Geräusch- und Verschleissreduzierung für Strassenbahnen mit KI-basierter Schienenkopfkonditionierung

Kunde: BERNMOBIL, Schweiz

Projektaufgaben:

• Projektmanagement
• Konzeptentwicklung
• Systemintegration
• Datenanalyse

Unsere Umsetzung

Der Betrieb eines Schienenfahrzeugs verursacht Lärm und Verschleiss an Rädern und Schienen. Diese Probleme lassen sich durch Konditionierung der Kontaktstelle zwischen Rad und Schiene verringern. Eine zu starke Konditionierung kann jedoch ein Sicherheitsrisiko darstellen, da sie die Traktionskräfte verringert und beispielsweise den Bremsweg verlängert oder zu Umweltverschmutzung führt.

Gemeinsam mit unseren Partnern haben wir, im Rahmen eines vom Bundesamt für Verkehr (BAV) unterstützen Forschungsprojekts, ein System entwickelt, das es ermöglicht, den Schienenkopf nach Bedarf zu konditionieren. Mit Hilfe von am Fahrzeug installierten Sensoren werden Statusparameter gemessen und einer auf dem Fahrzeug installierten KI zugeführt. Das Machine-Learning-Modell analysiert die Daten und ermittelt den Bedarf an Konditionierung und synchronisiert diesen mit anderen Fahrzeugen, die auf dem Streckennetz verkehren. Basierend auf diesen Informationen entscheidet jedes Fahrzeug für sich selbst, an welcher Stelle im Streckennetz die Konditionierung durch das bordeigene Schmiersystem eingeleitet werden muss.

Kundennutzen

Neben der vollautomatischen Konditionierung hat der Kunde Zugriff auf ein umfassendes Fahrzeug- und Infrastrukturmonitoring, mit der Lärmquellen frühzeitig lokalisiert werden können, sofern sie nicht bereits vollständig vom System beseitigt wurden. Da die relevanten Einflussgrössen durch das maschinelle Lernmodell bekannt sind, können die meisten Lärmquellen bereits vorausschauend erkannt und gänzlich vermieden werden.

Die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen schafft eine Art flottenweite Intelligenz, die eine vollständige Abdeckung der Flotte und des gesamten Streckennetzes ermöglicht, ohne dass jedes einzelne Fahrzeug mit teurer Messtechnik ausgestattet werden muss. Dank des installierten Messsystems können neben dem Lärm auch andere Bedingungen überwacht werden, wie z. B. der Fahrkomfort, der Verschleiss zwischen Rad und Schiene sowie die Infrastruktur.

Der Kunde profitiert von unserem tiefgreifenden Verständnis der Rad-Schiene-Interaktion und des Verhaltens von Strassenbahnsystemen sowie von unserem praktischen technischen Engagement während der gesamten Entwicklung.