StreetProbe

Automatische Datenerfassung zur Straßenzustandsüberwachung durch die Fahrzeugsensorik

StreetProbe
StreetProbe

Kurzsteckbrief

Im Projekt StreetProbe wird ein cloudbasiertes System zur Erfassung und Bewertung von Straßenzuständen entwickelt. Über heute bereits in Fahrzeugen vorhandene Sensoren soll die Beschaffenheit von Straßen auf einer Cloud-Plattform erfasst und bewertet werden, um die Früherkennung und Aufnahme von Straßenschäden zu verbessern. Auf Grundlage der erhobenen Daten sollen zudem Smart Services wie beispielsweise automatisch agierende Fahrzeugdämpfer und genaue Straßenkarten für hochautomatische Fahrzeugsysteme bereitgestellt werden.

Problemstellung

Die derzeitige Standardvorgehensweise in Deutschland zur Zustandserfassung des Straßennetzes ist das zyklische Untersuchungsverfahren der „Zustandserfassung und -bewertung (ZEB)“. Spezielle Messfahrzeuge mit hochauflösenden Sensoren fahren die Straßen ab und erfassen ihre Oberfläche. Dabei werden unter anderem Zustandsmerkmale wie Längs- und Querebenheiten erfasst. Anhand der erfassten Daten wird anschließend eine Bewertung des Straßenzustands vorgenommen. Die Aktualisierung der Daten erfolgt allerdings nur alle vier Jahre, so dass Hinweise auf potenzielle Straßenschäden häufig spät erkannt werden, wodurch Reparaturen viel aufwendiger ausfallen können als eigentlich erforderlich.

Ein teilweise im Ausland eingesetztes neues Verfahren zur Erkennung ist die Übermittlung von Sensordaten, wie z. B. der Beschleunigungs-Sensorik aus dem Auto an eine Zentrale. Die Sensoren können ungewöhnliche Bewegungen der Fahrzeuge, wie sie durch Unebenheiten in der Fahrbahn oder Schlaglöcher hervorgerufen werden, detektieren und sie mit GPS-genauer Positionsangabe an einen Server schicken. Damit können allerdings nur starke Beschädigungen wie Schlaglöcher erfasst werden und die Lokalisierung der Geräte ist derzeit noch mit einem hohen Fehleraufkommen behaftet (teilweise 15 Meter Abweichung). Die Aussage über den Straßenzustand ist zudem nicht so detailliert wie das Vermessen der Oberfläche.

Ziel

Im Projekt StreetProbe wird eine zeitlich und örtlich präzise Straßenzustandserfassung entwickelt, indem die in Fahrzeugen vorhandenen Sensoren und Systeme wie Beschleunigungs- und Raddrehzahlsensoren verwendet und ergänzt werden, um den Straßenzustand kontinuierlich zu überwachen. Dazu können Fahrzeuge, die idealerweise regelmäßig bestimmte Strecken befahren, wie etwa eine Fahrzeugflotte von Servicefahrzeugen, mit einem entsprechenden System ausgestattet werden, welches die vorhandenen Daten auswertet und überträgt. Die gewonnenen Daten sollen die ZEB-Informationen ergänzen und damit den Straßenzustand ohne zusätzlichen Einsatz von Fahrzeugen und Personal regelmäßiger überwachen.

Technologien und Herausforderungen

Um Schäden einordnen zu können, wird zunächst ein Schadenskatalog erstellt. Dafür werden Schadensmuster und deren zeitliche Entwicklung beschrieben. Zudem werden Referenzstrecken ausgewählt, deren Zustand dokumentiert und straßenbautechnisch bewertet wird. Verschiedene Fahrzeugsensoren und -steuergeräte werden auf ihre Eignung zur Erfassung von Messdaten überprüft.

Auf der Basis gesammelter Daten von Testfahrzeugen, Referenzdaten und dem Schadenskatalog wird dann ein Mustererkennungssystem zur Erkennung von Straßenschäden entwickelt und anschließend durch eine Testflotte erprobt.

Um die Daten dabei entsprechend sammeln und auswerten zu können, werden Werkzeuge zur Cloudanbindung, zum Management und zur Analyse und Interpretation der gesammelten Daten (Data-Mining) aufgebaut.

Für die Anbindung der Fahrzeugsensorik an eine Cloud werden die Versuchsträger mit einer sogenannten Connectivity-Control-Unit (CCU) ausgestattet. Sie ermöglicht die Sammlung, Speicherung, Vorverarbeitung und verschlüsselte Übertragung der Daten aus dem Fahrzeug-Netzwerk.

Anwendungen

Das entwickelte System dient vorrangig der Erkennung und Bewertung von Straßenzuständen, weshalb es primär für die öffentlichen Straßenbaulastträger, wie die Bundesländer, Kreise und Kommunen, von Interesse ist. Weiterhin sollen die Informationen auch für die Erstellung von Straßenzustandskarten verwendet werden, so dass mit deren Hilfe vor gefährlichen Stellen gewarnt oder auch die Fahrzeugsteuerung diesbezüglich angepasst werden kann. Des Weiteren sind die genauen und aktuellen Daten für die Nutzung in hochautomatisiert fahrenden Fahrzeugen wichtig.

Konsortialpartner

Robert Bosch GmbH (Konsortialführer); Technische Universität Berlin; Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt); Durth Roos Consulting GmbH; 3D Mapping Solutions GmbH

Ansprechpartner

Robert Bosch GmbH

Martin Rous

Homepage: StreetProbe