Perspektiven für Sensorik und Fernüberwachung im Autobahnbetrieb

2.223 Kilometer Autobahnen und Schnellstraßen liegen im Verantwortungsbereich der ASFINAG. Würde ein Autofahrer das gesamte Streckennetz abfahren, dann überquerte er 5.765 Brücken, würde 165 Tunnel durchfahren, käme an sechs Mautstellen vorbei und könnte an zahlreichen Rast- und Parkplätzen oder den 7.473 LKW-Stellplätzen die notwendigen Pausen einlegen. 2.878 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sorgen dafür, dass die Infrastruktur sicher ist, die technischen Anlagen funktionieren, der Verkehr fließt und sämtliche Nebenanlagen in Schuss sind. Die Herausforderungen dabei: Die Anzahl an überantworteten Objekten, Anlagen, Einrichtungen ist hoch. Die Distanzen sind vergleichsweise groß, die Anfahrt benötigt Zeit, Energie und birgt so wie die Arbeit vor Ort Risiken.

Die ASFINAG betreibt schon heute eine Vielzahl von Sensoren und Messpunkten. Dies gilt besonders im Tunnelbereich. Dort werden je Tunnelkennte bis zu 1 Mio. Datenpunkte verarbeitet. Dies will die ASFINAG ausbauen, um ihre Tätigkeit weiter zu verbessern und zu vereinfachen.

Das Ziel ist eine schnelle Zustandsdetektion bei Kontrollen vor Ort (Sensorik). Besonders Fernüberwachung (IoT) hat großes Potential, da die Verantwortlichen Änderungen oder Ereignisse schnell (oder gar vorab) erkennen und adressieren können.

Die ASFINAG möchte sich mit dieser Challenge einen Marktüberblick zu neu verfügbaren Produkten und Services aus dem Umfeld Zustandsüberwachung und Sensorik verschaffen. Zeigen Sie als Unternehmen auf, wie Detektion und Fernüberwachung mit Ihrer Innovation erfolgen kann. Überzeugen Sie die Verantwortlichen, derartige Produkte und Dienstleitungen zukünftig in Erwägung zu ziehen. Wichtige Voraussetzung: Ein konkreter Anwendungsfall für die ASFINAG und ein klarer Kosten-Nutzen-Gewinn.

Zu fünf intern bereits identifizierten Anwendungsfällen hoffen die Verantwortlichen unter anderem (aber nicht ausschließlich), dass Unternehmen Lösungen aufzeigen:

1. Anprallerkennung bei Rückhaltesystemen
   (i.B. Terminals bei Fahrbahnmündungen bei z.B. Autobahnabfahrten)
2. Lecks in Löschwasserleitungen
3. Wasserqualität
4. Schimmelbildung
5. Verunreinigung von Rohrleitungen

Keine Sorge: Als Einreichende können Sie sich auf Ihr Spezialgebiet konzentrieren und müssen nicht eine Lösung für alles anpreisen.

Details zu 1 - Anprallerkennung bei Rückhaltesystemen:
Rückhaltesysteme dienen dazu, von der Fahrbahn abkommende Fahrzeuge und deren Insassen zu schützen. Sie haben die Aufgabe, die Unfallschwere zu reduzieren – z. B. Frontalzusammenstöße im Mittelstreifenbereich, Abstürze im Randbereich über eine Böschung oder Brücke. Sie werden derzeit nicht überwacht. Beschädigen Fahrzeuglenker z.B. Betonelemente oder Leitplanken und insbesondere Terminals (Anpralldämpfer), dann aktiviert dies nicht automatisch die Rettungskette. Es erfolgt auch keine Meldung an die Überwachungszentrale oder Autobahnmeisterei, dass (und wie stark) die unter Umständen sicherheitskritische Infrastruktur beschädigt wurde. Bei Beschädigungen in Folgen eines leichten Anprallens kommt es zudem häufig zur Fahrerflucht. Die Verursacher bleiben unbekannt.
Ziel: Verfügbarkeit eines Lagebilds der ausgestatteten Rückhaltesysteme, automatische Meldung bei Anprall mit ggf. Informationen zur Schwere der Beschädigung und Unterstützung bei der Identifizierung von Verursachern.

Details zu 2 – Lecks im Löschwassersystem:
Ziel ist die schnellere und einfachere Erkennung von Lecks und Undichtheiten bei Haupt-Löschwasserleitungen in den Tunnels (von der Pumpe bis zum letztem Verbraucher), Löschwasserbehältern und Pumpräumen.
Derzeit erfolgt die Überprüfung mit Leckagemessung, Drucksensor, Strömungswächter - meist allerdings nur bei Neuanlagen, oftmals auch dort nicht (Siehe hier Punkte 7.4.5, 7.4.6., 7.4.9.). Im Zuge von Neubauten aber auch Sanierungen soll hier eine Aus- bzw. Nachrüstung erfolgen. Alternative, im Vergleich zu den im verlinkten Dokument 2015 beschriebenen bessere, einfachere, kombinierte Geräte und Methoden sollen dafür berücksichtigt werden und in einem ersten Schritt bekannt sein.

Details zu 3 – Wasserqualität:
Die Qualität des Wassers in Löschwasserbehältern ist wichtig. Davon hängt ab, ob es für den Einsatz über feinste Düsen, Wassernebel, Hochstrahlrohre geeignet ist. Verstopfungen als Folge ungenügender Qualität gilt es zu vermeiden. Auf Basis der Kontrolle erfolgen bei den Behältern Maßnahmen für die Erhaltung der Qualität bzw. zur Wiederherstellung. Derzeit gibt es hierzu keine Maßnahmen.

Details zu 4 – Schimmelbildung:
Schimmelbildung in Pumpräumen, Betriebsgebäuden bzw. in Doppelböden oder Unterkellerungen diverser Bauten, Gänge, Kollektorgänge führt zu erheblichem Aufwand und Kosten. Betroffen sind v.a. unterirdische Bauwerke. Oft entwickelt sich Schimmel sehr schnell. Derzeit gibt es keine technischen Hilfsmittel zur Detektion. Personal erkennt ihn meist nur nach dem Zutritt bzw. Einstieg.
Gewünscht sind geeignete Möglichkeiten, um Schimmelbildung zuverlässig und treffsicher vorab zu detektieren um rechtzeitig Gegenmaßnahmen setzen zu können und den Schaden zu vermeiden. Interessant in diesem Zusammenhang sind natürlich auch technische Hilfen zur Prävention von Schimmelbildung (Prädiktive Instandhaltung, predictive maintenance).

Details zu 5 - Verunreinigung von Rohrleitungen:
Die ASFINAG ist für 4.000 Kilometer Entwässerungseinrichtungen (Straßenabwässer, Fäkalkanäle) zuständig. Die Rohrdurchmesser können von DN 100 bis DN 1000 sein. Meist liegen sie zwischen DN 300 bis 500. Die Reinigung dieser Rohrleitungen (v.a. DN 300 bis 500) erfolgt derzeit auf Verdacht, nach einem fixen Reinigungsplan, oder wenn eine Verstopfung bekannt wurde. Es finden daher Reinigungen ohne Notwendigkeit statt oder wenn es eigentlich bereits zu spät ist. Die Aufgabe verursacht hohen Personalaufwand und hohe Kosten: Ein Kanalspülfahrzeug kostet mehr als 130€/Stunde. Zudem erhöht ein Rückstau auf der Fahrbahn die Unfallgefahr und verunreinigt oder beschädigt Anrainergrundstücke. Ziel: Die Reinigung soll nur noch erfolgen, wenn eine reinigungswürdige Verunreinigung vorliegt. Die nötige Überwachung soll weitgehend ohne Personaleinsatz erfolgen und zuverlässig die Einhaltung von gesetzlichen und behördlichen Vorgeben ermöglichen. Ein Nicht-Ziel dieser Marktsondierung sind aufwändige, herkömmliche Kamerabefahrungen und automatisierte Reinigungsverfahren. Anhang beachten!

Allgemein:Vorteilhaft aus Sicht der ASFINAG sind: autarke Systeme ohne Verkabelung, Langlebigkeit, Wartungsfreiheit, Zuverlässigkeit, Schutz vor Diebstahl und Vandalismus, Erhalt der Kern-Funktion der damit ausgestatteten Anlagen/Bauwerke, die Möglichkeit einer umfassenden Ausrollung im Bundesgebiet. Anhang beachten!

Wissenswert: Die ASFINAG betreibt ein eigenes Datennetzwerk (Lichtwellenleiter) entlang der Autobahn. Die Leitung wird alle zwei Kilometer aufgeführt und mit einem AP (Access Point) steht ein Datenzugang meistens neben dem Pannenstreifen zur Verfügung. Die Daten aktuelle Sensoren laufen in verschiedenen Systemen zusammen.

Nichtziel dieser Markterkundung: Schon jetzt hat die ASFINAG zahlreiche Geräte und Systeme im Einsatz – allen voran über 8000 Videokameras, die diverse Parameter detektieren, sowie Umfelddatensensoren, Verkehrsdatenerfassung, Salz-/Diesel-/Sole-Erfassung, akustisches Tunnelmonitoring, ein Bodenradar zur Verkehrsdetektion etc. Die Challenge dient lediglich Neuem!

Geben Sie bei Ihrer Einreichung bitte an, für welchen der fünf vordefinierten Anwendungsfälle Sie einreichen. Zielt Ihr Produkt auf keinen dieser fünf ab, beschreiben Sie unbedingt den spezifischen Anwendungsfall bzw. Kosten-Nutzen für die ASFINAG.
Die ASFINAG befindet sich mit der Challenge in einer Phase der Sondierung und ist offen für Inspiration. Wie der Einsatz der Technologie, des Produkts oder der Dienstleistung erfolgen kann, sollen Sie zeigen – und damit überzeugen! Konkretere Vorgaben und Bedarfsbeschreibungen (z.B. Anzahl der Messpunkte) durch die ASFINAG sind noch nicht sinnvoll und bewusst ausgelassen.
Das Einreichformular (rechts oben auf dieser Seite) besteht aus den folgenden Elementen:

Beschreibung: Erläutern Sie Ihr Produkt bzw. Service. Machen Sie den Nutzen und Umfang mit der Beschreibung von Referenzprojekten und Einsatzszenarien im Kontext der Tätigkeiten der ASFINAG greifbar. Gehen Sie auf technische Aspekte ein, vergessen Sie aber nicht v.a. die Nutzerin und den Nutzer. Denken Sie an die Bewertungskriterien der Jury (rechts auf dieser Seite).

Zusammenfassung der wesentlichsten Punkte (Mehrwert): Bringen Sie Ihr Alleinstellungsmerkmal und entscheidende Aspekte auf den Punkt. Kurz, prägnant!

Optional: Sie können die beiden genannten Textfelder mit einem Dateianhang (PDF) ergänzen. Diese Datei soll die Textfelder ergänzen aber darf sie nicht ersetzen. Vermeiden Sie Redundanzen! Nutzen Sie den Dateianhang z.B. für Grafiken.

Vertraulich Infos für die Jury: Bitte geben Sie hier eine Einschätzung zum Projektumfang (Einrichtung, Betrieb) und den Aufwänden bekannt (u.a. Grobkosten einmal und laufend). Machen Sie hier auch deutlich, welche Rahmenbedingungen und Ressourcen es auf Seiten der ASFINAG aus Ihrer Sicht für die Implementierung braucht.

Zusätzlich braucht es ein Titelbild für die Übersichtsseite aller Einreichungen. Dieses Bild ist Ihr visuelles Aushängeschild bei der Übersicht der Einreichungen zu dieser Challenge. Für kleinteilige inhaltliche Darstellungen ist es nur bedingt geeignet.

Die auf Basis Ihrer Einreichung erfolgte Auswahl der Jury ist in jedem Fall kein abschließendes Urteil. Sie sagt etwas über den Nutzen eines Lösungsvorschlags für die ASFINAG aus. Erfolgt keine Einladung zu Gesprächen, liegt das nicht unbedingt an der Qualität.