eRDM
Bahndiagnosesystem
Dynamische Radlastmessung bei Betriebsgeschwindigkeit: für sicheren Bahnverkehr, gegen Entgleisungen
>> eRDM
Sensornetz auf der freien Strecke
Das von Navipro installierte (von evopro Innovation entwickelte) eRDM ist ein ins Gleis eingebautes digitales Sensornetz, das von jedem einzelnen Rad der mit Betriebsgeschwindigkeit durchfahrenden Züge ein hochauflösendes Lastsignal erfasst. Gemessen wird mit Dehnungsmessstreifen-Sensoren mit jeweils eigenem digitalem Signalprozessor, sodass die Messstelle gegen Gleisschwingungen und elektromagnetisches Rauschen unempfindlich ist.
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01
Echtzeit-Erkennung von Risiken
Vermeidung von Schäden und Entgleisungen: Das System erkennt in Echtzeit überlastete und asymmetrisch beladene Wagen, Achsbrüche, Fehler der Drehgestellfederung und Radschäden und alarmiert die Verkehrssteuerung, bevor das fehlerhafte Fahrzeug Schaden anrichtet.
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02
Drei Verwendungszwecke zugleich
Der Bediener kann mehrere voneinander unabhängige Schwellenwerte einstellen, sodass dieselbe Messung der Überwachung der Verkehrssicherheit, der vorausschauenden Wartung und der Abrechnung nach tatsächlicher Last dient.
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03
Brückenwaage-Ersatz
(ohne Anhalten)Aus der dynamischen Radlastmessung lässt sich auch die statische Wagenmasse genau bestimmen; das eRDM ist somit eine kostengünstige Alternative zur Brückenwaage, und der Zug muss nicht angehalten werden.
>> Schwerpunkte
Vier Entgleisungsrisiken
Asymmetrischer Belastungszustand
Ungleiche Beladung links-rechts, vorn-hinten oder innerhalb des Drehgestells bzw. verrutschte Ladung - schon die Überlastung allein bedeutet Entgleisungsgefahr und schädigt zudem Gleis und Fahrzeug.
Ungleiche Radlastverteilung
Ein extremer Lastunterschied an einer Achse kann auf Achsbruch hindeuten. Ein Zug mit Achsbruch zählt zu den gefährlichsten Zuständen im Bahnverkehr; das Erkennen ist daher zentral.
Ungleichmäßige Drehgestellbelastung
Ermüdete Drehgestellfedern verursachen ungleiche Lastverteilung und damit Entgleisungsrisiko. Durch laufende Fahrzeugüberwachung wird der Fehler weit vor der Alarmstufe sichtbar.
Radschäden
Ein ovales, exzentrisches, abgeflachtes oder eckig abgenutztes Rad bedeutet periodische Zusatzlast für das Gleis und das Fahrwerk. Das System erfasst von jedem Rad eine hochauflösende Signalform und analysiert daraus die Radgeometrie.
>> Systemaufbau
Von Messstelle zu Leitstelle
Messstrecke
Die Messstrecke besteht aus zwölf Paar Lastmessmodulen und zwei Paar Zugerkennungs-Auslösemodulen, am Schienensteg montiert und mit Digitalkabel verbunden. Eine Strecke ist 34,2 Meter lang; das System lässt sich ohne eigenen Unterbau auf dem vorhandenen Oberbau installieren. Gemessen wird in beiden Richtungen.
Datenerfassung vor Ort
Die Signale der Messmodule laufen in einer Datenerfassungs- und Kommunikationseinheit am Gleis zusammen, die mit akkugepufferter USV und Mobilfunk arbeitet. Dank geringem Verbrauch kann sie auch aus dem Netz der Sicherungsanlage gespeist werden. Die Wartung erfolgt vor Ort über Ethernet oder WLAN.
Zentrale Diagnose
Die Daten mehrerer Messstellen laufen auf einem redundanten Diagnoseserver zusammen, der die Daten speichert, verarbeitet und analysiert und Alarme an die Arbeitsplätze der Verkehrssteuerung sendet. Die Weboberfläche des Systems lässt sich auch ins IT-System des Netzbetreibers integrieren.
Das System führt regelmäßig Selbstprüfungen und -tests durch: Es gleicht Messergebnisse mit den in einer Datenbank gespeicherten technischen Daten der Fahrzeuge ab, sodass die Genauigkeit der Messstelle ohne Eingriff nachvollziehbar bleibt. (Zur Eichung eignen sich präzise gewogene Wagen.)
>> Technische Daten
Messparameter
- Achslast
- 10-400 kN (etwa 1-40 t)
- Genauigkeit (je Wagen)
- ±2 % (mit TÜV-Zertifikat)
- Geschwindigkeitsbereich
- 5-160 km/h
- Geschwindigkeitsgenauigkeit
- 1%
- Länge der Messstrecke
- 34,2 m (bei 600 mm Schwellenabstand)
- Schienentyp (UIC)
- 48, 49, 54, 60
- Raddurchmesser
- 350-1250 mm
- Kleinster Achsabstand
- 700 mm
- Betriebstemperatur
- -25 °C / +60 °C
- Schutzart
- IP67
- Stromversorgung
- 230 (190-250) V, 50/75 Hz
- Leistungsaufnahme
- max. 150 VA beim Messen
- Bei Stromausfall
- 20 Minuten Laufzeit (12-Ah-Akku)
- Lebensdauer, MTBF
- min. 10 Jahre, 10.000 Std.
Das System entspricht der europäischen Norm, die die Messung vertikaler Kräfte auf Räder und Radsätze regelt. Die Verkehrssteuerung behandelt die Alarme der Messstellen gemäß dem Verfahren des Netzbetreibers.
>> Vorteile
3 Argumente für eRDM
Das System erfasst und meldet die Lastverteilung des durchfahrenden Zuges und erkennt unfallgefährliche Fahrzeuge automatisch. Frühe Diagnose beschädigter Räder und Drehgestelle verhindert Entgleisungen und schwere technische Unfälle. Laut EU-geförderter D-RAIL-Forschung verhindert dynamische Radlastmessung mindestens 20 % der Entgleisungen.
Mit vorausschauender Wartung (Predictive Maintenance) auf Basis aktueller Messdaten sinken die Instandhaltungskosten, und die Auslastung der Schienenfahrzeuge steigt. Das System hat geringen Stromverbrauch, kann sogar aus der Oberleitung versorgt werden und schont den Gleiszustand, indem es reparaturbedürftige Fahrzeuge rechtzeitig erkennt.
Durch die frühe Erkennung verschiedener Radschäden (Flachstellen - ovale, exzentrische, abgeflachte oder eckig abgenutzte Räder) sinken Lärm- und Schwingungsemissionen der Fahrzeugflotte, was insbesondere entlang von Bahnstrecken durch bewohntes Gebiet spürbar hilft.
>> Preise und Anerkennung
Preisgekrönte
Ingenieurarbeit
- Ungarischer Produktgroßpreis (2014)
- XXIV. Ungarischer Innovationsgroßpreis (2015)
- Sonderpreis des Ungarischen Elektrotechnischen Vereins
>> Weitere Bahnlösungen