Der Bahnverkehr ist nach dem Straßenverkehr der zweitwichtigste Verkehrsträger. Die Bahn verliert beim Gütertransport jedoch zunehmend Marktanteile an den LKWs. Im Unterschied zu einem Güterwagen verfügt der LKW über Elektronik an Bord und ein Bus-System, um die Verschleißzustände neuralgischer Komponenten zu erfassen. Ein LKW wird einer regelmäßigen Wartung und Instandsetzung zugeführt, die eine weitgehend minimale Auswirkung auf dessen Einsatzfähigkeit hat. Kurzum: Da es fortlaufende Daten aus dem Betrieb gibt, können LKWs höchsteffizient im Hinblick auf Instandhaltungskosten und Verfügbarkeit agieren.

Für Güterwagen auf der Schiene dagegen existieren bislang keine Messwerte aus dem laufenden Betrieb. Wartungen werden in unterschiedlichen Revisionszyklen zwischen einem, drei oder maximal sechs Jahren durchgeführt. Doch auch vor jeder Zugabfahrt stellt ein technisch Befähigter, nämlich der Wagenmeister, den betrieblich sicheren Zustand des Zuges fest. In diesem Rahmen sollten auch die einzelnen Wagen mit dem RailWatch Monitoring-System erfasst und neuralgische Punkte – wie Achsen, Räder und Bremsen – vermessen werden. Die Instandhaltung erfolgt auf Basis historisch gewachsener Regelwerke, die sehr hohe Sicherheitswerte vorsehen. Das können bestimmte Grenzwerte sein, die bedingt durch ein  hohes potentielles Risiko mit besonders viel Sicherheitspuffer ausgestattet sind. Solche Sicherheitspuffer existieren beispielsweise für Bremssohlen. Tatsächlich erfolgt die Wartung hier auf Basis von Verschleißannahmen (Erfahrungswerte im Durchschnitt plus Sicherheitspuffer), der Ist-Zustand bleibt intransparent. Diese Vorgehensweise führt zu suboptimalen Ineffizienzen, die sich letztlich in einer vergleichsweise geringen Marktfähigkeit des Schienengüterverkehrs im Vergleich zum LKW auswirken.

Die Herausforderung

Um an Zustandsdaten von Schienengüterwagen und Zugmaschinen zu gelangen, können aufgrund der noch fehlenden Elektrifizierung des Güterwagens keine Onboard-Systeme eingesetzt werden. Daran zeigt sich unter anderem auch, dass der Güterwagen im Grunde seit 180 Jahren ohne jede Innovation auskommen muss.

Kommt es zu einem Schadensfall, erfolgt die Erfassung heute manuell im Rahmen des „Allgemeiner Vertrags für die Verwendung von Güterwagen“ (AVV). Zukünftig sollen im Rahmen der Wartung und Instandhaltung keine Schäden, sondern Zustände erfasst werden.

RailWatch erstellt daher zurzeit ein flächendeckendes System von Monitoring-Stationen. Sie werden so verteilt in Europa installiert, dass eine Erfassung von Güterwagen und Zugmaschinen möglich wird, die neben dem letzten bekannten Zustand eines Objektes auch die Entwicklung der Verschleißzustände entlang der Strecke miteinbezieht.

Im Schienengüterverkehr bedeutet die erstmalige Bereitstellung aktueller Daten von Schienenfahrzeugen, wie Radprofilen, Bremssohlendicke oder dem Achslager-Monitoring, einen großen Fortschritt. Damit werden nun all die Anwendungsszenarien Realität, die in anderen Transportsegmenten schon gang und gäbe sind: zustandsorientierte Instandhaltung, Predictive Maintenance und Sensor-gestützte Analysen.

Doch jede Evolution bedeutet auch Neuerungen und diese verursachen bekanntermaßen Widerstände. Im Güterverkehr können Änderungen an den Arbeitsplätzen, etwa die der Wagenmeister, oder die neue Transparenz, wie beispielsweise Erkenntnisse über materialschonendes Fahrverhalten von Lokführern, nicht einfach über die Köpfe der Betroffenen hinweg umgesetzt werden. Die Umsetzung braucht viel Fingerspitzengefühl und ein taktisch kluges Vorgehen.

RailWatch hat diese Herausforderung akzeptiert und es sich zur Aufgabe gemacht, die Umsetzung durch Maßnahmen zur Akzeptanzsteigerung zu begleiten: Sensor-gestützte Zustandserfassung im Schienengüterverkehr als Service anzubieten und gemeinsam mit Partnern – beispielsweise von Eisenbahninfrastrukturen, Güterwagenhaltern, Eisenbahnverkehrsunternehmen (EVUs) und Güterwageninstandhaltern – die Revolution schrittweise anzugehen und vor allem mit den Betroffenen zu erproben.

Drei Lösungskomponenten der CGI Internet-of-Things-Lösung

Technisch betrachtet besteht die zum Einsatz kommende Lösung aus drei Komponenten:

  • der sensorischen Zustandserfassung an der Schiene;
  • der Aggregation, Kalkulation und Bereitstellung von Services in der Cloud;
  • der Visualisierung und Verfügbarmachung der Services per Webportal, App und Interface (API).

In Zeiten des Internet of Things entstand die Idee zur Digitalisierung der Fahrzeugdiagnose im Schienengüterverkehr in einer Domäne – in diesem Fall gemeinsam mit unserem Kunden RailWatch. Wasserfallmethoden, Lastenhefte und starre Organisationsstrukturen waren keine Option. Durch ein klares Bekenntnis zum Minimum Viable Product und eine zielorientierte Zusammenarbeit mit CGI entstand rasch eine Lösung, die sich bei Eisenbahnverkehrsunternehmen bereits bewährt.

Über diesen Autor

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Norman Lieder

Practice Head Internet of Things

Norman Lieder ist IoT-Berater bei CGI und IoT Practice Lead. Er gehört zum Metromarkt North und ist an den Standorten Berlin, Bremen und Hamburg anzutreffen. Durch seine Aktivitäten in der Start-up-Szene in Berlin, hat er ein Netzwerk von Gründern, Investoren und Entwicklern, die CGI dabei ...

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