ML maakt Nordschleife van Nürburgring veiliger voor iedereen

Digitalisatieproject maakt de 100 jaar oude Nordschleife veel veiliger en biedt nog meer mogelijkheden richting de toekomst.

De Nürburgring in de Eiffel (Duitsland) is een van de bekendste circuits ter wereld. Met name het oudste gedeelte, de Nordschleife, kan gerust iconisch genoemd worden. Dit ruim 20 kilometer lange circuit zorgt echter ook voor de nodige uitdagingen rondom de veiligheid van de mensen die er heel hard hun rondjes op proberen te rijden. Om deze uitdagingen aan te pakken, ging de Nürburgring een samenwerking aan met Fujitsu. Wij zijn op uitnodiging van Fujitsu een kijkje gaan nemen op de Nürburgring om hier meer over te weten te komen.

De Nordschleife

Als we het hebben over de Nürburgring, hebben we het niet over één circuit, maar over twee. Er is het Grand Prix-circuit, dat gebruikt kan worden voor een F1 Grand Prix en dus voldoet aan alle voorwaarden die de FIA hieraan stelt. Daarnaast is er ook de Nordschleife. Het Grand Prix-circuit stamt uit midden jaren ’80. De Nordschleife, ook bekend als de grüne Hölle (groene hel), is gebouwd tussen 1925 en 1927. Het circuit staat bekend om zijn lengte (ruim 20 kilometer) en het voor circuitbegrippen lange rechte stuk van 2,5 kilometer. Daarnaast zullen liefhebbers ook zeker de Caracciola-Karussell kennen. Dit is een kombocht van beton als onderdeel van een bredere bocht van asfalt. Sommige betonnen delen liggen hier al sinds de bouw. Die zijn dus al bijna 100 jaar oud.

Verder staat de Nordschleife ook bekend als favoriete bestemming voor mensen die in een gecontroleerde omgeving willen testen hoe snel hun auto of motor een rondje op dit circuit kan rijden. Voor 25 tot 30 euro (afhankelijk van de dag) mag je er een rondje op rijden. Tot slot is het goed om op te merken dat de Nürburgring niet alleen gebruikt wordt voor auto- en motorraces. Jaarlijks vindt ook het muziekfestival Rock am Ring plaats. Daarnaast zijn er andere sportevenementen, zoals een wielerwedstrijd.

Al met al is het een drukte van belang op en rond de Nordschleife. Letterlijk iedere dag is er iets te doen gedurende het seizoen. Dit seizoen loopt van maart tot oktober.

Grüne Hölle was een Black Hole

De afmetingen van de Nordschleife, gecombineerd met de lange geschiedenis, maken het circuit weliswaar bijzonder, maar zorgen ook voor uitdagingen. Het voornaamste probleem voor Nürburgring 1927 GmbH & Co. KG (zoals het bedrijf achter de twee circuits voluit heet), was de veiligheid van de mensen die gebruikmaken van de Nordschleife. De initiële business case was dan ook om die veiligheid te verbeteren, geeft Christian Stephani, een van de twee CEO’s van het bedrijf, aan.

Constateren dat de veiligheid te wensen overlaat is één, er daadwerkelijk iets aan doen is iets heel anders. Er lag namelijk geen enkele noemenswaardige infrastructuur langs de Nordschleife. Het was op behoorlijk wat punten naast een groene hel ook een zwart gat. Daarmee bedoelen we dat het simpelweg niet mogelijk was om inzicht te krijgen in wat er gebeurde op het circuit. Zonder dat inzicht kan race control ook geen actie ondernemen.

Om dit deels op te vangen werd er met ‘ouderwetse’ radio’s gewerkt en waren fotografen naast de baan ook meteen stewards die met vlaggen zwaaiden om aan te geven dat er een gevaarlijke situatie was ontstaan. Heel modern is dat allemaal niet. Daarnaast zijn er ook behoorlijk wat stukken Nordschleife waar geen fotografen mogen staan. En dat waren en zijn juist de gevaarlijkste stukken van het parcours.

Let wel, de auto’s die een groot gedeelte van het jaar over dit circuit racen, zijn geen race-auto’s. Dat zijn auto’s van particulieren. Daar zitten geen sensoren of andere technologische snufjes in die data kunnen delen. Dus ook daar was niets te halen op het gebied van het verbeteren van de veiligheid.

Investeren in infrastructuur

Het was duidelijk voor Stephani en de zijnen dat er een investering gedaan moest worden. Een modern circuit kan niet zonder de broodnodige infrastructuur. En dan hebben we het niet over het leggen van nieuw asfalt. Dat doen ze uiteraard ook bij de Nürburgring, maar dat is niet de infrastructuur die nodig is voor een wat meer datagedreven benadering. Daarvoor moet de grond opengehaald worden en moeten er glasvezelkabels de grond in. Heel veel glasvezelkabels. Dat was ook eenvoudiger gezegd dan gedaan overigens, want de grond rondom de Nordschleife is niet van Nürburgring 1927 GmbH & Co. KG. Dit is in veel gevallen eigendom van particulieren. Alleen al binnen het circuit liggen niet minder dan drie dorpen.

De investering die de organisatie achter de Nürburgring moet doen in het digitaliseringsproject is naar hun maatstaven dan ook niet gering. Het gaat hier om een bedrag van 11 miljoen euro. Als je bedenkt dat er voor de meeste racejaren op de Nordschleife vaak maar 1 miljoen euro uitgegeven werd en heel soms 3 of 4 miljoen, is dit een zonder meer een grote investering. Let wel, het project is in 2022 begonnen en moet af zijn voor het 2025-seizoen begint, dus de investering wordt verspreid over een jaar of drie. In die jaren komen de gangbare investeringen in nieuw asfalt en nieuwe vangrails er echter ook nog bij. In totaal raamt de organisatie de investeringen tussen 2014 en 2025 op ruim 25 miljoen. 11 miljoen euro hiervan komt op het conto van het digitaliseringsproject voor de Nordschleife.

Ze weten bij de Nürburgring gelukkig wel wat ze doen als het gaat om het uitrollen van een dergelijk project. Een jaar of vier geleden heeft men het Grand Prix-circuit namelijk al op een zelfde manier aangepakt. Dat was logistiek vanzelfsprekend eenvoudiger, want kleiner/korter en niet door achtertuinen van omwonenden. Het idee met de Nordschleife was echter hetzelfde, dus qua technologie had men al de nodige ervaring.

De rol van Fujitsu

Het doel van de investering van 11 miljoen euro is om de Nordschleife in 2025 volledig bekabeld te hebben met glasvezel en om deze nieuwe infrastructuur in te zetten om het circuit veiliger te maken. Dit moet gebeuren via niet minder dan 150 4K-camera’s, die real-time beelden sturen naar race control. Deze beelden kunnen echter niet door een of enkele personen daar continu beoordeeld worden. Daarvoor komt er veel te veel informatie binnen. Dat is waar het partnership met Fujitsu om de hoek komt kijken. Fujitsu zorgt ervoor dat alle beelden met behulp van ML geanalyseerd worden.

Race control krijgt meteen een melding zodra er een incident plaatsvindt. Met zoveel camera’s staat dat namelijk altijd op beeld. Het is daarnaast ook mogelijk om te zien wat de daadwerkelijke oorzaak was van het incident. Deze kan bijvoorbeeld enkele bochten voor de locatie veroorzaakt zijn. Dat soort informatie is waardevol, want zo kan er ook beter opgevolgd worden. Uiteraard is het ook mogelijk om snel te zien hoe ernstig het incident is. Dat is handig, want zo weten ze bij race control ook hoeveel hulpvoertuigen er in actie moeten komen.

Sport is voor Fujitsu een interessante sector om op te focussen, horen we van Jörn Nitschmann, Head of Digital Transformation Unit DACH bij Fujitsu. Zo is er naast dit project op de Nürburgring ook een project in Winterberg, bij de eveneens zeer bekende bobsleebaan. Daar werken ze onder andere samen om de baan zo efficiënt mogelijk te bevriezen. Dit kan veel winst opleveren, zowel voor de portemonnee als op het gebied van het gebruik van grondstoffen.

Bij Fujitsu krijgen we wel het idee dat er een andere drijfveer is voor samenwerkingen binnen de sport overigens. Bij veel andere samenwerkingen tussen grote IT-spelers en sporten of sportevenementen, ligt de nadruk vaak op het verhogen van de ervaring van de fans tijdens de wedstrijd. Dat geldt voor de samenwerking tussen NTT en de Tour de France, tussen NTT DATA en The Open golftoernooi, tussen Oracle en SailGP en de Premier League en AWS en de Primera Division, om er een paar op te noemen. Fujitsu kiest een andere benadering, zo lijkt het. Het gaat bij de Nordschleife om de veiligheid van de mensen op en rond de baan en bij de de bobsleebaan in Winterberg om economische en ecologische argumenten.

Van 8 camera’s op 2,5 km…

De samenwerking tussen Fujitsu en Nürburgring 1927 GmbH & Co. KG is nu zo’n twee jaar onderweg. Die tijd heeft Fujitsu vooral gebruikt om een fundament te leggen. Dit heeft het gedaan door een testcluster op de Nürburgring neer te zetten. Hiermee analyseert het een specifiek gedeelte van de baan. Het gaat hier om de Döttinger Höhe, het lange rechte stuk van 2,5 kilometer. Daar heeft het de beelden van acht camera’s geanalyseerd, om zo tot een werkbaar ML-model te komen.

Opvallend is dat we hier te maken hebben met een gesloten systeem. Dat wil zeggen, Fujitsu heeft voor het trainen van het ML-model voor de Nürburgring alleen data gebruikt die door de acht camera’s is vastgelegd. Er is geen data gebruikt van externe bronnen. Van die acht camera’s kwam voldoende data om het model te trainen. Het gaat hierbij om meer dan alleen auto’s en motoren als zodanig herkennen. Verschillende weersomstandigheden kunnen het resultaat beïnvloeden, maar er kunnen ook vogels in beeld vliegen of spinnen op de lens zitten. Verder moet duidelijk zijn en blijven wat vangrail is, wat gras en wat asfalt.

Hoeveel data Fujitsu heeft gebruikt om het ML-model te trainen, kunnen we niet zeggen. Op die vraag kregen we geen eenduidig antwoord. Maar acht camera’s die non-stop in 4K opnemen, genereren ongetwijfeld vele TB’s aan data. Niet al deze data is nodig om het model te trainen uiteraard. Het gaat vooral om de gedeeltes van de video’s waarin incidenten of andere opvallende zaken zitten. Denk hierbij bijvoorbeeld ook aan stukken bumper op het circuit.

Fujitsu heeft de training overigens in haar eigen datacenters gedaan, niet on-premises bij de Nürburgring. Daar draait het uiteindelijke model uiteraard wel, op hardware van Fujitsu. Alleen zo krijg je de latency zo laag mogelijk en dus ook de veiligheid zo hoog mogelijk.

…naar 150 camera’s op 20+ km

De test op het 2,5 kilometer lange rechte stuk zoals we die hierboven hebben beschreven is in principe afgerond. Er is nu dus een werkend ML-model voor dit gedeelte van de Nordschleife. Dat betekent echter niet dat dit zomaar een-op-een overgezet kan worden naar de rest van de baan. Fujitsu heeft de test gedaan op het recht stuk. De rest van de Nordschleife is heel erg bochtig en heeft ook heel veel hoogteverschil (meer dan 300 meter). Dat zijn zaken die ook meegenomen moeten worden in de beoordeling van situaties door het ML-model. Dat is de volgende stap.

Op dit moment is zo’n 8,5 kilometer van de Nürburgring (bovenop het testgedeelte) voorzien van de benodigde infrastructuur. Daarvoor heeft men al zo’n 17 kilometer kabel in de grond gestopt. Komende winter volgt de rest van het circuit, als het goed is. Daarna is het een kwestie van finetunen en kan het geheel in 2025 live gaan. Dat is althans de bedoeling, als alles volgens plan verloopt.

Conclusie: vooral een infrastructuurproject, rol Fujitsu relatief klein maar belangrijk

Al met al is het project rondom de veiligheid van de Nürburgring vooral een grote uitdaging op het gebied van de aanleg van de infrastructuur. Dat is ook waar het leeuwendeel van de investeringen naartoe gaan, het daadwerkelijk aanleggen van de vele tientallen kilometers glasvezel. Het gedeelte dat Fujitsu op zich neemt is op dat vlak niet zo spannend. Daar gaat maar een fractie van de investeringen heen.

Op zich is dat ook logisch, want objectief gezien is het analyseren van videodata binnen een gesloten en uiteindelijk behoorlijk voorspelbare omgeving ook niet zo heel spannend. Iedereen rijdt dezelfde kant op, je mag alleen links inhalen op de Nordschleife en er zijn geen echt complexe verkeerssituaties te verwachten. Toegegeven, op een drukke dag rijden er tot 150 auto’s tegelijk op de Nordschleife, maar dat is voor een goed getraind ML-model niet echt een uitdaging. Het model hoeft verder ook geen rekening te houden met andere input, met uitzondering van die van wat sensoren voor onder andere het weer. Er is (nog) geen complex IoT-netwerk opgetuigd om nog meer data te verzamelen.

Met bovenstaande observatie willen we het belang van datgene wat Fujitsu doet op de Nordschleife overigens niet bagatelliseren. Sterker nog, Fujitsu speelt zelfs een cruciale rol. Zonder deze relatief kleine rol is het onmogelijk om de veiligheid van de mensen op de baan significant te verbeteren. Als het ML-model in zo goed als real time een incident door kan geven aan racen control, kan dat meteen op grote borden naast de baan in de betreffende sectie getoond worden. Een incident van enkele jaren geleden, waarbij iemand het leven verloor, omdat deze na een bocht op een hulpvoertuig botste, kan dan voorkomen worden. En daar draait het uiteindelijk allemaal om. Dan maakt het uiteindelijk helemaal niet uit hoe technologisch complex iets is.

Tot slot biedt de aanleg van glasvezel en de beschikbaarheid van een AI/ML-model ook richting de toekomst de nodige mogelijkheden. Je kunt hierbij denken aan het verbeteren van de fanbeleving, door bijvoorbeeld clips van mooie acties automatisch beschikbaar te stellen in een fanomgeving. Of een volledige video van een rondje op de Nordschleife beschikbaar maken (tegen een extra vergoeding) voor de mensen die een rondje hebben gereden. Zelfs op het gebied van verzekeringen zijn er mogelijkheden, als je tot in detail aan kunt tonen dat een incident niet jouw schuld was. We hebben zo’n vermoeden dat we het laatste nog niet hebben gehoord van dit digitaliseringsproject op de Nürburgring.