StraWe – Die STRAßenbahnWEiche:
Bewahrung der Entgleisungssicherheit/Verminderung von Störgeräuschen im innerstädtischen Bereich
03/2019 – 02/2022
Straßenbahnweichen werden üblicherweise durch geschultes Personal halbjährlich inspiziert und erhalten in Wien auf Basis verschiedener Kriterien eine Zustandsnote zwischen A und D. Die Beurteilung erfolgt entsprechend den Vorgaben des jeweiligen Netzbetreibers und ist weder national noch international einheitlich. Um derartige Begehungen langfristig effizienter zu gestalten und die Mitarbeiter durch automatisch generierte Messergebnisse zu unterstützen, soll im Rahmen von STRAWE die Grundlage für ein Verfahren zur Verschleißbeurteilung der Weichen durch instrumentierte Fahrzeuge entstehen.
Als Basis für das Vorhaben wird der seit 2012 in Wien verkehrende Straßenbahngleismesswagen herangezogen. Dieser untersucht den Verschleiß von Rillenschienen anhand eines Laserlichtschnittverfahrens, wobei für jeden Zentimeter Gleis das Schienenprofil abgetastet und anhand der Differenz zum Normalprofil die Abnutzung berechnet wird. Die hierzu definierten Grenzwerte dienen der Bewahrung der Spurführung und der Tragfähigkeit der Schiene, da zu starker Verschleiß ein maßgebliches Entgleisungsrisiko darstellt.
Die Auswertung dieser optischen Messung ist mit den derzeit am Markt verfügbaren Algorithmen allerdings nur auf das Regelprofil der Schienen ausgelegt und nicht auf die Besonderheiten entlang des komplexen Profilverlaufs im Weichenbereich. Auch bei der Vollbahn steckt die automatische Analyse noch in ihren Anfängen. Für den Rillenschienenbereich sind bisher keine Anwendungen bekannt.
Für die automatische Detektion von Weichen wurden im aktuell laufenden Forschungsprojekt ASSESS Schall- und Schwingbeschleunigungsdaten an den Achslagern des Gleismess-wagens herangezogen und eine akustische Beurteilung der Weichen implementiert. Ziel des nun daran anknüpfenden Projektes STRAWE ist
- die Erkennung von Weichen und etwaiger Stoßstellen anhand beliebiger, instrumentierter Straßenbahnfahrzeuge,
- das automatische Erkennen von Weichen am Gleismesswagen mittels Laserlichtschnitt um die passende Auswertung anzuwenden, sowie
- die vibroakustischen Daten aus 1) mit einem neuen Lichtschnittalgorithmus aus 2) zu kombinieren, um zu ermitteln, in wie weit automatische, ganzheitliche Zustandsaussagen über Weichen entsprechend der in-situ Inspektion möglich sind.
Diese Arbeit umfasst die temporäre Instrumentierung von neuen Regelfahrzeugen im Wiener Straßenbahnnetz (ULF und Flexity) um eine Datengrundlage für Schall- und Erschütterungsemissionen verschiedener Fahrzeuge zu schaffen. Die Messungen werden mit den Werten des derzeit operierenden Gleismesswagens (alte E1-Garnitur) verglichen, um die Eignung beliebiger Fahrzeuge als Messwagen zu untersuchen und sollen folglich auch anderen österreichischen Straßenbahnnetzbetreibern die Möglichkeiten einer temporären Fahrzeuginstrumentierung zur Zustandsbeurteilung aufzeigen, da diese keinen dedizierten Gleismesswagen betreiben.
Gleichzeitig soll die Entwicklung eines neuen Algorithmus für das Laserlichtschnittverfahren die Kombination aus optischen und vibroakustischen Indikatoren zur Weichenverschleißbeurteilung zulassen. Durch die Verschneidung dieser Daten soll eine langzeitige Studie des Alterungsverhalten von Weichen ermöglicht werden, um das Erhaltungsmanagement gegenüber den derzeit in-situ bestimmten Zustandsnoten zu objektivieren und einheitliche Empfehlungen für verschiedene österreichische Netzbetreiber zu definieren.