Die Revolution der Gewichtsmessung: Verwiegetechnik im Schienenverkehr
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Die korrekte Messung der Beladung von Güterwagen ist eine Herausforderung, die seit jeher besteht. Sie gilt als Schlüssel zur optimalen Auslastung der Waggons und zur Einhaltung der Maximalgewichtsgrenzen. Doch wie kann man diese Aufgabe effizient und präzise bewältigen? Die Antwort liegt in der Verwiegetechnik.
Die Gefahren falscher Waggongewichtsmessungen
Eine ungenaue Gewichtsmessung von Güterwagen kann schwerwiegende Folgen haben. Ganz offensichtlich kann eine Überladung der Waggons nur zu Beschädigungen an den Waggons selbst führen, sondern auch die Sicherheit des gesamten Zuges gefährden. Geringe, aber dauerhafte Überlastungen sorgen für langfristige Schäden an der Infrastruktur wie Gleisen, Weichen, Bahndämmen und Brücken. Im schlimmsten Fall kann eine Überladung zu Entgleisungen führen, die erhebliche materielle Schäden und Verletzungen oder gar Todesfälle verursachen können.
Bei umweltgefährdenden Gütern kommen möglicherweise langfristige Auswirkungen auf Mensch und Umwelt hinzu.
Aber auch eine Unterbeladung der Waggons ist problematisch. Sie führt zu einer ineffizienten Nutzung der Transportkapazitäten und damit zu unnötigen Kosten. Darüber hinaus kann eine ungleichmäßige Beladung der Waggons das Fahrverhalten des Zuges beeinträchtigen und ebenfalls das Risiko von Entgleisungen erhöhen.
Die Verwiegetechnik bietet hier eine Lösung. Durch die präzise Echtzeit-Gewichtsmessung können Über- und Unterbeladungen sowie ungleichmäßige Beladungen zuverlässig erkannt und vermieden werden. So trägt die Verwiegetechnik dazu bei, den Schienenverkehr sicherer und effizienter zu gestalten.
Was ist Verwiegetechnik?
Die Verwiegetechnik ist ein innovatives System zur Gewichtsmessung von Güterwagen. Es basiert auf Dehnungsmessstreifen, die an den Drehgestellen der Waggons montiert werden. Diese Sensoren dehnen sich proportional zum auf den Wagen einwirkenden Gewicht aus. Durch die Erfassung dieser Dehnung kann das Gesamtgewicht der Ladung mit hoher Genauigkeit bestimmt werden.
Die Verwiegetechnik bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren:
- Zeitersparnis: Da keine Fahrten zu Verwiegestationen erforderlich sind, wird die betriebliche Effizienz erheblich gesteigert.
- Kosteneinsparungen: Durch die Reduzierung von Fahrten und die Erhöhung der Effizienz können erhebliche Kosten eingespart werden.
- Genauigkeit: Mit einer Messungenauigkeit von weniger als 2% setzt die Verwiegetechnik neue Maßstäbe in der Gewichtsmessung.
Diese Technologie eignet sich besonders für Waggons, die Schüttgut, Baumstämme oder Schrott transportieren. Für das Wiegen von Flüssigkeiten gibt es andere geeignete Lösungen, da diese langsam in den Wagon fließen.
Wie funktioniert die Verwiegetechnik?
Das Herzstück der Verwiegetechnik sind die Dehnungsmessstreifen. Sie sind temperaturkompensiert, um eine hohe Messgenauigkeit über einen weiten Temperaturbereich zu gewährleisten. Eine einfache 2-Punkt-Kalibrierung (Voll/Leer) ermöglicht die Feinjustierung der Sensoren für eine noch höhere Genauigkeit.
Die Sensoren kommunizieren drahtlos mit der Telematikeinheit des Wagens, die für die Datenübertragung und die Steuerung der Sensoren verantwortlich ist. Eine mobile App ermöglicht die drahtlose Konfiguration und Feinjustierung der Sensoren.
Zusätzlich zu den Dehnungsmessstreifen verfügt das System über sekundäre optionale Sensoren, darunter einen Temperatursensor und einen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser. Der Beschleunigungsmesser misst die Beschleunigung mit hoher Auflösung (13-bit) bei bis zu ±16 g an allen drei Achsen.
Flexible Konfigurationen für unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen
Die Verwiegetechnik bietet flexible Konfigurationsmöglichkeiten, um den spezifischen Anforderungen der Kunden gerecht zu werden. Mit steigender Anzahl der installierten Sensoren verbessert sich die Genauigkeit der Gewichtsmessung:
- Ein Sensor pro Wagen: Diese Konfiguration ermöglicht die einfache Erkennung des Beladungszustands (beladen/unbeladen).
- Zwei Sensoren pro Wagen: Diese Variante ermöglicht die Erkennung einer gleichmäßigen Beladung in Bezug auf die Vorder- und Hinterachse sowie die Detektion von Überladung.
- Vier Sensoren pro Wagen (zwei je Drehgestell): Die Installation von vier Sensoren bietet die höchste Messgenauigkeit von unter 2 Prozent Abweichung in mehr als 95 Prozent der Messungen.
Die meisten Kunden entscheiden sich für die Installation von vier Sensoren, um die maximale Genauigkeit und Sicherheit zu gewährleisten.
Einsatzmöglichkeiten und Zielkunden
Die Verwiegetechnik eignet sich für eine Vielzahl von Wagentypen, die für den Transport von Schüttgütern, Baumstämmen oder Schrott eingesetzt werden. Bereits jetzt haben sich einige Unternehmen für diese Technologie entschieden, darunter Rail Cargo Austria Rail & Sea und die Rhätische Bahn. Diese Unternehmen erkennen den Mehrwert, den die Verwiegetechnik bietet, und planen, in den kommenden Jahren tausende Waggons mit dieser Technologie auszustatten.
Technische Spezifikationen
Die technischen Spezifikationen der Verwiegetechnik sind beeindruckend. Der Hauptsensor, ein Dehnungsmessstreifen, hat eine absolute Messgenauigkeit von weniger als 1000 kg bei einmaliger Kalibrierung und weniger als 500 kg bei periodischer Kalibrierung oder Auto-Kalibrierung. Der maximale unterstützte Bereich auf dem Drehgestell beträgt 0-50.000 kg.
Zusätzlich zum Hauptsensor verfügt das System über integrierte sekundäre optionale Sensoren, darunter einen Temperatursensor und einen 3-Achsen-Beschleunigungsmesser. Dieser Beschleunigungsmesser misst die Beschleunigung mit hoher Auflösung (13-bit) bei bis zu ±16 g an allen drei Achsen.
Das System nutzt eine drahtlose Multi-Protokoll-Sensorschnittstelle, die Standards wie IEEE802.15.4, Bluetooth Low Energy und 6LoWPAN unterstützt. Die Sensoren kommunizieren drahtlos mit der Telematikeinheit des Wagens, die für die Datenübertragung und die Steuerung der Sensoren verantwortlich ist.
Softwarearchitektur
Die Softwarearchitektur der Verwiegetechnik besteht aus zwei Schnittstellen, dem Gateway und dem Webservice. Das Gateway dient zur Kommunikationsübersetzung zwischen dem energieeffizienten Protokoll der Observer und der HTTP-API der Cumulocity. Die Cumulocity dient dabei als Broker zwischen Observer und Webservice, der für alle Provisionierungsangelegenheiten zuständig ist.
Der Webservice bietet zusätzlich die Möglichkeit, die PrecisionWeight Sensoren über eine externe Applikation fein zu justieren, um eine höhere Genauigkeit im Vergleich zur Werkseinstellung zu erlauben.Fazit
Die Verwiegetechnik stellt eine innovative und zukunftsweisende Lösung für die Gewichtsmessung von Güterwagen dar. Sie bietet hohe Genauigkeit, Kosteneffizienz und einfache Handhabung. Durch die Bereitstellung von Echtzeit-Gewichtsdaten und datenbasierten Erkenntnissen ermöglicht die Technologie eine verbesserte Auslastung, eine effizientere Wartungsplanung und ein geringeres Entgleisungsrisiko. Mit ihrer Flexibilität und Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen ist die Verwiegetechnik bestens für die Herausforderungen des modernen Schienenverkehrs gerüstet.