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Für die Wartung setzt der Eisenbahn-Sektor auf komplette Digitalisierung

XavierBiseul
Xavier Biseul
11 Dezember 2019
5 Min gelesen

Internet der Dinge, Drohnen, künstliche Intelligenz … der Eisenbahn-Sektor profitiert von den neuen Technologien, um die Wartung noch vorausschauender zu gestalten.
 
„Aufgrund eines Oberleitungsschadens ist der Verkehr auf dieser Linie unterbrochen.“ Wenn Sie öfter mit dem Zug fahren, wissen Sie, dass diese Nachricht mit einer erheblichen Wartezeit auf dem Gleis einhergeht. Wenn Sie schon in einem Zug sitzen, können Sie nur hoffen, dass diese technische Störung, am besten im Hochsommer, nicht noch von einem Ausfall der Klimaanlage begleitet wird.
 
Auch in diesem Sommer haben zahlreiche mechanische, elektrische oder Pannen in der IT zu umfangreichen Verspätungen geführt. Angesichts der zunehmenden Unzufriedenheit der Reisenden hat die SNCD einen Plan zur flächendeckenden Nutzung neuer Technologien entwickelt.
 
Im April 2016 hat Guillaume Pepy, Präsidient der Eisenbahn-Transporte, seinen Plan „Industrie-Internet“ mit einem Budjet von 500 Millionen Euro vorgestellt. Bis 2020 will die SNCF hunderttausende Sensoren für die vorausschauende Wartung von Waggons, die Inspektion von Gleisen und die Überwachung von Bahnhöfen installieren.

Die vorteilhafte Verbindung von IoT und KI

Unter Industrie-Internet versteht man die Verbindung vom Internet der Ding (IoT) und künstlicher Intelligenz (KI). Das Ziel besteht darin, die vorausschauende Wartung überall zu praktizieren, indem man Sensoren auf Gleisen, Weichen, jedem rollendem Material und in Bahnhöfen anbringt.
 

Von der Klimaanlage bis zum Stromabnehmer

Kommen wir noch einmal auf das Beispiel der Klimaanlagen in Zügen zurück. Es geht vor allem darum, mit allen Mitteln zu verhindern, dass ein Zug anhalten muss und noch wichtiger, dass Reisende aussteigen können. Sensoren, die den Luftdruck messen, ermöglichen es, vor möglichen Störungen zu warnen und Wartungseinsätze auszulösen. Das ist bei Weitem effizienter als sich stur an einen Kalender für Wartungsmaßnahmen zu halten. Andere Sensoren können Defekte aufspüren, die zu einem Schaden in den Oberleitungen führen können.
 
Die SNCF analysiert ebenfalls die Daten, die von Türen übermittelt werden, um die korrekte Schließung zu kontrollieren. Das gleiche gilt für die Heizung, Sanitäranalagen, Batterien, Bremsen und Kompressoren, die Luft für Bremsen oder Stromabnehmer produzieren. Bei letzteren handelt es sich um gebogene Arme, die bei einem elektrischen Zug den Kontakt mit der Oberleitung herstellen.

20% weniger Kosten für die Wartung der Waggons

Während einige Regionalzüge wie der Francilien oder der Regio 2N von Anfang an mit dem Industrie Internet ausgestattet waren, musste die SNCF ältere Waggons erst ans Internet anschließen, um diese Telediagnostic umzusetzen. Durch diese Modernisierung älterer Wagen mit den neuen Technologien (auch „Retrofit“ genannt) sollen bis 2020 drei Viertel des rollenden Materials auf die vorausschauende Wartung umgestellt werden.
 
Bereits jetzt konnten durch die Einführung des Industrie-Internets 20% der Wartungskosten der Waggons eingespart werden. Ein Experte der SNCF erklärt in einem auf der Homepage der Gruppe veröffentlichten Interview, dass 90% der vorausschauenden Wartung darin bestehen, ein bestimmtes Niveau, eine Kennzahl oder eine Performance zu kontrollieren. „Indem wir auf diese Daten zugreifen können, können wir uns auf die restlichen 10% konzentrieren.“

Auch die Bahnhöfe und das Netz werden modernisiert

Aber das Industrie-Internet beschränkt sich nicht nur auf das rollende Material. In den Bahnhöfen nutzt die SNCF das Internet der Dinge, um Störungen von Aufzügen, Rolltreppen, automatischen Türen oder Lichtanlagen zu reduzieren, indem schon die ersten Anzeichen für mögliche Defekte so früh wie möglich erkannt werden.
 
Außerdem vervielfacht die Netzgesellschaft der SNCF die Sensoren im Eisenbahnnetz, um 30 000 km Strecke zu inspizieren. Bauten und besonders anfällige Orte wie Weichen, Bahnübergänge oder Oberleitungsmasten werden sehr engmaschig überwacht. Das Ziel besteht darin, möglichst in Echtzeit eventuelle Schäden zu entdecken.
 
Ausgehend von den gesammelten Daten wir elektrische Intensität, Temperatur oder Hydrometrie ist es möglich, die „Gesundheit“ von Weichen zu optimieren und potenzielle Defekte zu antizipieren.
 
Daneben geht es auch darum, das Verhalten der Geometrie der Gleise zu analysieren. Ein mit Sensoren ausgerüsteter Waggon registriert auch Irregularitäten der Gleise. Wenn diese Daten von einem Algorithmus mit künstlicher Intelligenz analysiert werden, kann das Verhalten der Gleise entsprechend des zirkulierenden Gewichtes und des Wetters vorhergesehen werden. Andere stationäre Sensoren messen die Temperatur der Gleise, um vor Verformungen in Hitzeperioden zu warnen.

Drohnen zur Inspektion anfälliger Geräte

Die SNCF nutzt auch größere verbundene Objekte wie Drohnen. In Technikzentren werden sie eingesetzt, um den Zustand von Wagendächern zu kontrollieren. In freier Wildbahn inspizieren sie Bauten und anfällige Geräte oder analysieren die Vegetation entlang der Gleise.
 
Je nachdem welche Pflanzen vor Ort angetroffen werden, wird ihr Wachstum antizipiert, damit die Gleise nicht in Mitleidenschaft gezogen werden. Die Integration von Wetterdaten ermöglicht es, sich auf anfällige Zonen des Netzes zu konzentrieren, in denen das Risiko herabfallender Äste oder Bäume besonders hoch ist. Die Netzgesellschaft der SNCF hat mit Altametris sogar eine Tochter gegründet, die sich ausschließlich mit der Wartung von Infrastruktur durch Drohnen befasst.

IBM und Sigfox, Partner der SNCF

Um diesen enormen Plan des Industrie-Internets umzusetzen, hat die SNCF Partnerschaften mit verschiedenen High-Tech-Firmen aufgebaut. 2017 hat sie einen Drei-Jahres-Vertrag mit IBM unterschrieben, um die Cloud des amerikanischen Riesen und sein System kognitiver Intelligenz namens Watson nutzen zu können. Zur Übermittlung der Daten im gesamten Netzgebiet, arbeitet die SNCF auch mit LoRa und Sigfox zusammen, den Netzen mit niedriger Bandbreite, die speziell für das IoT entwickelt wurden.
 
Die SNCF hat außerdem einen Raum 574 (Haus des Digitalen, dessen Namen vom 2007 von der SNCF aufgestellten Geschwindigkeits-Weltrekord stammt) in Labège, nahe Toulouse, eröffnet. Die Gegen ist auch als IoT Valley bekannt und die SNCF befindet sich damit in der Nähe von Sigfox und Intesens. Dieses Start-Up entwickelt Sensoren ohne Kabel, die bei der Überwachung weit entfernter industrieller Anlagen eingesetzt werden sollen.