Clean City Lab

Effizientere Stadtreinigung dank KI-gesteuerter Sauberkeitsmessung

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Um unsere Städte sauber zu halten, sind erhebliche Ressourcen in Form von Maschinen und Personal erforderlich. KI ermöglicht es, diese Bemühungen zu objektivieren und zu optimieren.

Um unsere Städte sauber zu halten, sind erhebliche Ressourcen in Form von Maschinen und Personal erforderlich. Je nach Land und Stadt kann die Stadtreinigung in der Verantwortung der Straßenbehörde (öffentlicher Dienst) liegen, an private Unternehmen delegiert werden, eine Kombination dieser beiden Ansätze sein oder sogar von einer öffentlich-privaten Partnerschaft durchgeführt werden.

Die jeweiligen Organisationen sind für die Qualität ihrer Dienstleistung (also den Grad der Sauberkeit der Stadt) gegenüber ihren Auftraggebern verantwortlich: die gewählten Vertreter gegenüber den Einwohnern, den Straßenbehörden gegenüber den gewählten Vertretern und die privaten Unternehmen gegenüber den Straßenbehörden. Ayumi Kawaji, Leiterin der operativen Performance bei Suez: «Die objektive Messung des Sauberkeitsniveaus erleichtert den Austausch zwischen Suez und seinen Kunden oder zwischen lokalen Behörden und ihren gewählten Vertretern».

Die Kontrolle dieser Leistungen erfolgt in den meisten Fällen durch die Überprüfung des planmäßigen Einsatzes der Mittel (Mittelverpflichtung). Letzten Endes geht es den Anwendern aber mehr um das Ergebnis als um die eingesetzten Mittel. Aus diesem Grund hat Gautier Feuillepain, Leiter der Abfallwirtschaft der Stadt Le Havre in Frankreich, den «Reinigungsdienst» in «Abfallwirtschaft» umbenannt: «Wenn wir von Abfallwirtschaft sprechen, stellen wir in der Tat die Verbindung zu den Bewohnern her und entdecken einen Ansatz, der über den traditionellen Umfang unserer Dienstleistungen hinausgeht.»

In der Beziehung zwischen dem Auftraggeber und der mit der Reinigung beauftragten Organisation kann diese Servicequalität durch einen Sauberkeitsindex gemessen werden, der eine objektive und quantifizierte Bewertung ermöglicht. Es handelt sich dabei um eine Ergebnisverpflichtung.

Darüber hinaus ermöglicht diese Sauberkeitsmessung, Bereiche zu identifizieren, die im Verhältnis zur erwarteten Servicequalität über- oder unterreinigt sind, und Ressourcen dort einzusetzen, wo sie benötigt werden. Mit anderen Worten: Die Reinigung kann durch Qualität und Ergebnisse und nicht durch Mittel gesteuert werden.

Städte, die diesen Ansatz gewählt haben, haben überzeugende Ergebnisse erzielt, über die wir in diesem Clean City Lab Artikel berichten werden. Wir konzentrieren uns auf die Optimierung der maschinellen Reinigung und die Verbesserung des Sauberkeitsniveaus.

Messung des Sauberkeitsgrads als Managementinstrument

Wie in einem früheren Artikel (1) beschrieben, misst der Clean City Index den Grad der Sauberkeit eines Ortes (Straße, Platz usw.) anhand einer Punktzahl, die von 0 (schmutzig) bis 5 (sauber) reicht. Dieser Index kann auf die gesamte Stadt oder auf ihre Straßensektoren (2) ausgedehnt werden. Die Definition des Indexes ist unabhängig von der Stadt gleich. Der erwartete Grad der Sauberkeit hängt jedoch von den Zielen ab. In Bezug auf eine erwartete Dienstgüte (z. B. zwischen 3,2 und 3,7) verwenden wir die folgenden Farbcodes:

Einheitliche Sauberkeit in der gesamten Stadt verbessert die Wahrnehmung der Benutzer (übermäßig saubere Bereiche kompensieren nicht die schmutzigen Bereiche). Die vorgestellten Beispiele zeigen schrittweise, wie ein objektives Sauberkeitsniveau beherrscht werden kann, indem das Sauberkeitsniveau erhöht (rote und blaue Bereiche in grüne umgewandelt) und der Ressourceneinsatz optimiert wird.

Verbesserung des Sauberkeitsgrads mit den vorhandenen Ressourcen

Gemeinsam mit der VVP — Voirie, ville propre von Genf — haben wir in einem Sektor der Stadt (nordwestlich des Bahnhofs) ein Pilotprojekt namens «Geneva Clean City Lab» durchgeführt. Das Ziel dieses Labors war es, mit den Teams die Fortschrittsansätze, die durch die Messung der Sauberkeit möglich sind, zu erproben und die Ergebnisse vor Ort zu quantifizieren.

Dieser Bezirk ist in sieben Zonen unterteilt, die routinemäßig wöchentlich gereinigt werden. Der angestrebte Sauberkeitsgrad liegt zwischen 3,5 und 4,0. Die Messung des Clean City Index über einen Zeitraum von einem Monat ergab, dass fünf Gebiete innerhalb des angestrebten Qualitätsniveaus lagen, während eines darüber (Ost: 4,2) und eines darunter (West: 3,4) lag.

Der Teamleiter hat daraufhin die Häufigkeit der Reinigung dieser beiden Zonen geändert. In der roten Zone erhöhte er die Häufigkeit von einmal pro Tag auf zweimal pro Tag (mit dem zweiten Durchgang nur in problematischen Straßen), während er in der blauen Zone die Häufigkeit von einmal pro Tag auf zweimal pro Woche reduzierte.

Die Ergebnisse waren, dass die zuvor rote Zone zu grün wechselte und ihr Index von 3,7 auf 4,1 anstieg. Das Sauberkeitsniveau wurde einheitlicher. Mit der gleichen Menge an Ressourcen, durch einfache Änderung der Nutzungshäufigkeit, verbesserte sich sowohl die Wahrnehmung als auch die tatsächliche Sauberkeit.

Optimierung von Ressourcen und Sauberkeitsgrad

Die gesamte Stadt Utrecht ist an verschiedenen Initiativen beteiligt, um eine gesunde Zukunft und eine lebenswerte Stadt aufzubauen (2). Die Teams von Innovation — Smart City und der Straßenreinigung haben nach einer Lösung gesucht, um die Sauberkeit der Innenstadt zu verbessern und die Notwendigkeit des manuellen Kehrens zu reduzieren.

Die Innenstadt wird von zwei Kehrmaschinen und zehn Straßenarbeitern gereinigt. Die Stadtverwaltung Utrecht hat sie in 19 Zonen eingeteilt, die nach einem routinemäßigen Wochenplan gereinigt werden. Einer dieser Bereiche sind die Einkaufsstraßen; sie sauber zu halten ist für die Stadt besonders wichtig. Dies ist jedoch der Bereich, in dem es die meisten Beschwerden gibt.

Wie im vorherigen Beispiel wurden bei der anfänglichen einmonatigen Analyse grüne, blaue und rote Bereiche identifiziert. Diesmal war die Idee, die blauen Bereiche zu vergrößern (was die zu reinigende Fläche mit den gleichen Ressourcen vergrößert) und die roten Bereiche zu verkleinern. Einige Zonen wurden daher zusammengefasst und ihre Anzahl von 19 auf 13 reduziert, was die Verwaltung vereinfacht. Die Häufigkeit und Dauer der Reinigungen wurden ebenfalls angepasst.

Das Ergebnis war ein saubererer Einkaufsbereich sowie ein höheres und homogeneres Qualitätsniveau der Stadtsauberkeit. Durch diese Änderungen wurden auch vier der zehn Straßenarbeiter freigestellt, um andere Aufgaben wie z. B. die Prävention zu übernehmen.

Sofie Berns, Innovationsmanagerin der Stadt Utrecht: «Dies ist ein sehr interessantes Projekt für die Stadt Utrecht, das wir inzwischen in einem anderen Bereich repliziert haben. Es ermöglicht uns, die Mitarbeiter in die Verbesserung ihrer Arbeit einzubeziehen und belastende Tätigkeiten für lohnendere Aufgaben freizugeben. Wir kommen auch den Herausforderungen der Stadt entgegen, ein qualitativ hochwertiges Wohnumfeld zu gewährleisten, ohne die Kosten zu erhöhen.»

Optimierung des Einsatzes von Kehrmaschinen

In den beiden vorherigen Beispielen wurden lediglich die Häufigkeit der Reinigung und die Anpassung der Bereiche geändert. Nachdem das Sauberkeitsniveau im Bereich des Clean City Labs in Genf verbessert worden war, versuchten die Teams, ihre Maschinen effizienter einzusetzen.

Die Teams schlugen vor, eine der drei Kehrmaschinen überflüssig zu machen, indem sie die Routen auf der Grundlage des gemessenen Sauberkeitsgrads und des Arbeitsaufwands optimierten. José Vilarino, Teamleiter, weist darauf hin: «Bei unserem ersten Vorschlag waren wir etwas ehrgeizig und die Fahrer konnten nicht alle Strecken in der vorgesehenen Zeit absolvieren. Wir haben ihre Rückmeldungen berücksichtigt und die zweite Version wurde gut aufgenommen. Wir sind sehr zufrieden mit den Ergebnissen, da die neuen Routen die Maschinenarbeitszeit um 20 % reduziert haben, während das gleiche Maß an Sauberkeit beibehalten wurde.» Diese neuen Routen wurden dann an die drei Zeiträume «Normal», «Ferien» und «Laub» angepasst.

Bei gleichem Sauberkeitsgrad konnte durch die Anpassung der Fahrwege der Kehrmaschinen eine von drei Kehrmaschinen eingespart und die Maschinenstunden um 20 % reduziert werden. Dies ist auch eine Ersparnis für die Umwelt.

Reduzierung der Kohlenstoffemissionen

Die Stadt Basel engagiert sich seit vielen Jahren aktiv für Klimaschutz, Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Die Stadtverwaltung hat sich für 2025 ein sehr ehrgeiziges Ziel gesetzt: die Umstellung auf eine zu 95 % kohlenstofffreie Fahrzeugflotte. «Die Anschaffungskosten von elektrischen Kehrmaschinen sind immer noch deutlich höher als bei herkömmlichen thermischen Maschinen», bestätigt Dominik Egli, Leiter der Stadtreinigung. «Um Umweltziele und öffentliche Budgets in Einklang zu bringen, mussten wir innovative Ansätze entwickeln.»

Dominik Egli hat sich mit der Idee beschäftigt, die Anzahl der Fahrzeuge in seinem Fuhrpark zu reduzieren. Der Austausch einer geringeren Anzahl von Fahrzeugen würde den Betrieb bereits von den Investitionskosten her rentabel machen. Dazu arbeitete er mit den Managern der sieben Bezirke zusammen, aus denen sich seine Organisation zusammensetzt. Jeder Bezirk hatte in der Vergangenheit seinen Fahrzeugbedarf mit Reserven bemessen, um Schwankungen in der Nachfrage sowie in der Fahrzeugverfügbarkeit (Pannen, Wartung usw.) zu berücksichtigen. Basierend auf den Messungen des Sauberkeitsgrads ermittelte die Arbeitsgruppe dann die Mindestanzahl der benötigten Fahrzeuge pro Bezirk. Die Reservefahrzeuge wurden allen Bezirken auf Abruf in einem gemeinsamen Pool zur Verfügung gestellt. Durch dieses Pooling wurde die Anzahl der Fahrzeuge im gesamten Fuhrpark um 20 % reduziert.

Eine Änderung der Organisation unter Einbeziehung von Teams in der ganzen Stadt ermöglicht es, das gleiche Maß an Sauberkeit mit Fahrzeugen zu gewährleisten, die kein CO2 mehr ausstoßen.

Auf dem Weg zu nachhaltigeren Städten

Diese Beispiele zeigen, dass ein ergebnisorientierter Ansatz eine rationellere und effizientere Nutzung von Ressourcen ermöglicht und gleichzeitig die Gesamtwahrnehmung von Sauberkeit verbessert. Diese Ansätze beruhen auf der Verwendung eines Referenzindexes, der es ermöglicht, den zu leistenden Aufwand zu quantifizieren und die Ergebnisse zu objektivieren. Sie beziehen die Straßenarbeiter mit ein und stärken deren Beitrag zu einer besser gereinigten Stadt. Sie erfüllen auch die Erwartungen der Auftraggeber (Anwohner, gewählte Vertreter, Straßenbaubehörden) und kommen gleichzeitig der Umwelt zugute. Leider sind diese Ansätze noch zu selten; sie bleiben das Vorrecht von Städten, die sich ehrgeizige Ziele setzen und in die Innovation ihrer Dienstleistungen investieren wollen. Kontinuierliche Verbesserung und Qualitätsmanagement sind jedoch ein Ziel, von dem jede Stadt profitieren würde. Wir hoffen, dass diese Beispiele andere Kommunen inspirieren und sie überzeugen, sich auf diesen Weg einzulassen!

Anmerkungen

  1. https://www.cortexia.ch/beschreibung-des-sauberkeitsindex/?lang=de
  2. Eine Stadt ist im Allgemeinen in Sektoren unterteilt, mit einem Verantwortlichen und zugewiesenen Ressourcen.

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