Ziel des Projekts „KiSiDi“ ist es die Prüfmaßnahmen zur Instandhaltung von Bahnschienen mithilfe von KI zu automatisieren.
KiSiDi
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Die Ergebnisse der Inspektion des Schienenabschnitts werden auf einem Digitalen Zwilling in 3D gespeichert, ausgewertet und dem Betreiber bereitgestellt.
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Durch die digitale 3D-Darstellung wird eine verbesserte Zusammenarbeit zwischen Instandhaltung und Netzbetreibern möglich.
Principal Investigator
Dr. Dirk Werth
Geschäftsführer und
wissenschaftlicher Direktor
Kurz & Bündig
Was?
Durch die Realisierung des Projektvorhabens wird die Inspektion des Schienennetzes genauer, effizienter und kostengünstiger. Dank der Bereitstellung einer digitalen Dokumentation auf Grundlage des Digitalen Zwillings können die Maßnahmen- und Instandhaltungsplanungen und die darauffolgenden Reparaturarbeiten optimiert werden. Es entsteht eine vereinheitlichte, interaktive und leicht zugängliche Datengrundlage für die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit. Zusätzlich kann eine solche digitale Dokumentation die Ursachenermittlung nach Unfällen im Schienenverkehr vereinfachen und verbessern.
Wie?
Für die KI-basierte Schadensanalyse werden sich moderne Machine Learning Verfahren eingesetzt. Dafür wird der Datenbestand von bereits durchgeführten Schienenuntersuchungen aufgearbeitet und gelabelt. Bei der Erstellung des digitalen 3D-Zwillings ist es notwendig, die Art und Position der Schäden mit einem sehr hohen Genauigkeitsgrad darzustellen. Die Messergebnisse der verschiedenen Prüfverfahren werden verwendet, um diesen Detailgrad zu erreichen und ein genaues 3D-Abbild zu erzeugen. Über definierte Schnittstellen sollen die resultierenden Schadensanalysen sowie der 3D-Zwilling den Netzbetreibern und Instandhaltungsunternehmen zugänglich gemacht werden können.
Ausgangssituation
Die regelmäßige und sorgfältige Wartung und Instandhaltung von Schienensystemen ist für die Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Personen- und Güterverkehrs unerlässlich. Die Beurteilung des Schienensystems gestaltet sich bis heute als enorm aufwendig, da die Daten bestehender Prüfverfahren manuell aufbereitet und analysiert werden müssen. Eine manuelle Auswertung geht mit einer nicht zu vernachlässigenden Fehleranfälligkeit einher. So müssen die abgeleiteten Ergebnisse nachträglich validiert werden, wodurch zusätzliche Aufwände entstehen. Das führt zu einer ineffizienten Beurteilung und der damit verbundenen Instandhaltung bestehender Schienennetze.
Weiterhin müssen Unbekannte, bestehende Zusammenhänge zwischen Gleisgeometrie- und Schienenfehlern selbstständig herausgearbeitet werden. Das kann bedeuten, dass sicherheitsrelevante Abweichungen teilweise erst sehr spät oder nicht entdeckt werden. Das kann nur mithilfe einer vorsorglichen Instandhaltung zuverlässig vermieden werden.
*mit Personenschaden in 2018
38.500 km
Schienennetz
459
Unfälle*
Das August-Wilhelm Scheer Institut entwickelt folgende Bestandteile:
Das August-Wilhelm Scheer Institut fokussiert sich im Projekt auf die Erforschung und Entwicklung eines innovativen Ansatzes, zur automatischen Generierung eines digitalen 3D-Zwillings aus optischen und nicht-optischen Daten der Prüfverfahren. Der digitale Zwilling spiegelt zu jeder Zeit den Zustand eines geprüften Streckenabschnitts und integriert gefundene Schäden sowie Metadaten auf einem dreidimensionalen Modell, das für Planungs- und Sanierungsverfahren genutzt und durch neuartige Visualisierungstechnologien wie AR/VR dargestellt werden kann.
FÖRDERHINWEIS
Das Projekt KiSiDi ist gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Förderkennzeichen: 01IS21029B
Laufzeit: 01.10.2021 – 30.09.2024