Sensoren für die Sicherheit
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf https://www.eib.org/en/stories/remote-monitoring-systemveröffentlicht.
Ein Erdrutsch, der einen Zug zum Entgleisen brachte, ist der Auslöser für ein neues Sicherheitskonzept: Fernüberwachungssysteme eines spanischen Start-ups sollen Leben retten und sich an den Klimawandel anpassen
Die Zugstrecke zwischen Lleida und La Pobla de Segur in der zerklüfteten Landschaft nördlich von Barcelona führt durch Berge und über tiefe Schluchten. Die Strecke ist ein wichtiges Bindeglied in einem abgelegenen Gebiet, in dem die lokalen Straßen nur selten in gerader Linie verlaufen.
Am 12. März 2021, als der erste Zug des Tages in einen Tunnel einfuhr, kam es ohne Vorwarnung zu einem Erdrutsch. Beim Verlassen des Tunnels prallte der Zug auf einen frisch gelösten Steinhaufen und entgleiste direkt neben einer steilen Felswand.
Glücklicherweise wurde niemand verletzt. Die Strecke war jedoch mehrere Wochen lang gesperrt, und der Zug musste aufwendig und teuer repariert werden.
Als die Arbeiten an den Gleisen begannen, beschloss Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya, der Betreiber der Bahnlinie, etwas Neues zu versuchen.
Das Unternehmen beauftragte ein in Barcelona ansässiges Unternehmen namens Worldsensing mit der Installation eines ausgeklügelten Systems von Sensoren und drahtlosen Datenerfassungsgeräten, die eine kontinuierliche Überwachung der Bedingungen außerhalb des Tunnels ermöglichen sollten.
Das System umfasst Geräte, die jede Bewegung in den Rissen der Felswand, die sich über der Strecke erhebt, erkennen. Andere Sensoren überwachen die Gleise und die Wetterbedingungen. Extreme Hitze oder Kälte, starker Regen oder Schnee könnten die Sicherheit beeinträchtigen. Die Daten werden kontinuierlich auf eine Cloud-basierte Plattform mit einer App hochgeladen, die aus der Ferne genutzt werden kann und im Falle einer Gefahr eine Frühwarnung ausgibt.
Fernüberwachungssysteme haben das Potenzial, Leben zu retten und die Lebensdauer von kritischen und zivilen Infrastrukturen wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken und Tunneln zu verlängern. Da der Klimawandel die Häufigkeit extremer Wetterereignisse erhöht, wird die Bedeutung solcher Systeme immer größer.
Innovation "Internet der Dinge
Albert Tortajada, Leiter der Infrastrukturabteilung des Bahnbetreibers, setzt große Hoffnungen in die Zukunft der drahtlosen Überwachung auf den drei von ihm verwalteten Strecken in der Region Katalonien.
"In der Welt der Eisenbahn steht die Sicherheit an erster Stelle", sagt er. "Unsere Vision für die kommenden Jahre ist, dass es mehr Sensoren, mehr Überwachung und mehr Datenübermittlung geben wird, die unsere Fahrgäste und unsere Züge schützen können.
Worldsensing ist ein Pionier bei der Nutzung des "Internets der Dinge" zur Schaffung von Netzwerken, die Daten über den Zustand kritischer Infrastrukturen und industrieller Großprojekte, wie z. B. Bergbaubetriebe, sammeln und austauschen. Seine Netzwerke werden aber auch zur Überwachung historischer und kultureller Stätten eingesetzt, wie z. B. eines Friedhofs in Barcelona, der 2017 von einem Erdrutsch heimgesucht wurde, der Gräber zerstörte.
Das Unternehmen stellt Verbindungen her, oft an abgelegenen Orten, und schafft Netzwerke mit seinen eigenen "Edge Devices", die Daten von Sensoren Dritter drahtlos sammeln. Die Worldsensing LoRA-Netze (für Long-Range), die mit geringer Leistungsaufnahme über weite Entfernungen funken (oft mit dem Kürzel LPWAN bezeichnet), können bis zu zehn Jahre lang ohne Wartung betrieben werden.
Marc Janeras ist Ingenieur beim Institut für Kartographie und Geologie von Katalonien, das mit der Bahngesellschaft zusammenarbeitet, um die Sicherheit der Strecken zu überwachen. Er war an der Planung beteiligt, um einen weiteren Unfall außerhalb des Tunnels zu verhindern. Nach der Installation von Kabeln und verankerten Metallzäunen zur physischen Verhinderung eines weiteren Erdrutsches arbeiteten Marc und andere Ingenieure des Instituts mit Worldsensing an der Planung der Überwachungslösung.
Er sagt, dass es etwa ein Jahr dauern wird, um die Basisdaten zu erhalten, die ihnen helfen werden, das "normale" Verhalten der Klippen zu verstehen und zu wissen, welche Signale außerhalb der Norm Anlass zur Sorge geben. Im Großen und Ganzen, so sagt er, ist er begeistert von dem Potenzial solcher Systeme, eine breite Wirkung zu erzielen.
Schutz kritischer Infrastrukturen
Der klassische Ansatz lautet: "OK, ich untersuche einen Hang und bewerte die Stabilität usw., dann ist die Arbeit beendet und wir gehen an einen anderen Ort weiter", sagt er. "Mit diesen Überwachungsnetzen bewegen wir uns nun von dieser Idee zu einem Gesamtnetz, in dem wir etwas von einem Projekt lernen und es auf ein anderes anwenden können.
Die Europäische Investitionsbank erkannte das Potenzial der Innovationen von Worldsensing, die angesichts der durch die Klimakrise verursachten Wetterextreme besonders wichtig werden. Die EU-Bank finanzierte das Unternehmen mit einem Darlehen von 10 Mio. EUR, um seine Technologie weiterzuentwickeln.
Ignasi Garcia-Milà Vidal, Innovation Project Manager bei Worldsensing, sieht einen der Hauptvorteile dieser Art von Lösung darin, dass sie den Bedarf an manuellen Ablesungen und Messungen im Laufe der Zeit verringert, was Geld spart und die Kohlendioxidemissionen reduziert, die mit der Entsendung von Teams an entfernte Standorte verbunden sind. Aber sie liefert auch Echtzeitdaten und ausgefeiltere Messungen, die das Spiel verändern werden, sagt er.
"Dank dieser stromsparenden Internet-of-Things-Geräte bieten wir die vollständige Digitalisierung einer ganzen Branche an", sagt er, "nämlich der geotechnischen, geospatialen und strukturellen Überwachung."
