Innovation auf der Autobahn: digitale Modelle, Drohnen und zukunftsorientierte Lösungen im Betrieb

Entwicklungs- und Innovationsaufgaben sind heute eng mit dem Betrieb von Schnellstraßen verbunden. Die MKIF Magyar Koncessziós Infrastruktúra Fejlesztő Zrt. übernimmt einerseits die technische Umsetzung konkreter Investitionen und entwickelt andererseits Entwicklungen realisiert, die den Betrieb langfristig verändern. Domonkos Koch ist als Entwicklungsprojektkoordinator speziell für die Entwicklung und technische Umsetzung der Autobahn M1 zuständig, während er als Innovationsingenieur für Projekte im Zusammenhang mit Belägen und Technologien verantwortlich ist.

„Außerdem bin ich Doktorand, veröffentliche regelmäßig wissenschaftliche Beiträge und nehme häufig an Konferenzen teil: Mein Ziel – und zugleich unser gemeinsames Ziel – ist es, unsere Arbeit einem Fachpublikum vorzustellen, Kontakte zu knüpfen und Erfahrungen mit anderen Akteuren der Branche im In- und Ausland auszutauschen.”

Als Innovationsingenieurin befasst sich Diána Szigeti hauptsächlich mit der Betriebsoptimierung. Ein wichtiges Ziel des Unternehmens ist es, den Betrieb der bestehenden Infrastruktur effizienter und sicherer zu gestalten.

Die derzeit bei MKIF Zrt. laufenden Projekte befinden sich zwar in vielen Fällen noch in der Testphase, es zeichnet sich bereits klar ab, dass sie erfolgreich sind und sogar Teil eines bewusst aufgebauten, aufeinander aufbauenden Entwicklungssystems sind. Wenn sich diese Lösungen bewähren, könnte der Betrieb des ungarischen Schnellstraßennetzes effizienter werden, und langfristig könnten sie auch für den gesamten Sektor wegweisend sein.

Digitale Grundlage: mobile Kartierungssysteme

Die Digitalisierung bietet Bauunternehmen heute nicht nur im Hochbau enorme Vorteile, sondern lässt sich auch im Straßenbau effizient einsetzen. „Eines dieser Werkzeuge ist das mobile Kartierungssystem. Dabei handelt es sich um einen auf einem Fahrzeug montierbaren Laserscanner, ergänzt durch Kameras, der bei normaler Fahrgeschwindigkeit detaillierte Daten über die Straße und ihre Umgebung erfassen kann” – erklärt Diána Szigeti die Details.

Das Vermessungsgerät scannt die gesamte Umgebung in einem Umkreis von 150 bis 200 Metern und erstellt eine hochauflösende Punktwolke, aus der ein digitales Modell der gesamten Infrastruktur erstellt werden kann. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt für den Betrieb der Anlagen dar.

Das System wird auch für Messungen eingesetzt, bei denen derzeit andere, standardisierte Verfahren die gängige Praxis darstellen, wie Domonkos Koch betonte: „Ein solches mobiles Kartierungssystem ist gerade deshalb eine wertvolle Ressource für einen Straßenbetreiber, weil es ein sehr komplexes Werkzeug ist und vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bietet. Letztes Jahr haben wir die Bewertung des Straßenzustands getestet, für dieses Jahr planen wir die Bewertung der Fahrbahndicke. Dies sind aufeinander aufbauende Projekte, deren Ziel es ist, in fünf Jahren ein digitales Modell des gesamten ausgebauten Netzes zu erstellen.”

Facility Management – der Schlüssel zu einem optimalen Betrieb

Die so entstehende Datenbank ermöglicht langfristig eine genauere Planung und optimierte Maßnahmen. Dies bildet die Grundlage für das Facility Management. Wie Diána Szigeti erklärte:

„Unser Ziel ist es, dass unser Betrieb langfristig planbar und wirtschaftlich ist. Mit den derzeit verfügbaren Instrumenten ist es viel schwieriger, optimale Entscheidungen für die nächsten Jahrzehnte zu treffen. Wir können für ein bis zwei Jahre planen, aber nicht für 35 Jahre im Voraus. Diese Instrumente tragen dazu bei, dass wir während der gesamten Laufzeit der Konzession optimale Entscheidungen treffen können.”

Ein neuer Ansatz bei der Prüfung von Belägen

Herkömmliche Methoden zur Fahrbahnuntersuchung – wie beispielsweise die Probenentnahme durch Bohrungen – sind langsam, kostspielig und zerstörend. Ziel der Innovation ist es, diese durch modernere, datengesteuerte Lösungen zu ersetzen. „Mithilfe der mobilen Kartierung könnte sogar die Bestimmung der Fahrbahnstärke möglich werden – auf größeren Flächen und mit dichteren Daten. Während wir beim Bohren alle 3000 m²² einen Datenpunkt erhalten, sammeln wir hier kontinuierlich Informationen über eine große Fläche”, erklärte Domonkos Koch die Details.

Auch die Messung der Tragfähigkeit von Straßenbelägen muss modernisiert werden. Die Innovationsingenieure von MKIF haben den Prozess eigenständig weiterentwickelt und entwickeln gemeinsam mit zwei Universitätsforschern ein moderneres Verfahren, das die Tragfähigkeit speziell anhand dynamisch erhobener Daten klassifizieren kann. Wie er sagt: „Wir haben dies bereits auf Konferenzen dem Fachpublikum vorgestellt und werden das Projekt bis Juni abschließen. Unser Ziel ist es, dass das Verfahren in die technischen Vorschriften für den Straßenbau aufgenommen wird, aber wir wissen, dass dies mehrere Jahre dauern kann.”

Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschwerpunkt ist die automatische Erkennung von Rissen, die durch maschinelles Lernen eine genauere und objektivere Bewertung ermöglicht. Der Koordinator des Entwicklungsprojekts fügte hinzu:

„Das Ziel der Konzessionsgesellschaft ist die Entwicklung eines einheitlichen Verfahrens zur Rissbewertung, bei dem verschiedene Methoden zum gleichen Ergebnis führen. Dazu ist es erforderlich, nach der Festlegung der theoretischen Grundlagen mehrere Methoden zu testen.”

Entscheidungshilfe für 30 Jahre: System zur Belagsbewirtschaftung

Ein wesentlicher Bestandteil einer langfristigen Planung ist das Belagsmanagementsystem (PMS), das dabei hilft zu bestimmen, wann und welche Maßnahmen am wirtschaftlichsten sind.

„Das Ziel ist es, festzustellen, welche Straßenabschnitte wann und mit welcher Technologie während der gesamten Konzessionsdauer saniert werden sollten – insbesondere unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten und unter Einhaltung unserer vertraglichen Verpflichtungen.”

Diese Herangehensweise geht über kurzfristige Reparaturen hinaus und ermöglicht eine lebenszyklusbasierte Optimierung. „Während 30 bis 35 Jahre in Ungarrn als langer Zeitraum gelten, sind sie im internationalen Vergleich ausgesprochen kurz. In Österreich denkt man in Zeiträumen von hundert Jahren, genauso wie bei uns Kunstwerke, Brücken, Entwässerungssysteme und Erdarbeiten für hundert Jahre geplant werden. Beläge haben eine kürzere Lebensdauer, daher ist es sinnvoll, die Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten auf einen Zeitraum von 30 Jahren zu optimieren” – erklärte der Innovationsingenieur

Drohnen im Einsatz

Eine der spektakulärsten Neuerungen im Betrieb ist die Einführung der Drohnentechnologie. Auf einem Abschnitt der Autobahn M1 werden bereits mehrere Drohnen und Basisstationen getestet.

Die Drohnen liefern ein Echtzeitbild der Verkehrslage und reagieren schnell bei Unfällen oder Staus. Seit April werden diese Geräte mit zwei Hauptzielen getestet: zum einen, um die Vor-Ort-Kontrollen im Straßenverkehr zu ersetzen, und zum anderen, um den Verkehr zu überwachen und entstandene Staus zu untersuchen.

„Während der Testphase werden drei Drohnen von fünf Basisstationen entlang der M1-Strecke gesteuert; diese Stationen befinden sich im Abstand von jeweils zehn Kilometern zwischen Herceghalom und Tata. Mit den Drohnen überwachen wir den Verkehr: Wenn sich ein Unfall ereignet, schicken wir sofort die nächstgelegene Drohne zum Unfallort und erhalten Live-Bilder von der Situation. Außerdem testen wir, ob sie Informationen sammeln kann, die die Arbeit der Verkehrskontrolleure unterstützen können”, erklärte Diána Szigeti.

Auch künstliche Intelligenz wird im künftigen Betrieb eine Rolle spielen: Das System kann beispielsweise beschädigte Leitplanken oder Hindernisse auf der Fahrbahn automatisch erkennen.

Verkehrssicherheit: Entscheidungen auf der Grundlage von Daten

Der Innovationsingenieur betonte: Ein weiteres wichtiges Ziel der Entwicklungen sei es, den Verkehr auf den betriebenen Schnellstraßen sicherer zu machen. Dazu sei zunächst eine genaue Erfassung der Probleme erforderlich.

„Der erste Schritt besteht darin, zu verstehen, was Unfälle verursacht und wie wir das Verhalten der Verkehrsteilnehmer beeinflussen können. Dabei spielen Kameraüberwachung, Verkehrsdaten und verschiedene experimentelle Ansätze eine Rolle.”

Resilienz und Nachhaltigkeit: Anpassung an die Zukunft

Innovation ist heute untrennbar mit Nachhaltigkeit und ökologischer Anpassungsfähigkeit verbunden. „Die Frage ist nicht, ob wir nachhaltig arbeiten können, sondern inwieweit wir uns an ein sich wandelndes Umfeld anpassen können” – stellte Domonkos Koch klar.

Das Ziel von Resilienzstudien ist es, Folgendes zu ermitteln:

• wie sich unsere Tätigkeit oder die Infrastruktur in den letzten 35 Jahren auf die Umwelt ausgewirkt hat,
• bzw. wie sich die Umwelt im gleichen Zeitraum auf die Infrastruktur oder auf unsere Tätigkeit auswirkt.

Die damit verbundenen Risiken müssen ermittelt und Maßnahmen zur Risikominderung gefunden werden. Dies kann beispielsweise die Bepflanzung, die Lärmbelastung oder sogar die Auswirkungen des Klimawandels umfassen. Natürlich kann man nicht isoliert von einer resilienten Infrastruktur sprechen; wir vertrauen darauf, dass auch andere Branchen diesen Weg einschlagen und wir gemeinsam eine widerstandsfähigere Umwelt schaffen können.

Kontinuierliches Lernen anhand internationaler Beispiele

Die Entwicklungen stützen sich auch auf internationale Erfahrungen. Die Experten von MKIF Zrt. stehen in ständigem Austausch mit ausländischen Fachleuten; die Praktiken der österreichischen, portugiesischen und italienischen Autobahnbetreiber gelten als positive Vorbilder. Ziel ist es, ein System zu entwickeln, das an die hiesigen Gegebenheiten angepasst ist, aber auch auf internationaler Ebene moderne Lösungen nutzt.

Unsichtbare Arbeit, messbare Ergebnisse

Das eigentliche Ziel von Innovationen ist nicht unbedingt spektakulär – ganz im Gegenteil. „Wir leisten gute Arbeit, wenn unsere Arbeit am wenigsten auffällt” – meint Domonkos Koch.

Das bedeutet: weniger Fehler, sicherer Verkehr, ein besser planbarer Betrieb – und ein Straßennetz, das auch langfristig nachhaltig funktioniert. Aus dem Interview geht eindeutig hervor, dass die Zukunft des Straßenbetriebs auf Daten, Digitalisierung und Zusammenarbeit beruht.