Weltweit sollen Eisenbahnen attraktiver, benutzerfreundlicher, leistungs- und wettbewerbsfähiger, erschwinglicher, wartungsfreundlicher, effizienter und nachhaltiger werden. Die laufende Diagnose und das begleitende Monitoring der gesamten Bahninfrastruktur – vom Gleisbett bis zum rollenden Material – ist dafür ein wesentlicher Baustein.
Besonders Weichen, die das nahtlose Verbinden der Bahnstrecken ermöglichen, und Brückenanschlüsse stehen im Fokus der Instandhalter:innen und der Assetmanager:innen, aber natürlich auch die Lokomotiven und Waggons. Denn fix ist: der Güterverkehr, die Highspeed-Bahnen und städtische U-Bahnen müssen eine gesichert hohe Verfügbarkeit bei gleichzeitiger Kostenreduktion auf die Schiene bringen.
Für eine optimal funktionierende Bahninfrastruktur braucht es zusätzlich zu den Schienen, Weichen, Brücken, Lokomotiven und Wagons auch entsprechende Signal- und Überwachungssysteme, denn die Bewegungen auf den Gleisen müssen perfekt aufeinander abgestimmt und vor allem sicher sein.
Und das …
Warum? Weil Verspätungen und Unterbrechungen zu unzufriedenen Kund:innen, Strafzahlungen und Umsatzverlusten für die Betreiber:innen führen.
Anlageninformationen und solche für das rollende Material in Echtzeit unterstützen bei der Planung und Durchführung von Wartungsarbeiten, die die Anforderungen nach Verlässlichkeit, Sicherheit und Kostenreduktion in allen Situationen begünstigen. Der Trend zu digitalen Bahnlösungen wurde nicht zuletzt bei der wichtigen Bahnfachmesse InnoTrans in Berlin deutlich: Dort, und natürlich im praktischen Einsatz bei unseren weltweiten Kund:innen, zeigt die Softwareplattform „zentrak“, wie das zu bewerkstelligen ist.
Die Softwareplattform zentrak vereint alle Bahn-Softwaremodule innerhalb der Railway Systems Gruppe. Konkret heißt das: zentrak ermöglicht mit smartem und integriertem Monitoring der fixen Bahninfrastruktur sowie dem Check des rollenden Materials die vorbeugende und präzise Wartung des gesamten Bahnsystems der Bahnbetreiber:innen. Außerdem stellen wir auch auch die nötige Hardware – die Sensorik – unter der Marke zentrak für unsere Kund:innen bereit.
Mithilfe von Hightechsensoren werden präzise Zustandsdaten einer spezifischen fixen Anlage oder eines rollenden Materials in Echtzeit erfasst und übermittelt. Die Softwareplattform zentrak sammelt diese Daten und stellt die Ergebnisse standortunabhängig sowie unmittelbar in übersichtlichen Dashboards für die Bahninfrastruktur-Betreiber:innen dar oder kann Alarme an die betroffenen Zugsführer:innen auslösen. So wird der Lebenszyklus der Anlagen digital erfasst und die optimale Instandhaltungsstrategie kann daraus abgeleitet werden. Das maximiert die Verfügbarkeit, optimiert die Instandhaltungskosten und reduziert das Ausfallrisikos.
Beim Monitoring der fixen Bahninfrastruktur sind die Weichen (Switch Condition Monitoring, kurz SCM) als hochfragile und besonders wichtige Verbindungsstücke für das Bahnnetzwerk im Fokus. Geschwindigkeiten von fast 400 km/h und Abzweiggeschwindigkeiten über 200 km/h auf Hochleistungsstrecken stellen enorme Anforderungen an Schienen und Weichen dar.
Die Zugerfassung und -identifikation (Train Detection Monitoring, kurz TDM) überwacht den sicheren Abstand der einzelnen Züge auf den verschiedenen Bahnstrecken.
Weitere zentrak-Module detektieren die verlässliche Stromversorgung (Signaling Power Monitoring, kurz SPM) des Überwachungssystems wie auch der Signalanlagen auf Bahnübergängen (Rail Crossing Monitoring, kurz RXM) und schließlich auch den Zustand der Gleise und Schienen (Track and Rail Monitoring, kurz TRM), besonders bei Brückenübergängen.
Sensoren zeichnen kontinuierlich vertikale und laterale Bewegungen der Gleise, an Schienenbrüchen wie Brücken sowie Temperaturdifferenzen auf und übermitteln die erfassten Daten an einen Server. Die so gewonnenen Messwerte liefern wertvolle Informationen sowohl zur Zuverlässigkeit von Gleisanlagen und erlauben dadurch eine effiziente Wartung.
Zusätzlich zur Detailanalyse des Schienennetzes an den überwachten Stellen kann auch eine grobe Klassifizierung des Rollmaterials, also der Züge, vorgenommen werden. Wenn zum Beispiel ein sehr schlechtes Rad über eine überwachte Weiche fährt, kann das Monitoringsystem den Zugsbetreiber:innen gegenüber auch eine konkrete Überprüfung empfehlen.
Verlässlichkeit, Schnelligkeit und Komfort, inklusive Geräusch- und Vibrationsarmut, sind für den modernen Personenverkehr per Bahn auf urbanen aber auch auf Überlandstrecken von besonderer Bedeutung. Für den Gütertransport sind wiederum Verlässlichkeit, Wartungsfreundlichkeit, Schnelligkeit und eine hohe Belastbarkeit entscheidend. Auch das Rollmaterial wird daher idealerweise bei laufender Fahrt, also bei Geschwindigkeiten von bis zu 400 km/h, Checks unterzogen, um sichere Fahrten und eine punktuell effiziente Wartung auszulösen oder zu planen.
Das Ziel der sicheren Fahrt ist immer klar:
Den Überblick über die Echtzeitdaten der gesamten Flotte behält das Management-Modul (zentrak Fleet Condition Monitoring). Mit dabei sind eine Überwachung und Alarmierung bei kritischen Ereignissen, „Machine Learning“-Algorithmen zur proaktiven Vermeidung von Ausfällen, Reports und die Administration der Software. Zahlreiche Diagnosemöglichkeiten stehen dann für die Bahnbetreiber:innen individuell, optional und skalierbar zur Verfügung.
Die zentrak Automatic Vehicle Identification identifiziert den individuellen Zug oder die Zugskomponente für den Check eindeutig mittels Radio Frequenz Identifikation (RFID).
Die zentrak Entgleisungserkennung detektiert zuverlässig entgleiste Räder und kann frühzeitig alarmieren.
Akustische Sensoren überprüfen den Radlagerzustand, sowohl von Kegelrollenlagern als auch von Zylinderrollenlagern, im laufenden Betrieb bei Geschwindigkeiten bis zu 160 km/h.
Das zentrak Profilvalidierungssystem kann mittels Lasermessungen verrutschte Ladungen oder hängengebliebene Äste erkennen, die vorbeifahrende Züge oder die Bahninfrastruktur beschädigen könnten.
Die Temperaturüberwachung von Achslagern, Radkränzen und Bremsscheiben fahrender Züge mittels Infrarot (Hot Box Detection, Hot Wheel Detection, Cold Wheel Detection und Sliding Wheel Detection) bei einer Geschwindigkeit bis zu 450 km/h schützt vor Überhitzung der Komponenten und daraus resultierende Gefahren.
Die zentrak Flachstellenortung misst kontinuierlich jedes Rad und prüft als dynamische Gleiswaage Ungleichgewichte oder Überladungen bei Geschwindigkeiten bis 450 km/h.
Die Schlagdetektion (DED) überwacht vorbeifahrende Züge auf herabhängende Objekte, die eine Gefahr darstellen oder die Infrastruktur schädigen können.
Die visuelle Überwachung von Zügen und Fahrzeugkomponenten liefert wertvolle Zusatzinformationen für das Instandhaltungspersonal, wenn z. B. eine Schraube angezogen, eine nachgezogene Kette oder ein nicht genehmigtes Graffiti entfernt werden soll.
Und aktuelle Umweltdaten können Zugführer:innen zum Beispiel über zeitweise starke Seitenwinde an Brücken und offenen Schneisen vorinformieren.
Mit der Software „zentrak Anlagen- und Instandhaltungsmanagement“ werden aus digitalen Daten reale Werte. Genau an der Schnittstelle von rollendem Material oder Schieneninfrastruktur zu Instandhaltung bewährt sich das Digital Track Management (DTM), das in Zusammenarbeit zwischen der Boom Software AG und unseren Mitarbeiter:innen der voestalpine Railway Systems entwickelt wurde. Es unterstützt Streckenbetreiber:innen, Lieferant:innen und Servicedienstleister:innen dabei, sowohl mit einer vorbeugenden Alarmierung als auch mit Standort-, Bauteil- und Bilddaten die Instandhaltungsprozesse effizient zu planen, diese dann mobil und digital zu dokumentieren und den so erfassten Lebenszyklus von Infrastrukturanlagen zu optimieren.
Die oft eher routinemäßigen oder schlimmstenfalls reaktiv durchgeführten Instandhaltungen können mit entsprechenden Daten, Auswertungen und Alarmierungen in individuell effizientere Instandhaltungen übergeleitet werden. Soll heißen: Warten dort, wo es nötig und vorbeugend sinnvoll ist. Ideal wäre, dass die Überwachung der Anlagenkomponente bei gutem Zustand startet und die Veränderungen protokolliert werden bis schließlich Wartungen der Infrastruktur in den nächsten drei bis sechs Monaten sinnvoll werden. Dann haben die Betreiber:innen genügend Vorlaufzeit, die Instandhaltungen mit allen gesetzlichen Regelungen speziell zum Betreten der Gleisanlagen und Ressourcen wie Personal, Ersatzteile oder Werkzeuge zu planen und einzutakten.
Die Reise hat gerade erst begonnen, wenn es weltweit um moderne Bahnsysteme geht, die Menschen und Güter ökologisch, sicher, verlässlich und rasch zu transportieren. zentrak bietet eine 360°-Sicht auf die Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft sowohl von Gleisanlagen als auch vom rollenden Material der Bahn. zentrak macht die Vision einer Welt real, in der Instandhaltung nicht nur eine Reaktion auf Probleme ist, sondern gut informiertes, vorausschauendes Management. zentrak ist die Neudefinition von Instandhaltung und Leistungsoptimierung von Bahnanlagen.
Monitoring- und Diagnosesysteme für den Bahnbetrieb sind wesentlich, um den aktuellen Anforderungen der Kund:innen im Personen- und Güterbahnverkehr gerecht zu werden. Verfügbarkeit erhöhen und Kosten senken: Das geht mit zentrak!
Die voestalpine ist ein weltweit führender Stahl- und Technologiekonzern mit kombinierter Werkstoff- und Verarbeitungskompetenz. Die global tätige Unternehmensgruppe verfügt über rund 500 Konzerngesellschaften und -standorte in mehr als 50 Ländern auf allen fünf Kontinenten. Sie notiert seit 1995 an der Wiener Börse. Mit ihren Premium-Produkt- und Systemlösungen zählt sie zu den führenden Partnern der Automobil- und Hausgeräteindustrie sowie der Luftfahrt- und Öl- & Gasindustrie und ist darüber hinaus Weltmarktführer bei Bahninfrastruktursystemen, bei Werkzeugstahl und Spezialprofilen. Die voestalpine bekennt sich zu den globalen Klimazielen und verfolgt mit greentec steel einen klaren Plan zur Dekarbonisierung der Stahlproduktion.