Präventiver Brückenschutz durch intelligente Abstandsmessung

Volkmann Straßen- und Verkehrstechnik setzt auf LiDAR-Technologie, um die Moseltalbrücke zu entlasten

Überblick

Ein großer Teil der Autobahnbrücken in Deutschland gilt heute als sanierungsbedürftig. Während viele Bauwerke schrittweise instand gesetzt werden, müssen jene Brücken, deren Sanierung noch aussteht, möglichst lange sicher betrieben werden. Der Fokus rückt daher zunehmend auf präventive Maßnahmen zum Schutz der bestehenden Bausubstanz.

Ein zentraler Hebel ist die Reduzierung der mechanischen Belastung der Brücke. Ziel ist es, sowohl die Gesamtlast als auch die dynamischen Vibrationen am sogenannten Aufsetzpunkt zu minimieren. Besonders kritisch ist dabei der Schwerlastverkehr: Die Belastung durch einen einzelnen LKW ist exponentiell höher als die durch PKWs. Neben der Geschwindigkeit spielt dabei vor allem der Abstand zwischen LKWs eine entscheidende Rolle, um die Auswirkungen auf die Brückensubstanz zu reduzieren.

An der Moseltalbrücke auf der A61 setzt Volkmann Straßen- und Verkehrstechnik unter der Projektleitung von Traffic-Lines daher auf Blickfeld 3D-LiDAR-Sensoren, um den Abstand zwischen LKWs zu bestimmen und Fahrzeuge, die zu dicht auffahren, auf den einzuhaltenden Mindestabstand hinzuweisen.

 

Traffic Monitoring Volkmann Moseltal
Blickfeld Qb2-Sensoren sind auf Masten an der Seite der Autobahn montiert, ohne Störung des laufenden Verkehrs bei Installation.

Herausforderung

Die zentrale Anforderung im Präventivschutz der Moseltalbrücke: LKWs müssen einen Mindestabstand von 50 Metern einhalten, um die Belastung der Brückensubstanz zu reduzieren. Technisch stellte dies eine Herausforderung dar: Verfügbare Lösungen zur Abstandsmessung basieren überwiegend auf komplexen videobasierten Systemen, die schnell datenschutzrechtliche Fragestellungen aufwerfen. Gesucht war daher eine datenschutzkonforme, fest installierte Lösung, die Abstände zuverlässig bei Tag und Nacht erfasst und sich für den dauerhaften Betrieb an einer hochfrequentierten Autobahn eignet.

Lösung

 

Die von Volkmann realisierte Lösung setzt auf einen Aufbau mit 3D-LiDAR und ANPR-Kamera (Automatic Number Plate Recognition, erfasst keine Gesichter von Fahrer:innen), der etwa 400 Meter vor der Brücke installiert ist und gezielt die rechte Fahrspur überwacht.

Der eingesetzte Blickfeld Qb2 LiDAR-Sensor erfasst den Verkehrsraum dreidimensional und ist in der Lage, Fahrzeuge zu detektieren, zu klassifizieren und den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden LKWs zu bestimmen. Unterschreitet ein Fahrzeug den definierten Mindestabstand von 50 Metern, wird der Fahrer unmittelbar informiert: Eine elektronische Tafel blendet das Kennzeichen des betreffenden LKWs ein und weist auf den einzuhaltenden Abstand hin.

Ziel dieses Aufbaus ist, durch Transparenz und direkte Rückmeldung eine erhöhte Aufmerksamkeit zu schaffen und eine Selbstkorrektur des Fahrverhaltens zu ermöglichen. Die Idee ist nicht neu: Die meisten Verkehrsteilnehmenden werden dieses Prinzip von Geschwindigkeitsanzeigen beispielsweise an Ortseinfahrten oder in 30er Zonen kennen.

Volkmanns Entscheidung für Blickfeld LiDAR-Sensoren basierte neben der vielseitigen Leistung im Verkehrsbereich (Detektion, Klassifizierung, Abstandsbestimmung) auch auf der einfachen Montage. Der Scanner kann seitlich am Straßenrand installiert werden, anstatt wie bisher als Überkopfsystem. Dadurch ist lediglich eine Ausrichtung des Sensors erforderlich, ohne weitere bauliche Maßnahmen wie spezielle Fahrbahnmarkierungen.

Ergebnisse

Das System arbeitet stabil und zuverlässig und erfüllt die technischen Anforderungen im laufenden Betrieb. Die Abstandserfassung funktioniert unabhängig von Tageszeit und Witterung und liefert konsistente Ergebnisse.

Die gewünschte Wirkung auf das Fahrverhalten, insbesondere das bewusste Abbremsen und Einhalten größerer Abstände durch LKW-Fahrer, wird weiterhin beobachtet. Erste Eindrücke deuten darauf hin, dass die erhöhte Awareness greift. Wie bei vergleichbaren Maßnahmen ist davon auszugehen, dass sich der volle Effekt mit zunehmender Gewöhnung einstellt.

 

Blickfeld Qb2 mit Traffic-Software klassifiziert Fahrzeuge zuverlässig nach der 8+1-Klassifizierung.
Was der Blickfeld LiDAR-Sensor kann, ist Königsdisziplin: Fahrzeuge zuverlässig zu detektieren ist schon keine einfache Aufgabe, aber der Algorithmus klassifiziert sie zudem und stellt außerdem den Abstand zwischen zwei Fahrzeugen fest. Dabei ist eine in Deutschland übliche Klassifizierung von 8+1 möglich, das überschreitet die häufig mit Punktwolkendaten umgesetzte Einteilung in 4 Kategorien deutlich.
Dr. Marcel Vosshans
R&D – Intelligent Software Systems

Ausblick

Aufgrund der positiven Erfahrungen an der Moseltalbrücke ist bereits die Umsetzung einer weiteren Brückenanlage geplant. Das Projekt zeigt, wie moderne Sensortechnologie einen wichtigen Beitrag zum präventiven Schutz kritischer Infrastruktur leisten kann: pragmatisch, skalierbar und mit klarem Fokus auf Nachhaltigkeit und Sicherheit im Bestand.

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