Mit dem Smartphone den Zustand von Radwegen erfassen

Die kostenlose Android-App Cyface ermöglicht es, Erschütterungsdaten mit dem Fahrrad aufzeichnen. Es gibt auch eine Pro-Variante für Planungsbüros, die kostengünstig Zustandsdaten erheben müssen. Nachdem die Idee ausgereift genug erschien, haben die drei Gründer Klemens Muthmann, Armin Schnabel und Dirk Ackner
im Mai eine GmbH gegründet. Das habe ich zum Anlass genommen, mich mit Dirk Ackner über die App zu unterhalten.

VeloCityRuhr: Sie haben mit Cyface eine Software entwickelt, die Unebenheit der Straßen erfasst. Damit kann man nicht nur die Fahrbahn, sondern auch Radwege erfassen. Was hat Sie veranlasst, diese App zu entwickeln?

Ackner: Cyface steht für kinderleichte Erfassung des Straßenzustands. Die Software ermöglicht es während der Fahrt, mit dem Fahrrad oder Auto, Erschütterungs- und Bilddaten aufzuzeichnen und automatisch auszuwerten, wodurch ein aktuelles Abbild der Fahrbahn entsteht. Basis des Messsystems sind herkömmliche Smartphones oder eigens entwickelte Messboxen, die am Fahrzeug befestigt werden. Innovative maschinelle Lernverfahren und statistische Methoden bewerten die einzelnen Streckenabschnitte automatisch und sind daher die wichtigsten Bestandteile von Cyface.

VeloCityRuhr: Können Sie kurz erklären, wie die App funktioniert und wie genau die Daten sind?

Ackner: Die Zustandserfassung erfolgt mit der Cyface App für Smartphones ab Android Version 4.1, die im Google Play Store erhältlich ist. Die Idee dahinter ist so einfach wie genial: mit Hilfe von Beschleunigungssensoren, GPS und Gyroskop kann jedes moderne Mobiltelefon die notwendigen Erschütterungsdaten aufzeichnen. Das Smartphone muss vor Fahrtantritt im bzw. am Fahrzeug befestigt (bspw. über eine herkömmliche Smartphone-Halterung), die App gestartet und GPS Signal aktiviert werden. Die Auswahl des Fahrzeugtyps verbessert die Auswertung. Die Aufzeichnung ist auf geringen Stromverbrauch optimiert, weshalb auch die Datenübertragung nur via WLAN erfolgt. Über das Menü in der App kann der Kameramodus (Einzelbilder oder Videomodus) aktiviert werden, wodurch Bildmaterial während der Fahrt aufgenommen wird. Mit dem großen Start-/Stop-Button kann die Aufzeichnung gesteuert werden. Die erfassten Rohdaten werden im Anschluss via WLAN auf den Cyface-Server übertragen. Ein Algorithmus verarbeitet die anonymisierten Rohdaten, aggregiert sie und wertet sie aus. So entsteht ein realistisches Bild des Straßenzustandes, ohne den Einsatz teurer Messtechnik.

VeloCityRuhr: Straßenbaulastträger sollten den Zustand ihrer Straßen kennen. Welchen Mehrwert bietet ihr App den Straßenbaulastträgern oder sind die gar nicht die Hauptzielgruppe?

Ackner: Die fokussierte Zielgruppe sind Ingenieur- und Planungsbüros, die im Auftrag von Straßenbaulastträgern, die Qualität von Straßen und Wegen begutachten. Wir stellen dazu ein weiteres Werkzeug bereit, welches erheblich kostengünstiger und flexibler einsetzbar ist als die bisher verwendeten Lasermessverfahren. Zudem wird Objektivität garantiert im Gegenteil zu vielerorts noch populären durchgeführten Sichtfahrten. Im Bereich von Nebenstraßen und Fahrradwegen sind bisherige Messverfahren sehr kostenintensiv. Vor allem dort kommt unsere Pro App bzw. die Messbox zum Einsatz.

 

VeloCityRuhr: Welchen Nutzen kann das Laufenlassen der App Radfahrer*innen bringen?

Ackner: Auch für bestehende Navigationsanwendungen sind die erstellten Oberflächenprofile von Interesse, da dadurch die Routenplanung erweitert werden kann. Wir würden uns daher wünschen, dass unsere Technologie in populäre Navigationsapps im Fahrradbereich integriert wird und somit eine intelligente Navigation ermöglicht wird. Auf diese Weise können unebene Streckenabschnitte mit Kopfsteinpflaster oder zahlreichen Schlaglöchern vermieden werden. Zum jetzigen Zeitpunkt haben die normalen Verkehrsteilnehmer jedoch keinen direkten Nutzen von der App.

VeloCityRuhr: Kann ich morgen anfangen mit der App Daten zu erheben, was passiert dann erst einmal mit den Daten und wem gehören die dann?

Ackner: Im Prinzip ja. Alles was es derzeit braucht sind ein Android Smartphone ab Version 4.1, die App aus dem Play Store und wenn möglich eine Halterung (egal ob die Erfassung mit dem Rad oder Auto vorgenommen werden soll) wie in den Bildern erkennbar. Die Rohdaten können dann mit der App aufgezeichnet und intern auf dem Smartphone abgespeichert werden. Diese Daten, erhoben mit der normalen Cyface App, gehören erst einmal dem Nutzer der sie aufzeichnet. Ab dem Zeitpunkt, ab dem die Daten zur Verarbeitung an unsere Server übertragen werden gehören die Daten dann auch uns. Im Falle von Ingenieurbüros stellen wir diese aufbereiteten Daten dann visuell oder als Shapefile entgeltlich zur Verfügung.

VeloCityRuhr: Können Straßenbaulastträger, App-Entwickler etc. die Daten in andere Anwendungen einbinden?

Ackner: Die aufbereiteten Daten werden im eigenen Webinterface dargestellt oder als Shapefile ausgegeben. Diese Datei kann dann für weitere Verarbeitungsschritte in bestehende GIS-Programme eingebunden werden. App-Entwickler (bspw. Navigationsapps) können eine API-Schnittstelle erhalten, um kontinuierlich aufbereitete Daten in die bestehende Anwendung einzuspielen.

VeloCityRuhr: Wie wollen Sie erreichen, dass die Daten aktuell sind und flächendeckend vorhanden sind?

Ackner: Für den Anwendungsfall der Ingenieurbüros ist es nicht erforderlich, dass die Daten stets aktuell und flächendeckend sind, da diese von den Büros auftragsbasiert erhoben werden. Möchte man Navigationsanwendungen durch aktuelle Oberflächendaten ergänzen, sind diese Anforderungen natürlich notwendige Bedingungen. Studien zeigen, dass bereits wenige aktive Fahrer ausreichen um eine große Stadtfläche abzudecken. In ländlichen Gebieten und nicht stark frequentierten Flächen kann ein Gamification-Ansatz helfen. Jedoch bietet sich an die Anwendung zunächst auf urbane Gebiete zu beschränken.

VeloCityRuhr: Wie sieht das Finanzierungsmodell aus und welche Kosten kommen aus interessierte Kommunen zu?

Ackner: Interessierte Kommunen können sich direkt an uns wenden oder aber den Umweg über ingenieur- oder Planungsbüros wählen. Dabei haben sie den Vorteil, dass der persönliche vertrauensvolle Kontakt zudem Dienstleister (Büro) bereits besteht. Wir rechnen Straßenzustandserfassungen kilometergenau ab und stellen die aufbereiteten Daten über unser Webportal oder als Shapefile exklusiv zur Verfügung. Dafür werden 10 Euro pro Straßenkilometer fällig.

Das Finanzierungmodell sieht neben dieser Einnahmequelle auch die Teilnahme an einem Forschungsprojekt vor. Nähere Angaben kann ich an dieser Stelle leider nicht machen.

VeloCityRuhr: Welchen Vorteil sehen Sie gegenüber anderen Erhebungsmethoden und können aktive Radfahrer*innen diese auch für sich nutzen und mit anderen Daten z. B. aus OpenStreetMap verknüpfen?

Ackner: Auch im heutigen Hochtechnologiezeitalter werden vielerorts Straßenschäden weiterhin visuell durch Mitarbeiter der entsprechenden Behörde erfasst. Im Anschluss folgt eine Dringlichkeitsfeststellung für anstehende Instandhaltungsmaßnahmen. Dieser aufwendige Vorgang erfordert geschultes Personal, schließt jedoch eine fehlerhafte Bewertung nicht aus. Cyface klassifiziert Straßen und Wege entsprechend ihrer Oberflächenbeschaffenheit. Neben dem aktuellen Zustand kann zudem die Entwicklung über einen Zeitraum dargestellt werden, um Vergleiche zu ermöglichen. So können städtische Entscheider anhand der jeweils aktuellen Oberflächendaten von Cyface den Zustand ihrer Stadt zuverlässig einschätzen. Die Vorteile gegenüber bestehenden Lasermessverfahren und Sichtfahrten liegen auf der Hand:

• Erheblich kostengünstiger
• Flexibler einsetzbar
• Stets objektive Aufbereitung der Daten
• Erfassung mit herkömmlichen Fahrrädern oder PKWs möglich
• Keine spezielle Hardware notwendig

Es ist denkbar, dass unsere Software als Ergänzung zu bestehenden Verfahren genutzt wird. Durch die Möglichkeit, Daten zu exportieren können diese auch gut verknüpft werden.

Wir werden in naher Zukunft die Karte wieder öffentlich sichtbar machen (ausgenommen der exklusiven Daten der Straßenbaulastträger) sodass aktive Radler ihre Aktivitäten verfolgen können. Die Daten sind dann automatisch in OpenStreetMap dargestellt. Wir haben uns ehrlich gesagt noch keine Gedanken darübergemacht, ob diese Daten dann weiter nutzbar sind für die Nutzer.