabei auf drei Säulen:

  1. smarten Sensornetzwerken, die flächendeckend Verkehrs- und Bauwerksdaten liefern
  2. Algorithmen und Künstlicher Intelligenz, die entscheidende Schlüssel­informationen selektieren und zustandsorientierte Handlungsempfehlungen ableiten und
  3. Vernetzung der Informationen über leistungsfähige Netzwerke zu einem intelligenten cloudbasierten Verkehrsmanagementsystems.

Dieses cloudbasierte Konzept kann die Nutzbarkeit der Bauwerke signifikant erhöhen. Es erlaubt verbesserte Prognosen zur Bestandsentwicklung und verkürzt Planungsphasen und Reaktionszeiten für Reparatur und Sanierung durch tagesaktuelle Informationen. Es können also gezielte Maßnahmen abgeleitet werden, die eine bedarfsgerechte Mittelvergabe ermöglichen und damit Folgekosten reduzieren.

Pilotprojekte initiieren
Ergänzend zum Forschungskonzept des Expertennetzwerkes im BMVI sollte durch die im Aufbau befindliche Autobahn GmbH des Bundes ein Pilotprojekt initiiert werden, das die zu beforschenden Themen finanziert und dem Expertennetzwerk und der Forschungsinitiative mFUND (Modernitätsfonds) eine entsprechende Datenbasis für KI-basiertes Datenmanagement zur Verfügung stellt. Der Fokus sollte hierbei auf Brücken mit hoher Verkehrsbedeutung, Großbrücken und Brücken mit Sicherheitsdefiziten beispielsweise in Nordrhein-Westfalen, Bayern und Hessen liegen. Der Nutzen eines solchen Pilotprojekts für Politik und Wirtschaft wäre signifikant höher als die dafür notwendigen Investitionsmittel. So würde die Eignung von Messsystemen untermauert, offene Punkte in der Prozess- und Datenkette (rechtlich, technisch und kaufmännisch) identifiziert und die Wirtschaftlichkeit nachgewiesen. Die Autobahn GmbH könnte sich als Datendienstleister für Politik, Betreiber und Bauwirtschaft positionieren und durch effizientere Mittelvergabe, Verkehrsführung und Planungssicherheit ihre Leistungsfähigkeit deutlich steigern.

Sensorik breiter anwenden
Intelligentes Verkehrsinfrastruktur-Management mittels moderner Sensortechnik und cloudbasierten Informationssystemen stellt lediglich eines von vielen innovativen Konzepten dar, die Möglichkeiten der Digitalisierung für Verkehrsinfrastrukturprojekte zu nutzen. Es muss schon jetzt damit begonnen werden, alle Ampeln und Verkehrszeichen vernetzungsfähig zu machen, alle Parkplätze mit Sensorik auszustatten und die Telematik auf den Bundesautobahnen zum Standard zu erheben. Die erhobenen Daten müssen, unter strenger Beachtung datenschutzrechtlicher Bestimmungen, offen bereitgestellt und nutzbar gemacht werden, um neue Mobilitätskonzepte zu entwickeln.

  • Pilotprojekte durch Autobahn GmbH zeitnah initiieren
  • Marktreife Lösungen in Brückenbestand verbauen
  • Sensortechnik bei Neubauprojekten mitdenken
  • Erhobene Daten für Forschung bereitstellen
  • Intelligente Verkehrsmanagementsysteme weiter fördern

Intelligente Verkehrsbeeinflussung statt generelles Tempolimit

Mit den unveröffentlichten Vorschlägen der Unterarbeitsgruppe der „Nationalen Plattform Zukunft der Mobilität“ ist die Diskussion über eine generelles Tempolimit auf Deutschlands Autobahnen neu entfacht. Pro Mobilität spricht sich entschieden gegen Überlegungen dieser Art aus und plädiert für intelligente und anlassbezogene Verkehrsbeeinflussung.

Die mit der Einführung einer generellen Geschwindigkeitsbegrenzung auf deutschen Autobahnen verbundenen Ziele können nicht erfüllt werden. Ein Blick auf die Fakten verdeutlicht, dass sowohl der Beitrag zur Verkehrssicherheit als auch zum Klimaschutz marginal wären. Autobahnen sind die sichersten Straßen Deutschlands, weshalb der Handlungsbedarf hinsichtlich der Verkehrssicherheit im nachgeordneten Netz der Bundes-, Landes-, Kreis- und Gemeindestraßen liegt. Zudem betrüge die CO2-Einsparung bei einem 120 km/h-Limit laut Umweltbundesamt lediglich 0,3% der gesamten deutschen Co2-Emmissionen, bei 130 km/h ´wäre gar kein positiver Effekt zu beobachten.

Starre Tempolimits, die niedrige Geschwindigkeiten auch auf freien Autobahnstrecken bei guten Wetterverhältnissen vorschreiben, passen nicht in das Zeitalter der Digitalisierung. Situationsangepasste Tempolimits durch elektronische Wechselverkehrszeichen erfahren erstens mehr Akzeptanz durch die Bevölkerung und werden zweitens den verkehrlichen Anforderungen auch besser gerecht. Zudem kann ein bedarfsgerechter Infrastrukturausbau für weniger Stau oder stop-and-go Verkehre im deutschen Autobahnnetz sorgen und damit einen wesentlich größeren Beitrag zur Co2-Minderung leisten.