Rail4Future - Resilient Digital Railway Systems to enhance performance
#SustainableDigitalization #ICTAustriaJuwel2022
Am 4. Oktober 2022 wurden im Rahmen unseres ICT Austria Jahres-Events (Impressionen & Nachbericht) im Media Tower in Wien unter dem Motto “Sustainable Digitalization” erstmals sieben hervorragende österreichische Digital-Projekte mit den “ICT Austria Juwelen” ausgezeichnet, deren Konzept und Umsetzung erfolgreich zur Förderung von Nachhaltigkeit beitragen.
Zu einem von diesen zählt das Forschungsprojekt Rail4Future, das die ÖBB Infrastruktur AG in Kooperation mit VRVis und vielen weiteren Konsortialpartnern vorantreibt und bei dem es darum geht, das digitale Bahnsystem der Zukunft zu gestalten. Dafür wird eine neuartige, hochleistungsfähige und vollständig virtuelle Validierungsplattform für großskalige Simulationen ganzer Bahnstrecken zur Effizienzsteigerung und Optimierung der bestehenden Schieneninfrastruktur entwickelt.
Die Ausgangslage
Die Reduktion der CO2-Emissionen im Verkehrssektor um 90% bis 2050 (bezogen auf 1990) ist ein zentrales Ziel des "European Green Deal". Erreicht werden soll dies durch einen "beschleunigten Wandel hin zu nachhaltiger Mobilität". Hier kommt dem Schienenverkehr als einer der umweltfreundlichsten und energieeffizientesten Transportmittel eine entscheidende Rolle bei der Beschleunigung der Emissionsreduktion im Verkehrssektor zu. Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Verkehrswende sind jedoch noch viele Herausforderungen zu bewältigen, wie z.B. verstärkte Innovation und Digitalisierung, um das volle Potenzial der Bahn ausschöpfen zu können.
Die Herangehensweise
Die Zukunft des effizienten Einsatzes und Managements von Bahn-Ressourcen liegt in einem vollständig vernetzten und digitalisierten Bahnsystem. Zur Realisierung dieser hochkomplexen Forschungsaufgabe bringt Rail4Future erstmals ein interdisziplinäres Konsortium zusammen, in dem Bahnbetreiber, Industrie, wissenschaftliche Partner und Hochschulen ihre Expertise, ihr Domänen-Know-how, ihre Methoden, ihre Kompetenz und die notwendigen Felddaten bündeln. Das Ziel ist ein digitales Abbild von Streckenabschnitten zu bilden, mit Hilfe dessen zukünftige Änderungen des Bahnverkehrs simuliert, überprüft, analysiert, verstanden und kommuniziert werden können.
Der Fokus des Projekts
Im Rahmen des Rail4Future-Projekts konzentrieren sich die involvierten Partner auf die Entwicklung eines voll integrierten virtuellen Bahnsystems, das auf Konzepten wie Modularität und Standardisierung basiert. Die entstehenden Forschungsergebnisse sollen einen kontinuierlichen Fluss von zuverlässigen und aussagekräftigen Informationen über die gesamte Lebensdauer der verschiedenen Eisenbahninfrastrukturkomponenten und interagierenden Schienenfahrzeuge sicherstellen. Dabei werden geeignete Strategien und Methoden, Berechnungsmodelle, Algorithmen, Werkzeuge und Visualisierungs- und Explorationstechniken auf automatisierte Weise integriert.
Rail4Future schafft folgende Grundlagen für entscheidende Innovationsschritte im Bahnsystem:
Tiefes Grundverständnis und Beschreibung des Gesamtsystems Bahn durch Analyse der Interdependenzen von Komponenten, Subsystemen und konstitutiven Strukturen
Analyse der Auswirkungen neuer Betriebsszenarien (z.B. Kapazitätserhöhung, Umweltbedingungen) und Regelwerke auf die aktuelle und zukünftige Gestaltung der Eisenbahninfrastruktur
Virtuelle Bewertung innovativer Infrastrukturkomponenten und neuartiger Schienenfahrzeuge innerhalb des definierten Ökosystems bei gleichzeitiger Minimierung von On-Track-Tests
Leistungs- und Belastbarkeitsanalyse
Virtuelle Validierung im Gesamtsystemkontext
Über die beteiligten Partner
Die ÖBB Infrastruktur AG
Mit rund 18.700 Mitarbeiter:innen plant, baut und betreibt die ÖBB Infrastruktur AG die gesamte ÖBB-Bahninfrastruktur: Bahnhöfe, Strecken, Gebäude, Terminals, Telekommunikationsanlagen und Wasserkraftwerke für umweltfreundliche Bahnstromerzeugung. Das Unternehmen verwaltet das gesamte Immobilienvermögen und ist damit einer der größten Grundstückseigentümer Österreichs. In das Unternehmen ist ein Großteil des Lehrlingswesens der ÖBB und die eisenbahnspezifische betriebliche und technische Ausbildung integriert. Im Auftrag der Bundesregierung investiert die ÖBB Infrastruktur AG jährlich mehr als zwei Milliarden Euro in das österreichische Schienennetz und bietet Bahntechnologie auf dem neuesten Stand der Technik. Die ÖBB-Infrastruktur AG ist eine 100-Prozent-Tochter der ÖBB-Holding AG. Diese steht zu 100 Prozent im Eigentum der Republik Österreich.
Mehr Details: https://infrastruktur.oebb.at
VRVis
Das Wiener VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung steht seit seiner Gründung im Jahr 2000 für anwendungsorientierte Spitzenforschung auf dem Gebiet des Visual Computing. Als im Rahmen des COMET-Programms gefördertes Kompetenzzentrum entwickelt das VRVis in enger Kooperation mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie maßgeschneiderte Technologie-Lösungen, u.a. aus den Bereichen Visual Data Analytics, Künstliche Intelligenz, XR, Bildverarbeitung, Simulation und digitale Zwillinge.
Mehr Details: www.vrvis.at
Das gesamte Konsortium
Unternehmenspartner: ÖBB Infrastruktur AG, Voestalpine Metal Engineering GmbH, FCP FRITSCH, CHIARI & PARTNER, Hottinger, Brüel & Kjær, Vermessung Schubert ZT GmbH, PALFINGER Structural Inspection GmbH, Plasser & Theurer Gesellschaft m.b.H., Siemens Mobility Austria GmbH, Geoconsult Holding ZT GmbH, Wiener Linien GmbH & Co KG
Wissenschaftspartner: TU Wien, TU Graz, JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH, AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Virtual Vehicle Research GmbH, VRVis Zentrum für Virtual Reality und Visualisierung Forschungs-GmbH
Internationale Partner: Lehrstuhl und Prüfamt für Verkehrswegebau Technische Universität München, Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren