RailDefControl

Entwicklung einer Hohllagendetektion bei Eisenbahnschienen durch Messung der Beschleunigung der Schienendeformation bei Zugüberfahrten

Projektbeschreibung

Ziel von RailDefControl ist ein robustes Mess- und Monitoringsystem, das Gleisabschnitte im Regelbetrieb überwacht und Schienenhohllagen nahezu in Echtzeit erkennt. Dafür werden Beschleunigungen der Schienenbewegung bei Zugüberfahrten gemessen, sensornah gefiltert und integriert, um daraus Verformungswege zu bestimmen und automatisiert zu bewerten (inkl. Ampelsystem und Alarmierung). Ergänzend werden numerische Modelle entwickelt, um Umgebungs- und Untergrundeinflüsse (feste Fahrbahn / Schotter, Temperatur usw.) abzubilden und die Zuverlässigkeit der Detektion zu erhöhen.

Schwerpunkte des Projekts

Entwicklung eines witterungsbeständigen Beschleunigungsmesssystems für den dauerhaften Gleiseinsatz.
In-situ-Datenverarbeitung: Filterung, Detrending und zweifache numerische Integration; Datenreduktion 90 % vor Upload.
Zugklassifikation (Geschwindigkeit, Achsabstände, Achslasten) für eine zugklassen-individuelle Bewertung.
Alarmierung & Prognose: Grenzwertprüfung, Trendanalyse und vorausschauende Warnung.
Numerische Simulationen (u. a. FE-Modelle) zur Untersuchung von Einflussfaktoren und Kalibrierung.

Alles auf einen Blick

Laufzeit
01.06.2023 - 31.05.2025
Forschungsbereich
Structural Health Monitoring, Infrastruktur, Schienendeformation
Finanzierung
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK): 216.757€
Projektpartner
Gantner Instruments Test & Measurement GmbH

Forschungsziele

Detektion von Hohllagen

Permanente Überwachung kritischer Gleisabschnitte und nahezu Echtzeit-Detektion von Hohllagen.

Bewertung des Risikos

Zugklassen-individuelle Risikobewertung und automatisierte Alarmierung (Ampelsystem).

Datenreduktion

Deutliche Datenreduktion durch sensornahe Vorverarbeitung.

Numerische Simulation

Schienen-/Stützpunkt-Modell (inkl. Temperatureinfluss, Untergrundvarianten) zur Erhöhung der Zuverlässigkeit.

Forschungsmethoden & Vorgehen

WP1 - requirements analysis:

WP1 focused on defining the system and logistical requirements through workshops and expert interviews. Product classes, environmental conditions, and key logistical parameters such as pick times, warehouse frequency, and personnel use were analyzed to set benchmarks for later validation. Together with project partners, data management concepts and a validation scenario were developed, and all findings were consolidated into a requirements catalog and specification document.

WP2 - Planning the handling robot:

WP2 focused on the detailed design and production-oriented planning of the handling robot system, consisting of the manipulator, gripper, and optical components. Various gripper solutions were evaluated and selected based on the requirements, preferably using available market systems. The project utilized the mobile platform TORsten and the UR10 manipulator, to enable rapid integration, with the overall system initially downscaled for scientific validation. For the optical setup, compatibility and positioning of cameras and lighting were assessed to support later work packages. WP2 concluded with the development of a test stand integrating all components as a foundation for subsequent project phases.

The exact methods were determined in consultation with our project partner, the Jena-Optronik GmbH. These methods are to be treated as confidential for the duration of the project.