Zuverlässiger UHF-RFID-Einsatz im Bahnbetrieb
Von visuellen Signalen zur digitalen Übertragung
Ein passiver UHF-RFID-Sensortransponder von smart-TEC, der direkt am Gleis installiert wird. (Quelle: smart-TEC).
Die RFID-Technologie bietet eine praktische Lösung für die Digitalisierung von Signalsystemen in der bestehenden Straßenbahninfrastruktur. Bei älteren Systemen müssen die Triebfahrzeugführer die Signale entlang der Strecke visuell erkennen - ein Prozess, der optimiert werden kann.
Die Lösung: RFID, das eine automatische Signalübertragung an das Fahrzeug ermöglicht. Auf diese Weise sind die Signale nicht mehr von der Sichtlinie oder den Wetterbedingungen abhängig, da die visuelle Erkennung zweitrangig wird. Dies bietet nicht nur interessante Möglichkeiten für existierende Metro-Strecken sondern kann auch in Wartungszentren zur einfachen Modernisierung der Signale auf dem Werksgelände verwendet werden.
Die Schlüsselkomponenten dieses Systems sind batterielose UHF-RFID-Sensortransponder. Diese werden im Gleisbett oder in der Straßenoberfläche installiert und über ein Sensorkabel mit der bestehenden Signalisierungsinfrastruktur verbunden. Das Kabel selbst kann mehrere hundert Meter lang sein.
Dies ermöglicht eine flexible Platzierung der Transponder, ohne dass sie direkt neben dem Signal installiert werden müssen. Der Schaltzustand kann über eine Entfernung von mehreren Metern an das Fahrzeug übertragen werden.
Die RFID-Technologie bietet eine praktische Lösung für die Digitalisierung von Signalsystemen in der bestehenden Straßenbahninfrastruktur. Bei älteren Systemen müssen die Triebfahrzeugführer die Signale entlang der Strecke visuell erkennen - ein Prozess, der optimiert werden kann.
Die Lösung: RFID, das eine automatische Signalübertragung an das Fahrzeug ermöglicht. Auf diese Weise sind die Signale nicht mehr von der Sichtlinie oder den Wetterbedingungen abhängig, da die visuelle Erkennung zweitrangig wird. Dies bietet nicht nur interessante Möglichkeiten für existierende Metro-Strecken sondern kann auch in Wartungszentren zur einfachen Modernisierung der Signale auf dem Werksgelände verwendet werden.
Die Schlüsselkomponenten dieses Systems sind batterielose UHF-RFID-Sensortransponder. Diese werden im Gleisbett oder in der Straßenoberfläche installiert und über ein Sensorkabel mit der bestehenden Signalisierungsinfrastruktur verbunden. Das Kabel selbst kann mehrere hundert Meter lang sein.
Dies ermöglicht eine flexible Platzierung der Transponder, ohne dass sie direkt neben dem Signal installiert werden müssen. Der Schaltzustand kann über eine Entfernung von mehreren Metern an das Fahrzeug übertragen werden.
Ein passiver UHF-RFID-Sensortransponder von smart-TEC, der direkt am Gleis installiert wird. (Quelle: smart-TEC).
Wie die Signaldaten das Fahrzeug erreichen
Wenn ein Fahrzeug einen Sensor überfährt, erkennt ein im oder unter dem Fahrzeug angebrachtes UHF-RFID-Lesegerät den Transponder. Das Signal wird über eine Antenne empfangen, die ebenfalls an der Unterseite des Fahrzeugs angebracht ist. Das Lesegerät erfasst sowohl die eindeutige Kennung (UID) als auch den aktuellen Schaltzustand des zugehörigen Signals. Diese Daten werden über etablierte Schnittstellen wie TCP/IP, UDP-Telegramme oder serielle Kommunikation an das Steuerungssystem des Fahrzeugs übertragen.
Die übertragenen Signaldaten können interne Warnsignale - wie Licht oder Tonsignale - aktivieren, um den Fahrer zu warnen, ohne dass Änderungen an den zentralen Systemen des Fahrzeugs erforderlich sind. Damit eignet sich die Lösung besonders für die Nachrüstung älterer Fahrzeuge in gemischten Fuhrparks. Die passiven Transponder und Lesegeräte gewährleisten einen zuverlässigen Betrieb mit minimalem Wartungsaufwand über lange Zeiträume.
Für mobile und raue Umgebungen konzipierte Lesegeräte
Das UHF-RFID-Lesegerät ID LRU4000X von FEIG ELECTRONIC ist hier fahrzeugseitig montiert – für zuverlässige RFID-Erfassung im mobilen Einsatz. (BIld: FEIG Electronic)
Die Wirksamkeit dieser Lösung hängt von RFID-Lesegeräten ab, die für den Einsatz in mobilen und bahnspezifischen Umgebungen geeignet sind.
Der ID LRU4000X von FEIG Electronic ist ein solches UHF-RFID-Lesegerät, das in diesen Anwendungen eingesetzt wird. Es ist so konstruiert, dass es auch unter mechanischer Belastung, Vibration und Temperaturschwankungen zuverlässig funktioniert - Bedingungen, die typischerweise im Bahnbetrieb auftreten. In Kombination mit einer an der Unterseite des Fahrzeugs montierten Antenne ermöglicht es die lückenlose Erfassung von Transpondern an der Strecke.
Alle Komponenten erfüllen die Anforderungen der EN 50155 für elektronische Geräte in Schienenfahrzeugen. Auch beim Thema Luftschnittstelle ist die Lösung konform zum ISO Standard 18000-63 und somit keine proprietäre Lösung von FEIG.
Die Wirksamkeit dieser Lösung hängt von RFID-Lesegeräten ab, die für den Einsatz in mobilen und bahnspezifischen Umgebungen geeignet sind.
Der ID LRU4000X von FEIG Electronic ist ein solches UHF-RFID-Lesegerät, das in diesen Anwendungen eingesetzt wird. Es ist so konstruiert, dass es auch unter mechanischer Belastung, Vibration und Temperaturschwankungen zuverlässig funktioniert - Bedingungen, die typischerweise im Bahnbetrieb auftreten. In Kombination mit einer an der Unterseite des Fahrzeugs montierten Antenne ermöglicht es die lückenlose Erfassung von Transpondern an der Strecke.
Alle Komponenten erfüllen die Anforderungen der EN 50155 für elektronische Geräte in Schienenfahrzeugen. Auch beim Thema Luftschnittstelle ist die Lösung konform zum ISO Standard 18000-63 und somit keine proprietäre Lösung von FEIG.
Das UHF-RFID-Lesegerät ID LRU4000X von FEIG ELECTRONIC ist hier fahrzeugseitig montiert – für zuverlässige RFID-Erfassung im mobilen Einsatz. (BIld: FEIG Electronic)
Neue Anwendungsfelder für die Positions- und Schalterdetektion
Neben der Signalübertragung unterstützen RFID-basierte Systeme weitere Anwendungsfälle im Bahnbetrieb. Bei Einschienenbahnen in China erkennt die Technologie Weichenstellungen und überträgt diese Informationen an herannahende Fahrzeuge. Dies ermöglicht eine frühzeitige Reaktion auf Gleisänderungen und trägt zu einem reibungsloseren Betrieb bei.
Die eindeutige ID jedes Sensortransponders kann auch mit den Standortdaten verknüpft werden. Dies ermöglicht eine genaue Standortverfolgung des Fahrzeugs, unabhängig von Tunnelbedingungen oder schlechtem Wetter. Die Daten unterstützen Funktionen wie Echtzeit-Updates für Fahrgastinformationssysteme und positionsbasierte Automatisierung.
Integration von RFID in Schmiersysteme zur Verschleißreduzierung
Im Zusammenhang mit dem Betrieb von Schienenfahrzeugen setzt das deutsche Unternehmen Rebs Zentralschmiertechnik die UHF-RFID-Technologie ein, um die Effizienz seiner Spurkranzschmiersysteme zu verbessern. Die Schmiersysteme wurden entwickelt, um den Verschleiß und die Geräuschentwicklung bei Kurvenfahrten zu verringern, was sowohl im Stadtverkehr als auch in bergigen Gegenden wichtig ist.
So wie RFID zur Erkennung von Signalen oder Positionsmarkierungen für die streckenseitige Infrastruktur eingesetzt wird, spielt es auch beim Betrieb dieser Schmiersysteme eine entscheidende Rolle. Die auf oder unter den Zügen installierten UHF-RFID-Lesegeräte erkennen die im Gleisbett eingebetteten Positionsmarkierungen - die Transponder.
Auf diese Weise kann das System die Schmierung nur in bestimmten Bereichen aktivieren, z.B. in Kurven, wo der Verschleiß an den Rädern der Züge am stärksten ist. Gesteuert wird das System durch die Übertragung von Positionsdaten von den passiven RFID-Transpondern an die Bordsysteme des Fahrzeugs.
Dieses RFID-basierte System sorgt nicht nur für einen präziseren Schmierstoffauftrag, sondern bietet auch erhebliche Vorteile gegenüber der herkömmlichen GPS-basierten Ortung. Im Gegensatz zu GPS, das in Tunneln oder dicht bebauten Gebieten unzuverlässig sein kann, bietet RFID eine genaue, spurbasierte Ortung unter allen Wetterbedingungen. Die Technologie lässt sich problemlos in die bestehende Infrastruktur integrieren, so dass sie sich für die Nachrüstung älterer Systeme eignet, ohne dass komplexe Neukonfigurationen erforderlich sind. (BIld: FEIG Electronic)
