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Telematik im Schienengüterverkehr
Ein konzeptionell-technischer Beitrag zur Steigerung der Sicherheit und Effektivität
Rieckenberg, Thomas
Kennzeichnend für den Schienengüterverkehr in Europa ist ein stetig sinkender Anteil an der gesamten Transportleistung aller Verkehrsträger trotz wachsenden Marktes. Ursachen hierfür sind unter anderem die starke Normung aller Wagen unter dem Zwang der freien Einstellbarkeit in Europa und damit eine Behinderung von Wettbewerb und Fortschritt. Damit einher gehen niedrige durchschnittliche Jahrestransportleistungen sowie Transportdurchschnittsgeschwindigkeiten. Erschwerend für die Durchführung effektiven Betriebs kommt eine veraltete Instandhaltungsstrategie hinzu, die weitgehend auf feste Intervalle anstelle von wirklichem Bedarf ausgerichtet ist. Dies wird am Beispiel der Spanne durchschnittlichen jährlichen Laufleistungen von Güterwagen besonders deutlich. Während manche Wagen Laufleistungen von ca. 200.000 km erbringen, fahren die meisten Wagen 50.000 km oder werden als billiges Lager genutzt; dennoch gelten prinzipiell dieselben Instandhaltungsfristen für alle Wagen. Telematik bietet in vielen Bereichen des Schienengüterverkehrs Ansätze, um diesen zu einem modernen und leistungsfähigen System umzugestalten. Durch Telematik werden logistische Probleme der Ladungsverfolgung sowie der Ladegutüberwachung (zum Beispiel physikalischer Zustand oder Diebstahl) behoben sowie der eigentliche Transport durch Online-Diagnose des dynamischen Verhaltens von Güteragen sicherer (zum Beispiel Detektion von Entgleisungen und Achsheißläufern) und bei Nutzung weniger, geeigneter Sensorsignalen in der Wartung durch Einführung zustandsbezogener Instandhaltung effektiver. Das Beispiel Entgleisungsdetektion zeigt dabei, dass eine Entgleisung eines Güterwagens durch Einsatz eines Telematiksystems zuverlässig von normal auftretenden Betriebsbelastungen unterschieden und damit diagnostiziert werden kann. Aus anderen Bereichen werden die bei Telematikeinführung zu erwartenden Nutzen vorgestellt und deren Anwendbarkeit auf den Schienengüterverkehr gezeigt. Die Betrachtungen zur Wirtschaftlichkeit von Telematik in Hinblick auf Reduktion der Unfallfolgekosten im Bereich Güterwagenentgleisungen und Transportbeschleunigung durch Kenntnis des Wagenstandortes zeigen, dass der return-of-investment bereits nach kurzer Zeit erfolgt und sich der Einsatz von Telematik damit sowohl volks- als auch betriebswirtschaftlich lohnt. Als zentrale Fragestellungen bleiben bei sicherheitskritischen Vorgängen der Aufbau der Meldungskette der direkten Kommunikation zwischen Wagen und Lokomotive sowie die Versorgung des autarken Telematiksystems mit ausreichend elektrischer Energie für den Einsatzzeitraum von vier bzw. sechs Jahren zwischen zwei Wagenhauptuntersuchungen.
Characteristically for the rail goods traffic in Europe is a continuously decreasing market share in spite of a strongly increasing total market. Causes for this are among other things the strong standardization of all freight cars under the obligation of free train marshalling into all courses within Europe and thus a handicap of competition and progress. The consequences are low transport capacities every year as well as low transportation average speeds. Complicating for the execution of an effective operation is an outdated maintenance strategy, which is aligned to fixed time periods instead of real maintenance needs. This becomes very clearly by the span of the annual mileage of freight wagons; during some wagons run approx. 100,000 km most wagons run at best 20,000 km or stand as cheap warehouse, but yet the same maintenance periods apply for all wagons. Telematics offers solutions within many fields of the rail goods traffic, to reorganize this to a modern and efficient system. Logistic problems of tracking and tracing as well as loading monitoring (for example physical conditions or theft) can be eliminated by telematics. Further the actual transport can be made more securely by on-line diagnosis of the dynamic running behaviour (for example by derailment and hot box detection). Additionally by the use of a suitable amount of few sensors the maintenance can be transferred to a condition based maintenance system which is much more effective and economical than the old fashioned actual time-period-based system. By the example of derailment detection this dissertation shows that a derailing of a freight wagon can be differentiated reliably from all normal transport conditions and accelerations by use of a telematics system and diagnosed thereby. From other fields the benefits which can be expected by telematics introduction are introduced and their applicability to the rail goods traffic are pointed out. Considerations of the economy of telematics related to reduction of the accident subsequent costs of freight wagon derailments and transportation acceleration by knowledge of the wagon location show that the investment costs returns already after a short time. As central question remains at security relevant processes the structure of the message chain of direct communication between freight wagon and locomotive as well as the supply of the telematics system with sufficiently electricity for the assignment period by four or six years between two car major overhauls.
