Bernhard Girstmairs Konzept hält Züge länger flott

Bereits zum dritten Mal wurde beim heurigen Jahresempfang der Bahnindustrie der Innovationspreis an ein junges Talent der Branche vergeben. Heuer stand der Nachwuchswettbewerb im Zeichen der Regionalbahnen in Österreich. Gesucht wurden innovative Konzepte zur Modernisierung und Attraktivierung von Regionalbahnen. Das Siegerprojekt 2021 beschäftigt sich mit vorausschauender Wartung von Zügen, die wiederum zur höheren Wirtschaftlichkeit beiträgt. Mit Blick auf die Bewältigung des Klimawandels ein bedeutendes Thema, denn die Schiene muss gegenüber der Straße konkurrenzfähiger werden. Das siegreiche Konzept stammt aus der Feder des gebürtigen Osttirolers und nunmehrigen Siemens Mobility-Ingenieurs Bernhard Girstmair. Im Rahmen seiner Doktorarbeit an der Technischen Universität Graz beschäftigt sich Girstmair mit vorausschauender Wartung von Zügen – und dabei vor allem mit den Komponenten des Fahrwerks eines Zuges. „Meine Arbeit stellt ein Konzept zur Fehlerdetektion von mechanischen Komponenten, wie zum Beispiel Feder- und Dämpferelementen bei Drehgestellen, dar. Zunächst wird der Einfluss von Komponentenfehlern auf die Fahrdynamik analysiert. Hier kommen klassische Methoden des Ingenieurwesens wie Übertragungsfunktionen zur Anwendung. Der zweite Teil der Arbeit beschäftigt sich mit Methoden des maschinellen Lernens und dem Trainieren und Testen von statistischen Modellen basierend auf extrahierten Merkmalen. Dabei wird eine Vielzahl von Mehrkörpersimulationen durchgeführt, um ein physikalisches Verständnis der Effekte der einzelnen Fehlermodi zu erarbeiten“, erzählt Girstmair. Neben Simulationen analysiert der Ingenieur in seiner Doktorarbeit auch reale Messdaten von Testfahrten mit Fehlern. Die entwickelten Algorithmen helfen dabei, Schwachstellen an den Fahrwerken früher zu erkennen, wodurch die Wartung wesentlich rascher durchgeführt werden kann und Züge so schneller wieder auf der Schiene unterwegs sind.

Konzept bei Rhein-Ruhr-Regionalbahn im Einsatz

Das Konzept kommt auch schon in der Praxis zum Einsatz. So wurde es in die insgesamt 84 Züge umfassende Flotte der Regionalbahn Rhein Ruhr Express (RRX) implementiert. Die Züge sind eine der wichtigsten Säulen der öffentlichen Mobilität in einem der größten Ballungsräume Europas. Durch Sensorik und Digitalisierung werden Anomalien an Fahrwerken im Feld detektiert. Bevor sich diese Anomalien zu Fehlern entwickeln und ein Zug aus dem Betrieb genommen werden muss, können sie vorausschauend behoben werden. Mit diesem Konzept könne Siemens Mobility die Fahrzeugverfügbarkeit der Flotte auf 99 Prozent halten, was dem Betreiber Kosten spart und die Fahrgastzufriedenheit steigert. Auch auf Regionalstrecken in Österreich könnte das Konzept bald zum Einsatz kommen. „Die von Bernhard Girstmair in seiner Arbeit entwickelte Innovation wird künftig viel dazu beitragen, um die Schiene gegenüber der Straße konkurrenzfähiger zu machen. Ich freue mich, wenn die entwickelten Algorithmen bald auch in Österreich zum Einsatz kommen“, so Kari Kapsch, Präsident des Verbands der Bahnindustrie.