Abschlusspräsentation FlexiDug
Exkursion zur Abschlusspräsentation FlexiDug
Zurück zu VST-NewsExkursionsbericht Abschlusspräsentation zum Projekt „FlexiDug“ – 06.11.2024
Im Rahmen der Exkursion zum Projekt „FlexiDug“ wurde den Teilnehmern des Studiengangs Verkehrssystemtechnik im 3. und 5. Semester ein umfassender Einblick in innovative technologische Entwicklungen im Bereich der Bahninfrastruktur gewährt. Eingangs wurde das Projekt durch den DB-Konzernbevollmächtigten der Länder Berlin, Brandenburg und Mecklenburg-Vorpommern sowie Vertreter der Teilnehmenden Institutionen LEAG, des Hasso-Plattner-Institut und von DB Systel vorgestellt. Dabei wurde das Kernelement des Projekts, der digitale Zugleitbetrieb, erläutert und in markanter Umgebung des noch aktiven Kohlekraftwerks “Schwarze Pumpe” demonstriert. Anstatt einer klassischen Streckensicherung wird hier der Bahnbetrieb auf dem Werksgelände der LEAG durch Funkkommunikation zwischen Triebfahrzeugführer und einem virtuellen Fahrdienstleiter gesteuert. Im Rahmen von „FlexiDug“ wird diese Funktion mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) automatisiert, wodurch die Kommunikation direkt mit einer Computer-Stimme erfolgt und somit Personal an der Strecke verzichtbar wird. Die Exkursion bot den Teilnehmern die Möglichkeit, das System in einer praktischen Demonstration zu erleben und mehr über die Technologien zu erfahren, die hinter dieser Innovation stehen.
Im ersten Vortrag wurde das Kernelement des Projekts "FlexiDug" vorgestellt: Der digitale Zugleitbetrieb. Der Bahnbetrieb auf dem Werksgelände erfolgt ohne technische Streckensicherung. Stattdessen kommuniziert der Fahrdienstleiter aus dem Stellwerk über Funk mit den Triebfahrzeugführern (Tf), was als Zugleitbetrieb bezeichnet wird. Dabei wird die Befahrung eines Streckenabschnitts durch einen mündlichen Befehl gewährt.
Mit dem Projekt „FlexiDug“ wurde schließlich Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt, um die Rolle des Fahrdienstleiters im Zugleitbetrieb zu automatisieren. Dabei entfällt der Personalbedarf im Stellwerk, da ein Computer den Zugbetrieb führt und die Tf mit einer Computer-Stimme kommunizieren.
Im Rahmen der Exkursion wurde der Funkkontakt mit der Computer-Stimme demonstriert. Diese hört dabei auf bestimmte Kommandos durch den Tf, die einem bestimmten Schema folgen. Die Studierenden konnten selbst die Rolle des Tf einnehmen und die Fähigkeiten des Sprachcomputers ausreizen. Im Anschluss an den simulierten Funkkontakt konnte die freigegebene Fahrt durch eine Modellbahn der Baureihe 254 059-9 auf einer kurzen eingleisigen Strecke vollzogen werden.
Mithilfe der Programme AutoCAD und Sumo wurden außerdem realitätsnahe Streckenmodelle vorgestellt, welche den Zugverkehr infolge der Funkkommunikation mit dem Sprachcomputer ebenfalls simuliert. Diese nutzt die KI zur Streckenprüfung und Beeinflussung der Weichensteuerung mittels generierten Codes.
Der zweite Vortrag der Exkursion fand in einem Speisewagen eines historischen Zuges der Deutschen Reichsbahn statt, mit dem eine Pendelfahrt über das Werksgelände durchgeführt wurde. Währenddessen wurden Sensoren vorgestellt, die im Rahmen des Projekts „FlexiDug“ entwickelt wurden.
Zweck der Sensoren ist es, Schwingungen von Bauwerken wie Eisenbahnbrücken zu messen, insbesondere während ein Zug über diese fährt. Vor dem Hintergrund, dass viele Brücken in Deutschland am Ende ihrer vorgesehenen Lebenszeit ankommen, soll durch das Messen der Schwingungen der Zustand dieser Infrastruktur einfacher bestimmt werden können. Die Sensoren sind dazu beispielsweise mit Beschleunigungssensoren ausgestattet. Außerdem sind sie vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt, der zum Beispiel auf dem Werksgelände durch die transportierte und gelagerte Kohle emittiert wird.
Die Sensoren werden lediglich durch einen Magneten an der Brücke befestigt. Dadurch lassen sie sich leicht verschieben. Darunter leidet die Diebstahlsicherheit, die allerdings auf dem Werksgelände kein Risiko darstellt. Die Sensoren werden durch Batterien mit Strom versorgt, deren Lebenszeit durch angebrachte Solarmodule verlängert werden kann. Aktuell liegen die Kosten pro Sensor bei etwa 200€, die durch Kostensenkungen infolge von Massenproduktion jedoch deutlich reduziert werden können. Die Testbrücke auf dem Werksgelände wurde für das Projekt „FlexiDug“ mit circa 20 Sensoren bestückt.
Der nächste Teil des Vortrags fand zwei Wagen weiter im fahrenden Zug statt, in dem ein Monitor angebracht war. Darauf wurden Diagramme mit den Echtzeit-Messergebnissen der Sensoren auf der Testbrücke dargestellt. Im Rahmen der Demonstrationsfahrt fuhr der Zug über die Testbrücke, wobei zeitgleich die Überfahrt der Brücke aus dem Frontfenster und die Echtzeit-Messergebnisse der Sensoren auf dem Monitor betrachtet werden konnten. Dabei war zu erkennen, dass die Sensoren deutliche Schwingungen aufnahmen. Diese fallen beispielsweise umso stärker aus, je schneller und schwerer ein Zug ist. Im Anschluss fuhr der Zug zurück zum Zentralstellwerk des Werksgeländes der LEAG, wo die Mittagspause angetreten wurde.
Die Exkursion zum Projekt „FlexiDug“ verdeutlichte, wie moderne Technologien wie Künstliche Intelligenz und innovative Sensorlösungen zur Effizienzsteigerung im Bahnbetrieb und zur Instandhaltung von Infrastruktur beitragen können. Die Automatisierung des Zugleitbetriebs durch KI ermöglicht nicht nur eine Reduzierung des Personalbedarfs, sondern auch eine höhere Präzision und Sicherheit im Betrieb. Des Weiteren könnte es dadurch zu einem wirtschaftlicheren Betrieb von Nebenbahnen und somit einer höheren Attraktivität der Eisenbahn in der Fläche führen. Ebenso zeigt die Entwicklung der Schwingungssensoren das Potenzial, den Zustand von Brücken und anderen Bauwerken in Echtzeit zu überwachen und so eine rechtzeitige Wartung zu gewährleisten. Insgesamt bot die Exkursion einen faszinierenden Einblick in zukunftsweisende Technologien und ihre praktischen Anwendungen im Bereich der Bahninfrastruktur sowie der Weiternutzung alter Werksbahnen für die Zukunft.
