SMARAGD – Mit Drohnen Schäden an Bahnoberleitungen frühzeitig erkennen

Im Projekt SMARAGD arbeiten die Forschenden an Methoden, mit denen künftig Drohnen zur automatisierten Zustandsüberwachung kritischer Eisenbahninfrastrukturen eingesetzt werden können.

Bauwerke der Eisenbahninfrastruktur müssen gewartet und regelmäßig einer Sichtprüfung unterzogen werden. Untersuchungen von Elementen an Oberleitungen wie z.B. Isolatoren, Hängerseile oder Gewichte sind dabei nicht nur gefährlich, sondern auch sehr aufwändig und erfordern Spezialgeräte und Streckensperrungen. Das Projekt SMARAGD will diesen personal-, zeit- und kostenintensiven Prozess verbessern. Zukünftig sollen Drohnen als fliegende Sensoren die Infrastruktur abfliegen und diese Arbeiten vereinfachen und beschleunigen. Das unbemannte Luftfahrzeug erstellt dabei hochauflösende Aufnahmen, die von einer Software analysiert und ausgewertet werden. So könnten Streckensperrungen zukünftig vermieden und der Inspektions- und Wartungsablauf optimiert werden.

Eine Kameradrohne der Copting GmbH befliegt eine Strecke der Havelländischen Eisenbahn AG in Elstal bei Berlin.
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Konkret untersuchen die Projektbeteiligten hierbei, mit welchen Methoden die Drohnen für eine weitestgehend automatisierte Zustandsüberwachung kritischer Eisenbahninfrastrukturen eingesetzt werden können. Idealerweise werden sowohl die Befliegung als auch die Bildauswertung zur Erkennung von Schäden automatisiert. Unter anderem werden folgende Herausforderungen im Projekt betrachtet:

  • Bei der Befliegung fallen sehr viele Bilddaten an. Die Erkennung der zu untersuchenden Objekte und die Klassifikation von verschiedenen Zustands- und Schadensarten soll automatisiert werden. Hierzu werden verschiedene Verfahren zur automatischen Bild- und Videoanalyse erforscht. Dabei kommen auch Verfahren der Künstlichen Intelligenz zum Einsatz.
  • Um Bilder aus nächster Nähe auch von kleinen Elementen wie Isolatoren aufnehmen zu können, muss die Befliegung möglichst exakt an den zu untersuchenden Objekten stattfinden. Hierzu untersuchen die Projektpartner Verfahren zur Trajektorienplanung entlang von Bahntrassen und zur genauen Regelung des Luftfahrzeugs.
  • Zudem prüfen sie, wie potenzielle Risiken minimiert werden können und unter welchen Bedingungen Flüge entlang von Bahntrassen erlaubt sind.

Projektname:
SMARAGD - Smart Maintanance of Rail infrastructure by using Analytical Georeferenced Data Services

Laufzeit:
08/2018 bis 07/2020

Projektvolumen:
1,1 Mio. € (davon 75 % Förderanteil durch das BMVI im Rahmen des mFund )

Auftraggeber:
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI)

Projektbeteiligte:
Siemens Mobility GmbH (Verbundkoordinator)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) - Institut für Verkehrssystemtechnik
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) - Institut für Flugsystemtechnik
Copting GmbH

Downloads:

Luftbilddaten mit annotierten Isolatoren:

Datensatz 1:
63 MB
Link zum Download

Datensatz 2:
97 MB
Link zum Download

Die Daten sind unter der Creative Commons 4.0 Attribution lizensiert. Link

Dieses Projekt wird geleitet von der Abteilung:

Kooperative Systeme

Die Abteilung ist Wegbereiter neuer autonomer Mobilitätslösungen durch die Erforschung, Gestaltung und Demonstration von Vernetzung, Automation, Kooperation und Koordination für Fahrzeuge, Systemverbünde und uns Menschen.

Kontakt

Dr. Tobias Hesse

Abteilungsleiter
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Verkehrssystemtechnik
Kooperative Systeme
Rutherfordstr. 2, 12489 Berlin