Verkehrsinfrastruktur, MdZ 1. Ausschreibung (2012)

Sensorsystem Bahn

Sensorsystem für Bahnstrecken

Durch steigende Nutzung schneller Massentransportmittel mit hohen Kapazitäten und Taktzeiten entsteht eine immer größere Belastung für die gesamte Schieneninfrastruktur. Damit ist es unumgänglich notwendig, deren technischen Zustand permanent zu überwachen. Die möglichst frühzeitige Detektion von Abnützung oder Materialermüdung an der Gleisanlage wie z.B. Schienenbrüche, Radformfehler, erhöhten Schienenverschleiß, durch Naturereignisse wie z.B. Murenabgänge, Lawinen, Überflutungen, Hangrutschungen, Baumsturz, oder durch unbefugte Personen auf der Gleisanlage kann größere Folgeschäden durch ein schnelle und richtige Interpretation und Handlung verhindern.

Neben den etwa halbjährlichen Mess- und Inspektionsfahrten wird der aktuelle Streckenzustand bei den ÖBB heute durch die Triebfahrzeugführer erhoben. Im Bereich von Bahnhöfen und Betriebsstätten achtet das vor Ort befindliche Personal auf den ordnungsgemäßen Zustand der Bahnanlagen. Unregelmäßigkeiten werden an die Betriebsführungszentralen weitergegeben. Neben dem punktförmigen Einsatz von Monitoringsystemen ergibt sich damit das Problem, dass nicht alle Bahnanlagen und diese nicht in Echtzeit überwacht werden können.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist daher die Erforschung der Detektionseigenschaften komplementärer Sensortechnologien, die gemeinsam nicht nur an einzelnen Punkten, sondern über die gesamte Strecke ein lückenloses und permanentes Monitoring ermöglichen.

Die dazu verwendeten Sensortechnologien sind verteilte Lichtwellenleitermesssysteme und optische Dehnungsmessstreifen an den Schienen, sowie Bestandssysteme. Die Lichtwellenleitermesssysteme umfassen die optische Zeitbereichsreflektometrie (ODTR) und die verteilten Brillouin Messsysteme. Damit wird es möglich sein, lokale Veränderungen, Schallereignisse und Vibrationen bzw. lokale Temperaturen und Dehnungen über eine Strecke von bis zu 40 km mit je einem einzigen Messgerät zu detektieren. Die Dehnungsmessstreifen an den Schienen werden zur Detektion von Spannungen in den Schienen eingesetzt. und dienen als punktuelle Referenzgeber. Die Bestandssysteme, wie z.B. Lawinen- und Murenwarnsysteme, werden integriert und dort wo notwendig mit neuer Sensorik ergänzt. Die automatische Interpretation der großen Menge an Sensordaten wird mittels geeigneter Algorithmen zur Signalverarbeitung und Musteranalyse durchgeführt.

Das Forschungsprojekt soll zeigen, welche die geeignetsten Sensortechnologien und -typen zur Detektion wartungstechnisch relevanter Zustände und Veränderungen auf einer ÖBB-Strecke sind.

Die Projektdurchführung erfordert den Einsatz neuer, kostenintensiver Messgeräte und Materialien, die angeschafft bzw. gemietet werden müssen. Diese Kosten sind in der Höhe von EUR 48.550,- für Material- und Sachkosten sowie EUR 29.600,- für Drittkosten im Arbeitspaket 3, Sensoruntersuchungen, enthalten.

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