Neues revolutionäres System ermöglicht schnelle Instandhaltungsprüfungen von Schienennetzen
Die Instandhaltung der Schieneninfrastruktur beinhaltet eine umfassende Sichtprüfung der Fahrleitungen (Oberleitungen) durch eine Bedienungsperson, einschließlich einer Begehung des gesamten Netzes mindestens zweimal pro Jahr. Diese Sichtprüfungen sind sehr kostspielig, relativ ungenau und blockieren oftmals die inspizierten Leitungen für längere Zeit, sodass die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit des Netzes sinkt. Der Eisenbahnsektor gibt pro Streckenkilometer 39 600 EUR für die Instandhaltung der Schieneninfrastruktur aus, was 38 % der Gesamtbetriebskosten entspricht. Da die EU über eine Schieneninfrastruktur von etwa 111 000 Kilometern verfügt, belaufen sich die jährlichen Gesamtkosten für die Instandhaltung auf über 4 356 Millionen EUR. Um wettbewerbsfähiger zu werden, muss der Eisenbahnsektor Europas daher Wege zur Senkung dieser Kosten finden. Das EU-finanzierte Projekt tCat ging diese Herausforderung durch die Entwicklung eines innovativen Systems an, das die Instandhaltungskosten für Oberleitungen drastisch senkt. „Unsere neuartige Draisine ist eine mobile Echtzeit-Kartierungslösung, welche die Planung, Installation und Instandhaltung von Oberleitungen und unterstützenden Infrastrukturen für den Antrieb elektrischer Züge erleichtert und beschleunigt“, sagt Projektleiter Cesáreo González Álvarez.
Einfacher Transport und Gebrauch
Das Forscherteam aktualisierte den bestehenden Prototyp, der vom spanischen Unternehmen Telice S.A entwickelt worden war, welcher die mobile Echtzeit-Kartierung des Oberleitungsbetriebs weitaus schneller durchführen kann. „Die Initiative ermöglichte uns eine wichtige technische Nachrüstung unseres tCat-Messwagens, welche die Messgeschwindigkeit drastisch verbessert und in realen Betriebsumgebungen getestet wurde“, erklärt González Álvarez. Der (ungefähr 26 kg) leichte Messwagen ist klappbar und einfach vor Ort zu montieren. Außerdem beinhaltet er LiDAR-Sensoren (Lasererfassung und Entfernungsmessung) für die Erstellung eines zweidimensionalen Profils der Streckenumgebung. Er enthält zudem Sensoren für die Trägheitsmessung zur Verfolgung der Streckenparameter und ein globales Satellitennavigationssystem für die Positionsbestimmung statischer Messungen. Darüber hinaus wendet die Draisine Maschinenlernalgorithmen für die Verarbeitung statistischer Daten und eine automatisierte Extraktion bestimmter Parameter an. tCat kann ebenfalls mit einer Cloud-Plattform verbunden werden, damit externe Benutzer auf die vor Ort erhobenen Informationen zugreifen können. Die Daten werden dann zur Erstellung kundenspezifischer Berichte über Pol- und Midspan-Profile sowie Höhen- und Versatztabellen und Grafiken genutzt.
Ein großer Fortschritt
Das System ermöglicht sofortige Messungen der Fahrdrahthöhe sowie des Versatzes und anderer geometrischer Parameter, etwa von Abständen, Kilometerständen, Überhöhungen (Bahnübergänge) und Gefällen (Längsniveau). González Álvarez meint hierzu: „Die Minderung von Risiken, Betriebsverzögerungen, Abschaltungen, Kosten-, Zeit- und Produktivitätsverlusten ist dank tCat jetzt kostengünstig.“ Tunnelvermessungen können auch für Projekte zur Elektrifizierung vorhandener, nicht elektrifizierter Eisenbahnstrecken eingesetzt werden. „tCat erstellt Ist-Querschnittsprofile alter Tunnel, anhand derer bei Oberleitungsplanungen die Anforderungen an die Tunnelabstände definiert werden können. Es kann außerdem die Position des Bahngleises relativ zu den umgebenden Strukturen bestimmen, um sicherzustellen, dass der Zug den Tunnel sicher durchfahren kann und dass die Schienen frei von Vegetation sind“, erklärt González Álvarez. Dank des mobilen tCat-Kartierungssystems für Oberleitungen können Prozesse jetzt fünf bis sechsmal schneller durchgeführt werden, sodass die Kosten um bis zu 80 % sinken. Das System stellt somit im Hinblick auf Kostenersparnisse und vorbeugende Instandhaltungsarbeiten eine revolutionäre und einzigartige Lösung dar. „Das Projekt ermöglichte uns auch, Interessengruppen in Spanien, dem Vereinigten Königreich, den USA und weiteren Ländern zu erreichen, die wichtige Erkenntnisse für die Produktentwicklung lieferten und kontinuierlich Feedback zu weiteren Verbesserungen bereitstellen werden“, betont González Álvarez.
Schlüsselbegriffe
tCat, Instandhaltung, Draisine, Wagen, Trolley, Oberleitungsausrüstung, Oberleitung, Sensor, light detection and ranging (LiDAR), Lasererfassung und Entfernungsmessung, Fahrleitung, Schienennetz
