Mit Kamerabrücken in die Zukunft

Im Jahr 2022 wurde im Rahmen des europäischen Förderprogramms Shift2Rail die Technologie von Kamerabrücken zur Diagnose von Güterwagen erfolgreich getestet und in ein Serienkonzept bei DB Cargo überführt. Der deutschlandweite Rollout der Kamerabrücken wurde Ende 2022 termingerecht und erfolgreich mit der Inbetriebnahme der letzten Kamerabrücke in Kornwestheim abgeschlossen. Die Kamerabrücken erstellen Bilder durchfahrender Güterwagen aus verschiedenen Perspektiven. Diese werden den Mitarbeitenden zur Verfügung gestellt. Auf Basis der Bilder beauftragen diese die Durchführung von Instandhaltungsleistung in Werkstätten der DB Cargo.

5. Juli 2023: Bundesweiter Betriebsstart für KI im Schienengüterverkehr

Nachdem 2017 bereits die erste Kamerabrücke am Rangierbahnhof Nürnberg den Testbetrieb aufnahm, wird hier nun ein weiterer Meilenstein gelegt: Dr. Sigrid Nikutta, Vorstand Güterverkehr der Deutschen Bahn und Judith Gerlach, Bayerische Staatsministerin für Digitales, haben heute den bundesweiten Praxis-Betrieb für KI-Anwendungen im Schienengüterverkehr gestartet. Diese dienen dazu, die von den Kamerabrücken gemachten Bilder zu analysieren und Hinweise zum Zustand von Wagen und Ladung zu geben.

"Der Schienengüterverkehr ist eine bewährte Logistik, mit der wir bereits heute sieben Millionen Tonnen CO2 jedes Jahr sparen", so Dr. Sigrid Nikutta, DB-Konzernvorstand für Güterverkehr. "Künstliche Intelligenz wird ab sofort fester Bestandteil unserer Betriebsabläufe. Sie hilft uns, mehr Güterwagen und damit mehr Fracht auf die klimafreundliche Schiene zu bringen."

Der Betrieb der Kamerabrücke in der Praxis

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Mittlerweile stehen insgesamt 13 Kamerabrücken deutschlandweit an acht Standorten der DB Cargo, die sukzessive mit der neuen KI-Technologie unterstützt werden. Bei bis zu 10.000 Wagendurchfahrten täglich zeichnen sie insgesamt bis zu 300.000 hochauflösende Bilder auf. Nachdem auch der Pilotbetrieb der KI-Software im Schienengüterverkehr für die Auswertung der Fotos erfolgreich gestartet wurde, kommt sie jetzt an DB Cargo-Standorten deutschlandweit zum Einsatz. So gibt die KI etwa Hinweise zum Zustand der Bremssohle. Die Kameratechnologie erzeugt zudem eine zusätzliche Perspektive von oben. Die automatische Schrottsortenerkennung wird aktuell mit dem ersten Kunden aus der Stahlindustrie erprobt.
 
Die Kamerabrücke am Rangierbahnhof Nürnberg ermöglicht die sorgfältige Analyse des Güterwagens am Bildschirm. Mitarbeitende der Instandhaltungsbeauftragung werden dabei durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz immer stärker unterstützt. Damit ist ein neues, attraktives Berufsbild, der Digitale Diagnostiker, entstanden. Auch die Wagenmeister:innen, die sich um die Befundung der Güterwagen vor Ort am Gleis kümmern, sollen dadurch künftig entlastet werden. Bisher dauert die Untersuchung des Güterzugs, je nach Länge, mehr als eine Stunde.

KI-Modell unterstützt die Diagnose bei Güterwagen

Im Rahmen eines weiteren Forschungs- und Entwicklungprojektes des europäischen Förderprogramms Shift2Rail wurden die Bilder der Kamerabrücken für die automatischen Analysen von Güterwagen, wie zum Beispiel von Bremssohlen, verwendet. Konkret geht es hier um die Erfassung der Dicke der Bremssohlen. Das entwickelte KI-Modell (KI = Künstliche Intelligenz) wurde getestet, zudem wurden Vergleichsmessungen durchgeführt, um die Qualität der von der KI berechneten Werte zu bewerten.

Der Einsatz von Kamerabrücken und Künstlicher Intelligenz begleitet uns auf dem Weg zum Schienengüterverkehr der Zukunft.

Ziel der Tests im Rahmen des Projektes war es, die Nutzerfreundlichkeit des Systems zu evaluieren, Funktionen zu testen und konkret zu prüfen, wie viel Unterstützung die Vorschläge der KI bieten, um präventiv Bremssohlen zu tauschen. So soll abschließend die Verfügbarkeit des rollenden Materials erhöht werden. Außerdem wurden Geschäftsprozesse identifiziert, die zukünftig mit den Daten kontinuierlich gemessener Bremssohlen optimiert werden könnten.

Im engen Austausch mit den Anwendern

Die digitalen Diagnostiker Güterwagen werden in Zukunft bei ihren Aufgaben von der KI unterstützt. Diese unterstützt die Mitarbeitenden bei der technischen Analyse des Fahrzeugzustandes, um anschließend passgenau und in hoher Qualität die Instandhaltung zu beauftragen. Die Entwicklung dieser Lösung erfolgte in engem Austausch mit den Spezialisten aus der Praxis. 

Machbarkeit erfolgreich nachgewiesen

Im Rahmen des von Shift2Rail unterstützten Projektes wurde der Nachweis der Machbarkeit einer KI im Befundungsprozess von Güterwagen erbracht. Während der Tests wurde gezeigt, dass das System im Prozess eingesetzt werden kann und die Diagnose mit zusätzlichen Informationen vereinfacht. Ein nächster Schritt ist die weitere Optimierung des Modells, um es in den Standardprozess des Schienengüterverkehrs integrieren zu können. Dieser Erfolg auf Basis von Digitalisierung und Automatisierung ist Teil des Weges zum Intelligenten System Schienengüterverkehr, um mehr Güter auf die umweltfreundliche Schiene zu bringen.

^{_{This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No:101004051. The content of this document reflects only the author’s view.}}