„Digital Twins“ sind längst kein Trend mehr, sondern ein fixer Bestandteil der modernen Wirtschafts- und Forschungswelt. Unternehmen und Organisationen auf der ganzen Welt setzen bei der Planung und Optimierung von Prozessen zusehends auf digitale Zwillinge. Darunter versteht man virtuelle Abbildungen realer Objekte oder Systeme, die zu verschiedenen Zwecken zum Einsatz kommen – unter anderem im Infrastrukturbereich. Mittels präziser Analysen und Vorhersagen von Verschleißerscheinungen haben digitale Zwillinge in den letzten Jahren auch die Straßensanierung revolutioniert. Ein Grund, weshalb sich auch die Gemeinde Frantschach – St. Gertraud dazu entschloss, sich die Vorteile digitaler Modelle zu Nutze zu machen.  

Präzise Modelle auf KI-Basis

Eine Innovationspartnerschaft mit der JOANNEUM RESEARCH soll zukünftig die Infrastruktursanierung optimieren. Dazu führt ein Team des Forschungsinstituts eine hochgenaue 3D-Vermessung (Digital Twin Lab) der Gemeindestraßen durch und erstellt daraus einen digitalen Zwilling der gesamten Straßenoberfläche, der alle Schäden im Detail sichtbar macht. KI-Algorithmen werten die so gewonnenen Informationen aus und generieren präzise Modelle, die als Basis für die weitere Planung dienen.

Exakte Planung – erhöhte Sicherheit

Patrick Luley, Leiter des Digital Twin Lab in Kärnten, erklärt: „Wir entwickeln auf KI aufbauende Detektoren und Klassifikatoren für Straßenschäden, die auf 3D-Vermessungsdaten zurückgreifen und automatisiert den Straßenzustand bestimmen können.“ Die Vorteile liegen auf der Hand: Schäden werden frühzeitig erkannt, Reparaturen effizient geplant – was Zeit und Kosten spart. Zugleich erhöht die exakte Planung die Sicherheit, da die Straßen so besser gewartet werden können und Verschleißschäden und somit Verkehrsbehinderungen reduzieren.

Zur Vermessung werden die rund 60 Kilometer Gemeindestraßen Frantschach – St. Gertraud einmal in jede Fahrtrichtung befahren. Eine Wiederholung ist nur bei erhöhtem Verkehrsaufkommen notwendig – sprich, wenn einzelne Fahrzeuge Schäden verdecken. So entsteht ein Raster von oben, Farben kennzeichnen die Schäden. Je nach Farbe (Ampelsystem) ist ersichtlich, welche Schäden am kritischsten sind.

Budget zielgerichtet einsetzen

Bürgermeister Günther Vallant ist vom Erfolg der Innovationspartnerschaft erzeugt: „Mit den zielgerichteten Daten aus dem Digital Twin Lab schaffen wir eine objektive Beurteilung der Schäden und damit eine Entscheidungshilfe für die Priorisierung der Reparaturen. So können wir das Budget zielgerichtet, transparent und sinnvoll einsetzen.“ Der zuständige Landesrat Daniel Fellner bestärkt: „Die Daten aus digitalen Zwillingen sind eine kostengünstige Möglichkeit, den Zustand von Straßen zu überwachen und sollten in Zukunft öfter eingesetzt werden. Wenn die schlimmsten Schäden zuerst repariert werden, macht das die Straßen sicherer und schont die Budgets.“

Vielversprechende Zukunftsperspektiven

Ein Blick in die Zukunft zeigt das enorme Potenzial moderner Technik auf: So könnten die Straßenreparaturen bald von autonomen Systemen –  also selbstständig arbeitenden Robotern –, übernommen werden, die basierend auf den Daten des digitalen Zwillings Schäden erkennen und direkt vor Ort beheben. Technologien, die noch in der Entwicklungsphase sind, aber in Pilotprojekten bzw. anhand von Prototypen vielversprechende Ergebnisse zeigen. Vor allem der Trend zu smarten, vernetzten Städten lässt vermuten, dass KI und digitale Zwillinge aus dem Bereich der Straßensanierung bald nicht mehr wegzudenken sind.