19.04.2021
5 Minuten Lesezeit

Erfolgreiche Trials in Nordamerika beweisen den Nutzen von Achszählern

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Mit der Einführung neuer Technologien, kann es vorkommen, dass potenzielle Anwender zunächst skeptisch reagieren. Sie vertrauen weiterhin eher bewährten und etablierten Lösungen; selbst wenn die neuen Optionen Verbesserungen und Vorteile gegenüber bestehenden Technologien bieten. Auf längere Sicht bewirken aber entscheidende Vorteile, dass sich innovative Technologien meist durchsetzen. Beispiele gibt es viele: So führte die weit verbreitete Akzeptanz und Nutzung von E-Mails dazu, dass Faxgeräte sukzessive an Bedeutung verloren. Später machten Messenger-Dienste die Nutzung von SMS überwiegend überflüssig. Auch wenn die genannten Beispiele nicht aus der Eisenbahnbranche stammen, verhält es sich hier prinzipiell ähnlich.

Wenn ein Bahnbetreiber eine neue Technologie in Betracht zieht, mag es zunächst einige Bedenken geben. Ist sie zuverlässig und besser als die bekanntere konventionelle Lösung? Lohnt sich der Umstieg wirklich?

Als Frauscher 2015 in den nordamerikanischen Markt eintrat, waren Achszähler bereits seit über 30 Jahren weltweit im Einsatz; in Nordamerika galten sie jedoch als "neue" Technologie. Frauscher musste dem Markt vermitteln, dass es sich bei Achszählern um eine bewährte Technologie handelt, die wesentlich mehr Funktionen, Vorteile und ein höheres Leistungsniveau als Gleisstromkreise bietet.

Testinstallationen zum Nachweis der Achszählerleistung

In den letzten sechs Jahren hat Frauscher viele erfolgreiche Testinstallationen in Nordamerika durchgeführt, um die Vorteile von Achszählern zu demonstrieren und das Vertrauen in die Technologie zu stärken. Das Ziel dabei ist, den Bekanntheitsgrad unserer Produkte zu erhöhen und ihre Effektivität, Zuverlässigkeit und Fähigkeit zur Verbesserung des Signalbetriebs zu beweisen. Allgemeine Ziele einer typischen Frauscher Testinstallation beinhalten:

  • Erbringung eines Konzeptnachweis
  • Betreiberspezifische Gutachten einzuholen
  • Einfache Installation demonstrieren
  • Betreiberpersonal in Bezug auf Installation, Betrieb und Wartung schulen
  • Akzeptanz der erfolgreichen Testergebnisse erreichen
  • Zusammenarbeit mit dem Betreiber, um eine dauerhafte Installation in vollem Umfang zu planen, zu implementieren sowie neue Anwendungen zu entwickeln

 

Die Dauer des Versuchs variiert je nach den Anforderungen des Betreibers und der zuständigen Behörde. Unabhängig von der Versuchsdauer (diese kann von einigen Tagen bis zu mehreren Jahreszeiten reichen) sind unsere Ingenieure während der Überwachung des Versuchs in regelmäßigem Kontakt mit dem Kunden. Einige der während dieser Zeit erbrachten Leistungen umfassen:

  • Enge Zusammenarbeit mit dem Betreiber, einschließlich Fernüberwachung des Systems
  • Analyse und Berichterstattung aller Überfahrten. Im Falle von Auffälligkeiten werden die Ursachen untersucht und Abstellmaßnahmen definiert.
  • Bereitstellung eines detaillierten Berichts an den Betreiber am Ende der Studie, der das Betriebsverhalten erläutert.
  • Unterstützung bei der Erlangung behördlicher Genehmigung für „neue“ Technologien, falls erforderlich (z.B. FRA- Federal Railroad Administration, FTA- Federal Transit Administration und andere)

 

Sehen wir uns nun zwei Testinstallationen bei nordamerikanischen Bahnbetreibern an. Beide benötigen Upgrades und Verbesserungen ihrer im Einsatz befindlichen Technologie. Sie wollten sichergehen, dass die Achszähler von Frauscher die richtige Lösung sind. Die erste Testinstallation wurde für die Maryland Transit Administration Baltimore im North Avenue Yard durchgeführt, die zweite für die Toronto Transit Commission. In Toronto fand der eigentliche Versuch in einem der lokalen Depots entlang der Linie 1 statt. Beide Trials führten dazu, dass die Betreiber im Nachhinein von den Vorteilen der Achszähler überzeugt waren, was wiederum zu einer dauerhaften Installation führte.

Testinstallation Baltimore MTA North Avenue Yard

Der North Avenue Yard der MTA ist ein Depot und eine Wartungseinrichtung für Straßenbahnfahrzeuge, in der die Zugführer ihr Fahrzeug verlassen und den zugewiesenen Streckencode manuell in das Bedienfeld der Weichensteuerung eingeben mussten. Der Fahrer stieg anschließend wieder in den Zug ein und das System stellte die Weichen basierend auf den Eingaben des Fahrers um. Daraufhin leitete das System den Zug an den zugewiesenen Ort. Dieser Prozess war ineffizient, zeitaufwändig, fehleranfällig und gefährdete die Sicherheit der Fahrer.

Der Systemintegrator MC Dean benötigte eine automatisierte Lösung mit einem Weichenumstellschutz. Zu den weiteren Kriterien der MTA gehörten die Fähigkeit, eine Ethernet-Schnittstelle bereitzustellen, die Installations- und Wartungskosten zu senken und die Sicherheit für Fahrer und das Rangierpersonal zu erhöhen. Das Depot benötigte auch ein System, welches Echtzeitdaten über die Anzahl der Wägen in jedem Parkgleis liefern konnte, um die Platzverfügbarkeit zu bestimmen. MC Dean war mit den verschiedenen Optionen für die Automatisierung im Depot vertraut. Frauscher empfahl sein Achszählsystem FAdCi, da es mit seinen innovativen Funktionen die Anforderungen der MTA erfüllen würde.

Die MTA war an den fortschrittlichen Fähigkeiten des Achszählers interessiert, hatte aber keine Erfahrung mit der Technologie. Um die Leistungsfähigkeit zu überprüfen und das Vertrauen der MTA in das Achszählsystem zu stärken, hat Frauscher eine Testinstallation eingerichtet, welche die Eignung gemäß der Projektanforderungen beweisen sollte.

Planung der Versuchsinstallation

Für den Test im North Avenue Depot wurde der Frauscher Advanced Counter FAdCi in Kombination mit den Radsensoren RSR180 ausgewählt. Der FAdCi ist ein nach CENELEC SIL 3 sicherheitszertifizierter Achszähler, welcher Gleisfreimeldung und Weichenumstellschutz gewährleistet.

Um zu demonstrieren, dass alle MTA-Züge zuverlässig erkannt werden, wurden zwei kurze Gleisabschnitte im Rangierbahnhof für den Test konfiguriert. Dazu wurden vier Radsensoren installiert, um zwei Gleisabschnitte zu bilden. Der Abstand zwischen den Radsensoren betrug jeweils 50 Meter (164 Fuß).

Neben dem Nachweis der korrekten Detektion aller Fahrzeuge wurden weitere Kriterien bewertet. Das System wurde absichtlich Einflüssen ausgesetzt, von denen in der Branche bekannt ist, dass sie bei anderen Achszählern Probleme verursachen können. In diesem Beispiel Magnetschienenbremsen und langsam fahrende Züge welche direkt über einem Radsensor zum Stillstand kommen. Während des gesamten Testzeitraums kam es bei keinem der getesteten Randfälle zu Fehlzählungen.

Diese Informationen wurden von den Frauscher Ingenieuren mit einem Frauscher spezifischen Messystem verifiziert, aufgezeichnet und akribisch analysiert. Während des gesamten Testzeitraums löste jeder vorbeifahrende Zug die Erstellung einer Messdatei aus. Diese Dateien enthielten alle Systemausgaben sowie systeminterne Informationen.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Tests war es, zu erreichen, dass die lokalen Installateure und Wartungsmitarbeiter mit der "neuen" Technologie vertraut sind. Die ordnungsgemäße Schulung des Bahnpersonals in Bezug auf Installation, Betrieb, Wartung und Fehlerbehebung war somit Teil des Testprozesses. Frauscher Ingenieure standen während der gesamten Testphase zur Verfügung, um den Betreiber bei Bedarf zu unterstützen.

Kundenakzeptanz und Projektinstallation

Nach der erfolgreichen Testphase entschied sich die MTA Baltimore für den Einsatz des Frauscher Achszählsystems zur Automatisierung und Überwachung des gesamten North Avenue Yard. Das abgeschlossene Projekt bestand aus 13 Gleisabschnitten und 31 Radsensoren RSR180.

Die MTA wählte den FAdCi auch wegen seiner Fähigkeit, sich mit der zur Automatisierung ausgewählten speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) über das Frauscher Safe Ethernet FSE-Protokoll zu verbinden. Durch die Verwendung dieser Ethernet-Schnittstelle wurden Echtzeitinformationen wie die Anzahl der Achsen in einem bestimmten Gleisabschnitt verfügbar. Dadurch werden wichtige Informationen für das Rangiermanagement und die Möglichkeiten zur Steuerung und Optimierung der Kapazität geliefert.

Die vollständigen Projektdetails für North Avenue Yard können Sie hier einsehen:

Testlauf Toronto Transit Commission Linie 1 Yonge University

Im Jahr 2015 war die Toronto Transit Commission (TTC) auf der Suche nach einer neuen Signalanlage für die Linie 1 Yonge University, Torontos längste U-Bahn-Linie. Die vorhandene Signaltechnik stieß bei der Bewältigung des über die Jahre hinweg stark gestiegenen Fahrgastaufkommens an ihre Grenzen. Eine umfassende Aufrüstung war erforderlich.

Der Betreiber zog schließlich das Achszählsystem von Frauscher für die Gleisfreimeldung als Rückfallsystem der kommunikationsbasierten Zugsteuerung (CBTC) in Betracht. Der Vorteil: Achszähler von Frauscher ermöglichen auch im Falle einer Störung oder eines Ausfalls des primären Kommunikationssystems die Gleisfreimeldung und somit eine Weiterführung des Zugbetriebs. Weitere Anforderungen der TTC waren, dass die Installation der neuen Signalanlage den laufenden Betrieb so wenig wie möglich beeinträchtigen und unabhängig vom bestehenden System funktionieren sollte. Obwohl die TTC offen für den Einsatz von Achszählern war, musste die Kompatibilität des Systems mit der Fahrzeugflotte und den lokalen Gegebenheiten überprüft werden.

Frauscher schlug eine Testinstallation mit dem Achszähler ACS2000 und den Radsensoren RSR180 vor. Das Ziel des Versuchs war es, TTC ein hohes Maß an technologischem Vertrauen zu bieten und sicherzustellen, dass das Achszählsystem und die bestehenden Gleisstromkreise sich nicht gegenseitig stören würden.

Versuchsaufbau unterstreicht die Einfachheit der Installation

Für den Versuch wurde der Achszähler ACS2000 zusammen mit zwei Radsensoren RSR180 eingesetzt. Durch den Einsatz der Frauscher-Schienenklaue gelang die Installation in Mindestzeit, ohne Bohren, aufwendiger Verkabelung oder Verklebung. Die Einfachheit der Montage beeindruckte den Betreiber. Dies zeigte, dass das Frauscher Achszählsystem die ursprüngliche Anforderung von TTC erfüllen konnte, während der Installation den laufenden Betrieb nicht zu beeinträchtigen. Der Versuch zeigte zudem, dass der teilweise starke Schienenverschleiß auf der Strecke kein Problem darstellt. Der Zustand der Schiene hat keinen Einfluss auf die Installation oder Detektionsfähigkeit der Frauscher Radsensoren.

Die abschließenden Ergebnisse verdeutlichten, dass während des Testzeitraums von etwa einem Jahr keine einzige Fehlzählung verzeichnet wurde, wobei das System zu 100 % der Zeit verfügbar war.

Erfolgreicher Versuch führt zur Weiterführung und vollständigen Implementierung des Achszählsystems

Aufgrund des Erfolges der Testphase entschied sich die TTC, das Achszählsystem von Frauscher für das gesamte Projekt einzusetzen. Das endgültige Design implementierte zusätzliche Funktionalitäten wie die Zählpunktsteuerung CHC, welche die Betriebszeit und Verfügbarkeit weiter erhöht, indem bestimmte externe Störungen abgefangen werden, ohne dass eine Grundstellung erforderlich ist. Der Achszähler ACS2000 nutzt auch das Frauscher Diagnostic System FDS, welches TTC Diagnose und vorbeugende Wartung per Fernzugriff ermöglicht.

Das Großprojekt wurde seit 2016 in mehreren Phasen durchgeführt. Die letzte Phase wird 2021 abgeschlossen sein. Die Züge der Linie 1 Yonge University werden von 603 Radsensoren erfasst, die 469 Gleisabschnitte bilden. Die Innenanlage des ACS2000 wertet die Radsensordaten in 31 Schaltschränken aus, welche sich entlang der Strecke befinden.

Um die vollständigen Projektdetails für die Linie 1 Yonge University einzusehen, klicken Sie bitte folgenden Link:

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