ESERCOM-D: Sichere und effiziente Straßen

Die Abnutzung von Straßen ist ein allgegenwärtiges Problem und stellt eine erhebliche finanzielle Belastung für die Instandhaltung der Infrastruktur dar. Die frühzeitige und detaillierte Erkennung und Kartierung von Straßenverschleiß kann diese Kosten mindern und gleichzeitig die Lebensdauer von Straßenbelägen verlängern. Basierend auf dem Vorprojekt ESRIUM (TRL 6), welches im November 2023 erfolgreich abgeschlossen wurde, hat das Konsortium, die nächsten notwendigen Technologie- und Standardisierungsschritte für einen Markteintritt identifiziert. Das übergeordnete Ziel von ESERCOM-D ist es, die Standardisierungsbemühungen durch die Implementierung eines sehr weit entwickelten Systems (TRL 8), das eine umweltfreundlichere und intelligentere Straßennutzung fördert, die Straßeninstandhaltung optimiert und die Verkehrssicherheit erhöht, zu erleichtern. Dabei wird die Automatisierung der gesamten Kette von der Straßenzustandsüberwachung bis hin zur intelligenten Entscheidungsfindung demonstriert.

Im Rahmen des Projekts werden Kontakte zu den wichtigsten Normungsgremien geknüpft, um die Nutzung von EGNSS in der Straßen- und Automobilindustrie auszuweiten. Die Ziele betonen die Wichtigkeit, die Entwicklungen mit internationalen, von der Industrie akzeptierten Zertifizierungs- und Standardisierungssystemen in Einklang zu bringen.

Durch umfassende Tests und Validierungen in realen Umgebungen wird ESERCOM-D Anwendungen für Standardisierungskonzepte bereitstellen und so die nachhaltige Wirkung und breite Akzeptanz der Ergebnisse sicherstellen. Das Engagement des Projekts für Transparenz, die Bewertung der Nutzerakzeptanz und die Förderung nachhaltiger Auswirkungen unterstreicht seinen Beitrag zur Bewältigung aktueller Herausforderungen und der Erweiterung des Stands der Technik bei der Bewertung und Instandhaltung von Straßenverschleiß.

Konkrete Aufgaben umfassen:

• Identifizierung von Standardisierungslücken, Verknüpfung mit der relevanten Datenwertschöpfungskette und die Ableitung zukünftiger Standardisierungskonzepte
• Konstruktion einer kostengünstigen Sensorplattform (TRL7) zur Erfassung von Straßenschäden
• Umsetzung einer Digital Twin Fallstudie bei einem Straßenbetreiber
• Entwicklung von EGNSS-basierten Lokalisierungssystemen, die eine genaue, zuverlässige und authentifizierte Position liefern
• Evaluierung der Folgenabschätzung sowie der Nutzerakzeptanz

Die Umsetzung erfolgt anhand von drei konkreten UseCases:

• UseCase 1: Bereitstellung einer Straßenzustandskarte

Im Rahmen des Vorgängerprojekts ESRIUM wurde ein Prototyp eines Systems zur Straßenerfassung und Schadenskartierung entwickelt. Das System detektiert Straßenschäden mit einem mit Sensoren ausgestatteten Fahrzeug mit einer Genauigkeit im Zentimeterbereich. Die gesammelten Daten werden auf das Straßennetz abgebildet. Das Ergebnis ist eine Karte der Straßenabnutzung. Die Straßenschäden in der Karte enthalten Informationen über die Art des Straßenschadens, den Schweregrad und den Zeitpunkt der Entdeckung. Diese Karte wird für unterschiedliche Nutzer bereitgestellt, z. B. für Anbieter von Navigationsdiensten, OEMs oder Straßenbetreiber.

• Use Case 2: Bereitstellung von GNSS-Korrekturen

Straßenbetreiber stellen Endnutzern EGNSS-Korrekturdaten zur Verfügung, um die Positionierungsgenauigkeit der Fahrzeuge Autobahnen und Landstraßen auf einige Zentimeter zu verbessern. Die Datene werden über verschiedene Kommunikationskanäle bereitgestellt, entweder über C-IST, direkt über einen EGNSS-Satelliten oder das Internet. Um die hohen Anforderungen an die Sicherheit der Datenübertragung zu unterstützen, werden die Positionsdaten mittels OSNMA von Galileo übermittelt.

• Use Case 3: Support seitens Infrastruktur

Ein Verkehrsmanagementsystem verwendet Daten über die Straßenabnutzung und Daten über Zwischenfälle (z. B. ein defektes Fahrzeug auf der Straße), um den Fahrzeuglenkern über C-ITS spurspezifische Warnungen und Empfehlungen zu geben. Die Informationen werden automatisch und nahezu in Echtzeit auf Grundlage der verschiedenen Datenquellen generiert. Das Ergebnis der Datenverarbeitung sind sicherheitsrelevante Meldungen oder Empfehlungen zum Wechsel der Fahrspur oder zum seitlichen Versatz innerhalb der Fahrspur.

ESERCOM-D: Erster grenzüberschreitender Test

In der ersten Projektphase (10/2024–03/2026) wurde das ESERCOM-D-Straßenverschleiß-Sensorsystem (RWSS) fertiggestellt und auf dem österreichischen Autobahnnetz umfassend getestet. Darüber hinaus wurde seine Leistungsfähigkeit auch in vorstädtischen Gebieten und auf Landstraßen bewertet. Das System selbst wurde überarbeitet und erreichte nun TRL7 (Systemprototyp, der in einer Betriebsumgebung demonstriert wurde).
Um die Einsatzfähigkeit über die österreichischen Grenzen hinaus nachzuweisen, durften wir die Plattform auf dem Straßennetz eines Mitglieds des Expertenbeirats des Projekts testen. Dies ermöglichte es dem Team, die Stabilität aller Verbindungen beim Wechsel zu einem anderen drahtlosen Kommunikationsnetzwerk zu prüfen.

Auf einer 165 km langen Fahrt wurden 600 GB Daten erfasst, bestehend aus Kameradaten, LiDAR-Daten und Positionsdaten. Um die Genauigkeit der Positionsdaten des integrierten, kostengünstigen EGNSS-Moduls zu testen, wurde parallel ein hochwertiges Modul betrieben.
Die Daten wurden verarbeitet und ein Web Map Tile Service (WMTS)-Server wurde konfiguriert, sodass die Ergebnisse (erkannte Mängel) einfach in einem Webbrowser eingesehen werden können.

Der nächste Schritt besteht darin, die Ergebnisse der beiden EGNSS-Module zu vergleichen, um nachzuweisen, dass die erforderliche Ortungsgenauigkeit mit der in die Plattform integrierten Hardware erreicht werden kann. Darüber hinaus wird ein Test auf Landstraßen in Oberösterreich durchgeführt, wo Vergleichsdaten zu High-End-Lösungen vorliegen.

Um das Endziel eines TRL8-Systems (vollständig aufgebaut, getestet und qualifiziert) zu erreichen, arbeitet das Team derzeit an der Integration der Ergebnisse in bestehende Systeme der Straßenbetreiber.