Forschung und Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur Simulation von Handlungsempfehlungen auf Basis der Straßensubstanz unter Berücksichtigung externer Parameter

Description

Gegenstand der Ausschreibung ist die Beschaffung einer innovativen Hard- und Softwarelösung für die automatisierte und kontinuierliche Straßenzustandserfassung, -bewertung und -entwicklung im Kommunalbereich auf Basis der Künstlichen Intelligenz für die Stadt Herne und ggfs. weitere interessierte Gebietskörperschaften. Der Unterhalt der Verkehrsinfrastruktur gehört zu den klassischen öffentlichen Aufgaben. Dazu zählen alle Maßnahmen des Baulastträgers gem. § 43 ff. des Straßen- und Wegegesetzes des Landes Nordrhein-Westfalen (StrWG NRW), die nötig sind, um Straßen und Verkehrsflächen zu warten, zu pflegen und instand zu halten. Die gesetzliche Regelung zum Straßen- und Wegekonzept gem. § 8a KAG NRW legt fest, dass Straßenunterhaltungsmaßnahmen im technischen, rechtlichen sowie im wirtschaftlichen Sinne frühzeitig für die kommenden Jahre zu planen sind. Grundvoraussetzung für die frühzeitige und sinnvolle Planung von Straßenunterhaltungsmaßnahmen ist die Identifizierung des optimalen Eingriffszeitpunktes. Dieser kann festgestellt werden, indem eine kontinuierliche Straßenzustandserfassung angewendet wird und die gesamte Entwicklung des Straßenzustandes über einen definierten Zeitraum überwacht werden kann. Die Herausforderungen im kommunalen Bereich liegen in der großen diversifizierten Bauweise. Diese ist grundsätzlich durch die Inhomogenität der Verkehrsflächen und unterschiedliche dimensionierte Aufbauten von Fahrbahnen und Nebenflächen gekennzeichnet. Des Weiteren hat die kommunale Verkehrsinfrastruktur neben der Aufnahme des Verkehrs auch die Aufgabe zur Aufnahme der Ver- und Entsorgungsinfrastruktur. Diese Randerscheinungen haben einen signifikanten Einfluss auf den Straßenzustand und müssen für eine optimierte Erhaltungsplanung separat betrachtet und mit einbezogen werden. Deshalb wird innerhalb der Innovationspartnerschaft das Ziel verfolgt, ein innovatives Verfahren für die kontinuierliche Erfassung des Straßenzustandes zu entwickeln, dass die Herausforderung im kommunalen Bereich zielführend unterstützt. Anhand der stetigen Erfassung des Straßenzustandes soll die Schadensausbreitung der einzelnen Schäden beobachtet und analysiert werden. Darunter ist auch der Einfluss von externen Einflüssen (Aufbrüche, Wetter, Qualität) auf den Straßenzustand zu eruieren. Liegen die Daten vor, so soll eine dynamische Handlungsempfehlung von Erhaltungsmaßnahmen erstellt werden, die unter Einstellung von diversen „Stellschrauben“ (Steigerung der Verkehrsbelastung, der Temperatur, der Materialqualität) eine Simulation der Entwicklung der Netzqualität unter Berücksichtigung eines festgelegten oder offenen Budgets sowie dem Budgetbedarf bei einer definierten Netzqualität generiert. Um dem Fachbereich Tiefbau und Verkehr zu unterstützen, hat der Verwaltungsvorstand der Stadt Herne am 23.07.2020 beschlossen ein innovatives Straßenzustandserfassungssystem anzuschaffen und einzuführen. Lot 1: Gegenstand der Ausschreibung ist die Beschaffung einer innovativen Hard- und Softwarelösung für die automatisierte und kontinuierliche Straßenzustandserfassung, -bewertung und -entwicklung im Kommunalbereich auf Basis der Künstlichen Intelligenz für die Stadt Herne und ggfs. weitere interessierte Gebietskörperschaften. Der Unterhalt der Verkehrsinfrastruktur gehört zu den klassischen öffentlichen Aufgaben. Dazu zählen alle Maßnahmen des Baulastträgers gem. § 43 ff. des Straßen- und Wegegesetzes des Landes Nordrhein-Westfalen (StrWG NRW), die nötig sind, um Straßen und Verkehrsflächen zu warten, zu pflegen und instand zu halten. Die gesetzliche Regelung zum Straßen- und Wegekonzept gem. § 8a KAG NRW legt fest, dass Straßenunterhaltungsmaßnahmen im technischen, rechtlichen sowie im wirtschaftlichen Sinne frühzeitig für die kommenden Jahre zu planen sind. Grundvoraussetzung für die frühzeitige und sinnvolle Planung von Straßenunterhaltungsmaßnahmen ist die Identifizierung des optimalen Eingriffszeitpunktes. Dieser kann festgestellt werden, indem eine kontinuierliche Straßenzustandserfassung angewendet wird und die gesamte Entwicklung des Straßenzustandes über einen definierten Zeitraum überwacht werden kann. Die Herausforderungen im kommunalen Bereich liegen in der großen diversifizierten Bauweise. Diese ist grundsätzlich durch die Inhomogenität der Verkehrsflächen und unterschiedliche dimensionierte Aufbauten von Fahrbahnen und Nebenflächen gekennzeichnet. Des Weiteren hat die kommunale Verkehrsinfrastruktur neben der Aufnahme des Verkehrs auch die Aufgabe zur Aufnahme der Ver- und Entsorgungsinfrastruktur. Diese Randerscheinungen haben einen signifikanten Einfluss auf den Straßenzustand und müssen für eine optimierte Erhaltungsplanung separat betrachtet und mit einbezogen werden. Deshalb wird innerhalb der Innovationspartnerschaft das Ziel verfolgt, ein innovatives Verfahren für die kontinuierliche Erfassung des Straßenzustandes zu entwickeln, dass die Herausforderung im kommunalen Bereich zielführend unterstützt. Anhand der stetigen Erfassung des Straßenzustandes soll die Schadensausbreitung der einzelnen Schäden beobachtet und analysiert werden. Darunter ist auch der Einfluss von externen Einflüssen (Aufbrüche, Wetter, Qualität) auf den Straßenzustand zu eruieren. Liegen die Daten vor, so soll eine dynamische Handlungsempfehlung von Erhaltungsmaßnahmen erstellt werden, die unter Einstellung von diversen „Stellschrauben“ (Steigerung der Verkehrsbelastung, der Temperatur, der Materialqualität) eine Simulation der Entwicklung der Netzqualität unter Berücksichtigung eines festgelegten oder offenen Budgets sowie dem Budgetbedarf bei einer definierten Netzqualität generiert. Um dem Fachbereich Tiefbau und Verkehr zu unterstützen, hat der Verwaltungsvorstand der Stadt Herne am 23.07.2020 beschlossen ein innovatives Straßenzustandserfassungssystem anzuschaffen und einzuführen. Damit verfolgt die Stadt Herne folgende inhaltliche Ziele: (1) Implementierung einer Straßenzustandserfassung von Fahrbahnen und Nebenflächen für die kommunalen Straßeninfrastruktur (2) Kontinuierliche Fortführung einer langfristigen Straßenzustandserfassung (3) Aufzeichnung der zeitlichen Entwicklung des Straßenzustands (4) Feststellung des Einflusses von externen Faktoren auf den Straßenzustand (5) Generierung von frühzeitigen Erhaltungsmaßnahmen für Fahrbahnen und Nebenflächen (6) Auswirkungen von unterschiedlichen Erhaltungsmaßnahmen auf den Straßenzustand unter Betrachtung externer Parameter (7) Erstellung eines mittel- und langfristigen Straßenbauprogramms (8) Erhaltung des städtischen Know-Hows durch Ausbildung und Einsatz eigener Fachkräfte (9) Erhalt der Handlungsfähigkeit unter Beachtung der vorgegebener Prämisse Hauptziel der Ausschreibung ist es deshalb, einen leistungsfähigen Partner zu finden, der − die Forschung und Entwicklung einer Fachapplikation entsprechend den Leistungsanforderungen dieser Beschreibung, − die Wartung und den Support des Fachverfahrens sowie die Optimierung und zukünftige Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit der Stadt Herne umsetzt und nach vereinbarten Service- und Support-Leveln sicherstellt. Die Gebietskörperschaften Dortmund, Castrop-Rauxel, Paderborn, Bergkamen, Münster und Datteln gelten neben der Stadt Herne als Bezugsberechtigte. Die vom Entwicklungspartner entwickelte Lösung kann von den Bezugsberechtigten genutzt werden. Die Gebietskörperschaften Dortmund, Castrop-Rauxel, Paderborn, Bergkamen, Münster und Datteln gelten neben der Stadt Herne als Bezugsberechtigte. Die vom Anbieter entwickelte Lösung kann von den Bezugsberechtigten genutzt werden.