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Los geht's

Innovation bei SBB Cargo

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Die Innovationsprojekte bei SBB Cargo machen die Güterbahn technologisch fit für die zukünftigen Anforderungen am Markt. So werden derzeit drei Bereiche intensiv weiterentwickelt. Während sich das Projektteam von «SBB Cargo Automation» auf die Entstehung des Ein-Personen-Betriebs konzentriert, ist das Team von «SBB Cargo Digital» intensiv an der Entwicklung neuer digitaler Produkte für den Schienengüterverkehr. So ist denn auch «SBB Cargo Smart» an der Integration intelligenter Systemen für die Flotte des Unternehmens. Hinzu kommt der «5L»-Zug – er steht kurz vor dem Testbetrieb und wird bald die 400 000 zu absolvierenden Kilometer in Angriff nehmen.

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Die Anfänge des Schienengüterverkehrs reichen zurück bis in das ägyptische Reich mit den dort benutzten Spurrillen-Strassen. Hierzulande erlebte der Gütertransport auf der Schiene seinen ersten Boom erst relativ spät. Zuvor sorgte die Postkutsche für den Transport von Gütern und Personen – ein Luxus, den sich nur wenige leisten konnten.   Heute arbeiten wir mit Hochdruck am Güterwagen der Zukunft. Denn: Wer sich nicht weiterentwickelt landet schnell auf dem Abstellgleis.

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Das Automationsteam rund um Anja-Maria Sonntag treibt den Güterverkehr voran. Vor allem im Rangierbetrieb sind automatisierte Lösungen gefragt. So beispielsweis die automatische Kupplung oder Bremsprobe. Sie sind Teil des Ein-Personen-Betriebs.

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Ein-Personen-Betrieb

Der Begriff Ein-Personen-Betrieb bezieht sich auf das Rangieren. Wie es der Name schon verrät, ist es das Ziel dabei, dass eine Person das Rangiermanöver alleine bewältigen kann. Dabei wird sie neben der schon länger bestehenden Lok-Funkfernsteuerung durch die folgenden drei Komponenten unterstützt: Die automatische Kupplung, die automatische Bremsprobe und das Kollisionswarnsystem.
Weitere Informationen zum Ein-Personen-Betrieb finden Sie auf dem SBB Cargo Blog.

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Sie ist ein wichtiger Schritt in Richtung Automatisierung des Betriebs und wird seit Mitte 2017 am «5L»-Demonstratorzug getestet: die automatische Kupplung. Denn dank dieser Komponente wird die Effizienz in den Rangierbahnhöfen signifikant gesteigert. Die technologischen Lösungen dafür entwickelt SBB Cargo gemeinschaftlich mit Partnern aus unterschiedlichen Branchen. Die erste automatische Kupplung wurde im Sommer 2017 in den «5L»-Zug eingebaut. Bis Ende 2018 werden 150 Wagen damit ausgerüstet und in der Schweiz im Kundeneinsatz verkehren.

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Automatische Bremsprobe

Bei der herkömmlichen Güterwagen-Bremsprobe müssen vor jeder Neuformierung eines Zuges die Bremsen von einem Mitarbeiter direkt am Wagen auf ihre Funktionalität überprüft werden. Dies kann bei einem 500 Meter langen Güterzug gut bis zu 40 Minuten dauern. Bisher war eine automatisierte Bremsprobe an Güterwagen nicht möglich, da diese über keine Energieversorgung verfügen. Dieses Problem löst der Partner von SBB Cargo, PJ Messtechnik, über die Verwendung von Generatoren, die permanent während der Fahrt Energie erzeugen und in einen Akku einspeisen. Die Vorteile der automatischen Bremsprobe, welche nur rund 10 Minuten dauert, liegen damit auf der Hand – sie schafft enorme Effizienz im Rangierbetrieb und leistet den Rangiermitarbeitenden Unterstützung.

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Unbesetzte Spitze

SBB Cargo entwickelt ein Assistenzsystem für Güterloks, das wie ein ferngesteuertes Modellfahrzeug funktioniert. Mittels einer Funkfernsteuerung kann der Rangierspezialist mit Fahrkompetenz die Komposition neben den Gleisen stehend in beide Fahrrichtungen steuern. «Die zusätzlichen Sensoren und Kameras sowie die Live-Videoübermittlung informieren ihn bei jeder Rangierbewegung via Funkfernsteuerung mit integriertem Bildschirm, ob der Fahrweg vor der Lok frei ist», erklärt Philipp Thalmann, Senior Projektleiter Automation bei SBB Cargo. Der Rangierspezialist wird also mit visuellen und akustischen Signalen vor Hindernissen gewarnt. Aktuell werden verschiedene Systeme von unterschiedlichen Lieferanten auf mehreren Rangierloks getestet.

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Das Team von «SBB Cargo Digital» beschäftigte sich in den letzten Monaten mit der Entwicklung von digitalen Applikationen – sei es für mobile Geräte oder für Desktoplösungen. Sie digitalisieren SBB Cargo.

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Die mobile App «Cargo Check-in» ermöglicht dem Kunden, den Check-in-Prozess künftig selbst via Smartphone an der Rampe vorzunehmen, statt die Daten wie bis anhin manuell am Computer einzugeben. Darin integriert ist ein Scan für die Wagennummer, der ähnlich wie ein QR-Code funktioniert. So muss die lange Wagennummer nicht mehr mühsam von Hand eingegeben werden.  

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Die neue Web-Applikation «Cargo View» wird den Kunden künftig eine Übersicht zu allen Sendungen im Ein- und Ausgang gewähren. Damit behält der Kunde die gesamte Transportkette im Blick und kann bei Abweichungen sofort reagieren. Auf der Karte sieht er den Standort seines Wagens sowie den Status zur geplanten Ankunftszeit, Start- und Zielbahnhof und so weiter.

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Ein weiteres Produkt heisst «Cargo API». Es ist dazu da, eine Schnittstelle zwischen den Systemen der Kunden und jenem von SBB Cargo zu schaffen. Der Kunde kann so auf individuelle Services und Daten seiner Transporte zugreifen.  

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Die neue App zur mobilen Wagenkontrolle erlaubt es, die Meldung über eine erfolgreiche Zustellung und Abholung von Wagen über das Tablet zu machen. Zudem informiert sie über Kunden und Fracht und erlaubt es, auch Schäden am Wagen zu erfassen. „Die neue App zur mobilen Wagenkontrolle erleichtert uns im Rangierdienst tatsächlich die Arbeit“, sagt Heinz Zaugg, Rangiermitarbeiter. Die Darstellung sei viel übersichtlicher, auf dem kleinen Vorgängergerät namens Wobo gab es nur Zahlen und Buchstaben. Wichtig im Wagenladungsverkehr 2017 sei, dass die Rangierarbeitenden nur Wagen mitnehmen, die von den Kunden eingecheckt wurden. Auch das sieht Zaugg auf seinem Tablet.
Lesen Sie ein Interview zum Thema «mobile Wagenkontrolle» auf dem  SBB Cargo Blog

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Sie sind intelligent. Das heisst, sie erkennen Mängel, Beschädigungen, Temperatur oder zeichnen den Weg auf – die Projekte aus dem Team SBB Cargo Smart. Neben der Intelligenz auf dem Wagen oder der Lok, anders genannt Asset Intelligence, sorgt das Team auch für Intelligenz auf der Strecke. So beispielsweise mit Zugkontrolleinrichtungen oder einer Kamera, die auf der Strecke erkennt, ob ein Wagen einen Mangel hat und dies direkt der Instandhaltung weiterleitet. Predictive Maintenance ist hier das Stichwort, also präventive Wartung.

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Ein Güterwagen ist technologisch etwa so ausgeklügelt wie ein analoges Festnetztelefon. SBB Cargo will aus den Wagen nun das machen, was einem modernen Smartphone entspräche. Asset Intelligence, die so genannte Intelligenz auf der Güterflotte, ist die Zukunft. Sie beinhaltet eine Verwiegetechnik, die beim Beladen des Wagens hilft, die Überwachung der Wagentüren, die RFID-Identifikation von Wagen, die Temperaturüberwachung und Geo-Lokalisierung. Zudem verfügen die intelligenten Wagen über eine Stromversorgung für beispielsweise die Kühlcontainer. SBB Cargo hat bereits rund 150 Wagen mit Sensoren und GPS bestückt. So kann der Kunde den Reiseweg seines Wagens nicht nur nachverfolgen, sondern auf allfällige Stösse, welche die Ladung vielleicht beschädigen, sowie die Luftfeuchtigkeit und die Temperatur im Innern in Echtzeit überprüfen. Wenn zum Beispiel eine Panne passiert ist oder die Kühlkette unterbrochen wurde, weiss man künftig, wann und wo.

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Amra

Einst waren es vor allem Rohstoffe, mittlerweile befördern Güterzüge auch Fertigprodukte. Die Schienenlogistik hat sich weiterentwickelt, mit ihr die Ansprüche der Kunden. «Gefordert sind bessere und transparentere Informationen rund um den Transport», sagt Patrick Sorg, Projektleiter Asset Intelligence bei SBB Cargo. Die so genannte AMRA-Box, die mit Bosch Engineering entwickelt wurde, liefert genau diese Informationen. Sie gibt beispielsweise Alarm, wenn jemand Unbefugtes die Wagentür geöffnet hat, sie zeichnet Erschütterungen während der Fahrt auf und kann allfällige Beschädigungen verursachergerecht zuordnen. Sie kann aber auch die Temperatur oder die Luftfeuchtigkeit überprüfen und bei über- oder unterschrittenen Werten Alarm schlagen. Dass sie auch GPS-Daten erfassen kann, erklärt sich dabei von selbst.

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«Die heutigen Güterwagen sind dumme Blechdosen», sagte Katharina Wachs, Projektleiterin bei SBB Cargo, einst in einem Interview. In der Gegenwart sollen die Güterwagen etwas schlauer sein und Mehrwerte für die Kunden schaffen. Sie geht dieser Herausforderung mit ihrem Team nach. Dabei ist die Idee entstanden, den Güterwagen der Zukunft in zwei Komponenten zu unterteilen. In den standardisierten Unterbau – zum Beispiel wie der 5L-Zug von SBB Cargo – sowie den modular konfigurierbaren Oberbau. Zusammen mit den Fahrzuegbaufirmen Ackermann und Eschtec konnte SBB Cargo im vergangenen Jahr die Umsetzung solcher Oberbautypen in Angriff nehmen. Der wichtigste Mehrwert der zweigeteilten Güterwagen besteht darin, dass technologische Funktionen wie Track & Trace oder die Überwachung der Kühlkette künftig direkt integriert werden können. Im Jahr 2019 sollen die ersten Güterwagen mit intelligentem Oberbau in den Regelbetrieb aufgenommen werden. Voraussetzung dafür ist eine entsprechende Bewilligung vom Bundesamt für Verkehr. Lesen Sie hier mehr zum intelligenten Oberba.

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Er ist Wagen und Waage zugleich – der so genannte Verwiegewagen von SBB Cargo. Als normaler Schiebewandwagen angefangen, hat er sich im Jahre 2016 zu einem intelligenten Güterwagen gemausert. Zusammen mit Cargo Domizil, einem der grössten SBB Cargo Kunden im Stückgutverkehr, hat das Projektteam den Wagen entwickelt. Sensoren, die am Untergestell befestigt sind, messen das Gewicht aller Radscheiben und so also das Gewicht des Wagens und dessen Ladung. Doch damit nicht genug: Ist das Gewicht zu sehr auf eine Seite – rechts, links, vorne oder hinten – konzentriert, schlägt das System Alarm. Ein Lämpchen leuchtet rot auf und zeigt an, wo die Fehlbeladung liegt. Erst wenn alle vier Lampen grün blinken, ist die Ware richtig eingeladen und der Wagen kann losfahren. Eine richtige Beladung ist deshalb wichtig, weil sie unter anderem die Sicherheit erhöht, die Infrastruktur weniger belastet und die Zuverlässigkeit der Lieferkette garantiert.

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Güterwagen müssen aus Sicherheitsgründen regelmässig und vorausschauend gewartet werden. Die Notwendigkeit einer Wartung kann jedoch je nach Fahrzeug variieren, da nicht jeder Güterwagen gleich oft benutzt, gleich weit gefahren oder gleich schwer beladen wird. Statt in einer zeitlich fix festgelegten Routine zu warten, soll künftig mithilfe von Sensorik ausgewertet werden, wann ein Wagen eine Instandhaltung nötig hat.  Konkret heisst das: RFID- und GPS-Tracking überprüfen die Laufleistung eines Wagens, eine spezielle Sensortechnik stellt das Gewicht einer Ladung fest und Kameras erkennen Defekte sofort. Dies ermöglicht die zustandsabhängige Wartung des Fahrzeugs. Die Verknüpfung der Daten dieser und weiterer technologischen Innovationen mit intelligenten Algorithmen ermöglichen in den nächsten Jahren die sogenannte Predictive Maintenance – also eine präventive Wartung. Damit wird der Wagenunterhalt effizienter und gezielter geplant und die Umlaufzeiten der Assets werden zusätzlich erhöht.


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Ein Radsatz ist kaputt, ein Tritt verbogen oder an den Bremsen fehlt eine wichtige Komponente? Derzeit testet SBB Cargo den  Einsatz von Überwachungskameras, die Schäden und Pannen mittels Fotoaufnahmen sofort erkennen und die allfälligen Mängel automatisch an die zuständigen Personen weiterleiten. Durch das schnellere Detektieren von Schäden am Fahrzeug erfolgt eine umgehende Wartung. Dies steigert die Sicherheit im laufenden Verkehr signifikant.

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RFID oder radio-frequency identification, wie die Technologie heisst, ist eine passive Anwendung, die keine Energie benötigt. RFID funktioniert mit einer Leseanlage, die am Gleis steht und elektromagnetische Wellen aussendet. Das RFID-Tag am Güterwagen, reflektiert die Wellen und kann so von der Anlage identifiziert werden. Pro Wagen werden zwei Tags angebracht. Bis Ende 2017 werden rund 5000 von insgesamt 6700 Güterwagen mit RFID-Tags bestückt. Die RFID-Leseanlage gibt an, zu welcher Zeit ein bestimmter Wagen diesen Ort passiert hat. Mit der RFID-Technologie kann SBB Cargo auf unterschiedliche Kundenwünsche eingehen: So generiert das System automatisch einen Ankunftsalarm und Abfahrtsmeldungen, je nachdem, wann ein Kunde über die Zugsankunft informiert werden möchte. Mehr dazu hier.

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Leise, leicht, laufstark, logistikfähig und life-cycle-kostenorientiert – dies sind die grundlegenden fünf Merkmale des 5L-Zugs. Das Projekt des neuartigen Zugmodells initiierte SBB Cargo mit der Unterstützung des Technischen Innovationskreis Schienengüterverkehr (TIS) und dem Schweizer Bundesamt für Umwelt (BAFU) sowie über einem Dutzend unabhängigen Herstellern. Einstellbare Radsätze an den Drehgestellen, neuartige Scheibenbremsen, Telematik und Sensorik sind die wesentlichen Komponenten des 5L-Zugs. Die Projektlaufzeit wird sich auf vier Jahre belaufen. Insgesamt werden die Wagen eine Laufleistung von mindestens 400.000 Kilometern erzielen.

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Test von innovativen Komponenten für den Unterbau im 4-jährigen Realbetrieb.

Als Projektpartner stellen die Hersteller die Komponenten für den zukunftsfähigen Güterwagen zur Verfügung.

Federführung von SBB Cargo, die neben dem Umbau und der Zulassung von 16 Güterwagen auch den Testbetrieb verantwortet.

Reduzierung der Lärmemissionen um mindestens 5dB bis zu 10dB gegenüber dem heutigen klotz-gebremsten lärmsanierten Güterwagen.

Einsatz des Demonstratorzuges ab 2017 zuerst in der Schweiz, ab Ende 2018 ist eine Erweiterung auf das Ausland geplant.









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