Genf und Basel glänzen dank AI

   Eine neue Cloud-Lösung auf Basis künstlicher Intelligenz hilft Städten objektiv und in Echtzeit die Stadtreinigung auf ein sinnvolles Minimum zu reduzieren und Emissionen zu sparen. Sogar die Menge von Zigarettenstummeln oder Glasflaschen werden damit messbar und geeignete Präventionsmassnahmen können so gezielt eingesetzt werden. Reinigungs-Fahrzeuge werden dabei weniger gebraucht und die Bevölkerung ist mit weniger Lärm, Staub und Kosten konfrontiert. Auch Basel und immer mehr Städte in Europa glänzen mit dieser einfachen Lösung.

Sauberkeit und Hygiene sind wesentliche Faktoren für die Attraktivität einer Stadt und beeinflussen direkt die Lebensqualität und Gesundheit der Einwohner*innen. In den letzten Jahrzenten wurde auch Nachhaltigkeit zu einem immer wichtigeren Thema für Stadt und Bewohner*innen.

Was nicht messbar ist, kann man nicht verbessern

Massenweise Abfall von Partygänger*innen am Wochenende und mehrere Tonnen Müll von Passanten an öffentlichen Orten stellt eine grosse Herausforderung dar. Effizienz ist insbesondere bei der Strassenreinigung gefragt, besonders mit wachsender Bevölkerungs- und Angebotsdichte. Ziel ist es, mit weniger Ressoucen die maximale Wirkung zu erzielen.

Gewählte Amtsträger*innen und die betroffenen Abteilungen der Städte sind sehr engagiert und stehen vor grossen Herausforderungen. Sie haben viele Handlungshebel: Prävention (Stadtmobiliar, Sensibilisierung, Verbalisierung), Operationen (manuelle oder maschinelle Reinigung, Organisation) und Investitionen. Was nicht messbar ist, kann man nicht verbessern. Ohne eine Messung der erzielten Ergebnisse ist es schwierig, die Wirksamkeit dieser Mittel auf dem Territorium einer Stadt zu beurteilen.

Die rettende Lösung aus der Cloud

Was dem blossen Auge verborgen bleibt, wird mit der KI-Lösung von Cortexia endlich objektiv messbar. Cortexia ist Teil des Microsoft Start Up Programms und entwickelte seine Lösung in enger Zusammenarbeit mit dem Microsoft Ökosystem. Damit profitiert es von der neuesten Technologien und Tools von Microsoft. Dank hochauflösenden Kameras und fest in den Fahrzeugen verbauten Kontrollgeräten wird die Menge des entsorgten Abfalls bis ins Detail sichtbar: auch Zigarettenstummel und Glasteile werden zählbar. José Vilarino, Bezirksleiter des Strassenbauamtsist überzeugt: „Mit dem Tool von Cortexia kann ich mit meinem Team täglich an Sauberkeitsindikatoren arbeiten. Das ermöglicht einen konstruktiven Austausch mit neuen Lösungen, bei denen alle mitmachen. Gemeinsam haben wir es zum Beispiel geschafft, die Anzahl der Betriebsstunden der Maschinen deutlich zu senken».

200 Tonnen CO2 pro 100’000 Einwohner

Mit jeder gesparten Betriebsstunde werden CO2-Emissionen verhindert. Eine Messung in der Stadt Genf zeigte, dass so Einsparungen von 10% (bis 20%) erwartet werden. Bei 30 Kehrmaschinen auf 100’000 Einwohner, die 310 Tonnen ausstossen, sind dies über 30 Tonnen CO2, die so eingespart werden können. Im europaweitem Durchschnitt sind es etwa 16 Kehrmaschinen auf 100’000 Einwohner, was 200 Tonnen CO2-Emmission entspricht.

Dazu kommen Lärmemissionen, Staub und Wasserverbrauch, die von der Reinigung verursacht werden. Pro Einwohner kostet die Stadtreinigung rund 50€ pro Jahr. Dies ergab eine internationale Statistik von AVPU. Damit können mit 10% Einsparungen also durchschnittlich 5€ pro Einwohner im Jahr eingespart werden.

Die Lösung von Cortexia wird in enger Zusammenarbeit mit Microsoft entwickelt und mit den Städten installiert, um die konsequente Anwendung zu gewährleisten und damit möglichst breitenwirksam und nachhaltig die Lebensqualität der Bewohner und den Respekt vor der Umwelt zu verbessern. Die künstliche Intelligenz misst dabei die Stadtsauberkeit in Echtzeit und maschinell. Doch am Schluss steht und fällt so ein Projekt mit den Menschen, die sie tagtäglich nutzen und kultivieren.

Automatische Diagnosen zeigen die echten Bedürfnisse

Alle Nutzer*innen partizipieren bestenfalls bewusst und ermöglichen dadurch eine bessere Ressourcennutzung für einen kontrollierten Sauberkeitszustand mit beispiellosen Ergebnissen in Bezug auf Sauberkeit und Nachhaltigkeit.

So wird Sauberkeit und Verbesserungen in der Nachhaltigkeit objektiv messbar und einsehbar für alle, auch das Engagement der Städte: „Dank Cortexia berichten wir die Qualität unserer Leistung an die Behörden. Wir verwenden auch die Messungen, um die Ressourcen zu planen und gemäss den echten Bedürfnissen einzusetzen», so Dominik Egli, Leiter Stadtreinigung Basel Stadt. Die Stadt Basel plant mit ihrer 0-Karbon Politik 15% weniger Kehrfahrzeuge bis 2025.

Die detaillierten Daten zu den Abfallarten, die zeitliche Entwicklung der Sauberkeit jedes Ortes ermöglichen es, Diagnosen zu stellen und entsprechende Massnahmen einzuleiten.

Die Massnahmen ermöglichen es der Strassenreinigung, die Routen an den gemessenen Verschmutzungsgrad anzupassen, Körbe und Aschenbecher dort umzustellen, wo sie höhere Auswirkungen haben und eine schnelle Reaktion auf ärgerliche oder gefährliche Abfälle.

Der Clean City Index

Der Sauberkeitszustand und die Qualität der Dienstleistung wird dabei in Form eines Sauberkeitsindexes, des Clean City Index oder der CCI gemessen. Dieser in Zürich entwickelte Index übersetzt die Wahrnehmung der Sauberkeit der Benutzer durch eine Punktzahl zwischen 0 (schmutzig) und 5 (sauber). Dabei werden alle Faktoren und ihre Schwere berücksichtigt, die den Sauberkeitsgrad eines Ortes wie eines Platzes oder einer Strasse bestimmen.

Die Faktoren ermöglicht es auch, auf den Ursprung der Unreinheit (Art der Verschmutzung) zurückzugehen, um auf die Ursachen einzuwirken oder eine geeignete Reinigung einzusetzen.

Die zur Beurteilung der Sauberkeit erforderlichen Daten werden auf zwei Arten erhoben: automatisch an Fahrzeugen oder manuell mit einer App.

30 Abfallkategorien über GPS und Handynetz erfasst

Das automatische Messsystem besteht aus einer Kamera und einer Recheneinheit, die in Fahrzeugen installiert sind, die durch die Stadt fahren. Dieses System erkennt Abfall mithilfe fortschrittlicher Algorithmen der künstlichen Intelligenz direkt am Fahrzeug, ohne dass Bilder übertragen werden. Es werden 30 Abfallkategorien erfasst. Die Daten: Art und Menge des Abfalls, GPS-Position und Zeit werden per Mobiltelefon (LTE) übertragen.

Alles funktioniert automatisch, sobald das Fahrzeug fährt, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Das KI-Messsystem wird dabei ohne viel Aufwand in verschiedensten Fahrzeugtypen installiert, vom Lastwagen bis hin zum Velo.

Städte als Raum für Innovation

Alles was es braucht, ist die App oder kleine Sender an den Strassenkehrmaschinen und eine hochauflösende Kamera. Auch eine API-Anbindung für weitere Verwendungsziele ist möglich. Damit sollen in Zukunft noch mehr Szenarien möglich werden.

In Entwicklung sind beispielsweise Besteuerungsmodelle für spezifische Abfallprodukte, die mit Kameras leicht zu erkennen sind. Zigarettenstummel, die auf den Strassen und öffentlichen Plätzen und Wiesen zum Teil von Hand massenweise und mühselig entsorgt werden müssen, verschmutzen durch nicht gerechte Entsorgung das Abwasser, Wiesen und Pflanzen und sorgen so für hohe externe Kosten. Hier will die künstliche Intelligenz den Städten der Zukunft bei ihrer Prävention objektiv helfen.