Hochmoderne Kameraanalyse für mehr Sicherheit im Bahnverkehr

Als umweltschonendes sicheres Transportmittel ist der Schienengüterverkehr eine wesentliche Komponente für eine zukunftsfitte wettbewerbsfähige Industrie. Er erfreut sich daher immer größerer Beliebtheit, die Bedarfe steigen permanent. Damit sie optimal genutzt werden können, müssen schienengebundene Transporte leistungsfähig und zuverlässig sein. Dies gilt auch für den Waggon als wichtigste Güterverkehr-Ressource. Ziel eines aktuellen divisionsübergreifenden voestalpine-Pilotprojekts ist daher die gemeinsame Entwicklung einer Visual Train Analysis, die der Eisenbahnindustrie in Zukunft weltweit erheblichen Mehrwert liefern soll.

Mit der Visual Train Analysis (VTA), einer innovativen kamerabasierten Zustandsanalyse für Waggons in Bewegung, unterstützen gleich zwei voestalpine-Divisionen die Bahnindustrie dabei, die Instandhaltung zu optimieren und den Verkehrsträger noch sicherer zu gestalten. voestalpine Signaling Siershahn (Metal Engineering Division) ist Know-How-Träger in der Entwicklung, Implementierung und dem Aufbau von Sensoriken für die Eisenbahnindustrie, LogServ (Steel Division) bringt die Expertise im Betreiben von Anschlussbahnen und Eisenbahnverkehrsunternehmen sowie der Instandhaltung von Güterwaggons ins Projekt ein.

Mit der Visual Train Analysis erhält die Eisenbahnindustrie einen visuellen Unterstützungspunkt, um Waggons automatisiert zu beurteilen und die Entwicklung der Wagen hinsichtlich relevanter Verschleißteile zu verfolgen. Damit wird aufgrund der laufenden technischen Kontrollen die Sicherheit im Eisenbahnverkehr erhöht. Im Sinne der Predictive Maintenance können zudem Werkstättenaufenthalte von Waggons noch vorausschauender geplant werden. Damit einhergehen optimierte Lagerhaltung und Personalplanung sowie reduzierte Ausfallzeiten von Wagen.

Zukünftig sollen mit hochauflösenden Kameras potenzielle Schäden und Verschleißerscheinungen an kritischen Bauteilen erfasst und der Zustand der Waggons dokumentiert werden. Diese Analyse wird während der Fahrt ohne Beeinträchtigung des regulären Betriebs durchgeführt. Fünf Industriekameras, zwei auf jeder Seite des Gleises sowie eine zusätzlich erhöht angebrachte, machen diese automatische Aufnahme möglich. Sie erfassen den Waggon aus allen Perspektiven: vom Drehgestell über den Aufbau bis zum Dach. Insgesamt neun Infrarot-Blitzer sorgen dafür, dass die Bilder bei Tag und Nacht gleichmäßig gut beleuchtet sind. Der Blitz im Nahinfrarotbereich ist für das menschliche Auge nicht sichtbar, damit es im Betrieb zu keinerlei Beeinträchtigungen kommen kann. Die Bilder werden von Algorithmen analysiert, Waggonnummer, quasi das Nummernschild des Waggons, Revisionsdatum, QR-Codes sowie andere Aufschriften ausgewertet. Panoramabilder lassen Rückschlüsse auf den allgemeinen Waggonzustand zu. Zudem erkennt der Algorithmus mögliche Gefahrgutbeschilderungen, ob der Waggon vorschriftsmäßig geschlossen ist sowie die Dicke des Rades, um damit Rückschlüsse auf den Verschleiß zu ziehen. Durch diese automatische Identifizierung mithilfe der VTA, erhalten Kund:innen jederzeit Klarheit über den Standort und Zustand der jeweiligen Wagen.

Das Kooperationsprojekt läuft nun bereits seit Herbst 2020, im Juni 2022 wurde der erste Prototyp am voestalpine-Werksgelände in Linz installiert. Die Pilotanlage befindet sich für Geschwindigkeiten von bis zu 40 km/h in Prüfung. Denkbar sind aber auch Geschwindigkeiten von bis zu 250 km/h, womit die Visual Train Analysis auch für Hochgeschwindigkeitszüge geeignet wäre. Passende Hardware dafür wird derzeit im hauseigenen Labor getestet. Seit Beginn der Tests wurde außerdem die Fehlerrate verringert, die Trefferquote erhöht und die Funktionen der VTA weiterentwickelt. Die nächste Entwicklungsstufe für Hard- und Software befindet sich bereits in Ausarbeitung. So könnten beispielsweise auch die Dicke der Bremsbeläge, mögliche Risse der Federn sowie fehlende Abdeckungen, Schrauben und Muttern erfasst werden. Weitere entscheidende Parameter, um den Verkehrsträger Bahn noch sicherer, wirtschaftlicher und zuverlässiger gestalten zu können.