Zustandserfassung mit Cyclorama

CycloMedia und das Ingenieurb├╝ro Franz Fischer erstellen f├╝r die Stadt Luxemburg ein System zur Stra├čenzustandsanalyse. Grundlage daf├╝r sind georeferenzierte 360 Grad-Panoramabilder und Laserscandaten der Stra├čenabschnitte.

Das Unternehmen Cyclo-Media Deutschland GmbH hat sich in den letzten Jahren mit der Befahrung von St├Ądten und der Erstellung von 360 Grad – Panoramabildern (Cycloramas) in Deutschland einen Namen gemacht. Dabei schie├čt eine Spezialkamera, angebracht an ein Fahrzeug, alle f├╝nf Meter eine Rundumaufnahme von einem bestimmten Stra├čenabschnitt, der mittels g├Ąngiger GIS-L├Âsungen virtuell betrachtet werden kann. Nun hat das Unternehmen sein Angebot um eine wesentliche Komponente erweitert. Zus├Ątzlich zu den Bildaufnahmen wird die Umgebung nun auch noch mit Laserscans durch LiDAR-Sensoren erfasst. Basierend auf diesen beiden Aufnahmemethoden kann CycloMedia nun mit der L├Âsung CycloMedia VISTA eine visuelle Stra├čenzustandsanalyse anbieten. Neben den Messungen in den Bildern steckt somit eine hochgenaue Messung zur Verf├╝gung. So k├Ânnen beispielsweise Stra├čensch├Ąden wie Schlagl├Âcher ohne Besichtigung vor Ort erfasst und eingemessen werden. Durch die Daten will das Unternehmen bei seinen Kunden auch ├Ąmter├╝bergreifende Synergien schaffen.

Cyclorama und LiDAR

Mit der Messfunktion Measure Smart von CycloMedia VISTA lassen sich Stra├čensch├Ąden im Bild erfassen und vermessen. Fotos: CycloMedia

Mit der Messfunktion Measure Smart von CycloMedia VISTA lassen sich Stra├čensch├Ąden im Bild erfassen und vermessen. Fotos: CycloMedia

Das System basiert auf der neuesten Aufnahmetechnologie (DCR10 mit einer Aufl├Âsung von 100 Megapixeln) und beinhaltet eine auf HTML 5 basierende Web-Anwendung (Street Smart) mit Schnittstellen zu verschiedenen GIS. Als Laserscanner ist ein Velodyne HDL-32E in das Gesamtsystem integriert. Dar├╝ber hinaus verf├╝gt CycloMedia ├╝ber die Messfunktion Measure Smart, mit der pr├Ązise Messungen direkt in der Laserpunktwolke vorgenommen werden k├Ânnen. Kommunen k├Ânnen auf dieser Basis eine umfassende Zustandserfassung realisieren und ein Pavement Management System aufbauen. Im Juli 2017 wurde diese neue Technologie in der Stadt Luxemburg eingef├╝hrt.

Unter dem Namen CycloMedia Vista erstellt CycloMedia in Kooperation mit Ingenieurb├╝ro Franz Fischer GmbH ein Pavement Management System (PMS) f├╝r die Hauptstadt des Gro├čherzogtums. ÔÇ×Die Stra├čenzustandserfassung und -bewertung ist ein Gemeinschaftsprojekt von Stra├čenbau und VermessungÔÇť, erkl├Ąrt Jo├ę Welter, Verantwortlicher der Planungsabteilung der Stra├čenbauabteilung. ÔÇ×Das Ziel ist ein F├╝nfjahresplan f├╝r unser Stra├čenerhaltungsmanagement. Das hei├čt, wir wollen f├╝r die n├Ąchsten f├╝nf Jahre einen ├ťberblick dar├╝ber erhalten, welche Stra├čen wann saniert werden m├╝ssen und wie wir die Kosten f├╝r diese Arbeiten besser einteilen k├Ânnen. Dadurch, dass wir die Stra├čen virtuell begehen k├Ânnen, sind wir zudem in der Lage, unsere internen Ressourcen effizienter einzusetzen.ÔÇť

Im Rahmen des Projekts bef├Ąhrt CycloMedia das 300 Kilometer lange Stra├čennetz der Kommune mit zwei Spezialfahrzeugen, die mit Panoramakameras und LiDAR Sensoren ausger├╝stet sind. Alle f├╝nf Meter erstellt das System vom Fahrzeug aus ein Cyclorama sowie eine Laserpunktwolke des entsprechenden Fahrbahnabschnitts und der unmittelbaren Umgebung. Durch die verbesserte Lichtempfindlichkeit der neuen Kamera DCR10 k├Ânnen die Aufnahmen auch in den fr├╝hen Morgenstunden beziehungsweise auch abends erfolgen, wenn die Stra├čen frei sind. Anschlie├čend erstellt das Ingenieurb├╝ro Fischer mit Hilfe von MeasureSmart und den HD-Cycloramas Polygone und ├╝bergibt diese ├╝ber eine automatisierte Schnittstelle an das interne WebGIS des Vermessungsamtes. Dann erstellt das B├╝ro Fischer ein softwarebasiertes Datenbanksystem zur Erfassung und Auswertung aller relevanten Daten f├╝r die Stra├čener- und unterhaltung. „Die Cycloramas stehen au├čerdem allen stadtinternen WebGIS-Nutzern anonymisiert und f├╝r kommunale Belange zur Verf├╝gung“, erkl├Ąrt Luc Didier vom Vermessungsamt Luxemburg.

Pavement Management System

Die neue Kamera DCR10 liefert Panoramabilder mit 100 Megapixeln. Foto: CycloMedia

Die neue Kamera DCR10 liefert Panoramabilder mit 100 Megapixeln. Foto: CycloMedia

ÔÇ×Unsere Aufgabe ist es, jedes einzelne Bild auf Stra├čensch├Ąden, wie beispielsweise Unebenheiten, Risse oder Spurrillen zu ├╝berpr├╝fen. Wir messen dabei direkt in der LaserpunktwolkeÔÇť, erkl├Ąrt Jens Kl├Ąhnhammer vom B├╝ro Fischer. ÔÇ×Im ersten Schritt arbeitet sich der entsprechende Mitarbeiter am Rechner Bild f├╝r Bild durch und digitalisiert zun├Ąchst den Stra├čenraum inklusive Fahrbahnund Gehwegfl├Ąchen, Radfahrstreifen etc. Im n├Ąchsten Schritt werden alle erkennbaren Sch├Ąden markiert und klassifiziert.ÔÇť ├ťber eine API werden diese Daten dann in das GIS der Stadt integriert. ÔÇ×In diesem GIS arbeiten wir dann weiter, indem wir aus den prozentualen schadhaften Fl├Ąchenanteilen heraus Zustandsnoten entwickeln und dann Ma├čnahmen vorschlagen, die die Stadt Luxemburg vornehmen sollte um eine wirtschaftliche Stra├čenbauplanung zu realisieren.ÔÇť Ungef├Ąhr acht Wochen dauert die visuelle Zustandserfassung- und anschlie├čende Zustandsbewertung der einzelnen Stra├čenabschnitte. Das B├╝ro Fischer orientiert sich dabei an den Richtlinien der E-EMI 2012. Der Leitfaden f├╝r das Erhaltungsmanagement kommunaler Stra├čen kategorisiert den Stra├čenabschnittszustand in Form einer Skala von eins bis f├╝nf, wobei 1,5 den Zielwert markiert, 3,5 den Warnwert, also einen kritischen Zustand und 4,5 den Schwellenwert. Wird letzterer ├╝berschritten besteht dringender Handlungsbedarf. Der Zustand beziehungsweise der Gesamtwert des Stra├čenabschnitts setzt sich jeweils aus Spurrinnentiefe, allgemeinen Unebenheiten, Rissen, Flickstellen und Oberfl├Ąchensch├Ąden zusammen. Zudem k├Ânnen die Zustandsnoten auch farbig in einer Stra├čenzustandskarte dargestellt werden, von blau (sehr gut) bis rot (sehr schlecht). ÔÇ×So l├Ąsst sich der Zustand der Stra├čenabschnitte aber auch die des ganzen Stadtgebiets oder einzelner Stadtviertel ├╝bersichtlich und leicht nachvollziehenÔÇť, so Kl├Ąhnhammer.

Handlungsbedarf und Kosten

Die Stra├čenzustandsnoten eines Stadtgebiets auf einer Karte dargestellt. Die blauen Abschnitte sind in gutem Zustand, die roten m├╝ssen ausgebessert werden. Foto: Ingenieurb├╝ro Franz Fischer

Die Stra├čenzustandsnoten eines Stadtgebiets auf einer Karte dargestellt. Die blauen Abschnitte sind in gutem Zustand, die roten m├╝ssen ausgebessert werden. Foto: Ingenieurb├╝ro Franz Fischer

Auf Grundlage dieser systematischen Stra├čenzustandsbewertung ermittelt B├╝ro Fischer den Finanzbedarf f├╝r die Instandhaltung der betroffenen Stra├čenabschnitte und erstellt ein Programm zur Optimierung der Stra├čenunterhaltung unter betriebswirtschaftlichen und technischen Aspekten. ÔÇ×Wir erstellen einen F├╝nf-Jahres-Plan dar├╝ber, welche Abschnitte saniert werden m├╝ssen, wieviel die Sanierung dieser Abschnitte kostet und wann die Sanierung notwendig ist. Das verantwortliche Stra├čenbauamt erh├Ąlt somit eine realistische Planungsgrundlage und kann absch├Ątzen, welche Investitionen in den n├Ąchsten Jahren notwendig sindÔÇť, erl├Ąutert Kl├Ąhnhammer. ÔÇ×Wir als Dienstleister profitieren davon, dass wir wetterunabh├Ąngig und vom Schreibtisch aus arbeiten k├Ânnen. Das spart Arbeitszeit und Kosten f├╝r den Auftraggeber.ÔÇť F├╝r Jo├ę Welter bietet das System dar├╝ber hinaus auch andere Vorteile: ÔÇ×Die Zustandsbewertung und die Kostenabsch├Ątzung liefern wertvolle Argumente f├╝r die ├ľffentlichkeitsarbeit, insbesondere, wenn es darum geht, Bauvorhaben genehmigen zu lassen. Die farbliche Visualisierung in den Stra├čenzustandskarten erm├Âglicht zudem eine realistische Beurteilung des Zustands einzelner Stadtviertel.ÔÇť Dar├╝ber hinaus werden die Panoramabilder innerhalb der Stadtverwaltung in zahlreichen Anwendungsgebieten ├Ąmter├╝begreifend eingesetzt.

Da eine zuverl├Ąssige Langzeitprognose ├╝ber die Zustandsentwicklung des Stra├čennetzes im inner├Ârtlichen Bereich aufgrund unvorhersehbarer Einflussfaktoren schwierig ist, raten CycloMedia und Franz Fischer zu regelm├Ą├čige Zustandserhebungen. So soll nach Ablauf des aktuellen F├╝nfjahresplan auch in Luxemburg die Befahrung der kommunalen Stra├čen wiederholt werden. 2017 ist zudem eine landesweite Befahrung geplant.

www.cyclomedia.com
www.fischer-teamplan.de
www.vdl.lu