KI-basierte Detektion von Totästen

Funktionale Leistungsbeschreibung: KI-basierte Detektion von Totästen

1. Einführung und Zielstellung

Gegenstand dieser Ausschreibung ist die Konzeption, Entwicklung und prototypische Umsetzung eines Systems zur automatisierten Detektion von Totästen innerhalb der Infrastruktur der Autobahn GmbH des Bundes. Ziel ist, ein digitales Werkzeug bereitzustellen, das die visuelle Inspektion durch eine KI-basierte Bildanalyse unterstützt und somit die Effizienz und Sicherheit der Instandhaltungsmaßnahmen signifikant erhöht. Die konkrete technische Umsetzung liegt im Ermessen der Bieter. Bei der Konzeption, Entwicklung und Umsetzung des KI-Systems sind alle einschlägigen gesetzlichen und regulatorischen Vorgaben einzuhalten. Der Auftragnehmer hat insbesondere sicherzustellen, dass das zu entwickelnde KI-System im Einklang mit den Anforderungen der Verordnung (EU) 2024/1689 über Künstliche Intelligenz (KI-Verordnung - KI-VO) steht, soweit diese anwendbar ist.2. Funktionale Anforderungen an das System (Leistungsprogramm) Die zu erbringende Leistung muss folgende Kernfunktionen erfüllen, die in einem Proof-of-Concept /Machbarkeitsnachweis (PoC) und in einer darauf aufbauenden prototypischen Anwendung nachzuweisen sind.

2.1. Datenerfassung Das System muss in der Lage sein, visuelle Daten (Bilder oder Videosequenzen) aus einer mobilen Einheit (z. B. einem Fahrzeug) in einer für die KI-Analyse geeigneten Qualität zu erfassen. Funktion: Automatisierte und kontinuierliche Erfassung von Bildmaterial der umgebenden Baumlandschaft.

2.2. KI-Algorithmus zur Bildauswertung Das Herzstück der Anwendung ist ein KI-Algorithmus, der eine automatisierte Analyse der erfassten Bilddaten vornimmt. Funktion: Automatische Erkennung, Klassifizierung und räumliche Lokalisierung (Positionierung) von Totästen. Anforderung: Der Algorithmus muss eine definierte Mindesttrefferquote und Zuverlässigkeit in verschiedenen Umgebungsbedingungen (Tageslicht, Schattenwurf, Witterung) erreichen. Die Ergebnisse müssen eindeutig zuzuordnen und nachvollziehbar sein.

2.3. Frontend-Anwendung (Benutzeroberfläche) Das System muss eine benutzerfreundliche Schnittstelle zur Darstellung und Verwaltung der Analyseergebnisse bereitstellen. Funktion: Grafische Aufbereitung der KI-Ergebnisse für den Praxiseinsatz Anforderung: Das Frontend muss eine übersichtliche Darstellung der detektierten Totäste auf einer Karte ermöglichen. Zudem müssen im Frontend Funktionen zur Validierung, Kommentierung und Freigabe der Ergebnisse durch den Nutzer enthalten sein.

2.4. Datenmanagement und Schnittstellen Anforderung: Ein autarkes System muss angeboten werden, welches die Möglichkeit zur Datenbefüllung- und Datenintegration ermöglicht und dessen Ergebnisse einsehbar sind. Eine Integration in bestehende IT-Systeme der Autobahn GmbH ist nicht vorgesehen und nicht erforderlich. Das KI-System wird vollständig durch den Auftragnehmer betrieben. Der Auftragnehmer hat die im Rahmen der Leistungserbringung generierten Daten und Analyseergebnisse in elektronischer Form bereitzustellen. Dabei sind Formate zu verwenden, die sowohl für die Auftraggeberin lesbar als auch maschinell weiterverarbeitbar sind. Weitere technische Schnittstellen oder Systemanbindungen sind nicht Bestandteil der zu erbringenden Leistung.

3. Nicht-funktionale Anforderungen Über die genannten Funktionen hinaus, sind folgenden Qualitäten des Systems von Bedeutung: Skalierbarkeit: Das System muss so konzipiert sein, dass es bei Bedarf auf größere Datenmengen und weitere Einsatzgebiete ausgeweitet werden kann. IT-Sicherheit: Die gesamte Architektur und die Datenverarbeitung müssen den aktuellen IT-Sicherheitsstandards entsprechen, insbesondere in Bezug auf den Schutz von Daten und Systemen in kritischen Infrastrukturen. Wartbarkeit: Das System soll so konzipiert sein, dass es einfach gewartet und weiterentwickelt werden kann. Die Nutzungsrechte der entwickelten Software (KI) verbleiben ausschließlich bei der Autobahn GmbH des Bundes.

4. Projektergebnis Nachweis der Funktionsfähigkeit (PoC): Nach der ersten Phase ist ein funktionsfähiger Nachweis (PoC) zu erbringen, der die Machbarkeit der KI-basierten Detektion demonstriert. Prototypische Anwendung: Das finale Ergebnis ist eine voll funktionsfähige, prototypische Anwendung, die alle oben genannten funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen erfüllt und in der Praxis getestet werden kann. Hinweis: Die Entscheidung über die konkrete technische Umsetzung (z. B. verwendete Programmiersprachen, spezifische KI-Frameworks etc.) bleibt den Bietern überlassen. Entscheidend ist die Erfüllung der beschriebenen Funktionen und Ziele. Die Vertragslaufzeit beträgt 24 Monate ab Vertragsbeginn. Innerhalb dieses Zeitraums ist das KI-System vollständig zu entwickeln und bereitzustellen. Die Datenlieferungen gemäß Abschnitt 2.4 sind ebenfalls innerhalb dieses Zeitraums regelmäßig zu erbringen.