Autonomes Mulchen heute und in der Zukunft: Roboter übernehmen Grünschnitt an der Autobahn

2.200 Kilometer Autobahnen und Schnellstraßen bilden das Netz der Asfinag. Die ASFINAG Service GmbH sorgt für den reibungslosen Betrieb: Sie säubert Rast- und Parkplätze, räumt den Schnee, verantwortet Reparaturen und Erneuerungen an der Strecke, überwacht und reinigt die Tunnels etc. Eine weitere Aufgabe, die nicht jeder sofort mit dem Betrieb von Straßen verbindet: der Schnitt der Grünflächen entlang der Autobahnen und Schnellstraßen.

Die Ebenen Flächen und Böschungen müssen mindestens zwei Mal pro Jahr von Gras und allerlei wucherndem Unkraut befreit werden. Einfaches Terrain wird von Mitarbeitern mit klassischen 2-Achsen-Geräten gemulcht. Auf vielen Grünflächen mit Neigung können solche Traktoren nicht werken – zu stark wäre die Schräglage. Hier kommen auf den ersten Metern neben der Fahrbahn ferngesteuerte Roboterarme zum Einsatz. Ein Mitarbeiter / eine Mitarbeiterin steuert bis zu drei davon gleichzeitig von einem Fahrzeug aus. Das Fahrzeug kriecht dabei den Fahrbahnrand entlang. Oft und besonders im städtischen Gebiet stellen sich Steher von Lampen und Fahrzeugrückhaltesysteme („Leitplanken“) in den Weg. In solchen Situationen wird eine weitere Person für die komplexere Fahrzeuglenkung benötigt.

Den Schnitt von Grünflächen außerhalb der Reichweite der Roboterarme bewerkstelligen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der ASFINAG mit ferngesteuerten Raupenmähgeräten. Stacheln auf den Fortbewegungsketten geben trotz der starken Hanglage der Böschungen den notwendigen Halt. Eine Person steuert die Maschinen (0,5 bis 1,5 Meter Schnittfläche) vom Fahrbahnrand aus. Auch die Fahrt der Raupen ist nicht frei von Hindernissen. Gelegentlich sind Bäume, Schachtdeckeln und dgl. im Weg. Der Nachteil sowohl der ferngesteuerten Arme als auch der Raupenmähgeräte: Teilweise muss eine Fahrbahn gesperrt werden.

Ein weiterer potentieller Anwendungsfall für eine autonome Mulchmaschine ist das Freihalten der Trasse des ASFINAG Coporate Netzwerkes (CN.as), einer Lichtwellenleitung. Dies betrifft zig-Kilometer auf einer Breite von ca. 2-5 Metern.

Für alle Varianten (Traktoren, Roboterarme, Raupenmähgeräte) gilt: Der Beschnitt der Grünflächen ist zwar wichtig. Die Tätigkeit bindet allerdings Ressourcen von Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, deren ausgeprägte technische Spezialisierungen anderwärtig gebraucht werden: z.B. bei der Kontrolle an Bauwerken, Arbeiten an Gewässerschutzanlagen oder dem Ereignismanagement.

Welche Maschinen mähen Grünstreifen an Straßen jetzt (oder in Zukunft) autonom und zuverlässig?

So stellt die ASFINAG Service GmbH sich die Mulchtätigkeit für ihr Personal vor: Der verantwortliche Mitarbeiter fährt zur Einsatzstelle, platziert den Roboter und startet ihn. Das war’s im Idealfall. Der Mitarbeiter hält sich nur kurz im Einsatzbereich auf. Die Maschine legt los, der Mitarbeiter kann in der Zwischenzeit andere wichtige Aufgaben erledigen. Zum Gerät kehrt er zurück, wenn dieses meldet, dass die Grünfläche gemulcht ist.

Die Personalressourcen sind dadurch effizient genutzt. Außerdem hat die Unterstützung durch Roboter positive Auswirkungen auf den Schutz der Arbeitnehmerinnen und Arbeitnehmer: Der Aufenthalt im Gefahrenbereich der Maschine ist so kurz wie nötig, die Belastung durch Neophyten und der prallen Sonne ist minimiert.

Sollte ein Eingriff notwendig sein, wird der Anwender umgehend informiert (Status- und Alarmmeldungen auf das Mobiltelefon). Über eine Webanwendung kann auch die Leitstelle / Zentrale den Einsatz und Standort des Roboters monitoren. Statistische Auswertungen (big data) helfen, den Einsatz der Maschine zu optimieren.

Ein essentieller Effekt: Die Autofahrerinnen und Autofahrer sind von den Grünschnitttätigkeiten nicht beeinträchtigt. Die Fahrstreifen bleiben verfügbar.

Wichtig zu wissen:

• Sicherheit und Zuverlässigkeit zählen. Auch die Grenzen der Maschinen in dieser Hinsicht dürfen in die Challenge eingebracht werden.
• Die Mähflächen der Autobahnmeistereien sind geographisch im GIS der ASFINAG in Form von Polygonen abgebildet. Die Daten können für Mulchroboter als ESRI Shape Dateien bereit gestellt werden. Die Lagegenauigkeit der Abgrenzung liegt bestenfalls bei +/- 0,5 Meter. Des Weiteren kann ein hochauflösendes Höhenmodel (Laserscan) übermittelt werden (Genauigkeit im cm Bereich). Es besteht der Wunsch, die Positionsdaten und sonstige Informationen zum Mähroboter über Schnittstellen direkt online in das GIS der ASFINAG zu übernehmen.
• Mit Bodenunebenheiten muss effektiv umgegangen werden, gängige Größen und nicht zu breite Mulchköpfe bzw. Geräte sind vorteilhaft. Die Maschinen sind aktuell mit Schlegelmulchern oder Forstmulchern als Mähwerk ausgestattet. Durch geringeren Personaleinsatz könnten div. Flächen ggf. öfter gemäht und Forstmulcher so überflüssig werden. Alles in allem dürfen autonome Roboter einen Vergleich mit der Flächenleistung bisheriger Maschinen aber nicht scheuen.
• Ein Gerät wird sich aus betrieblicher Sicht dann durchsetzen, wenn Anschaffung und Betrieb (Energie, Wartung, Personalbindung) schon nach wenigen Jahren unter den Kosten der derzeitigen Geräte sowie ihrer Betriebskosten liegen. Für größtmögliche Anwendbarkeit könnte ein zusätzlicher händischer oder ferngesteuerter Betrieb hilfreich sein.
• Grünstreifen sind keine Verkehrsflächen (behördliche Zulassungen und Einsatzfreigaben könnten dennoch erforderlich sein).

Trauen Sie sich über diese Challenge in den Dialog mit der ASFINAG, auch wenn ihr Gerät oder Ihre Entwicklung noch in den Kinderschuhen steckt oder der beschriebene Idealzustand nur mit kleinen Abstrichen erzielt wird. Reichen Sie auch ein, wenn Ihre Teillösung das Potential hat, im Verbund mit anderen ein autonomes Mulchen möglich zu machen. Ein früher Austausch hilft allen Seiten.Einreichungen im Konsortium sind möglich.

Klicken Sie auf den Button „Idee einreichen“. Posten Sie eine aussagekräftige Kurzbeschreibung Ihres Produkts oder Lösungsansatzes bis 08. August 2018. Sie können ein PDF-Dokument anhängen. Senden Sie zudem bitte an den Moderator dieser Challenge eine erste grobe Kostenschätzung sowie nur für die Jury bestimmte Inhalte als PDF-Datei. Jurymitglieder verpflichten sich zu Vertraulichkeit.

Wir befinden uns mit der Challenge in der Markterkundung. Die ASFINAG Service GmbH will sich einen Überblick verschaffen, was jetzt und was in Zukunft möglich ist und wo vielleicht die Grenzen liegen. Deshalb ist in der „Call for Ideas“-Phase, dem ersten Schritt, Folgendes nicht gesucht: völlig neu und extra für diese Challenge zur Gänze ausgearbeitete Konzepte, detaillierte technische Entwürfe oder Machbarkeitsstudien. Folgendes gilt daher für alle Teile der Einreichung: Halten Sie sich kurz (bis zu fünf A4-Seiten oder zehn Präsentationsfolien insgesamt). Gehen Sie vor allem darauf ein, wie Sie die unten angeführten Bewertungskriterien erfüllen und zum Erreichen des gewünschten Ergebnisses beitragen.

Reichen Sie zu dieser Challenge sowohl Geräte ein, die einfache ebene Flächen autonom mulchen als auch solche Geräte, die Hänge mit maximal 55° Steigung bewältigen. Bitte geben Sie allerdings bekannt, für welchen Einsatzbereich Ihre Maschine geeignet ist (Gelände-, Steigfähigkeit auf Grund Gewicht, Antriebstechnik,…..).