Im Rahmen des Projekts »ESPEK« wurden Häufigkeit, Impact und Relevanz bestimmter Schäden an verbreiteten Waggontypen analysiert. Basierend darauf hat das Forscherteam praxistaugliche, datenbasierte, KI-gestützte Lösungen entwickelt, um Schäden an ausgewählten Personenwaggons automatisiert - während der Vorbeifahrt - zu erkennen.

Seit dem Projektstart im August 2023 haben die Forschungsgruppe »Sichere Prozesse und Systeme« unter der Leitung von Prof Gillert und das Fachgebiet Bildverarbeitung unter Leitung von Prof. Alexander Stolpmann an der TH Wildau gemeinsam mit den Projektpartnern RWS Railway Service GmbH aus Wustermark und der Telco Tech GmbH aus Teltow intensiv an der Entwicklung von KI-gestützten computervisuellen Techniken gearbeitet. Dabei wurden verschiedene wissenschaftliche Ansätze getestet und ein Zukunftskonzept für die digitale Inspektion von Personenverkehrszügen (PVZ) erarbeitet. Ziel des Projektes war es, die Inspektionsprozesse in Bahnwerkstätten zu automatisieren und zu optimieren, sodass Inspekteure ortsunabhängig warten können.

Automatisierte Inspektion statt »geschultes Auge«

PVZ werden in den meisten Werkstätten nach wie vor manuell und fast ausschließlich mit dem geschulten Auge inspiziert. Dies ist nicht nur zeitaufwendig, sondern birgt auch das Risiko, dass Schäden übersehen werden. Durch den Fachkräftemangel in diesem Sektor besteht außerdem die Gefahr eines Wissensverlusts. Die Arbeits- und  Umgebungs-bedingungen im Bahnbereich sind herausfordernd (z.B. Wetter, Verschmutzung), außerdem erschwert eine enorme Vielfalt an Baureihen die Entwicklung universeller, modular zu parametrierenden Lösungen.

Das ESPEK-Team setzte sich daher zum Ziel, die bisher gängigen Inspektionsprozesse in den Werkstätten auf ihr Automatisierungspotenzial zu prüfen. Durch den Einsatz modernster Kameratechnik und Künstlicher Intelligenz (KI) sollten Inspektionsarbeiten optimiert werden und die Effizienz und Sicherheit gesteigert werden. Eine Automatisierung könnte vor allem bei sicherheitsrelevanten Bauteilen zum Einsatz kommen. Eine automatisierte Inspektion ermöglicht eine frühzeitige Planung von Instandhaltungsmaßnahmen und die Zuweisung von Ressourcen, was die Durchlaufzeiten in der Wartung deutlich verkürzen kann.

Am 9. September stellen die Projektpartner ihre Ergebnisse im Detail vor. Dazu gehört die erfolgreiche prototypische Umsetzung der automatisierten Inspektion von Bremsbelägen und Bremsscheiben mittels 3D-Kameratechnik und präzise ausgerichteter Beleuchtungstechnik. Feinste Risse können während einer Vorbeifahrt detektiert und vermessen werden, wobei nicht nur Ausschnitte der Bremsscheiben untersucht werden. Die gewonnenen Daten bieten die Grundlage für ein Gesamtkonzept für die digitale Instandhaltung, das verschiedene Zielgruppen mitnehmen, zukünftige Anwendungen in der Bahnindustrie standardisieren soll und womöglich sogar die Vereinfachung des Enterprise-Content-Managements herbeiführt. Dieses Zukunftskonzept kann zudem enormes Potential in der zivilen Sicherheitsforschung entfalten.

»ESPEK« bedeutet: Erkennung von Schadmustern an Personenverkehrszügen und Evaluierung der Konfidenz zur Auswahl robuster Features für Predictive Maintenance.