Was bringen automatisierte Videoanalysen bei der Entschärfung neuralgischer Verkehrspunkte? Ein Blick über Unfallsstatistiken hinaus.

TrafxSAFE

Webinar „Objektive Verkehrssicherheitsstudien“ | Blog | 1120 Wörter | Lesedauer 8 min.

Häufig werden Verkehrssicherheitsprobleme erst bei Vorliegen einer entsprechenden Unfallstatistik thematisiert. Das bedeutet, dass primär historische Unfalldaten als Entscheidungsbasis für ein Handeln herangezogen werden, während andere Einflussfaktoren mehr oder weniger unberücksichtigt bleiben.

Denken Sie an den Eisberg, von dem Sie über Wasser nur die Spitze sehen können. Das sind im übertragenen Sinn die tatsächlich passierten und gemeldeten Unfälle. Aber was verbirgt sich unter der Wasserlinie? In wie ferne werden nicht dokumentierte Verkehrsunfälle berücksichtigt? Was ist mit Beinahe-Unfällen, anderen Verkehrskonflikten bzw. gefährlichen Verhaltensweisen? Welche Erkenntnisse könnte man aus dem Verkehrsfluss für die Sicherheit gewinnen?

All diese Fragen werden in der von Transoft Solutions entwickelten Software für eine automatisierte Videoanalyse integriert und fließen in die Erhebung mit ein. TrafxSAFE ermöglicht damit ein proaktives Handeln und bietet Sicherheitsexperten, Verkehrsplanern und Ingenieuren ein sehr breites und nachvollziehbares Spektrum an Daten im Vergleich zu einer manuellen Zählung bzw. Beobachtung.

Die Verwendung von Unfalldaten zeigt nur einen Bruchteil der Probleme in der Verkehrssicherheit auf

Aussagekräftiges Datenmaterial in nur drei Schritten

Das intelligente Software Analysepaket liefert eine Reihe an Daten und Informationen, die ein umfassendes Bild der Situation zeichnen und für die dann folgenden Entscheidungen eine wertvolle Entscheidungshilfe darstellen.

  1. Aufnahme des Videos
    Im ersten Schritt wird die Kamera installiert, wobei sich hier viele verschiedene Produkte gut eignen. Achten Sie auf Modelle mit einer guten Batterielaufzeit, denn je mehr Stunden ausgewertet werden können, umso bessere Ergebnisse werden erzielt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die korrekte Montage der Kamera, die sich ebenfalls auf die Ergebnisse auswirkt. Unser Team von Transoft Solutions steht Ihnen beratend sehr gerne zur Seite.
    Für Beinahe-Unfälle sowie Sicherheitsanalysen raten wir zu einer Aufnahmedauer von 3 – 7 Tagen.
  2. Upload des Videomaterials auf die Transoft Solutions Plattform zur automatischen Analyse, die folgende Auswertungen startet:
    – Verkehrszählung
    – Kategorisierung von Verkehrsteilnehmern (bis zu 15 unterschiedliche Kategorien)
    – Straßenbenutzer Statistik
    – Weg-Erkennung (zB Linksabbieger, Durchfahrt)
    – Geschwindigkeiten
    – Übersichtskarten (Heat Maps)
  3. Auswertung der sicherheitsspezifischen Daten auf dem „Safety Dashboard“
    – Erkennen von Beinahe-Unfällen und Geschwindigkeitsüberschreitungen: In beiden Fällen erhalten Sie 10-Sekunden Videos, welche zur Einschätzung des Risikos sehr wertvoll sind.
    – Darstellung der Konflikte in Übersichtskarten (Heat Maps)

Die finale Auswertung der Daten und die daraus resultierenden Änderungsvorschläge finden durch Verkehrssicherheitsexperten (Auftraggeber oder extern) statt, der auch noch weitere Aspekte wie Ampelsignalzeiten oder Wetterdaten mit in die Beurteilung einfließen lassen kann.

Ablauf eines Projektes in Zusammenarbeit mit den Verkehrssicherheitsexperten.

Alles sicher? Aber sicher.

Datenschutz und Datensicherheit können auf Wunsch umgesetzt werden, indem die Videos mit einer Unschärfe aufgenommen oder diese noch vor Upload auf die Plattform mit Hilfe einer Software unscharf gemacht werden. KFZ-Kennzeichen oder die Gesichter von Verkehrsteilnehmern sind nicht zu erkennen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, das Video bei allen sicherheitsrelevanten Objekten wie Fahrzeuge oder Fußgänger mit einem schwarzen Balken zu überlagern.

Die von Transoft Solutions verwendeten Server stehen in Europa und sind GDPR-konform.

Datensicherheit es sind keine Details zu erkennen (Kennzeichen, Gesichter etc.) und das System kommt mit absichtlich unscharfen Aufnahmen gut zurecht.

Im Forschungsprojekt wie in der Praxis liefert TrafxSAFE sehr gute Ergebnisse

Viele Anwendungsfälle aus der Praxis zeigen deutlich, wo sich Gefahrenpunkte konzentrieren und die Situation durch geeignete Maßnahmen entschärft werden sollte. Sei es bei Vorher/Nachher Studien zu Bodenmarkierungen, Beinahe-Kollisionen, welche anhand zweier konkreter Faktoren gemessen werden oder die Evaluierung von Standardlängen von Beschleunigungsspuren.

Die Verkehrsteiner AG wiederum widmet sich gemeinsam mit anderen Partnern in einem Forschungsprojekt im Auftrag des Schweizer Bundesamt für Strassen der generellen Frage nach alternativen Methoden zur Messung der Verkehrssicherheit. Die videobasierte Analyse hat sich dabei als vielversprechender Ansatz für die Feldversuchsstudie herauskristallisiert. Die Software von Transoft Solutions war ebenso mit an Bord der Studie.

Unterschiedliche Methoden wurden hinsichtlich wesentlicher Kriterien gemeinsam mit Experten diskutiert. Die Vorzüge von Videoanalysen lassen sich dabei an folgenden Punkten festmachen:

  • Lieferung eines breiten Spektrums an Daten, die aus den Videobildern extrahiert werden können: Bewegungslinien mit räumlicher und zeitlicher Dimension, Objektklassifizierung
  • Nachvollziehbarkeit (gegeben durch die Überprüfbarkeit der Resultate im Videobild)
  • Verbessertes Verhältnis von Aufwand und Kosten (abhängig vom Automatisierungsgrad)
  • Lokal begrenzter Untersuchungsort
  • Rekonstruierbarkeit (Bezug zu Unfalldaten)
  • Flexibilität bezüglich Einsatzort und Untersuchungszeitraum

Konkrete Anforderungen an die automatisierte Videoanalyse waren im Speziellen zwei Aspekte:

  • Extraktion der Trajektorien der sich im Bild bewegenden Objekte mit räumlicher und zeitlicher Komponente
  • Nachgelagerte Analyseverfahren zur Beurteilung der Verkehrssicherheit
Beispiel Extraktion der Trajektorien der sich im Bild bewegenden Objekte mit räumlicher und zeitlicher Komponente.

Vom Setting vor Ort bis zur Auswertung

Die Kamera wurde in einer Höhe von ca. 7 m über dem Boden an einem eigenen Teleskopmast an der Straßenbeleuchtung fix installiert. Die Steuerungseinheit sowie das Speichermedium und eine leistungsstarke Batterie waren in einem Kasten am Boden verbaut. Mit dem Solarpaneel konnte die Akkulaufzeit für längere Aufnahmen erhöht werden.

Beispiel der verwendeten Aufnahmetechnik

Im Zuge der automatisierten Videoanalyse mit der Software TrafxSAFE erfolgte die Trajektorienextraktion sowie die Identifizierung und Klassifikation der Objekte. Die extrahierten Trajektorien wurden in ein Koordinatensystem umgelegt und hinsichtlich Zähldaten, Geschwindigkeiten und Sicherheitsindikatoren ausgewertet. Die im Dashboard zur Verfügung gestellten Daten konnten anschließend analysiert werden.

Als besonders positiv wurde hervorgehoben, dass die Methode nicht nur den motorisierten Verkehr, sondern auch Radfahrende und zu Fuß Gehende berücksichtigt.

Beispiel Sicherheitsrelevante Situation mit Fußgängern.
Sicherheitsrelevante Situation mit Fahrradfahrern

Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt

Videobasierte Analysen bergen ein großes Potential für die Verkehrssicherheitsarbeit. Dank proaktiver Messungen können Infrastrukturanalagen beurteilt und allfällige Defizite festgestellt und behoben werden, noch bevor Unfälle passieren. Aber auch neu implementierte Maßnahmen können rasch überprüft und eventuelle Nachbesserungen ohne großen Zeitverlust durchgeführt werden.

Um gute und zuverlässige Daten zu generieren ist bereits bei der Erhebung der Rohdaten große Sorgfalt geboten. Hier gilt es ein geeignetes Setting zu definieren, eine optimale Perspektive zu wählen und Verdeckungen bzw. Verzerrungen so gut es geht zu vermeiden. Um technische Herausforderungen zu meistern, ist ein gewisses Know-how erforderlich. Ebenso ist Kenntnis über die Einsatzmöglichkeiten, Vorzüge und Einschränkungen der Sicherheitsindikatoren nötig, um die Messresultate korrekt interpretieren zu können und daraus die richtigen Schlüsse zu ziehen.

Einen besonderen Mehrwert haben videobasierte Analysen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit: Dank Automatisierung stellt sich das Verhältnis von Kosten zu Nutzen sehr positiv dar; Videomaterial in einer Länge von 72 h oder mehr manuell auszuwerten wäre ein ungleich höherer Aufwand.

Dazu kommt das breite Datenspektrum, welches neben der Sicherheitsanalyse eine Reihe weiterer, wertvoller Informationen liefert, die auch für andere Zwecke nützlich sein können.

Die im Rahmen des Forschungsprojektes durchgeführten Analysen haben bewiesen, dass videobasierte Technologien zukünftig eine bedeutende Rolle in der Verkehrssicherheitsarbeit einnehmen können. Mit Anwendungen wie TrafxSAFE von Transoft Solutions lassen sich wertvolle Erkenntnisse über das Verkehrsgeschehen in Zusammenhang mit Sicherheitsthemen gewinnen auf deren Basis Entscheidungen zur Minderung eines Unfallrisikos getroffen werden können, noch bevor Unfälle passieren.

Beispiel Automatische Auswertungen zeigen sicherheitsrelevante Ereignisse und verlinken auf ein 10-Sekunden-Video.
Beispiel eines Dashboards zur Verkehrsanalyse.

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