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Monitoring Rad-Schiene 2019

„Internet of Rail 2050“

7. MAI 2019

Raiffeisen Lecture Hall, IST Austria, Am Campus 1, 3400 Klosterneuburg

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Add to My Calendar 2019-05-07 08:00:00 2019-05-07 18:00:00 Wien "Monitoring Rad-Schiene 2019 - Internet od Rail 2050" Das gesamte Transportwesen sowohl im Personen- und Güterverkehr befindet sich in einer Umbruchphase; dem Klimawandel, dem Bewusstwerden über den Ausschöpfungsgrad der endlichen weltlichen Ressourcen und den sozioökologischen Trends Rechnung tragend bauen die Staaten die schienengebundenen Verkehrsinfrastrukturen weiter aus. Diese wird nicht zuletzt bedingt durch den technischen Fortschritt immer mehr an Bedeutung gewinnen. Moderne Technologien helfen die Funktionalität und Qualität der „Rad- Schiene Beziehung“ präventiv auf konstantem LCC sparenden Niveau zu halten und das in einer Wirkungstiefe wie dies in keiner anderen Wechselbeziehung wie der zwischen Antrieb und Kraftübertragung möglich ist. Unter dem Leitmotiv „Internet of Rail 2050“ sollen am 7. Mai 2019 mit Unterstützung des ÖVG-Arbeitskreises Eisenbahntechnik- Fahrweg in der 3. ÖVG Fachtagung „Monitoring Rad-Schiene 2019“ Strategien, Entwicklungen und Erkenntnisse präsentiert und diskutiert werden, die zur weiteren Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit und Akzeptanz des Eisenbahnsystems beitragen. Der Mobilfunknetzstandard „5G“ wird dabei als Schlüsseltechnologie eine wesentliche Rolle spielen. Institute of Science an Technology Austria, Am Campus 1, 3400 Klosterneuburg, Austria Schuster + Schuster TIC GmbH office@schuster2-consulting.at

Das gesamte Transportwesen sowohl im Personen- und Güterverkehr befindet sich in einer Umbruchphase; dem Klimawandel, dem Bewusstwerden über den Ausschöpfungsgrad der endlichen weltlichen Ressourcen und den sozioökologischen Trends Rechnung tragend bauen die Staaten die schienengebundenen Verkehrsinfrastrukturen weiter aus. Diese wird nicht zuletzt bedingt durch den technischen Fortschritt immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Moderne Technologien helfen die Funktionalität und Qualität der „Rad- Schiene Beziehung“ präventiv auf konstantem LCC sparenden Niveau zu halten und das in einer Wirkungstiefe wie dies in keiner anderen Wechselbeziehung wie der zwischen Antrieb und Kraftübertragung möglich ist.

Unter dem Leitmotiv „Internet of Rail 2050“ sollen am 7. Mai 2019 mit Unterstützung des ÖVG-Arbeitskreises Eisenbahntechnik- Fahrweg in der 3. ÖVG Fachtagung „Monitoring Rad-Schiene 2019“ Strategien, Entwicklungen und Erkenntnisse präsentiert und diskutiert werden, die zur weiteren Erhöhung der Wettbewerbsfähigkeit und Akzeptanz des Eisenbahnsystems beitragen. Der Mobilfunknetzstandard „5G“ wird dabei als Schlüsseltechnologie eine wesentliche Rolle spielen.

UNSERE SPRECHER

Um den Begriff „Digitalisierung“ ist ein richtiger Hype entstanden. Viele Unternehmen tun sich jedoch schwer durch „Digitalisierung“ zusätzlichen Kundennutzen oder Umsatz zu schaffen. Klassische Managementansätze müssen aufgrund der raschen Veränderungen am Markt durch agile Methoden ergänzt werden. Für Bahnen stellt die Zukunft eine besondere Herausforderung dar: langlebige robuste Technologien werden mit extrem kurzlebiger Sensorik verbunden, aufgrund der hohen Komplexität des Systems Bahn kommt es zu einem hohen Datenaufkommen, welches interpretiert werden muss.
Die ÖBB-Infrastruktur AG nimmt die aktuellen Entwicklungen sehr ernst. Technologie- und Informationsmanagement, Kultur und Werte, geeignete Strukturen sind jene Handlungsfelder auf welche wir uns aktuell konzentrieren. Unser Ziel ist es durch die „Digitalisierung“ noch mehr „überzeugende Leistungen“ für alle unsere Kunden anzubieten.

„Dehnungsverteilung in der Flächenpressung“:

Dipl.-Ing. Christian Buzzi

Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik

Technische Universität Graz

Dieser Beitrag befasst sich mit der messtechnischen Erfassung der Dehnungsverteilung in der Flächenpressung. In der Dissertation Betriebsfestigkeitsrechnung im Rad-Schiene Kontakt wurde auf Basis von Spannungen aus der FE Simulation die Schädigung im und um die Kontaktfläche berechnet. Mit einem eigens konstruierten Prüfstand werden die Dehnungsverteilungen in der Kontaktfläche gemessen und mit einer zugehörigen FE Simulation verglichen. Mit dem Abgleich von Versuch und Messung soll in Zukunft die Vorhersage durch die Simulation weiter an die Realität angenähert werden.

„Prozesssicherheit durch Digitalisierung“

Dipl.-Ing. Dr. techn. Florian Auer

Leiter Technologie und Innovation

Plasser & Theurer

„Schneller, sicherer, verfügbarer“ – Die Digitalisierung kommt zum richtigen Zeitpunkt. Denn um die Bahn fit für die Zukunft zu machen, brauchen Infrastrukturbetreiber, Bahnbauunternehmer und Maschinenhersteller völlig neue, vernetzte Lösungen.

Die künftigen Anforderungen an die Gleisbaumaschinen gehen weit über den reinen Maschinenbau hinaus. Digitale Technologien und künstliche Intelligenz machen die Entwicklung von der klassischen Baumaschine hin zur smarten und voll vernetzten Instandhaltungsmaschine möglich.

Systeme, die man bisher nur aus hochmodernen Messfahrzeugen kennt, finden zunehmend ihren Weg in Gleisinstandhaltungsmaschinen. Von der Integration klassischer Messaufgaben über die neuen digitalen Netzmodelle (BIM, digital twin etc.) bis hin zu Objekterkennungstechnologien und künstlicher Intelligenz wird eine „smarte“ Instandhaltungsmaschine geschaffen. Die Daten der Maschinen werden immer öfter auch zur optimierten Planung von Strecken und dem Management der Fahrweginstandhaltung eingesetzt.

Der Fahrweg wird digitalisiert, Maschinen arbeiten zunehmend automatisiert und vernetzt, die Nachmessungdokumentation erreicht ein neues Niveau an Transparenz und Prozesssicht. Für die Eisenbahninfrastruktur leisten all diese Entwicklungen einen Beitrag zur Steigerung der Qualität, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit.

„Railway – IOT: Nur ein Hype oder echter Nutzen?“

Ing. Wolfgang Wernhart

Head of Productmanagement

Thales Austria GmbH

Nachdem IOT in aller Munde ist und auch vor dem Eisenbahnsektor nicht Halt macht beleuchtet dieser Vortrag die wesentlichen Eigenschaften, Vorteile aber auch Missverständnisse der Anwendung des IOT Gedankens am Eisenbahnsektor.

„Rädermanagementsystem der Wiener Linien“

Dipl.-Ing. Dr.techn. Erwin Quintus

F52 – Schienenfahrzeuge

WIENER LINIEN GmbH & Co KG

Die Wiener Linien betreiben insgesamt fünf Überfahrt-Rädermessanlagen. Vier für die Straßenbahnfahrzeuge und eine für die Fahrzeuge der Linie U6. Die meisten weltweit verbauten Überfahrt-Rädermessanlagen werden jedoch bei der Vollbahn eingesetzt und die Auswertealgorithmen der Messdaten sind für Vollbahnräder optimiert. Daraus resultierten, gemeinsam mit den besonderen Verschleißzuständen der Straßenbahnräder, verursacht durch die Rillenschienen, eine Vielzahl von Fehlmessungen bei den Überfahrt-Messungen. Durch diese Fehlmessungen wurde ein optimaler Einsatz der verbauten Rädermessanlagen bei den Wiener Linien verhindert.

Um die Verschleißzustände der Straßenbahnräder korrekt zu berücksichtigen und um eine gesicherte und automatisierte Auswertung zu ermöglichen, wurde die Auswertung der Überfahrt-Messdaten durch die Wiener Linien gänzlich überarbeitet. In weiterer Folge wurden mit Hilfe der korrekt gemessenen Radprofile ein neuer Radparameter und ein vollständiges Radmanagementsystem bei den Wiener Linien eingeführt. Die Anzahl der abgestellten Fahrzeuge der Type ULF konnten dadurch reduziert werden.

“Wheel Profile Measuring System: an essential element to implement Condition Base Maintenance”

Ing. Enrico Betterle

Product Leader, Application Engineering

Mermec s.p.a.,

The constant increase of traffic and transit speed in railway lines, associated with the new safety standards, require more frequent and attentive monitoring of the risk factors. The train wheels and their interaction with the rail represent a key factor of this risk so that their parameters must be measured with good accuracy and high frequency. For this reason, the use of wayside monitoring systems permits not only to reduce the risk of derailments (important safety impact) but also to contribute to reduce the cost and maintain under control the maintenance of the vehicle and maintenance of railway infrastructure.

Until recent time, manual measurement methods required trains to go to the workshop for checking, bringing along undesirable downtime; with new generation of automatic measuring systems, trains only have to pass through the measuring site, without any negative effect on their operational schedule.

Integrating Automatic measurement system with Automatic Vehicle Identification System al-lows the correlation of measures over time and the analysis of wear trends: this is key to paving the way for predictive maintenance at the expense of the less effective and more costly traditional preventive maintenance.

Automatic systems are mainly located in a depot yard, where trains pass at low speed, to allow for measurements before and after maintenance operations.

A parallel approach that has been gaining traction in the last years is to inspect trains on regular lines, and to adopt technologies for automatic train identification, in order to be able to keep track of trains and the wear conditions of their wheels. The ideal scenario is to place these inspection points along the busiest lines in order to inspect the highest possible amount of trains, which are very often high speed traffic lines.

The evolution of the automatic measurement technology therefore aims to obtain stable accurate and reliable measurement at ever-increasing speed. In this field Mermec has developed as a cutting edgesystem capable of measuring wheels parameters at the speed of 250 km/h.

„Digitalisierung, 4.0, Smart, …etc.“ – Innovation trotz Buzzwords?

„Praxis der SBB in der Systemlandschaft um swissTAMP“

Simon Züger, MSc

Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung,

SBB Infrastruktur

Eisenbahninfrastrukturen sind in der Anlagentechnik, Betrieb und in der Wechselwirkung mit
Fahrzeugen von je her komplexe Gebilde. Mit Automation, EDV und schliesslich Digitalisierung gesellt(e) sich ein weiterer Komplexitätsgrad hinzu. Bedenkliche Trends sind dabei in der gesamten Wirtschaftswelt zu beobachten, wenn in komplexen Systemen „neues eingebracht oder grundlegend neugestaltet wird“. Einige alternative symptomatische Vorgehensformen (mit pointierten Aussagen ergänzt) sind:

  1. Viele kleine, „smarte“ Gimmicks (Datenqualität und Durchgängigkeit der Grundlagen folgt später)
  2. Unüberlegter Parallelbau neben bestehenden Systemen (lieber auf grüner Wiese beginnen, Schnittstellen sind Out of Scope)
  3. Überstülpen über Altsysteme (Stammdatenpflege sollen „andere“ machen)
  4. Digitalisieren und Daten sammeln, weil es technisch möglich ist (Fachzweck und Datenqualität wird später angeschaut)

Allen Vorgehensformen ist die Sorge des Projektes vor nicht beherrschbarer Komplexität gemein. Dabei erhöhen sie genau diese weiter. Wird das Projekt ausschliesslich mit IT-Background (agil oder klassisch) geführt, zementiert sich der fachliche Altzustand, in der Regel nur in „neuer“ Hülle. Dies ist einer der wesentlichen Gründe, warum konzeptionell übergreifende, stabil gegründete und doch innovative Werkzeuge in der Infrastrukturerhaltung bis heute so rar sind.

Die SBB hat mit der dualen Software-Entwicklung eine evolutionäre Antwort auf diese Herausforderungen gefunden. Wenige Fachentwickler und zugeordnete IT-Entwickler arbeiten Seite an Seite im „Datenlabor Fahrweg“ der SBB zusammen. Sie plastifizieren mit Prototypen die Zukunft, erproben diese mit wenigen Fachleuten an der Basis oder am Objekt. Erst durch diese „plastische Form“ setzt ein kreativer Prozess von „Mit- und Vorausdenken“ an der Anwenderbasis ein. Nachgelagert wird der Prototyp klassisch in die produktive Systemumgebung überführt, der Quellcode ist Funktionsnachweis und Entwicklungsvorlage für die IT-Abteilung. Klassische Anforderungen werden lediglich noch in der Benutzerführung formuliert.

 Zukunft wird so konzeptionell, sicht- und greifbar vorgedacht und an der Basis final gestaltet, das Erfolgskonzept der SBB im Erhaltungswesen der Fahrbahn. Komplexe Forschung findet im gleichen Gefäss statt.

Den konzeptionellen Systemverbund aus verschleissabhängigem Trassenpreissystem, Lastdatenarchivierung und Standardelementen wurde von SBB bereits beschrieben [1]. „swissTAMP“ als letztes Element wird im Beitrag vertieft und beispielhaft vorgestellt. Als Beispiel dient:

  • Schienenpflege im Wechselspiel von Diagnostik, Prävention und Umsetzungsrealität
    Aus dem kurativen Erfordernis und der Beanspruchungssituation können die erwarteten Schienenresthöhen und damit die Zeitscheiben bis zum nächsten Eingriff antizipiert werden. Bearbeitungslängen für generische Maschinentypen und die Berücksichtigung der Schienenprofil-Ist-Situation unterstützen die Wahl von Maschine und Sperrpause.

Für die präventive Pflege fungiert ein Sammelmechanismus der lokal kleinsten Zeit bis zur erforderlichen Schienenbearbeitung. Dabei können getrennt und subsummiert unterschiedliche Bedürfnisse der Pflege inkludiert werden. Es ist am Ende nicht von Belang, ob wegen Riffel, Squat- oder Headcheckprävention, Lärm, Konizität oder berührgeometrischer Pflege im Bogen die Schienenbearbeitung nötig ist

Ausblickend werden derzeitige Aktivitäten des Datenlabors, die in dualer Softwareentwicklung entstehen, vorgestellt:

  • Systempilotierung und Integration von Onboard-Monitoring als Regelinspektionsverfahren in Zusammenarbeit mit SOB und DB Systemtechnik
  • Erprobung von Verortungsmechanismen und des Ordnungssystems für den Rücklauf und die Archivierung ausgeführter Gleisarbeiten
  • Abbildung ortsdifferenzierter der Standards im zulässigen Schienenverschleisses

Zusammenfassung:

Für einen auch in der Zukunft noch bezahlbaren öffentlichen Verkehr stellt das Anlagenmanagement Fahrbahn der SBB die Weichen. Digitalisierung und agiles Vorgehen geben die Chance, komplexe Systemumgebungen aufzubrechen und zukunftsfähig neu zu gestalten. Mit dem „Datenlabor Fahrweg“ und der dualen Softwareentwicklung hat SBB eine passende Antwort auf diese Chance gefunden.

Literatur:

[1]        Holzfeind, Nerlich: Weg(e) von der Bahnverwaltung hin zum modernen
Anlagenmanagement“ Tagung, Rad-Schiene-Monitoring, Klosterneuburg 2017

„Digitalisierung, 4.0, Smart, …etc.“ – Innovation trotz Buzzwords?

„Praxis der SBB in der Systemlandschaft um swissTAMP“

Dipl.-Ing. (FH) Ingolf Nerlich

Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung,

SBB Infrastruktur

Eisenbahninfrastrukturen sind in der Anlagentechnik, Betrieb und in der Wechselwirkung mit
Fahrzeugen von je her komplexe Gebilde. Mit Automation, EDV und schliesslich Digitalisierung gesellt(e) sich ein weiterer Komplexitätsgrad hinzu. Bedenkliche Trends sind dabei in der gesamten Wirtschaftswelt zu beobachten, wenn in komplexen Systemen „neues eingebracht oder grundlegend neugestaltet wird“. Einige alternative symptomatische Vorgehensformen (mit pointierten Aussagen ergänzt) sind:

  1. Viele kleine, „smarte“ Gimmicks (Datenqualität und Durchgängigkeit der Grundlagen folgt später)
  2. Unüberlegter Parallelbau neben bestehenden Systemen (lieber auf grüner Wiese beginnen, Schnittstellen sind Out of Scope)
  3. Überstülpen über Altsysteme (Stammdatenpflege sollen „andere“ machen)
  4. Digitalisieren und Daten sammeln, weil es technisch möglich ist (Fachzweck und Datenqualität wird später angeschaut)

Allen Vorgehensformen ist die Sorge des Projektes vor nicht beherrschbarer Komplexität gemein. Dabei erhöhen sie genau diese weiter. Wird das Projekt ausschliesslich mit IT-Background (agil oder klassisch) geführt, zementiert sich der fachliche Altzustand, in der Regel nur in „neuer“ Hülle. Dies ist einer der wesentlichen Gründe, warum konzeptionell übergreifende, stabil gegründete und doch innovative Werkzeuge in der Infrastrukturerhaltung bis heute so rar sind.

Die SBB hat mit der dualen Software-Entwicklung eine evolutionäre Antwort auf diese Herausforderungen gefunden. Wenige Fachentwickler und zugeordnete IT-Entwickler arbeiten Seite an Seite im „Datenlabor Fahrweg“ der SBB zusammen. Sie plastifizieren mit Prototypen die Zukunft, erproben diese mit wenigen Fachleuten an der Basis oder am Objekt. Erst durch diese „plastische Form“ setzt ein kreativer Prozess von „Mit- und Vorausdenken“ an der Anwenderbasis ein. Nachgelagert wird der Prototyp klassisch in die produktive Systemumgebung überführt, der Quellcode ist Funktionsnachweis und Entwicklungsvorlage für die IT-Abteilung. Klassische Anforderungen werden lediglich noch in der Benutzerführung formuliert.

 Zukunft wird so konzeptionell, sicht- und greifbar vorgedacht und an der Basis final gestaltet, das Erfolgskonzept der SBB im Erhaltungswesen der Fahrbahn. Komplexe Forschung findet im gleichen Gefäss statt.

Den konzeptionellen Systemverbund aus verschleissabhängigem Trassenpreissystem, Lastdatenarchivierung und Standardelementen wurde von SBB bereits beschrieben [1]. „swissTAMP“ als letztes Element wird im Beitrag vertieft und beispielhaft vorgestellt. Als Beispiel dient:

  • Schienenpflege im Wechselspiel von Diagnostik, Prävention und Umsetzungsrealität
    Aus dem kurativen Erfordernis und der Beanspruchungssituation können die erwarteten Schienenresthöhen und damit die Zeitscheiben bis zum nächsten Eingriff antizipiert werden. Bearbeitungslängen für generische Maschinentypen und die Berücksichtigung der Schienenprofil-Ist-Situation unterstützen die Wahl von Maschine und Sperrpause.

Für die präventive Pflege fungiert ein Sammelmechanismus der lokal kleinsten Zeit bis zur erforderlichen Schienenbearbeitung. Dabei können getrennt und subsummiert unterschiedliche Bedürfnisse der Pflege inkludiert werden. Es ist am Ende nicht von Belang, ob wegen Riffel, Squat- oder Headcheckprävention, Lärm, Konizität oder berührgeometrischer Pflege im Bogen die Schienenbearbeitung nötig ist

Ausblickend werden derzeitige Aktivitäten des Datenlabors, die in dualer Softwareentwicklung entstehen, vorgestellt:

  • Systempilotierung und Integration von Onboard-Monitoring als Regelinspektionsverfahren in Zusammenarbeit mit SOB und DB Systemtechnik
  • Erprobung von Verortungsmechanismen und des Ordnungssystems für den Rücklauf und die Archivierung ausgeführter Gleisarbeiten
  • Abbildung ortsdifferenzierter der Standards im zulässigen Schienenverschleisses

Zusammenfassung:

Für einen auch in der Zukunft noch bezahlbaren öffentlichen Verkehr stellt das Anlagenmanagement Fahrbahn der SBB die Weichen. Digitalisierung und agiles Vorgehen geben die Chance, komplexe Systemumgebungen aufzubrechen und zukunftsfähig neu zu gestalten. Mit dem „Datenlabor Fahrweg“ und der dualen Softwareentwicklung hat SBB eine passende Antwort auf diese Chance gefunden.

Literatur:

[1]        Holzfeind, Nerlich: Weg(e) von der Bahnverwaltung hin zum modernen
Anlagenmanagement“ Tagung, Rad-Schiene-Monitoring, Klosterneuburg 2017

„Digitalisierung in der Fahrweginstandhaltung – Veränderung als Chance!“

Ing. Mag. Alfred Holcik

Geschäftsbereichsleiter Streckenmanagement und Anlagenentwicklung

ÖBB-Infrastruktur AG

Die Digitalisierung aller Lebensbereiche ist Realität. Die ganze Gesellschaft ist in permanentem Wandel begriffen. Die Veränderungen im Transportsektor sind evident. Um auch in Zukunft im wirtschaftlichen Umfeld bestehen zu können, setzt die ÖBB-Infrastruktur AG in hohem Maß auf Digitalisierung. Die Fahrweginstandhaltung nutzt bereits heute digitale Technologien, aufgrund der rasanten Entwicklungen öffnen sich jedoch laufend neue Möglichkeiten. Ein spannender Weg in die Zukunft!

„Bahnlärmmonitoring. Zur Messung einer Umweltauswirkung“

Dr. Günter Dinhobl

Fachexperte Forschung und Entwicklung, GB SAE, Stab LCI, Team Forschung

ÖBB-Infrastruktur AG

Eine Umweltauswirkung des Betriebes von Eisenbahnen ist das Entstehen von Geräuschen. Diese Geräusche, unangenehm als Lärm oder angenehm als Sound wahrgenommen, werden letztlich als Schallereignis gemessen. Schallmessungen können normgerecht oder ‚app‘-gemäss erfolgen. Ergebnis ist die Quantifizierung eines physikalischen Phänomens, des Luftschalls.

‚Monitoring‘ gilt als die Überwachung von Vorgängen und umfasst alle Arten von systematischer Erfassung mittels technischer Hilfsmittel, sowohl von Auswirkungen als auch von Einflüssen eines Phänomens. Dies erfolgt in der Regel mit dem Ziel der Steuerung, wie beispielsweise bei Produktionsprozessen dem Erhalt der Herstellungsqualität oder in anderen Fällen beispielsweise der Verbesserung einer Situation.

Demgemäß sollte Bahnlärmmonitoring über Schallmessungen hinausgehen; herkömmlicherweise wird darunter jedoch nur die Messung von Schallereignissen von Zugsvorbeifahrten über längere Zeiträume und deren Zusammenfassung bzw. Vergleich verstanden. Bahnlärmmonitoring könnte jedoch mehr sein und direkte und indirekte Messungen der Einflüsse und Auswirkungen von Schallereignissen aufgrund des Eisenbahnbetriebes umfassen.

Der Beitrag zeigt die -vielfältigen- Möglichkeiten eines Bahnlärmmonitorings anhand von exemplarischen Beispielen auf, inklusive den Fragen nach deren pro und contra. Mit dieser systematischen Erfassung kann der Umweltauswirkung Bahnlärm begegnet werden, und zwar mithilfe unterschiedlicher Messtechnik – innovativ und intelligent.

„Von heuristischen zu statistischen Wechselwirkungsanalysen via Künstlicher Intelligenz“

Hannes Stefko

CTO Enterprise Business Unit Austria

IBM

Heuristische Analysen basieren auf exakte, jedoch nicht alles umfassende Methoden und ergänzenden Annahmen aus praktischen Erfahrungen. Wechselwirkungsanalysen zwischen Rad und Schiene sollen genaue Aussagen über Belastung, Lebensdauer (Sicherheit), Instandhaltung und Kosten der beteiligten Komponenten ermöglichen. Genaue Analysen mit heuristischen Methoden für einzelne Komponenten sind sehr wichtig, da sie eine klare, ursachenbezogene Aussage ermöglichen. Bei komponentenübergreifenden Analysen steigt die Komplexität enorm an und erschwert eine heuristische Ursachenanalyse und Bewertung. Zusätzlich sind in den letzten Jahren die Messmethoden und die eingesetzten Technologien rasant angestiegen (Drehgestellsensoren, Weichenherzsensoren…) und stellen wesentlich mehr Daten für die Wechselwirkungsanalyse zur Verfügung. Die dadurch entstandene Komplexität erschwert das Finden und Anwenden von verlässlichen, heuristischen Analysen. Mit statistischen Analysemethoden kann dieser Komplexität besser entgegengetreten werden. Mit ausreichender Datenmenge werden verlässliche Analysen erreicht, die sogar genauere Aussagen über Komponenten als heuristische Methoden ermöglichen. Vor allem helfen statistische Analysemethoden den existierenden Datenschatz eines Unternehmens zielführend zu nutzen. Historische Aufzeichnungen von Daten der Rad-Schiene Komponenten erhöhen die Qualität der statistischen Analysen wesentlich. Große Unterstützung erhalten statistische Analysemethoden durch neue Entwicklungen in der IT. Das Verteilen von Rechenleistung auf parallellaufenden Prozessoren ist in den letzten 15- 20 Monaten wesentlich günstiger und effizienter geworden (10-20fache) und ermöglicht das Abarbeiten von umfangreichen, statistischen Modellen und deren Methoden, mit enorm großen Datenmengen in kurzer Zeit.

Statistische Methoden sind auch die Basis für IT basierendes Lernen „Machine Learning“.  Mit heuristischen Methoden werden Eingabedaten, z.B. Wechselwirkungsdaten mittels definierter Algorithmen (Methoden) zu Ausgabedaten, Wechselwirkungsergebnissen verarbeitet. Mit „Machine Learning“ werden bestehende Wechselwirkungsdaten zu bestehenden Wechselwirkungsergebnissen zugeordnet, um die Methoden (statistischen Algorithmen) zu finden, die die bestehenden Wechselwirkungsergebnisse ermöglicht haben. Mit den neu gefundenen Methoden und zusätzlichen Wechselwirkungsdaten werden neue Wechselwirkungsergebnisse berechnet, um mit den neuen Ergebnissen und den zusätzlichen Wechselwirkungsdaten, wiederum neue Methoden zu finden usw….. „die Maschine lernt dazu. Laufen beim „Machine Learning“ die statistischen Methoden über mehrere Eingabeebenen mit unterschiedlicher Datenrepräsentation, wird der Vorgang als „Deep Learning“ bezeichnet.

„Deep Learning“ wird eingesetzt, um sehr große Datenmengen in unterschiedlichen Repräsentationsebenen abzuarbeiten, um bestmögliche statistische Methoden, mit bestmöglichen Ergebnissen zu finden.  Mit „Deep Learning“ werden komplexe Analyse-Aufgaben mit einer hohen Qualität erzielt, z.B. mit neuen Daten von Rad-Schiene-Kontakten auf mehreren Gleisstellen und der Verwendung von  historischen Kontakt-Daten und  Analyseergebnissen können in kurzer Zeit neue, aussagekräftige Wechselwirkungs-Analysen ermittelt werden.  Der Schritt von heuristischen zu statistischen Methoden ermöglicht „Machine Learning“, um unbekannte Wechselwirkungs-Herausforderungen zu finden bzw. daraus zu lernen.

Effizienzsteigerung durch Intelligenz von Mensch und Maschine“

Dipl.-Ing. Dr. techn. Michael Mach

Leiter Fachbereich Fahrwegtechnik

ÖBB-Infrastruktur AG

Durch intelligentes Anlagenmanagement können Kosten für den Infrastrukturbetreiber massiv gesenkt werden. Digitale Innovationen bieten uns hierfür eine Vielzahl an Chancen, die jedoch nur wirksam werden, wenn wir sie mittels fundiertem Ingenieurswissen umsetzen.

Neue Potentiale zur Effizienzsteigerung werden dadurch gehoben, ein kostengünstigerer Betrieb der Eisenbahn wird Realität. Bedingung dafür ist jedoch kreatives und innovatives Knowhow, das in der Präsentation an Hand von Beispielen gezeigt wird.

„Erfahrungen mit dem ‚Fahrzeug-Fingerprint‘“.

Dipl.-Ing. Roman Schmid

Fachbereich Fahrwegtechnik, Fahrwegtechnologie und Interaktion

ÖBB-Infrastruktur AG

Die Idee des Fahrzeug-Fingerprint ist mittlerweile zwei Jahre alt und über die ersten Versuche hinausgewachsen. Durch die hochgenaue Messung des Fahrzeugimpakts auf die Schiene kann der Zustand der Laufwerke der Werkstätte als in-time-Information mit Vorhersage der Grenzwertüberschreitung übermittelt werden. Der Wissensvorsprung führt zur deutlichen Verbesserung der Gleisbelastungen. Die Erfahrungen aus dieser Zeit und die Perspektiven werden dargestellt.

„Die äquivalente Konizität zwischen ‚big data‘ und ‚smart data‘“

Dipl.-Ing. Thomas Kolbe

Leiter Prüfungen Fahrtechnik, Inspektionsgebiet Fahrtechnik

DB Systemtechnik GmbH

Die in den letzten Jahren erfolgten Veränderungen in der Entwicklung und Instandhaltung von Rad- und Schienenprofilen hat die Berührgeometrie weiter in den Vordergrund der Betrachtung gerückt. Die äquivalente Konizität wird Bestandteil der Instandhaltung von Fahrzeugen und Fahrwegen. Manuelle mobile Messmethoden werden durch Messfahrzeuge und örtliche Messstellen für die Erfassung von Rad- und Schienenprofilen ergänzt bzw. lösen diese ab. „big data“ entstehen durch eine ganzheitliche Profilbetrachtung von Radsätzen und Gleisen und Berechnung berührgeometrischer Daten. Um in der Datenfülle nicht zu ersticken und insbesondere um keinen Fehlern bei der Betrachtung und Bewertung zu unterliegen ist der konsequente Weg zu „smart data“ dringend erforderlich.

„NEXT GENERATION MAINTENANCE: Höhere Effizienz mittels Messdaten aus Fahrzeug und Infrastruktur“

 DDipl.-Ing. Dietmar Maicz

BDM Monitoring Railway

Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH

Die immer höheren Fahrgeschwindigkeiten, die steigende Belastungen und zunehmend dichteren Zugtakte haben große Auswirkungen auf die sichere und effiziente Bewirtschaftung der Schieneninfrastruktur. Neue Messmethoden und Methoden in der Datenverarbeitung erlauben es unnötigen Verschleiß verursachende Abweichungen an Fahrzeugen (Räder und Drehgestelle), sowie Infrastruktur (Schienen und Oberleitung) frühzeitig in Echtzeit zu erkennen und durch die hohe Datenqualität sichere vollständig automatisierte Prognosen von Zeitpunkt und Intensität für zukünftige planbare Instandhaltungseingriffe abzuleiten.  Damit der maximale Nutzen für Fahrzeugbetreiber und Infrastruktureigentümer – und somit für das Gesamtsystem Bahn – gegeben ist, ist eine wechselseitige Kooperation mit gemeinsamen intrinsischem Willen zur Optimierung der eigenen Subsysteme erforderlich. Dadurch werden die Gesamtkosten des Systems Bahn reduziert, Komfort, Verfügbarkeit und Kapazität abgesichert und dabei zusätzlich die Anrainer und Umwelt entlastet.

„Monitoring, Nutzen für das System Bahn“

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Peter Veit

Vorstand des Instituts für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft

Technische Universität Graz

Das Verkehrssystem Bahn ist gekennzeichnet von hohen Investitionskosten und lange Nutzungsdauern. Die technisch-wirtschaftliche Optimierung der Anlagen ist damit eine wesentliche Aufgabe des kontinuierlichen Verbesserungsprozesses, dem Asset Management kommt eine hohe Bedeutung zu. Zentrale Fragestellungen an das Asset Management sind beispielsweise:

  1. Welche (Ausprägung der) Anlage ist bei welchen Rahmenbedingungen einzusetzen?
  2. Wann sind bestehende Anlagen zu ersetzen?

Die Beantwortung dieser Fragen erfordert technische Lösungen und ihre wirtschaftliche Bewertung. Dabei ist der gesamte Lebenszyklus in die Betrachtungen einzubeziehen, Life Cycle Management ist erforderlich.

Darüber hinaus sind Prognosen des Verhaltens der Anlagen erforderlich. Und genau dafür ist das Monitoring eine notwendige Bedingung. Verschiedenste Daten sind zu erheben, um die gesamte Bandbreite der Effekte des Fahrwegs oder auch des Rollenden Materials abbilden zu können. An die Qualität des Monitorings sind hohe Anforderungen zu stellen.

Das Monitoring ist die notwendigeBedingung, jedoch keine hinreichende. Die reine Existenz riesiger Datenmengen, ob in Data-Warehouses oder in Clouds ergibt keinen Nutzen für das System Bahn. Prognosen des Verhaltens von Anlagen sind erforderlich, die in der Regel aus Zeitreihen von Daten, unter Berücksichtigung der jeweiligen Randbedingungen, gewonnen werden.

Dem Monitoring technischer Anlagen im System Bahn kommt eine zentrale Bedeutung zu –ohne Monitoring keine Daten, ohne Daten keine Zeitreihen, ohne Zeitreihen keine Trendanalysen und ohne Trendanalysen keine Prognosen. Es ist daher sehr erfreulich, Innovationen im Bereich des Monitorings zu sehen, neue Technologien des Messens und damit neue Daten. Aus meiner Sicht wird diese dynamische Entwicklung jedoch nicht von einer ebenso dynamischen Entwicklung der Datenanalysen begleitet. Dies kann nur zu Datenfriedhöfen führen. Monitoring ist der „Enabler“, Datenanalysen sind die „Realizer“ des Nutzens. Es braucht beides.

Moderation

A.o. Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Günter Prager

Dipl.-Ing. Helmut Hainitz

Vorsitzender des ÖVG Arbeitskreises Eisenbahntechnik (Fahrweg)

 

Sehr geehrte Damen und Herren!

Vorweg darf ich Sie herzlich zur 3. Fachtagung „Monitoring Rad – Schiene“ hier begrüßen. Es freut mich, dass – wie ich schon bei der zweiten Tagung feststellen konnte – die Idee einer eigenen seminarartigen Fachtagung zum Thema Rad/ Schiene weiter Anklang und Interesse findet. Es ist dies eine willkommene Ergänzung zum im ÖVG – Arbeitskreis immer wieder behandelten Problem der Auswirkungen auf die beiden Elemente dieses Kontakts.

Höhere Geschwindigkeiten, höhere Achslasten und damit verbundene höhere Ausnützung des Haftwertes des Rad-Schiene- Kontakts erfordern eine verstärkte Beobachtung der beanspruchten Bauteile um durch rechtzeitiges Eingreifen Einschränkungen der Funktionsfähigkeit und deren Auswirkung auf Kostenseite und Wirtschaftlichkeit hintanzuhalten. Die Wirtschaftlichkeit des Eisenbahnsystems ergibt sich zunächst durch   positive Einflüsse auf Umweltstrukturen und die durch das rollende Stahlrad auf der Stahlschiene günstigere Energiebilanz. Dies allein ist aber nicht das Wesen des Erfolges. Als weitere wichtige Säule ist aber der Kostenaufwand für – allgemein gesprochen – den Betrieb des Systems zu nennen.

Neue Technologien und deren Anwendung nicht nur in der Hardware, sondern ganz besonders im Softwarebereich bringen unter Nutzung erweiterter Kommunikationssysteme zusätzliche Möglichkeiten zur besseren Überwachung der Infrastruktur und damit zur wirtschaftlicheren Instandhaltung. Nicht zu übersehen, dass die – mit einer schon zum Überbegriff gewordenen Bezeichnung – Digitalisierung weitere Maßnahmen und Vorgangsweisen bis hin zu weitestgehender Automatisierung und Gestaltung selbstlernender Systeme einleitet.

Das für diese Veranstaltung entwickelte Programm versucht mehrere Facetten zu den genannten Bereichen zu behandeln. Wir hoffen, dass die Auswahl und die Inhalte Ihren Erwartungen entsprechen und würden uns freuen, wenn damit Anregungen zur Erreichung eines erfolgreichen und zukunftssicheren Bahnbetriebes gegeben werden können.

Ihnen wünsche ich einen spannenden Tag mit interessanten Kontakten und bedanke mich für Ihr Kommen. Bedanken möchte ich mich auch bei den Veranstaltern, besonders aber auch bei den Vortragenden für Ihre Bereitschaft. Persönlich möchte ich mich von diesem Kreis verabschieden – aus schon weit gediehenen Altersgründen „it`s time to say goodbye“.

Vielen Dank für Ihre Geduld und alles Gute sowie viel Erfolg. Glück Auf !

„Dehnungsverteilung in der Flächenpressung“:

Ass. Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Christian Moser

Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik

Technische Universität Graz

Dieser Beitrag befasst sich mit der messtechnischen Erfassung der Dehnungsverteilung in der Flächenpressung. In der Dissertation Betriebsfestigkeitsrechnung im Rad-Schiene Kontakt wurde auf Basis von Spannungen aus der FE Simulation die Schädigung im und um die Kontaktfläche berechnet. Mit einem eigens konstruierten Prüfstand werden die Dehnungsverteilungen in der Kontaktfläche gemessen und mit einer zugehörigen FE Simulation verglichen. Mit dem Abgleich von Versuch und Messung soll in Zukunft die Vorhersage durch die Simulation weiter an die Realität angenähert werden.

PROGRAMM

Registrierung, Frühstück

07:45 - 08:30

Begrüßung, Keynote & Intro

 

Begrüßung:

Helmut Hainitz

Vorsitzender des ÖVG Arbeitskreises Eisenbahntechnik (Fahrweg)

Keynote:

Johann Pluy, Mitglied des Vorstandes, ÖBB Infrastruktur AG

Intro:

„Digitalisierung in der Fahrweginstandhaltung – Veränderung als Chance!“

Alfred Holcik, Geschäftsbereichsleiter Streckenmanagement und Anlagenentwicklung, ÖBB-Infrastruktur AG

08:30 - 09:30

Session 1- Themenbereich Monitoring, Nutzen und Mehrwert für das System Bahn

 

„Monitoring Nutzen für das System Bahn“

Peter Veit, Vorstand des Instituts für Eisenbahnwesen und Verkehrswirtschaft, Technische Universität Graz


„Digital, 4.0, Smart»…etc.“ – Innovation trotz Buzzwords?

„Praxis der SBB in der Systemlandschaft um swissTAMP“

Ingolf Nerlich, Simon Züger, Fahrzeug-Fahrweg-Wechselwirkung,SBB Infrastruktur

09:30 - 10:20

Pause

10:20 - 10:50

Session 2 – Themenbereich Monitoring, Nutzen und Mehrwert für das System Bahn

 

„Effizienzsteigerung durch Intelligenz von Mensch und Maschine“

Michael Mach, Leiter Fachbereich Fahrwegtechnik, ÖBB-Infrastruktur AG


„Dehnungsverteilung in der Flächenpressung“

Christian Moser, Christian Buzzi, Institut für Maschinenelemente und Entwicklungsmethodik, Technische Universität Graz


„Die äquivalente Konizität zwischen ‚big data‘ und ‚smart data‘“  

Thomas Kolbe, Leiter Prüfungen Fahrtechnik, Inspektionsgebiet Fahrtechnik, DB-Systemtechnik GmbH


„Erfahrungen mit dem ‚Fahrzeug-Fingerprint‘“

Roman Schmid, Fachbereich Fahrwegtechnik, Fahrwegtechnologie und Interaktion,ÖBB-Infrastruktur AG

10:50 - 12:30

Mittagspause

12:30 - 14:00

Mittagspause

12:30 - 14:00

Session 3 – Themenbereich Monitoring, Auswirkungen des Systems Bahn auf die Umwelt und Sicherheit

 

„Bahnlärmmonitoring. Zur Messung einer Umweltauswirkung“

Günter Dinhobl, Fachexperte Forschung und Entwicklung, GB SAE, Stab LCI, Team Forschung, ÖBB-Infrastruktur AG


„Wheel Profile Measuring System: an essential element to implement Condition Base Maintenance”

Enrico Betterle, Product Leader, Application Engineering, Mermec s.p.a.


„Rädermanagementsystem der Wiener Linien“

Erwin Quintus, F52 Schienenfahrzeuge, Wiener Linien

14:00 - 15:30

Pause

15:30- 16:00

Session 4 – Themenbereich „Internet of Rail 2050“-Schlüsseltechnologien

 

„Von heuristischen zu statistischen Wechselwirkungs-Analysen via Künstlicher Intelligenz“

Hannes Stefko, CTO Enterprise Business Unit Austria, IBM


„Railway – IOT: Nur ein Hype oder echter Nutzen?“

Wolfgang Wernhart, Head of Productmanagement, Thales Austria GmbH


Prozesssicherheit durch Digitalisierung“

Florian Auer, Leiter Technologie und Innovation, Plasser & Theurer


„NEXT GENERATION MAINTENANCE:

Höhere Effizienz mittels Messdaten aus Fahrzeug und Infrastruktur“

Dietmar Maicz, BDM Monitoring Railway, Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH

16:00 - 18:00

Ende der Veranstaltung

18:00

WAS SIE ERWARTET

Themenbereich: Monitoring, Nutzen und Mehrwert für das System Bahn

Themenbereich: Monitoring, Auswirkungen des Systems Bahn auf die Umwelt und Sicherheit

Themenbereich: "Internet of Rail 2050" - Schlüsseltechnologien

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Häufig gestellte Fragen
Wie komme ich zum Veranstaltungsort?

Die genaue Adresse finden sie im Feld Location. Öffentliche Verkehrsmittel sowie ein Shuttlebus (bitte bei der Registrierung anmelden) fahren ab Wien Heiligenstadt.

Kosten für Hotel & Anreise?

Die Kosten für die Unterbringung und Anreise sind nicht in den Tagungskosten inkludiert.

Welche Zahlungsarten werden akzeptiert?

Alle Zahlungen erfolgen ausschliesslich per Überweisung nach Rechnungslegung.

Kann ich mein Ticket stornieren?

Die Tickets können bis 3 Wochen vor der Veranstaltung storniert werden. Es werden die Tagungskosten abzüglich einer Bearbeitungsgebühr von € 20 refundiert. Sollten sie zu einem späteren Zeitpunkt stornieren so betragen die Kosten 100% der Tagungsgebühr. Die kostenlose Nennung eines Ersatzteilnehmers ist jederzeit möglich.

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LOCATION

Raiffeisen Lecture Hall, IST Austria

Am Campus 1,

3400, Klosterneuburg

Zeit: 08.00 – 18.00 Uhr

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www.schuster2-consulting.at

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