Beispiele für Telematik im Schienengüterverkehr GMA- Fachausschuss 7.61 Automatisierung für Schienenverkehrsysteme Wegberg-Wildenrath 22.3.2004
FG Schienenfahrzeuge Akustik von Schienenfahrzeugen Schwingungsverhalten (Modalanalyse) Geräuschanalysen und Lärmdesign Schallprognoserechnung Lärmarme Konstruktion Fahrdynamik von Schienenfahrzeugen Neuentwicklung eines Güterwagendrehgestells Fahrdynamische Simulationen von Schienenfahrzeugen Spurführungsoptimierung durch Rad-Schiene-Profilmessung Passive Sicherheit Längsdynamik Crash-Simulationen Insassensicherheit Telematik für den Schienenverkehr Überwachung des Ladeguts und Optimierung von Wartungsintervallen 2
Verkehrspolitik Verschiebung des Modal Split zugunsten der Eisenbahn Steigerung der Attraktivität des Schienegüterverkehrs Steigerung der Sicherheit Erhöhung der Produktivität BMVBW Projekt am FG Schienefahrzeuge der TU Berlin Überwachung von Eisenbahngüterwagen mittels Telematik 3
Ziele des Projektes Permanente Überwachung der Wagen auch beim Grenzüberschreitendem Verkehr Ausrüstung der Fahrzeuge mit Telematik für die Entgleisungsdetektion und Ladegutzustandüberwachung Bildung der Datentransferinfrastruktur für die automatische Wagenverfolgung Beweis der Sicherheitssteigerung und der Beschleunigung des grenzüberschreitenden Transportes Optimierung der Logistik im Bahntransport 4
Telematiksystem 5
Telematiknutzen 6
Messobjekte Chemiekessel Transport der Monochloressigsäure (ein temperaturgeführtes Gut, befördert im Temperaturbereich zwischen 20 und 40 C) Eingesetzt im Verkehr zwischen Deutschland und Finnland Mineralölkesselwagen Werksverkehr zwischen der Erdölraffinerie in Leuna und dem Lager in Halle Explosionsschutzsicherheit: Telematiksystem wurde mit einem Batterietrennschalter ausgerüstet, Telematiksystem schaltet im Explosionsschutzbereich vollkommen stromlos Druckgaskesselwagen Eingesetzt im Verkehr zwischen den Produktionsstätte in Marl und dem Außenlager in Fissingen (Niederlande) 7
Sensorikübersicht Chemiekesselwagen Ortung mit GPS Funkkommunikation mit GSM Telematik und Beschleunigungssensor 3-achsig am Aufbau-Mitte (Entgleisungsdetektion) Temperaturmessung Ladegut (Mitnutzung der Daten eines bereits installierten Systems) 8
Telematikausrüstung Chemiekesselwagen ATIS mit Triaxial- Sensor GPS/GSM-Antenne und Solarpaneel ATIS zur Temperaturmessung Batteriekasten GPS/GSM/ Solarpaneel zur Temperaturmessung 9
Sensorikübersicht Mineralölkesselwagen Ortung mit GPS Funkkommunikation mit GSM Telematik und Beschleunigungssensor 3-achsig am Aufbau-Mitte (Entgleisungsdetektion) Temperatursensor Achslager Beschleunigungssensor 1-achsig am Achslager vertikal 10
Telematikausrüstung Mineralölkesselwagen ATIS-Messsystem mit Triaxialsensor Batteriekasten Solarpanel Batterietrennschalter Beschleunigungs- un Temperatursensor 11
Sensorikübersicht Druckgaskesselwagen Ortung mit GPS Funkkommunikation mit GSM Telematik und Beschleunigungssensor 3-achsig am Aufbau-Mitte (Entgleisungsdetektion) Drucksensor Kessel Temperatursensor Achslager Wegsensor Primärfeder Beschleunigungssensor 1-achsig am Achslager vertikal 12
Telematikausrüstung Druckgaskesselwagen Drehgestellsensoren DMS an der Kesselwand ATIS und Batterien Trennschalter 13
Wagenverfolgung Fahrzeugflotten- Informations- System (FIS) 14
Standzeiten Haparanda (S) / Tornio (FIN) Haparanda (S) / Tornio (FIN) Gersthofen/Augsburg Äänekoski (FIN) Hinfahrt 17.02.01-24.02.01, beladen Fredericia Gersthofen München Tampere Äänekoski Äänekoski (FIN) Gersthofen/Augsburg Rückfahrt 26.02.01-05.03.01, leer Fredericia Lehrte Nürnberg Gersthofen Tampere Äänekoski < 0,5 0,5-1 1-2 2-4 4-8 >8 Standzeiten in h 15
Geschwindigkeit Gersthofen / Augsburg - Äänekoski (FIN) Hinfahrt 17.02.01-24.02.01, beladen Haparanda (S) / Tornio (FIN) Durchschnitt- Geschwindigkeiten bezogen auf die Abschnittslänge [km/h] Tampere Äänekoski < 10 10-20 20-30 esamtstreckenlänge: 26,9 km urchschnittgeschwindigkeit: Fredericia 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 km/h Hamburg 80-90 90-100 Gersthofen München 16
Rangierstöße Zeit_0_2: x Zeit_0_2: y Zeit_0_2: z m/s^2 & x& 10 0-10 v = 0km/h m/s^2 & y& m/s^2 & z& -20 10 5 0-5 -10 20 10 0-10 0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 sec 17
Ladegutüberwachung 50 Kesseltemperatur des Chemiekesselwagens Lieferfahrt Kesseltemperatur des Chemiekesselwagens vom 20.09.00 bis 05.12.01 vom 20.09.00 bis 05.12.01 40 30 20 Temperatur [ C] 10 Jahreszeitliche Tendenz 0 11.09.00 11.10.00 10.11.00 10.12.00 09.01.01 08.02.01 10.03.01 09.04.01 09.05.01 08.06.01 08.07.01 07.08.01 06.09.01 06.10.01 05.11.01 05.12.01-10 leere Rückfahrt -20-30 Sensorausfall 18
Entgleisungsdetektion Geschwindigkeiten bei der Entgleisung Leeres Fahrzeug Beladenes Fahrzeug Nr. V Entgl. [km/h] 1 13 2 26 3 38 4 43 5 16 6 25 7 37 19
Beschleunigungssensorik Anordnung der Beschleunigungsaufnehmer auf dem Kessel während der Entgleisungsversuche a12 a10 a11 Fahrtrichtung a9 a8 Entgleistes DG a5 a3 a7 a4 a6 a2 a1 20
Entgleisung 80t Fahrzeug 16 km/h V16 a7v16 25 km/h V25 a7v25 37 km/h V37 a7v37 km/h 40 30 20 10 0 km/h 40 30 20 Drehgestell nach der Entgleisung mit 37 km/h 10 0 km/h 40 30 20 10 0 1.2 km/s^2 0.8 0.4 0.0-0.4-0.8-1.2 1.2 km/s^2 0.8 0.4 0.0-0.4-0.8-1.2 1.2 km/s^2 0.8 0.4 0.0-0.4-0.8-1.2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 s 21