Digita­li­sierte Instand­haltung

Die Qualität des Schienennetzes in Deutschland wird jährlich im Infrastrukturzustands- und entwicklungsbericht (IZB) nach acht Qualitätskennzahlen bewertet. Dieser Bericht gibt einen Überblick über die Qualität des Netzes und den Instandhaltungsbedarf.

2019 gab es im Netz der Deutschen Bahn 433 Infrastrukturmängel, also Mängel, bei denen die Geschwindigkeit reduziert werden musste. Digitalisierte Instandhaltung soll dazu beitragen, zukünftige Mängel zu verhindern. Kernpunkt der digitalisierten Instandhaltung ist das Wissen um den Zustand – punktuell (Inspektion) oder kontinuierlich (Zustandsüberwachung).

Gelbes Messfahrzeug im Gleis, von schräg oben betrachtet.
Das Messfahrzeug muss über GPS-/GNSS-Empfänger verfügen, um Ort und Zeit der Messung exakt festhalten und sie eindeutig zuordnen zu können.
© Plasser & Theurer

Umsetzung

Für die Infrastruktur gibt es verschiedene Ansätze, wie die Datenerfassung umgesetzt werden kann:

– mit Messfahrzügen und Messrobotern im Gleis
– mit Kameras und Sensoren/Laserscannern, die an Zügen im Regelbetrieb angebracht werden
und kontinuierlich messen
– mit Kameras und Sensoren in der Infrastruktur, inklusive des Gleises als Sensor (Glasfaser – Fiber Optic Sensor)
– durch Messungen aus der Luft über Drohnen
– standardisiert durch Mitarbeiter mit Eingabe in Apps

Bei vielen Anbietern von Messsensorik und Messfahrzeugen ist das Auswerten der erhaltenen Werte durch Datenanalyse ein Teil der Dienstleistung, mit der Zielsetzung eines Digitalen Zwillings. So liefert jede Instandhaltungsmaßnahme riesige Datenmengen (Anlagedaten, Geometriedaten und Arbeitsparameter).

Bisher mussten die notwendigen Planungsdaten für Instandhaltungsarbeiten bzw. Oberbauerneuerungen mittels Streckenbegehungen und Messfahrten erfasst werden. Herkömmliche manuelle oder maschinelle Methoden erreichen sehr geringe Messgeschwindigkeiten (ca. 5 km/h) und reduzieren durch die notwendigen zusätzlichen Sperrpausen vor und nach Gleisbauarbeiten die Kapazität der Anlage.

 

Gelbes Messfahrzeug nachts im Einsatz. Das Gleis wird beleuchtet und mithilfe von Infrarotlampen und Kameras erfasst.
Messfahrzeug EM100VT vor der Erfassung des digitalen Abbilds
© Plasser & Theurer

Das Versuchsmessfahrzeug EM100VT („VT“ steht für Virtual Track) dient als Trägerplattform für die Entwicklung und die Tests neuer Messsysteme und stellt eine wichtige Basis für die digitale Produktentwicklung dar, denn es eröffnet neue Wege der Zusammenarbeit zwischen Instandhaltungsmaschine und Infrastruktur.

Der EM100VT nutzt ein neu entwickeltes Stereo-Fixpunktmesssystem, bestehend aus zwei Hochgeschwindigkeitskameras mit Infrarotlampen. Mit einer Geschwindigkeit bis zu 100 km/h scannt es Gleis und näheres Umfeld, erzeugt digitale, dreidimensionale Bilder zusammen mit Positionsdaten, überwacht die Gleislage und kann all diese Daten in aufbereiteter Form an weitere Maschinen (z. B. eine Stopfmaschine) weitergeben.

Neben den daraus resultierenden digitalen Vorteilen wie schneller, präziser Planung und exakter Dokumentation, Schadensvorhersage und prädiktiver Instandhaltung gibt es noch weitere Vorteile:

– Qualitätsnachweise über erbrachte Leistungen sind unmittelbar vom Auftraggeber einsehbar.
– Im Gefahrenbereich der Maschinen halten sich weniger Menschen auf, da Gleisbegehungen und Kontrollarbeiten mit hoher Qualität vom Büro aus möglich sind.

Empfohlene Fachliteratur:

Rees, Dagmar, Digitalisierung in Mobilität und Verkehr
https://www.pmcmedia.com/programm/rail/262/digitalisierung-in-mobilitaet-und-verkehr?c=5

BMVI/DB AG (Hrsg.), Infrastruktur für eine starke Schiene
https://www.pmcmedia.com/neuerscheinungen/413/infrastruktur-fuer-eine-starke-schiene