Winterwartung im Schienenverkehr mit IoT

Zusammenfassung

Nach der Teilnahme am DB mindbox 2019 Startup-Kooperationsprogramm arbeitet Embever mit der Deutschen Bahn zusammen, um sicherzustellen, dass Elektrolokomotiven auch im Winter betriebsbereit bleiben – mithilfe intelligenter Sensoren. Diese Lokomotiven ziehen Personenzüge durch ganz Deutschland und müssen im Winter in der Abstellung mit Strom versorgt werden, um Verzögerungen aufgrund entladener Starterbatterien zu vermeiden.

Herausforderung

Zu Beginn der Zusammenarbeit stand die Deutsche Bahn vor erheblichen Herausforderungen, die Betriebsbereitschaft älterer Lokomotiven im Winter sicherzustellen. Die wesentlichen Herausforderungen waren:

Fehlendes Echtzeit-Monitoring
Ältere Lokomotiven verfügten nicht über Systeme, die den Leitstellen melden, wenn sie vom Stromnetz getrennt werden – was das Risiko einer Batterieversorgung und damit verbundene Betriebsverzögerungen erhöhte.

Personalmangel gefährdet die Pünktlichkeit der Züge
Manuelle Kontrollen durch erfahrene Lokführer, die die Lokomotiven alle zwei bis sechs Stunden inspizieren, sorgen zwar für einen reibungslosen Betrieb, erfordern jedoch Nacht- und Überstunden. Wenn diese Kontrollen ausfallen, gefährdet dies sowohl den Betrieb der Lokomotiven als auch die Pünktlichkeit des Zugverkehrs.

Notwendigkeit automatisierter Lösungen
Der Mangel an verfügbarem Personal für die manuelle Überwachung machte die Entwicklung einer automatisierten Lösung erforderlich, um den Betrieb der Züge sicherzustellen.

Bedarf an einer ganzheitlichen Lösung
Um zukünftige Einsparpotenziale bei Wartungsaufgaben realisieren zu können, suchte die Deutsche Bahn nach einer Lösung, die sich kostengünstig auf zahlreiche Teilsysteme der Lokomotive erweitern lässt.

Lösung

Als Antwort auf diese Herausforderungen entwickelte Embever eine zertifizierte IoT-Retrofit-Lösung, um die Leistung und Zuverlässigkeit der Lokomotiven der Deutschen Bahn zu verbessern. Der Ansatz basiert auf mehreren zentralen Komponenten:

Individuelle Hardware Integration
Durch die Expertise von Embever wurde eine zertifizierte und kosteneffiziente Retrofit-Lösung für Schienenfahrzeuge entwickelt. Im Zentrum der Lösung steht ein batteriebetriebenes Gateway, das ein drahtloses Sensornetzwerk im Fahrzeug bereitstellt. Weitere Sensoren können zu äußerst geringen Stück- und Installationskosten hinzugefügt werden, um diverse Teilsysteme der Lokomotive zu überwachen.

Drahtlose, batteriebetriebene Sensoren
Die intelligente IoT-Technologie von Embever umfasst drahtlose, batteriebetriebene Sensoren, die kontinuierlich die Batteriespannung der Starterbatterie überwachen und die Leitstelle im Falle eines Ausfalls direkt informieren.

Batteriebetriebenes Gateway
Ein batteriebetriebenes Gateway, das drahtlose Sensoren nutzt, ermittelt, ob die Lokomotive am Stromnetz angeschlossen ist, und überträgt die Daten via Mobilfunk an eine IoT-Cloud-Anwendung.

Datenübertragung und Dashboard
Das Gateway sendet die Daten direkt in die Cloud, wo die Daten in einem IoT Dashoard ausgewertet werden. Die Informationen stehen der DB-Leitstelle zur Verfügung, und bei einem Vorfall wird der diensthabende Techniker benachrichtigt. Zudem werden Informationen über den Standort der Lokomotive auf dem Dashboard angezeigt.

Integration in bestehende Systeme
Die Integration gewährleistet, dass das Netzwerk bei Bedarf um beliebig viele Sensoren erweitert werden kann – was das System zukunftssicher und skalierbar macht.

Ergebnis

Durch die IoT-Integration von Embever kann die Deutsche Bahn ihre Lokomotiven im Winter nun deutlich effektiver und zuverlässiger betreiben. Anstatt ausschließlich auf manuelle Kontrollen zu setzen, erhält das Wartungspersonal dank kontinuierlicher Datenerfassung und -übertragung in Echtzeit Einblicke in den Zustand der Starterbatterien.

• Proaktives Eingreifen: Probleme werden erkannt, bevor sie zu Ausfällen führen. Das verkürzt Reaktionszeiten und reduziert ungeplante Stillstände.
• Effizientere Ressourcennutzung: Da seltener manuelle Inspektionen erforderlich sind, können Mitarbeitende gezielt dort eingesetzt werden, wo sie am dringendsten gebraucht werden.
• Zukunftssicheres System: Das batteriebetriebene Gateway lässt sich um beliebig viele Sensoren erweitern, sodass auch andere Systeme der Lokomotive in das Monitoring integriert werden können
• Kosteneinsparungen: Dank frühzeitiger Fehlererkennung und optimierten Wartungsprozessen lassen sich teure Reparaturen und Ausfälle vermeiden, was sich positiv auf die Gesamtbetriebskosten auswirkt.

Die Lösung zeigt, wie bestehende Flotten durch kosteneffiziente Retrofit-Systeme digital aufgerüstet werden können. So werden Wartungsprozesse nicht nur wirtschaftlicher, sondern auch zuverlässiger gestaltet – ein entscheidender Schritt hin zu mehr Pünktlichkeit und Zufriedenheit im Schienenverkehr.

Über DB

Deutsche Bahn ist ein führendes deutsches Eisenbahnunternehmen, bekannt für sein umfangreiches Netz und innovative Lösungen im Verkehrssektor. Embever, ein Spin-off der Universität Magdeburg, gegründet im Jahr 2017, spezialisiert sich auf Hardware, Embedded Systems und Cloud-Anwendungen und bietet fortschrittliche IoT-Lösungen zur Steigerung der Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit in verschiedenen Industrien.