IoT-Überwachung in Großprojekten - Ein Interview mit Sam Buckley von Railway News

Railway News führte ein Interview mit Sam Buckley, einem technischen Vertriebsspezialisten bei Worldsensing, über die Vorteile der IoT-Überwachung bei großen Bahnprojekten und ihre Fähigkeit, die Zuverlässigkeit der Entscheidungsfindung beim Risikomanagement zu erhöhen.

Fragen

Welche Rolle spielt die Überwachung durch das Internet der Dinge (IoT) im Eisenbahnsektor?

Wir haben darüber gesprochen, dass eine Kleinigkeit zu einem Problem oder sogar zu einem Unfall führen kann, oder?

Wir haben darüber gesprochen, welche weiteren Vorteile das IoT mit sich bringt.

Wie verbreitet ist diese Technologie in der Branche - wie ist die Akzeptanz?

Wir haben über die Hardware gesprochen, aber was ist mit der Bedeutung einer guten Software bei der Überwachung eines Großprojekts?

Ein weiterer Punkt, den wir mit Ihnen besprechen wollten, war die Frage, wie die IoT-Überwachung die Nachhaltigkeit unterstützt.

Sie arbeiten schon seit einiger Zeit in diesem Sektor, was sind die wichtigsten Erkenntnisse, die Sie bei großen Einsätzen gewonnen haben?

Welche Rolle spielt die Überwachung durch das Internet der Dinge (IoT) im Eisenbahnsektor?

Sam Buckley: Die Verbindung von geotechnischen und strukturellen Daten, die von Geräten wie Datenloggern und Sensoren aus der Ferne gewonnen werden, ist für den Bahnsektor aus vielen Gründen sehr wichtig.

Viele Eisenbahnen sind sehr alt - zum Beispiel im Vereinigten Königreich - und müssen überwacht werden, aber es sind nicht nur die bestehenden Infrastrukturen, die wir überprüfen müssen.

Auch der Bau einer neuen Infrastruktur muss überwacht werden. Wenn Sie beispielsweise einen neuen Tunnel unter einem städtischen Gebiet ausheben, kann der ausgehobene Raum den darüber liegenden Boden erheblich beeinträchtigen, und Sie müssen sicherstellen, dass die Ovalisierung des Aushubbereichs nicht zu groß ist, da sonst Einsturzgefahr besteht. Die Überwachung ist daher von entscheidender Bedeutung.

Durch den Einsatz von IoT-Überwachung können Sie auch während der Bauphase Kosteneinsparungen erzielen. Die Daten können Ihnen zum Beispiel zeigen, dass es in einem Bereich weniger Bewegung gibt als erwartet. So können die Ingenieure ihre Entwürfe anpassen und weniger Geld für die Verstärkung des Bereichs ausgeben - oder möglicherweise weniger Beton verwenden, was einen nachhaltigeren Bau ermöglicht.

Um noch einmal auf die Sicherheit zurückzukommen: Die IoT-Überwachung kann zum Schutz des Vermessungspersonals beitragen. Bei der manuellen Überwachung müssen Sie Ihr Personal direkt in gefährliche Umgebungen bringen - wenn Sie ein Gleis mit einer elektrifizierten Leitung oder sehr steile Böschungen haben, besteht für die Menschen ein Verletzungsrisiko.

Als ich vor sechs Jahren in diese Branche eintrat, überwachte ich manuell die Böschungen der Londoner U-Bahn und von Network Rail, wobei ich insbesondere die Bodenverhältnisse und mögliche Erdrutsche untersuchte.

In der Regel ging es darum, schwere Geräte die steilen Böschungen hinunterzutragen, um nach Hangverformungen zu suchen. In diesen Umgebungen verloren die Kollegen auf dem Weg zur Überwachungszone oft den Halt. Ich erinnere mich, dass ein Kollege mit einem verletzten Knöchel sechs Wochen lang nicht auf der Baustelle arbeiten konnte.

Jetzt verfügen wir über eine zuverlässige 'Fit and Forget'-Telemetrietechnologie, mit der wir die Zahl der Einsätze in potenziell gefährlichen Umgebungen minimieren können.

Ich vermute, dass es bei der manuellen Überwachung auch das Problem des menschlichen Versagens oder der menschlichen Grenzen gibt. Wenn man eine Kleinigkeit übersieht, könnte das zu einem Problem oder sogar zu einem Unfall führen, oder?

Sam Buckley: Das ist ein sehr guter Punkt. Eines der Probleme bei der manuellen Überwachung ist, dass derselbe Standort nur ein paar Mal pro Woche überwacht wird, so dass man immer nur kurze Momentaufnahmen erhält.

Wenn Sie einen einzelnen Datenpunkt zur falschen Zeit messen, besteht die Gefahr, dass es so aussieht, als sei alles in Ordnung. Aber am nächsten Tag steigt der Wert plötzlich an, bevor er wieder sinkt, und bei der nächsten Messung haben Sie natürlich alle wichtigen Daten verpasst, die Sie darüber informieren, dass die Bodenverhältnisse ein unsicheres Niveau erreicht haben.

Oft wird eine Baustelle von verschiedenen Personen überwacht, und wenn dies geschieht, können unterschiedliche Zahlen aufgezeichnet werden, da die Meinungen auseinandergehen. Nehmen Sie ein Extensometer, ein Präzisionsinstrument zur Untersuchung der vertikalen Bodenbewegung. Man liest buchstäblich ein Maßband ab, das die Magnete unter der Oberfläche überwacht, und muss entscheiden, wie viel sich bewegt hat. Das ist nicht ganz so eindeutig, und die Schlussfolgerung, zu der Sie kommen, ist vielleicht nicht die gleiche wie die Ihrer Kollegen.

Sie könnten auch etwas übersehen, wenn Sie abgelenkt sind oder wenn das Wetter wirklich schlecht ist. Was ist, wenn Sie wichtige Daten übersehen, die falschen Instrumente ablesen oder die falschen Messungen notieren? Bei der manuellen Überwachung besteht ein erhebliches Risiko menschlicher Fehler.

Was sind weitere Vorteile des IoT?

Sam Buckley: Hinzu kommt, dass die IoT-Überwachung es ermöglicht, auf einfache Weise große Mengen an Daten zu erzeugen. Man könnte zum Beispiel eine Böschung oder Gleisschwellen mit Hunderten von Neigungsmessern abdecken, die Daten an eine einzige Plattform übertragen und so ein viel detaillierteres Bild davon vermitteln, was mit der Geotechnik im Boden passiert.

Das macht die Technologie auch für große Infrastrukturprojekte ideal. Bei Projekten wie HS2, California High-Speed Rail, dem Grand Paris Express und dem Hochgeschwindigkeitsnetz von Delhi nach Chennai wäre es fast unmöglich, mit einem Team von Mitarbeitern alles zu überwachen, was passiert. Mit kostengünstigen, zuverlässigen und langlebigen Fernüberwachungsgeräten, die Daten über einen sehr langen Zeitraum erfassen können, erhält man jedoch ein vollständiges Bild über ein sehr großes Gebiet. Außerdem können Sie Messwerte so oft abrufen, wie Sie wollen - jeden Tag, jede Stunde oder jede Minute. Mit der IoT-Überwachung können Sie also so oft wie nötig Daten über einen so großen Bereich wie nötig erfassen. Das bedeutet, dass Sie vor allem an kritischen Stellen, wo Züge alle paar Minuten vorbeifahren oder ein Streckenabschnitt erdrutschgefährdet ist, viel besser darüber informiert sind, ob etwas passieren wird.

Der springende Punkt bei all dem ist, dass die Fähigkeit der Entscheidungsträger, fundierte Entscheidungen zu treffen, durch die Häufigkeit und Menge der Daten, die sie erhalten, erheblich verbessert wird.

Wie verbreitet ist diese Technologie in der Branche - wie ist die Akzeptanz?

Sam Buckley: Die Technologie gibt es schon seit ein paar Jahren, aber die breite Anwendung ist eigentlich relativ neu. Noch vor ein paar Jahren wurde die meiste Arbeit manuell erledigt, indem man alle paar Tage auf die Baustelle ging, um Messwerte zu erfassen. Erst in den letzten drei bis vier Jahren hat sich die Technologie wirklich durchgesetzt, und wir haben gesehen, wie hochkarätige Bahnprojekte auf IoT-Überwachung umgestellt haben. Die Menschen erkennen jetzt die Vorteile der Technologie, und sie ist nicht nur erschwinglicher geworden, sondern auch viel leistungsfähiger.

Wir haben über die Hardware gesprochen, aber was ist mit der Bedeutung einer guten Software bei der Überwachung eines Großprojekts?

Sam Buckley: Man braucht eine robuste, zuverlässige Software für die IoT-Überwachung, vor allem bei Großprojekten, bei denen man eine Vielzahl von Geräten verwalten muss. Wenn man Tausende von Kilometern Gleis mit Überwachungsgeräten hat, dann muss die Software in der Lage sein, das zu verwalten.

Wir haben ein Cloud-System, mit dem die Kunden die Parameter der Geräteüberwachung aus der Ferne ändern und die gesammelten Daten herunterladen oder weiterleiten können. Die Software muss kundenfreundlich sein, denn es sind so viele Daten verfügbar.

Ein weiterer Punkt, den wir mit Ihnen besprechen wollten, war die Frage, wie die IoT-Überwachung die Nachhaltigkeit unterstützt.

Sam Buckley: Da gibt es mehrere Möglichkeiten - erstens sind die Geräte robust. Unsere Datenlogger, Laser-Entfernungsmesser und Neigungsmesser sind zum Beispiel so konstruiert, dass sie mit einem Satz Batterien bis zu zehn Jahre lang alle paar Stunden überwachen können. Ich habe an großen Projekten mitgewirkt, bei denen Sensoren über Hunderte von Kilometern Kabel mit Datenloggern verbunden sind. Das Internet der Dinge reduziert den Bedarf an Kabeln massiv und macht sie in einigen Fällen sogar überflüssig, was Kosten und Ressourcen spart.

Im Sinne der Nachhaltigkeit müssen Sie also nicht ständig neue Geräte kaufen, denn sie sind robust genug, um lange Laufzeiten, extreme Temperaturen wie bis zu +80 °C und bis zu -40 °C zu verkraften, und da sie nach IP67 eingestuft sind, sind sie auch äußerst wasserfest.

Da die Batterie mehr als zehn Jahre hält, entfallen außerdem die Kosten für den Austausch der Geräte, und wenn ein Projekt zwei Jahre dauert, können sie für ein anderes Projekt wiederverwendet werden.

Ein weiteres Plus in Bezug auf die Nachhaltigkeit ist die Einsparung von Kohlenstoff, die dadurch entsteht, dass man keine Teams zu den Standorten schicken muss.

Sie arbeiten schon seit einiger Zeit in diesem Sektor, was sind die wichtigsten Erkenntnisse, die Sie bei großen Einsätzen gewonnen haben?

Sam Buckley: Ich glaube, nur wenige Branchen haben sich in so kurzer Zeit so stark verändert wie die Welt der Geotechnik und der Bauwerksüberwachung, was ich persönlich gelernt habe. Speziell im Schienenverkehr haben sich die Fähigkeiten, die ich früher brauchte - auf die Baustelle zu gehen, ein Maßband zu nehmen, um zu sehen, ob sich etwas verändert hat, oder ein Gerät zu besorgen und einen Messwert herunterzuladen - so verändert, dass ich mich neu qualifizieren musste. Jetzt muss man auch ein Experte für Funkkommunikation, für die Konfiguration von Geräten und für Software sein. Man muss nicht nur die Geotechnik verstehen, sondern auch, wie alle Geräte funktionieren, und das ist eine ganz andere Qualifikation als bei der manuellen Überwachung.

Als Unternehmen haben wir gelernt, dass Daten, die nahezu in Echtzeit vorliegen, manchmal nicht ausreichen und dass es Situationen im Schienenverkehr gibt, die eine Echtzeitüberwachung von zwei Sekunden statt von zwei Minuten erfordern. Bei der Datenerfassung kann es in der Regel ein paar Minuten dauern, bis die Informationen von einem Gerät auf das Software-Dashboard eines Kunden übertragen werden. Normalerweise ist das völlig in Ordnung, aber wenn sich gerade ein Erdrutsch ereignet hat und ein Zug mit 100 Meilen pro Stunde darauf zufährt, muss man das sofort wissen.

Als Antwort darauf haben wir eine Lösung zur Ereigniserkennung entwickelt. Damit können Sie Parameter festlegen, z. B. dass bei einer Bewegung von wenigen Bruchteilen eines Grades innerhalb von zwei Sekunden sofort eine Meldung erfolgt, so dass Sie Warnungen ausgeben können.

Was die Gefahren angeht, so haben wir auch gelernt, wie wertvoll das IoT an kritischen, aber gefährlichen Stellen ist, die überwacht werden müssen. Nicht nur Böschungen, wie ich bereits erwähnt habe, sondern auch Orte, die fast unzugänglich sind - Gleise, Tunneldecken, Bergregionen... mit dieser Technologie muss man sich keine Gedanken über die Komplexität und die Kosten des sicheren Zugangs zu diesen Orten machen.