Netzwerk Messtechnik - Integrierte Gesamtlösungen für Gleismessung

Wie bei der Gleisinstandhaltung setzt Plasser & Theurer auch bei der Gleismessung auf Hochleistung, Präzision und Zuverlässigkeit. Die übersichtliche Aufbereitung und Ausgabe der Messdaten ist die ideale Voraussetzung für die Integration in Netzwerke der Bahnen. Von der optimalen Aufbereitung der Messdaten zu Gleisgüteziffern bis zum direkten Datenaustausch mit Instandhaltungsmaschinen von Plasser & Theurer gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, alle erforderlichen Maßnahmen möglichst effizient und damit wirtschaftlich durchzuführen.

Der sichere Betrieb und damit die Zufriedenheit des Kunden gilt als angestrebtes Ziel!

Das Gleisnetz ist ein sich ständig dynamisch veränderndes System, beeinflusst von sehr unterschiedlichen Faktoren, wie beispielsweise Zuglasten, Untergrundbeschaffenheit, Temperaturschwankungen oder Niederschlag. Die Kenntnis über den aktuellen Gleiszustand unter Beobachtung von Verschlechterungstendenzen bildet die Grundlage für die effiziente Planung von Instandhaltungsmaßnahmen.

In Anbetracht von Budgetvorgaben und weitläufigen Gleisanlagen stellte dies eine schwer zu lösende Aufgabenstellung dar. Mit dem richtig gewählten Zeitpunkt für die Eingriffschwelle im Zusammenhang mit fortwährender Analyse und Dokumentation des Gleiszustandes findet man jedoch eine solide Ausgangsbasis für diese Aufgabe.

Datenerfassung – Datenaufbereitung – Datenauswertung

Am Beispiel der Österreichischen Bundesbahnen erkennt man die Vorteile einer umfangreichen Gleisgeometriedatenbank. Dabei greifen alle beteiligten Abteilungen auf einen gemeinsamen Messdatenpool unter Berücksichtigung der festgelegten Soll-Geometrie des Gleises zu. Das erleichtert die übergreifende Zusammenarbeit:
moderne Gleisgeometriemessfahrzeuge zur regelmäßigen Kontrolle des Gleiszustandes, die bedarfsorientierte Maßnahmenplanung und Durchführung – z. B. eine Erhaltungsstopfung oder eine große Gleissanierung – und die Abnahmemessung. Alle Beteiligten führen ihre Daten ins System zurück.

Die Gleisgeometriemessfahrzeuge von Plasser & Theurer liefern je nach Ausstattung und Bedarf des Kunden neben den gemessenen Gleisgeometriedaten eine Fülle von zusätzlichen Messdaten. Die gewonnenen Werte können in einer Gleisgeometriedatenbank zusammengeführt und Langzeitanalysen unterzogen werden. Damit haben die planenden Stellen ein wertvolles Instrument zur Verfügung. Verschlechterungsraten geben Auskunft, welche Maßnahme die passende ist, um die Sollgeometrie des Gleises wiederherzustellen und möglichst lange zu halten.

Die Abnahmedaten des Plasser & Theurer-Messschreibers der Gleisbaumaschine zur Freigabe der Strecke für den Betrieb werden in digitaler Form wieder in der Datenbank abgelegt.

In diesem Ablauf zeigt sich als -Schlüssel für ein funktionierendes System die ingenieurmäßige Auswertung gewonnener Messdaten als wirtschaftlicher Faktor zur Optimierung der Maßnahmen im gesamten Gleisnetz.

Von der Messung zu den Instandhaltungsarbeiten

Die erste Auswertung erfolgt bereits während der Messfahrt durch den für den Abschnitt zuständigen Bahnmeister. Dieser beobachtet die in Echtzeit aufbereiteten Messdaten und Auswertungen und verschafft sich dadurch einen ersten Überblick über die in seinem Zuständigkeitsbereich vorhandenen Problembereiche. Im Extremfall kann er noch während der Messfahrt Maßnahmen zur Behebung veranlassen oder in besonderen Ausnahmefällen sofort eine Streckensperre verhängen.

Im Regelfall jedoch werden die Messdaten in die Infrastrukturdatenbank eingespeist. Dies erfolgt entweder bereits während der Messfahrt über WLAN oder danach mit Hilfe eines Datenträgers, zum Beispiel einem USB-Stick. Damit stehen die aktuellen Messdaten sofort und unmittelbar im Netzwerk zur Verfügung.

Bei den ÖBB ist der regionale Bahnmeister auch für die konkrete Auswertung der Messdaten zuständig, indem er sie einer eingehenden Analyse unterzieht. Zunächst werden die Problemstellen lokalisiert und – vor allem bei Überschreiten der Soforteingriffsschwelle – visuelle Inspektionen vor Ort geplant und durchgeführt, was mit Hilfe der Datenbank rasch und effektiv erledigt werden kann. Die dabei angefertigten Protokolle bilden eine wichtige zusätzliche Informationsquelle für die nun folgende Instandhaltungsplanung.

Die Instandhaltungsplanung

Bei der weiteren Analyse steht dem Bahnmeister ein Oberbautechniker mit umfangreicher Erfahrung im Bau- und Instandhaltungswesen zur Seite. Durch genaue Auswertung der Messdaten werden die Fehlerstellen und deren mögliche Ursachen bewertet und ein Instandhaltungsplan für das Gleisnetz erstellt. Neben Protokollen aus Begehungen sowie dem Einzelfehlerprotokoll stellt ihnen die Datenbank eine Reihe von Analysemethoden zur Verfügung, wie zum Beispiel die rechnergestützte Pfeilhöhen- und Längshöhenauswertung.

Besonders wichtig ist, durch Vergleich mit früheren Messdaten die Entwicklung von Fehlerstellen zurück zu verfolgen, wodurch wichtige Rückschlüsse auf deren Ursache möglich sind. Zusätzliche Informationen liefern bei Bedarf die Daten aus anderen Messungen, wie zum Beispiel der Schienenprofilmessung oder die Bilder des Videoinspektionssystems. Daraus lassen sich die konkreten Maßnahmen zur Fehlerbehebung ableiten: im einen Fall reicht der Einsatz einer kleineren Stopfmaschine zur Einzelfehlerbehebung, im anderen Fall ist möglicherweise eine Unterbausanierung erforderlich, wofür weitere Untersuchungen wie zum Beispiel die Entnahme von Bettungsquerschnittsproben angeordnet werden müssen.

Die Planung all dieser Maßnahmen ist mit Hilfe der Infrastrukturdatenbank transparent und absolut nachvollziehbar. So können die fertigen Instandhaltungspläne von den entsprechenden Abteilungen für die Nachbearbeitung, wie zum Beispiel die Kostenplanung, herangezogen werden. Am Ende dieses Analyseprozesses steht die Freigabe der geplanten Instandhaltungsmaßnahmen. Deren Ausführung kann nunmehr beginnen.

Netzwerk Messtechnik (Beispiel ÖBB)

  • Regelmäßige Kontrolle der Anlagen mit individuell abgestimmten Messfahrzeugen.
  • Verwaltung und Analyse der Messwerte mit der Infrastrukturdatenbank.
  • Gezielte Planung des vorhandenen Baubudgets.
  • Vormessung mit EM-SAT um die Durcharbeitung bestmöglich zu planen.
  • Maschinelle Durchführung mit zuverlässiger Fahrwegtechnik.

Das Ziel einer Qualitätssteigerung des gesamten Gleisnetzes ist erreicht

Integration der Vormessung mit dem EM-SAT

In der Vorbereitung einer Erhaltungsstopfung liefert der Vormesswagen EM-SAT von Plasser & Theurer die erforderlichen Werte für die effiziente Baustellenplanung. Die vom EM-SAT gewonnenen Daten werden mit der Sollgeometrie des Gleises verglichen um den Schotterbedarf zu ermitteln. Damit können Gleisstopfmaschine, Schotterpflug und Gleisstabilisator ohne Verzögerung ihre Arbeit leisten. Im Baustellenbetrieb liefert der EM-SAT die Werte für jeden Arbeitsgang der Gleisstopfmaschine um nach Umbau- und Gleissanierungsarbeiten die Sollgeometrie wiederherzustellen oder gegebenenfalls anzupassen. Der EM-SAT kann auch zum Aufmessen einer noch unbekannten Sollgeometrie eingesetzt werden. Dazu hat dieses System den großen Vorteil unabhängig von einer Gleisstopfmaschine zu arbeiten und bietet dem Bedienpersonal eine sichere Arbeitsumgebung. Die integrierte Festpunktvermessung erspart bei der Vermessung einen eigenen Arbeitsschritt.

Das System EM-SAT von Plasser & Theurer hat sich international als Standard für die mechanisierte Vormessung etabliert.

Die Durcharbeitung

Einer der wichtigsten Vorteile der Vormessung mit EM-SAT besteht darin, die Durcharbeitung bestmöglich zu planen. Die vorbereiteten Korrekturdaten werden an das Maschinenpersonal der -Plasser & Theurer-Stopfmaschine übergeben. Die Daten werden in den Automatischen Leitcomputer ALC übertragen und aufgerufen. Die Stopfmaschine arbeitet nun die Korrekturdaten ab, wobei der ALC die umfassende und automatische Steuerung der Messsysteme übernimmt.

Abnahme der durchgeführten Arbeiten

Messung und Aufzeichnung der korrigierten Gleislage übernehmen die Messsysteme und der elektronische Messschreiber der Stopfmaschine oder des Dynamischen Gleisstabilisators. Diese Daten dienen zur Abnahme der durchgeführten Arbeiten und werden auch zurück in die Infrastruktur-Datenbank übertragen. Dort stehen sie für einen Vergleich mit den Abnahmevorschriften sowie zur weitern Evaluierung zur Verfügung.

Damit ist das Netzwerk Messtechnik vollständig. Das Ziel einer Qualitätssteigerung des gesamten Gleisnetzes ist erreicht.

Messdatenverwaltung am Beispiel der Österreichischen Bundesbahnen

Das Konzept der ÖBB hinsichtlich Datenzugang und Datenverteilung unterscheidet sich wesentlich von jenem der meisten anderen Bahnverwaltungen. Beim Messen der Gleise werden die Daten in vollem Umfang in eine Infrastruktur-Datenbank der ÖBB eingespielt. Die Qualität der erfassten Daten wird vor der Einspielung überprüft, da diese für die Bewertung sehr bedeutsam ist.

Mit Hilfe der Datenbank entwickeln die Infrastruktur Service Center ISC (Bauhöfe) dezentrale Einsatzpläne. Aus der Datenbank werden auch die Auswerteroutinen für das NATAS (New Austrian Track Analysing System) beliefert. Dabei werden die Messergebnisse mit den Anlagendaten und anderen Kriterien in Verbindung gebracht. Die historische Datenreihe wird mit den aktuellen Werten überlagert um die Verfallsgeschwindigkeit zu zeigen (Standardabweichung). Die Ergebnisse dienen als Basis für Instandhaltungsprogramme (Consulting für ISC).

Für den Vergleich zwischen mehreren Messfahrten über den selben Gleisabschnitt ist ein historischer Verlauf der Messdaten abzurufen. Mit vertretbarem Aufwand sollen etwa Daten der letzten 7 Jahre verfügbar gehalten werden. Die Datenbank umfasst derzeit ein Datenvolumen von etwa 5 Terabyte (= 5.000 Gigabyte), wobei die Daten als Messwerte im 25-cm-Abstand abgelegt sind.

Der Zugriff auf die Daten ist für die Regionen (ISC) und alle berechtigten User über das ÖBB-Intranet sowie über ein geografisches Informationssystem möglich. Die Daten sind einfach zu finden, zu verdichten (um nicht alle 25 cm darzustellen, sondern zum Beispiel 500 m) und lassen sich in der Folge aggregieren, um die Erstellung statistischer Auswertungen zu ermöglichen.


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