De Oostenrijkse wegbeheerder Viadonau is belast met het onderhoud van ongeveer vijfhonderd kilometer aan rijwielpaden. Ongeveer de helft daarvan is gemarkeerd als Donau-fietspad. Alleen al in de regio Wenen-Kuchelau fietsen jaarlijks meer dan 500.000 fietsers; en het aantal neemt nog toe. Dit komt doordat de paden zijn aangesloten op het Europese fietsroutenetwerk Eurovelo en toeristen hun boottochten steeds vaker combineren met korte fietsetappes. Om fietsers in staat te stellen veilig gebruik te maken van de paden, moeten de wegbeheerders de routes voortdurend bemonitoren. Dat gebeurt tegenwoordig digitaal en met behulp van artificiële intelligentie (AI).
Van de routes is 320 kilometer geasfalteerd. Een frequente conditiebeoordeling is ook om economische redenen zinvol. Vroegtijdige reparatie kan immers voorkomen dat schade verergerd. Zo kan de levensduur van het wegdek worden verlengd.
Schade aan fietspaden
Schade aan asfaltfietspaden kan verschillende oorzaken hebben, zoals divers gebruik, weersinvloeden en bomen die langs het pad groeien. Deze laatste veroorzaken worteluitstulpingen die de asfaltlaag opduwen. “Dit heeft een ongunstig effect op de levensduur van asfalt, omdat het water dan in de onderconstructie dringt en daar blijft staan. In de winter vormen zich onvermijdelijk ijslenzen, die een groter volume hebben dan water en het asfalt nog meer opbreken. Zo ontstaat progressieve schade”, vertelt Roland Spielhofer van het Center for Low-Emission Transport am AIT Austrian Institute of Technology.
Digitalisering
Tot 2020 werd de toestand van de fietspaden langs de oevers van de Donau visueel beoordeeld. Dit betekende het gebruik van een voertuig dat was uitgerust met software en een speciaal omgebouwde mand als “kraaiennest” voor het personeel. Om een grotere nauwkeurigheid te bereiken, wilde de wegbeheerder het proces in 2020 echter digitaliseren. De resultaten van een test waren overtuigend en in 2021 werd via een Europese aanbesteding gezocht naar een geschikte project- en onderzoekspartner voor de conditiebeoordeling van het hele fietspadennetwerk. De opdracht werd gegund aan het Oostenrijkse Instituut voor Technologie AIT. Spielhofer leidt het project en werkt samen met een team dat zich al geruime tijd bezighoudt met de conditiebeoordeling van complete wegennetten voor gemotoriseerd individueel vervoer.
Nieuwe methode
Niettemin moesten nieuwe methoden worden ontwikkeld om de toestand van fietspaden te beoordelen. Bij de beoordeling van de toestand van de wegen concentreert men zich op de parameters in de rechterrijstrook. Een fietspad vereist echter een beoordeling van de toestand van het hele gebied. “De fietser is nog meer dan de bestuurder van een motorvoertuig afhankelijk van een goed wegdek, omdat een fiets geen goede demping heeft. Daardoor kunnen oneffenheden zoals trottoirranden, worteluitstulpingen en dergelijke grote gevolgen hebben”, legt Spielhofer uit.
Roadlab
Spielhofer en zijn collega’s hebben een roadlab ontwikkeld in de vorm van een minibus die is uitgerust met laserscan- en camera-apparatuur. Dit maakt het mogelijk het gehele wegennet vast te leggen in uiterst nauwkeurige scans en 360-gradenbeelden met hoge resolutie. De controle richt zich op de schade aan het rijwielpad, maar ook op wegmarkeringen en verkeersborden, alsmede op doorrijhoogtes. Dit laatste maakt het mogelijk te bepalen of obstakels zoals takken van opzij of van bovenaf op het pad uitsteken en de fietsers in gevaar kunnen brengen.
De laserscanner genereert een gedetailleerd beeld in 3D-resolutie van de fietsroute. Vanuit het oogpunt van de gebruiker is gelijkmatigheid een essentiële factor voor veiligheid en rijcomfort. Rekening houden met de gebruiksbehoeften van kwetsbare weggebruikers, zoals fietsers, is specifiek voor het nieuwe systeem, zegt Spielhofer. Vanuit het standpunt van de wegbeheerder is het ondertussen belangrijk om typische schade aan het oppervlak vast te leggen, zoals kuilen, scheuren, loslatende delen en afbrokkeling. Het is immers belangrijk dat het rijwielpad zo lang mogelijk mee gaat en het beperkte budget voor onderhoud verstandig wordt gebruikt.
Beoordeling door middel van AI
De verzamelde gegevens worden geëvalueerd door middel van een bij AIT ontwikkelde artificiële intelligentie (AI) en vervolgens overgebracht naar een afzonderlijk gegevensbeheersysteem dat een geografisch beheer van deze fietspaden mogelijk maakt.
“De toestand van de rijweg wordt uitgedrukt in het oppervlak. Daarom hebben wij een toepassing ontwikkeld waarin we een oppervlaktebeeld genereren, waarna AI wordt gebruikt om te detecteren waar er schade is en hoe groot die is. De beschadigingen die op deze manier worden opgespoord, zijn op hun beurt indicatoren voor de algemene toestand van de rijweg”, legt Spielhofer uit.
In het beheersysteem kun je bouwsecties vormen. Als je bijvoorbeeld de kwaliteit ervan wilt zien, kun je deze secties een kleur geven op een kleurenschaal van ‘groen = alles OK’ tot ‘rood = zeer slecht’. Het systeem combineert dan deze kleine individuele evaluaties tot langere secties en doet suggesties voor secties die in aanmerking komen voor herstel omdat hun conditiewaarde onder een bepaalde drempel valt.
Onderhoudsprogramma
Wegbeheerder Viadonau heeft via een webinterface toegang tot het systeem, kan deze voorgestelde maatregelen bekijken en een onderhoudsprogramma opstellen voor het komende jaar. Aan het einde van het jaar worden de werkzaamheden in het systeem ingevoerd en bijgewerkt. Viadonau kan ook de toestand van het netwerk in samenhang met het onderhoudsbudget bekijken en jaren vooruit plannen. Verschillende scenario’s kunnen worden doorlopen. Bijvoorbeeld door te bepalen dat het fietspadennet een bepaalde gemiddelde conditie moet hebben, of dat geen enkel gebied onder een bepaalde drempel mag komen.
Foto: Aan de achterzijde van het Roadlab bevindt zich de laserscanner, die het gehele oppervlak van het fietspad scant en dit als een 3D-model in reliëf genereert. Aan de voorzijde bevindt zich een 360-graden camera waarmee de omgeving kan worden opgenomen en weergegeven als een digitale tweeling. Deze wordt gebruikt om het profiel van vrije ruimte te controleren en om eventuele obstakels op te sporen die van opzij of van boven op het fietspad uitsteken.
