Ohne Kompatibilität kein Fortschritt

Technik Telematik
Eureka aJour-Telematikeinheit mit
Batterie am Waggon
Foto: Eureka Navigation Solutions AG
Ohne Kompatibilität
kein Fortschritt
Telematik: Entwicklung, Einsatzgebiete,
Marktübersicht, Kompatibilität
Einzelwagenverkehr, Telematik, NavMaster, Smartbox, Eureka, Viwas, TIS
Der Einsatz von Telematik im Schienengüterverkehr – speziell im Einzelwagenverkehr – führt zu einer
verbesserten Transparenz der Transportabläufe und damit zu einer Effizienzsteigerung. Er ermöglicht
zudem die Überwachung von Wagenmaterial und Transportgut. Doch Zuständigkeitsfragen und fehlende
Kompatibilität zwischen den unterschiedlichen Telematikanbietern behindern den vermehrten Einsatz.
Eine Bestandsaufnahme.
Klaus G. Becker
B
eim Transport von Fracht auf der
Schiene ergibt sich immer wieder
der Wunsch nach einer Überwachung der Beförderung wie im
Straßengüterverkehr möglich. Hier tauchen Begriffe wie Sendungsverfolgung
(oder Tracking & Tracing) und Telematik
auf. Der Begriff Telematik im Zusammenhang mit dem Güterverkehr basiert auf Aus-
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führungen von Speidel [1] und Lublow [2]
aus dem Jahr 1993. Telematik ist demnach
die Verknüpfung von mobilen und gegebenenfalls stationären Datenquellen mit der
zentralen Datenverarbeitung. Darauf basierend werden heute verschiedene Kommunikations-, Datenerfassungs- und Ortungslösungen eingesetzt, um die Transportvorgänge transparenter zu gestalten. Die meis-
ten Lösungen setzen auf der sensorischen
Erfassung der Systemzustände, der Ermittlung des Ortes und der Zeit über die Satellitennavigation (GPS) und der Kommunikation über Mobilfunktechnologie (GSM) auf
(siehe Abbildung 1). Baranek/Wilke [3] sehen
die Möglichkeit, Zustandsdaten von Bahngüterwagen zu erfassen und zur Verar
beitung an ein zentrales IT-System zu sen-
Telematik Technik
den, als für eine effiziente Logistik unerlässlich an.
Entwicklung
Mit fortschreitender Technik und vor allem
mit Einführung der Ortung per Global Positioning System (GPS) sind die Systeme
zur Sendungsverfolgung immer besser geworden. Beim Transport mit Personal wie
im Straßengüterverkehr gab es schon früh
effektive Lösungen. Im unbegleiteten Verkehr wie etwa bei Güterwaggons und
Containern entwickelten sich effektive Systeme nur langsam, beispielsweise war die
Energieversorgung der Geräte zunächst unzureichend und die Batterien mussten oft
ausgetauscht werden. Während die Transportüberwachung bei Ganzzügen relativ
einfach ist, ergeben sich im Einzelwagenverkehr aufgrund der zahlreichen Rangiervorgänge und Zugwechsel größere Probleme.
Die Anfänge zur Informationsverbesserung mittels intelligenter Überwachungssysteme liegen im Jahr 1994. Das damalige
Bundesministerium für Forschung und
Technologie förderte mit dem Land Nordrhein-Westfalen und der EU die Entwicklung des ersten Telematiksystems für den
Schienengüterverkehr in Europa. Daraus
gründete sich Timtec Telematik. Das Unternehmen startete 1995 die kommerzielle
Vermarktung von Telematiklösungen für
den Bahnverkehr. 1998 firmierte die Gesellschaft um zu Krupp Timtec Telematik
nachdem der damalige Krupp-Hoesch-Konzern die Mehrheit an Timtec erworben hatte. Mit dem so genannten autarken Telematik- und Informationssystem „ATIS“ startete Ende der 1990er Jahre der erste große
kommerzielle Einsatz derartiger Systeme
im Schienengüterverkehr, beispielsweise
bei der Autotransport und Logistik Gesellschaft (ATG). Anfang der 2000er Jahre wurde ATIS speziell für den Gebrauch in Gefahrenbereichen in Industrieunternehmen
zum Telematikgerät „E“ für die Explosionsschutzzone 1 weiterentwickelt und von
zahlreichen Chemiekunden wie Hoechst/
hpi und Degussa oder auch dem Vermieter
OnRail genutzt.
Im Auftrag von DB Cargo startete 1998
das Forschungs- und Technologiezentrum
der Deutschen Bahn, das später in der DB
Systemtechnik GmbH aufging, gemeinsam
mit der Kayser-Threde GmbH das Projekt
„Railtrac KT“ mit dem Ziel, eine Lokalisierung und Verfolgung von Bahngüterwagen
und Transportbehältern zu ermöglichen.
Zur Auswahl eines geeigneten Systems wurden mit der „SATEC-Rallye 98“ die Verfügbarkeit von europaweiten Kommunikationssystemen ermittelt und diverse Fahr-
zeugverfolgungssysteme miteinander verglichen. Bei den Vergleichstests schnitt das
so genannte Satelliten-Handy (Sandy) am
besten ab. Sandy nutzte in Deutschland das
Mobilfunknetz D1 und im Ausland erreichbare GSM-Netze, um die vom GPS und der
eigenen Sensorik gesammelten Daten zu
übermitteln [4]. Kayser-Threde entwickelte
Sandy unter dem Produktnamen „NavMaster“ weiter und erhielt 2002 von DB Cargo
den Auftrag, 13 000 Bahngüterwagen mit
dem Telematiksystem NavMaster RT auszurüsten. 2004 wurde die Telematiksparte von
Kayser-Threde von Knorr-Bremse übernommen und 2008 an die Eureka Navigation Solutions AG verkauft.
Die DB hat etwa 10 % ihrer Güterwagen
mit NavMaster-Telematik ausgerüstet und
kontrollierte bisher mit ihrem IT-gestützten eCargo-Waggonüberwachungsservice
die Transportverläufe. Noch heute sind
zahlreiche Geräte in Betrieb und werden
seit Kurzem auf dem von Eureka für DB
Schenker Rail entwickelten Smartbox Rail
Portal verwaltet.
Einsatzgebiete
Die Deutsche Bahn nutzt vor allem im internationalen Verkehr Tracking & Tracing.
Ihre Sendungsverfolgung basiert im Schienengüterverkehr vornehmlich auf den in
2002 mit GPS-Geräten ausgerüsteten
13 000 Güterwagen. Speziell für Seefrachtcontainer hat die DB zudem zusammen mit
Kirsen Global Security die so genannte DB
Schenker Smartbox Premium entwickelt.
Neu ist die DB Schenker Smartbox Rail für
Bahngüterwagen von Eureka, die mit ihrer
langlebigen Batterietechnik einen wartungsfreien Betrieb über vier bis acht Jahre
ermöglicht. Bei beiden Systemen und anderen Smartbox-Produkten werden aktueller
Standort, Temperatur, Feuchtigkeit, Beschleunigungskraft, Bewegung und Erschütterung sowie ungeplantes Türöffnen überwacht und dokumentiert. Einsatzgebiete der
Telematik sind in Tabelle 1 aufgelistet.
Marktübersicht
Es gibt mittlerweile mehrere Anbieter von
Telematiksystemen für den Schienengüterverkehr und den Kombinierten Verkehr, die
Kunden „Rundum-sorglos-Lösungen“ bieten können. Die Kosten für den Telematikeinsatz liegen je nach Stückzahl und Leistungsumfang zwischen 12 und 25 EUR pro
Einheit und Monat. Die Kommunikation
mit den Nutzern erfolgt in der Regel via Internet und/oder XML-Schnittstellen. Der
Streckenverlauf lässt sich anhand des Schienennetzes mit entsprechendem Kartenmaterial darstellen. Hierbei kann sowohl der
einzelne Transportverlauf als auch die Zusammenfassung historischer Zeitabläufe
aufgezeigt werden.
Beispielhaft sollen hier zwei Anbieter
aus Deutschland und einer aus der Schweiz
vorgestellt werden.
Eureka
Die Eureka Navigation Solutions AG ist eine
Tochter der Eureka AG. Sie entwickelt autarke Ortungs-, Kommunikations- und Sensorlösungen für die Logistik und das Flottenmanagement. Die Produkte stehen in
der Nachfolge der NavMaster-Technologie
Abb. 1: Schematische Darstellung verschiedener Daten, die durch ein Telematiksystem gesammelt werden können
Quelle: s. Schaubild
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Technik Telematik
(heute: mehr als 16 000 ausgelieferte NavMaster-Geräte). Sie sind sowohl für Einzelwagen und Container (etwa das energieautarke Produkt „aJour Telematics Rail“) als
auch für Triebfahrzeuge, Lokomotiven und
Gleisbaufahrzeuge geeignet. In diesem Jahr
erhält die aJjour Telematik die Zertifizierung ATEX Zone 1, die damit die bisherige
NavMaster EX Telematik ablöst. Eureka hat
auch ein Funkkommunikationssystem integriert, das den Einsatz diverser batteriebeTelematikanwendungen
bezogen auf
triebener Funksensoren in einem Bereich
von 30 bis 100 m um die Telematikeinheiten
herum erlaubt. Der Laufleistungssensor RodoTAG verwendet diese neue Funkkommunikationstechnik. Dieser hat derzeit eine
Zertifizierung nach ATEX Zone 2, die auf
Kundenwunsch zu Zone 1 erweitert werden
kann.
Zur einfachen Organisation der Komponenten und schnellen Visualisierung der Informationen hat Eureka „aJour online“ als
Aufgaben
Transportvorgang /
Bahnbetrieb
– Meldungen über Beginn, Status, Ankunft des Transports
– Abgleich von Transportplänen (Soll/Ist),
bezogen auf die Transportzeit und/oder -route
– Dokumentation von Standzeiten
– Mitteilung ab einer definierten maximalen Standzeit
– Mitteilung über Eintritt/Austritt in ein/aus einem definierten Gebiet
(etwa Bahnhof, Terminal, Industriegebiet)
Fahrzeuge
(Güterwagen und
Triebfahrzeuge)
– Erfassung der Laufleistung (effektiv gefahrene km) nach
EU-Verordnung 445/2011(7.4.e), differenziert nach In- und Ausland
sowie beladen/leer; erfolgt entweder per GPS (Systeme beispielsweise Savvy Telematic System, Cognid Track Cube oder Eureka
aJjour Telematik) oder mittels eines speziellen Sensors in der
Radsatzwelle (zum Beispiel Kaminski LLZ V3 oder Eureka
RodoTAG)
– Ladezustand (beladen/leer)
– Erkennung von unplanmäßigen Türöffnungen (Diebstahlschutz)
– instandhaltungsrelevante Daten (etwa Flachstellen, Heißläufer), die
helfen, die Wartung von intervallorientiert auf verschleißorientiert
umzustellen (Bastin5) und so die Sicherheit verbessern; siehe auch
CargoCBM6
– Entgleisung
– Zeiterfassung von Triebfahrzeugeinsatz, Stillständen und mehr
Produkt / Ladung
–P
roduktinformationen, speziell bei Gefahrgut; wichtig besonders in
Notfällen (Hecht/Rieckenberg7)
– Identifikation der Ladung in Güterwagen/Transportbehältern
(Zuordnung einer bestimmten Ladung zu einer Transporteinheit)
– Temperaturmessung am Produkt und -dokumentation
– Drucküberwachung
(Dichtheitsprüfung der Tanks zur Verhinderung von Produkt
austritt)
– Luftfeuchtigkeitsmessung und -dokumentation
– Stoßsensorik mit Dokumentation von Stoßbelastungen
(etwa von Rangierstößen)
Tab. 1: Einsatzgebiete der Telematik
Quelle: eigene Zusammenstellung
Internetplattform entwickelt. Die individuelle Anpassung an Kundenwünsche wird
durch ein Baukastensystem erleichtert; die
für DB Schenker Rail entwickelte Smartbox
Rail steht hierfür als Beispiel.
Cognid
Die Cognid Consulting & Engineering
GmbH entwickelt sowohl die TelematikHardware wie die TrackCube-Endgeräte als
auch die Informationsplattform „Locate24“
und stellt erforderliche Schnittstellen wie
XML zur Verfügung. Dies ermöglicht die
Anpassung der Funktionen an Kundenanforderungen. Dabei ist ein selbstlernendes
System zur Standortbestimmung und Datenanalyse implementiert. Cognid betont,
dass TrackCube Ex derzeit das einzige Telematiksystem mit einer Zulassung für den
Einsatz im Ex-Schutzbereich Zone 1 sei mit
Anschlussmöglichkeiten für Sensorik. Zum
Beispiel wird ein Temperatursensor mit ExZulassung angeboten. Mit TrackCube 5D
kann die Arbeitsrichtung im Stillstand und
im fahrenden Betrieb erkannt werden.
Savvy
Die Schweizer Savvy Telematic Systems AG
ist Teil der Indus Holding AG Gruppe. Savvy bietet neben der Basiskomponente Tracking & Tracing unter anderem Laufleistungserfassung zur Optimierung der Wagenflotte und der Wartung, Temperatur
überwachung,
Schockdetektion
und
Beladungssensorik (siehe Abbildung 2). Eine
Ex-Lösung wird mit Savvy CargoTrac-Ex
mit Zertifizierung für Zone 1 offeriert. Die
Primärbatterie-Technologie bietet laut Hersteller den autarken Geräteeinsatz für mehr
als zehn Jahre. Savvy betont, dass sich durch
die Kombination von Telematik und Business Intelligence weitreichende Optimierungspotenziale bei Transportprozessen,
aber auch bei administrativen Aufgaben ergeben. Dies gelte auch für den intermodalen
Verkehr mit Containern und Wechselbrücken. Hard- und Software seien unabhängig
vom Hersteller der zu überwachenden Einheiten einsetzbar und ermöglichten so die
Integration sämtlicher Verkehrsträger und
Transporteinheiten in eine telematikgestützte Transportkette.
Kompatibilität
Abb. 2: Mit Hilfe von Telematiksystemen an der Ladeeinheit wie etwa einem Kesselwagen ist die
Überwachung des Transportwegs mit beispielsweise Standzeiten, aber auch der Ladungszustände wie Temperatur an zentraler Stelle möglich.
Quelle: Savvy Telematic Systems AG
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Eine der schwierigsten Herausforderungen
der Telematik ergibt sich zum einen aus
dem Vorhandensein zahlreicher unterschiedlicher Systemanbieter und zum anderen aus den Anforderungen der Anwender
wie Verlader, Eisenbahnverkehrsunternehmen, Speditionen, Vermieter und Werkstätten. Sie wollen die Daten ihrer Transportmittel vereinheitlicht und unabhängig vom
Telematik Technik
Telematiksystemanbieter erhalten und verarbeiten können. Eine getrennte Datensammlung und Auswertung je nach Anbieter kommt für sie nicht in Frage. Um in dieser Richtung zu einer Standardisierung und
Kompatibilität der Systeme zu kommen,
versuchen schon lange zahlreiche Gremien
gemeinsame Lösungen zu erreichen. Hier
sind zum Beispiel folgende Aktivitäten zu
nennen:
Viable Wagonload Production
Schemes (ViWaS)
Im Rahmen des 7. EU-Forschungsprogramms haben sich zehn europäische Unternehmen (unter anderem Hacon, SNCF,
SBB Cargo, Wascosa, TU Berlin und Eureka) zusammengeschlossen, um innovative
Lösungen für einen zukunftsfähigen Einzelwagenverkehr zu erarbeiten. Ziele sind
dabei die Entwicklung einer intelligenten
und kostengünstigen Waggontelematik und
eines mandantenfähigen Telematikportals
mit flexiblen Datenschnittstellen zu verschiedensten Datenempfängern (etwa Wagenhalter, EVU, Verlader). Während eines
Workshops in München 2013 [8] betonte Dr.
Thomas Rieckenberg, dass es für diese verschiedenen Datennutzer ein Geschäftsmodell mit verteilten Nutzen und Kosten geben müsste. Eureka hat dazu einen Server
entwickelt, der Daten diverser Telematiksysteme und Funksensoren zusammenführt, aufbereitet und an die autorisierten
Empfänger weiterleitet. Damit wäre ein
Schritt in Richtung Kompatibilität geschaffen.
Innovativer Güterwagen 2030 (5L)
des TIS
Aktuell befasst sich auch die Arbeitsgruppe
„Telematik und Sensorik“ des technischen
Innovationskreises Schienengüterverkehr
(TIS) mit der Standardisierung der Schnittstelle zwischen Telematiksystem und Anwendersystem. Im Zuge der Standardisierungsbemühungen wurde von den Firmen
Cognid und der Ibes AG das Schaubild der
Abbildung 3 erstellt. In dieser Darstellung
wird unter dem Telematiksystem die Telematik-Hardware und die zentrale Telematik-Software zusammen als System betrachtet. Die Zusammenfassung ist notwendig,
weil die vom Endgerät kommenden Daten
erst durch Plausibilitätsprüfungen, Berechnungen und weitere Vorverarbeitungen auf
den Servern zu den gewünschten Informationen werden. In Gegenrichtung erfolgen
Einstellungen an den Endgeräten nicht nur
mit Grenzwerten, sondern bedingen Funktionen, die anbieterspezifisch sind. In Abstimmung mit den TIS-Mitgliedern wie
BASF, DB Schenker Rail, SBB Cargo, VTG,
Abb. 3: Telematik-Hardware und die zentrale Telematik-Software ergeben ein gemeinsames
System. Quelle: Cognid GmbH/Ibes AG
GATX, TU Berlin und TU Dresden erarbeitet eine Industrieplattform, an der unter anderem Bosch, Savvy, Eureka und Cognid
beteiligt sind, Telematikstandardlösungen
zur Erreichung der Kompatibilität.
Schlussbemerkung
Der Einsatz der Telematik im Schienengüterverkehr – speziell im Einzelwagenverkehr – führt nachweislich zu einer verbesserten Transparenz der Transportabläufe
und damit zu einer Effizienzsteigerung. Außerdem ergibt sich eine erhöhte Sicherheit
bei der Transportdurchführung, etwa aufgrund der Möglichkeit, Wagenmaterial und
Transportgut zu überwachen.
Hauptgründe für die bisher unzureichende Nutzung der Telematik liegen zum
einen in der Tatsache, dass sich die Beteiligten (Wagenhalter, Verlader, EVU) nicht einig sind, wer für den Einbau von Telematiksystemen zuständig oder verantwortlich ist.
Im Vergleich der Herstellungskosten eines
Wagens mit den verschwindend geringen
Gerätekosten der Telematik kann man sich
fragen, warum nicht jeder Bahngüterwagen
generell schon beim Bau mit einer Telematikbasisausrüstung ausgestattet wird.
Zum anderen erschwert die fehlende
Kompatibilität zwischen den unterschiedlichen Telematikanbietern den vermehrten
Einsatz. Hierzu liegen erste ermutigende
Lösungsansätze vor, die hoffen lassen, dass
sich die Beteiligten schnell auf eine gemeinsame Lösung und Umsetzung einigen. Dies
könnte zu einer dringend notwendigen Effizienzsteigerung speziell im Einzelwagen■
verkehr beitragen. Literatur
[1] Speidel, Volker: Informationssystem für den Güterverkehr, KPSKongress Güterverkehrstechnik anlässlich der Traffic Networks 1993
in Bremen, Juni 1993
[2] Lublow, Rüdiger: Telematische Verknüpfung dezentraler Güterverkehrszentren; in: Distribution, 1993
[3] Baranek, Michael, und Wilke, Rainer: Grenzenloser Informationsfluss; in: Internationales Verkehrswesen 4/2010, S. 46f
[4] Deutsche Bahn will Licht ins Bermuda-Dreieck bringen; in: FAZ Nr.
22, S. T1 vom 27.01. 1998
[5] Bastin, Andreas: Perspektiven für eine integrierte Instandhaltung
von Güterwagen; in: Instandhaltung vom Mai 1994, S. 22ff
[6] CargoCBM – zustandsorientierte Instandhaltung im Schienengüterverkehr; in: Wascosa-Infoletter Nr. 22 vom November 2013
[7]http://www.schienenfzg.tu-berlin.de/fileadmin/fg62/pdf/veroeffentlichung_gl.pdf: Hecht, Markus, und Rieckenberg, Thomas: Telematik im Schienengüterverkehr - Anwendung bei Gefahrgut
[8]http://www.eureka.de/viwas_telematik_workshop
Einzelwagenverkehr dank Telematik“ vom 18.11.2013
„Effizienter
Klaus G. Becker, Dipl.-Volkswirt
Unternehmensberater für
Schienenlogistik und Buchautor,
Hofheim-Wallau
[email protected]
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