Digitales Bahnsystem: BigData sammeln und nutzbar machen

Technik zur Datenerfassung, die kostengünstig ist und in einen Koffer passend auf Regelzügen mitfährt
Quelle: DLR (CC-BY 3.0) Technik zur Datenerfassung, die kostengünstig ist und in einen Koffer passend auf Regelzügen mitfährt

Das Sammeln großer Datenmengen zur Ableitung von Erkenntnissen ist der große Mehrwert der zunehmenden Digitalisierung. Auch das System Bahn kann von BigData profitieren. Hierfür entwickelt das DLR Verfahren und Tools von der Datenerfassung (Sensorik) über die Fusion und Anreicherung bis zur Datenauswertung und -nutzung. Zentrale Werkzeuge für die Datenerfassung sind hierbei günstige Off-the-Shelf-Lösungen, mit denen Daten schnell, günstig und flexibel auf Regelzügen erhoben werden können.  

Für die Überprüfung des Schienennetzes bietet dieser Ansatz eine Alternative zum aufwändigen und teuren Einsatz von Messzügen. Gleichzeitig bedeutet er eine enorme Steigerung der Datenquantität, wenn Daten vieler Regelzugfahrten über das gesamte Streckennetz die punktuelle Einzelmessung anreichern. Analysiert man diese Daten mit intelligenten Algorithmen, kann die Wartung und Instandhaltung der Schieneninfrastruktur mithilfe der Digitalisierung so einen Quantensprung erfahren, wenn anstelle von festen Intervallen bedarfsorientiert und präventiv gewartet wird. Das reduziert Kosten, macht die Personal- und Ersatzteilplanung effizienter und beugt Ausfällen und damit auch Verspätungen vor.

Der Schlüssel für diesen BigData-Ansatz: Die Erfassungstechnik passt in einen kleinen Koffer. Darin ist eine Software-Plattform enthalten, die die Daten aufzeichnen, in Echtzeit auswerten und gefilterte Informationen zu einer zentralen Datenplattform kommunizieren kann. Angeschlossen werden können je nach Bedarf verschiedenste Sensoren wie Kamera, Mikrofon, Inertialsensorik oder GNSS-basierte Ortungskomponenten. Auf diese Weise werden hochfrequente Daten gesammelt. So werden zum Beispiel Vibrationen gemessen, anhand derer Gleisfehler erkannt werden können. Oder es wird mit einem integrierten Mikrofon der Lärmpegel aufgezeichnet, was bei umfangreichen Daten eine netzweite Übersicht der Lärmemissionen ergeben kann. Über die Zeit betrachtet, erlaubt auch dies wieder Rückschlüsse auf beschädigte Gleise. Messungen des Energieverbrauchs entlang der Strecke können Optimierungspotentiale für Fahrerassistenzsysteme aufzeigen. Eine permanente Ortung der Fahrzeuge ermöglicht eine Echtzeitbetrachtung der gesamten Auslastung des Netzes und der Fahrtrichtungen der Fahrzeuge. Damit wird ebenfalls ein Grundstein für die kommende Automatisierung des Verkehrs gelegt. Die erfassten Daten werden per GSM an einen Server übermittelt, der die Datenanalyse aller Daten über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Eine zukünftige Prognose der Veränderung einer Infrastruktur rückt durch die langfristige Datenerfassung in greifbare Nähe. Die vielseitige Software kommt auf unterschiedlichen Systemen zum Einsatz. Sie kann z.B. aktuelle Positionsdaten von einem Smartphone senden. Oder sie kann in Baustellenlampen integriert selbständig Beginn und Ende einer Baustelle in einem digitalen Bahnsystem markieren, was Fahrdienstleitern und Triebfahrzeugführern als Gefahrenstelle visualisiert werden kann.