Lösung 1. Klasse: DB Systemtechnik reserviert HBK Stammplatz in Regelzügen

Tag für Tag sind im über 33.000 km umfassenden Streckennetz der Deutschen Bahn 40.000 Züge unterwegs. Gemeinsam legen sie pro Jahr eine Milliarde Kilometer zurück. Mit Hinblick auf den Schutz des Klimas und der damit verbunden zunehmenden Verlagerung des Personen- und Güterverkehrs auf die Schiene wird sich die jährlich zurückgelegte Strecke in den kommenden Jahren weiter erhöhen – und dies vor dem Hintergrund einer gleichbleibenden Schieneninfrastruktur.

Die Sicherheit und Leistungsfähigkeit der Schieneninfrastruktur genießt daher bei zunehmender Belastung oberste Priorität. Dafür verantwortlich ist die DB Systemtechnik. Sie überwacht im Auftrag der DB Netze die Gleisanlagen, um deren maximale Verfügbarkeit und größtmögliche Sicherheit zu garantieren. Damit leistet sie auch einen wertvollen Beitrag zu einer starken Schiene, die vor dem Hintergrund des Klimawandels weltweit ein Thema ist. Im Kontext der gesetzlichen Verpflichtung zur Wartung und Pflege des Streckennetzes nutzt die DB Netz AG eigene Messzüge, wie beispielsweise das RAILab. Seit einiger Zeit ergänzt das Eisenbahninfrastrukturunternehmen die klassischen Methoden der Überwachung jedoch. Sie setzt dazu auf ein kontinuierliches Infrastrukturmonitoring mithilfe von Regelzügen, ausgestattet mit der zuverlässigen Messtechnik von HBK.

Problem

Für die Eisenbahninfrastruktur stellt die Zunahme der Verkehre bei bestehender oder kaum wachsender Infrastruktur eine gewaltige Herausforderung dar. Der DB Netz AG bleibt angesichts dieser Entwicklung weniger Zeit für das Infrastrukturmonitoring mit Inspektionsfahrzeugen. Zudem reduzieren sich die Sperrpausen für Instandsetzungen.

Lösung

Als Ergänzung ihrer bestehenden Prüftechnik stattete die DB Systemtechnik GmbH bereits Anfang der 2000er Jahre einen Regelzug mit Messtechnik für das kontinuierliche Infrastrukturmonitoring aus. Dabei entschied sich das Unternehmen für die bewährte, robuste und zuverlässige Standardtechnik von HBK, die seither im regulären Schienenverkehr sicher, zuverlässig und ohne Personalaufwand autonom Messungen durchführt.

Ergebnis

Die in mehreren Regelzügen für das Betriebs- und Zustandsmonitoring eingesetzte Messtechnik überzeugt. Die Güte der Messergebnisse aus dem regulären Bahnverkehr ist der der spezialisierten Messzüge und RAILabs ebenbürtig. Die daraus abgeleiteten Erkenntnisse über den Zustand der geprüften Infrastruktur sind eine wertvolle Ergänzung zur Regelinspektion. Insgesamt konnte die Oberbauqualität so deutlich verbessert werden.

Beispielbild weitläufiger Gleisanlagen, die zu monitoren sind

DB Systemtechnik GmbH im Einsatz für die starke Schiene

Die DB Systemtechnik GmbH leistet einen wichtigen Beitrag zur Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Schienennetzes in Deutschland. Dazu prüft die Tochter der Deutschen Bahn im Auftrag der DB Netze mit Messfahrzeugen in regelmäßigen Abständen die Gleislage. Ziel des kontinuierlichen Infrastrukturmonitorings ist es, Störstellen möglichst frühzeitig zu erkennen und zu beheben, bevor größere Schäden entstehen. Zudem dienen die gewonnenen Erkenntnisse der gezielten Wartung und Pflege der vorhandenen Gleisanlagen.

Das Unternehmen leistet auf diese Weise einen wertvollen Beitrag zu einer sicheren und leistungsfähigen Schieneninfrastruktur. Dies wird insbesondere vor dem Hintergrund eines rund um den Globus zunehmenden Personen- und Güterverkehrs auf der Schiene sowie der Bedeutung, die klimaneutrale Verkehrsmittel im Rahmen des Klimaschutzes spielen, weltweit immer wichtiger.

Ergänzende Möglichkeiten für das kontinuierliche Infrastrukturmonitoring gesucht

Bei der Überwachung und Kontrolle der Gleisanlagen setzt die DB Systemtechnik GmbH Messzüge zur Vermessung der Gleisgeometrie ein. Die Inspektionen werden, abhängig von der Streckenhöchstgeschwindigkeit und Streckenbelastung, in zeitlich festgelegten Intervallen durchgeführt. Ein kontinuierliches Zustandsmonitoring der Eisenbahninfrastruktur ist kaum möglich.

Darüber hinaus führt der sich im Kontext des Klimaschutzes zunehmend auf die Schiene verlagernde Personen- und Güterverkehr zu einer höheren Aus- und Belastung der kaum wachsenden Gleisinfrastruktur. Gleichzeitig führt der wachsende Verkehr auf der Schiene dazu, dass sich die für Infrastrukturinstandhaltung und Instandsetzungen verfügbaren Zeiten geringer werden. Das Unternehmen war daher auf der Suche nach einer leistungsfähigen Lösung zur Optimierung der eigenen messtechnischen Infrastruktur.

Es entstand daher die Idee, die Regelzüge im Regional- und Fernverkehr als Ergänzung zur Regelinspektion zu nutzen. Mit entsprechend robuster Messtechnik ausgestattet, könnten sie aufgrund der täglich zurückgelegten Kilometer ein umfassendes Monitoring der gesamten Schieneninfrastruktur ermöglichen. So würde beispielsweise je ein mit Messtechnik ausgestatteter ICE pro Baureihe mit einer durchschnittlichen Laufleistung von 1.500 Kilometern am Tag ausreichen, um das 10.000 Kilometer zählende ICE-Netz vollständig abzudecken.

Um die Idee, Regelzüge ergänzend für das kontinuierliche Infrastrukturmonitoring einzusetzen auf ihre Machbarkeit zu überprüfen, wurde ein eigenes Innovationsprojekt gestartet. Im Projekt „Zustandsmonitoring durch Regelzüge“ zeigte sich schnell, dass die im regulären Zugverkehr erfassten Daten den Messdaten der Regelmessung in Qualität und Güte ebenbürtig waren. Und dies, obwohl die Messdaten im Gegensatz zur klassischen Messmethode sogar autark und voll automatisiert ohne zusätzliches Personal gewonnen wurden.

HBK löst Zugticket mit robuster und präziser Standardtechnik

Zur Umsetzung des Innovationsprojektes war die DB Systemtechnik GmbH auf der Suche nach robuster Standardmesstechnik, die auch unter anspruchsvollen Einsatzbedingungen und ohne Wartungsaufwand zuverlässig präzise Ergebnisse liefert – und dies völlig autark, ohne den Einsatz von zusätzlichem Personal. Neben der Durchführung vollautonomer Messungen inklusive der automatischen Zuordnung der Messdaten waren ein größtmöglicher Brandschutz sowie die elektromagnetische Verträglichkeit mit bestehenden Zugsystemen weitere Kriterien bei der Wahl der geeigneten Technik. Last but not least sollte die Messtechnik in der Lage sein, ein Gigabyte Daten pro Tag und Zug erheben, auswerten und direkt verwertbar verfügbar machen zu können.

Fündig wurden die Experten der DB Systemtechnik GmbH bei HBK. Die Messtechnik-Experten aus Darmstadt lieferten die gewünschten Messverstärker. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Messung der vertikalen Beschleunigung im Achslager, die bereits nach einer einmaligen Kalibrierung zuverlässige Rückschlüsse auf die Gleislage zulässt. Dazu werden die jeweiligen Längshöhen mittels eines eigenen Algorithmus aus den gelieferten Messdaten ermittelt und den Experten von DB Systemtechnik via drahtloser Datenübertragung zur direkten Auswertung zugänglich gemacht.

In den zur ergänzenden Messung eingesetzten Regelzügen im Regional- und Fernverkehr kommen dazu ein hoch performanter Datenrekorder QuantumX CX 22B-W, die Datenerfassungssoftware catman®AP sowie Quantum MX840B zum Einsatz. Zur Vereinfachung der Abläufe findet auf den Zügen lediglich eine Parametrierung der Messsysteme statt. Einmal eingerichtet und läuft die Messtechnik zuverlässig autark.

Im Zug werden im Kontext des Infrastrukturmonitorings die Beschleunigung für jede Position gemessen und anschließend direkt online übermittelt. Zur Synchronisierung der Systeme wird ein eigener NTP Server eingesetzt. Dieser stellt zu jeder Messung den entsprechenden Zeitstempel zur Verfügung und gewährleistet so eine genaue Zuordnung der gemessenen Zustandsdaten zu jedem Gleisabschnitt.

Erstklassige Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten im Infrastrukturmonitoring

Das Innovationsprojekt hat gezeigt, dass sich das gesamte Streckennetz der Deutschen Bahn mit geringem Aufwand mithilfe von Regelzügen inspizieren lässt. Diese lieferten bis heute über mehrere Millionen gefahrene Kilometer hinweg zuverlässig Daten, die in Ihrer Güte denen der Regelinspektion ebenbürtig sind. Zudem konnte im Testverlauf eine deutliche Verbesserung der Oberbauqualität erzielt werden.

Das Verfahren ist inzwischen ausgereift und wurde offiziell von DB Netz AG zugelassen. Die kontinuierliche Überwachung der Gleislagenqualität soll künftig ergänzend zur Regelinspektion aktuelle Informationen zum Zustand der Strecken liefern. Auf diese Weise lassen sich die Instandhaltung der Schieneninfrastruktur besser planen und die Betriebsqualität sowie die Leistungsfähigkeit des Netzes erhöhen. Denkbar wäre, künftig weitere Eigenschaften im Rahmen der smart Maintenance zu beobachten.

Die Schieneninspektion erfolgt durch Regelzüge wie dem IC 2

HBK präzise, zuverlässig und robust

Bereits in der Vergangenheit vertraute die DB Systemtechnik auf Messtechnik von HBK. Die dabei gemachten positiven Erfahrungen mit den Produkten, Services und Experten aus Darmstadt haben sich nun einmal mehr bestätigt. Die eingesetzten messtechnischen Kompetenten erfüllen noch immer alle geforderten Kriterien und liefern zuverlässig präzise Zustandsdaten. Darüber hinaus bestechen sie durch eine einfache Bedienung und eine Konnektivität, die vielfältige Möglichkeiten auch für die Zukunft bietet. Darüber hinaus überzeugten das Know-how der am Projekt beteiligten HBK-Experten und die lösungsorientierte Zusammenarbeit mit ihnen sowie der sehr gute Support der Messtechnik-Profis.

„Die von uns im Rahmen des Continuous Track Monitorings des DB Streckennetzes in Regelzügen eingesetzte Standardmesstechnik von HBK liefert bereits seit Jahren zuverlässig die gewünschten Messdaten. Sie ermöglichen uns präzise Einblicke in den Zustand der Schieneninfrastruktur und leisten damit einen wichtigen Beitrag für eine starke Schiene und hoch verfügbare Gleisanlagen, die insbesondere in Zeiten eines zunehmenden Schienenverkehrs immer wichtiger werden.“

Dr.-Ing. Klaus Ulrich Wolter, DB Systemtechnik GmbH

Über die DB Systemtechnik GmbH

Die DB Systemtechnik GmbH ist eine Tochtergesellschaft der Deutschen Bahn AG. Seit 2011 erbringt das Unternehmen für den Konzern und Fremdunternehmen national und international vielfältige Ingenieurdienstleistungen rund um den technischen Bahnbetrieb. Das Angebot der DB Systemtechnik umfasst dabei Dienstleistungen im Bereich der Fahrzeugtechnik, der Infrastruktur, der Instandhaltung und der Konstruktion. Zur Erbringung dieser Leistungen verfügt das Unternehmen unter anderem über eigene Schienenfahrzeuge für Mess- und Versuchsfahrten. Zudem übernimmt die Bahntochter auch die Prüfung und Zulassung der von ihm erarbeiteten technischen Lösungen.