Ganzheitlich gedacht: Wie moderne Gleissysteme entstehen

Wir haben in der Vergangenheit gelernt, dass sich ein modernes Gleissystem nicht mehr nur über einzelne Komponenten optimieren lässt, sondern das Zusammenspiel aller Elemente entscheidend ist. Wenn einzelne Bauteile deutlich schneller verschleißen, begrenzen sie die Gesamtlebensdauer des Gleises. Wir streben deshalb eine Homogenisierung der Nutzungsdauer an, um die Lebensdauer des gesamten Gleiskörpers zu verlängern. Besonders kritisch kann zum Beispiel das Verhalten des Schotters sein. Denn: Schotter degradiert mit der Zeit. Das führt zu einer Beeinflussung des Fahrkomforts und bedingt teure Gleisinstandhaltung. Aber auch die Schiene muss im System gedacht werden, damit sie ihre volle Performance entfalten kann.

Dafür arbeiten verschiedene Bereiche innerhalb der voestalpine Railway Systems zusammen. Wir haben Kompetenzen in der Schiene, bei Schwellen, Befestigungssystemen und auch übergreifend im Bereich Digitalisierung aufgebaut. Mit all diesen Komponenten schaffen wir es, das Gesamtsystem positiv zu beeinflussen und zu digitalisieren. In den vergangenen Jahren haben wir außerdem gezielt in Technologie und Systemverständnis investiert. Wenn man alle Komponenten sinnvoll kombiniert, dann beeinflusst das auch positiv die Lebenszykluskosten. Dieser Ansatz, die einzelnen Komponenten als Gesamtsystem zu betrachten, hat deshalb ein enormes Potenzial für die Wirtschaftlichkeit des Systems Bahn.  

Im Bereich Technologie haben wir drei Säulen im Hinblick auf das Track System Development entwickelt. Zunächst bauen wir Verständnis für das Gesamtsystem auf. Dafür nutzen wir Simulationswerkzeuge, ein eigenes Testgleis und Prüfstände für den Rad-Schiene-Kontakt. So können Auswirkungen von Änderungen bereits digital eingeschätzt werden.

Die zweite Säule ist das Thema Systemdesign. Wir haben große Parameterstudien mithilfe neuer Simulationstools durchgeführt, um zu verstehen, wie der Fahrweg optimal ausgelegt werden muss, damit unter gegebenen Randbedingungen ein Nutzenoptimum erreicht wird. Auf Basis dieser Erkenntnisse entstehen maßgeschneiderte Lösungen, etwa für Mischverkehr oder Straßenbahnsysteme. Die Simulationstools wenden wir auch in Consulting Projekten an. Kund:innen kommen oft mit konkreten Fragestellungen auf uns zu. Wir arbeiten dann gemeinsam an der Problemstellung und gehen zusammen den Weg zur Lösung.

Mit Lösungen wie dem Mini-Checkpoint können wir die Beanspruchung der Schiene erfassen und sehen: was ist drüber gerollt und wo liegt der Kontaktpunkt zwischen Rad und Schiene? Ziel ist es, nicht nur Verschleiß punktuell zu messen, sondern das tatsächliche Belastungsgeschehen im Gleis zu verstehen. Durch den Einsatz unserer Messsysteme bekommen wir auch Ergebnisse zu Verschleiß, Welligkeit, Gleislage und zu Rissen in der Schiene. Mithilfe hochmoderner Prüftechnik können wir sehr professionell analysieren, was im Gleis wirklich passiert. In allen Bereichen streben wir nach Perfektion.

Die Nutzungsdauer ist der größte Kostenfaktor und beeinflusst auch signifikant die ökologische Bewertung des Fahrwegs. Ich habe hohe Investitionen am Anfang und muss den Nutzen so lange wie möglich erhalten, um die Abschreibung gering zu halten. Unser Ziel ist es aber auch, die Instandhaltung für alle Komponenten zu reduzieren – insbesondere zielen wir im System auch auf die Schonung des Schotters und die Nutzungsdauerverlängerung der Schiene ab. Das funktioniert über Elastizität, Schienenprofil oder entsprechende Schwellendesigns. Da sehen wir enorm viel Potenzial.

Den Einfluss von Maßnahmen auf die Lebenszykluskosten bewerten wir mithilfe unseres LCC-Tools. Von der Fahrzeug-Simulation über Finite-Elemente-Analysen bis hin zu datengetriebenen Modellen für Verschleiß oder Rollkontaktermüdung – all das mündet am Ende in der LCC-Bewertung. So lassen sich Auswirkungen von Designänderungen auf Kosten und Verfügbarkeit präzise berechnen.

Wir fokussieren uns als Produzenten momentan sehr stark auf neue Produktionsrouten, die CO₂ einsparen. Jedoch: Nicht nur Technologien wie greentec steel bringen uns signifikant weiter, sondern auch die Wahl der Zementsorten, die enormes CO₂-Reduktionspotenzial haben. Ein wesentlicher Faktor ist auch hier wieder die Verlängerung der Nutzungsdauer. Wenn ich die Nutzungszyklen strecke, brauche ich weniger Ressourcen und Material. Das hat ebenfalls ein massives ökologisches Einsparungspotenzial. Auch Kreislaufwirtschaft und digitale Produktpässe gewinnen an Bedeutung. Die Herausforderung ist, das physische Produkt mit der Datenbank zu verknüpfen, um die Produkte im Lebenszyklus verfolgen zu können. Da haben wir Lösungen wie unseren Digital Touchpoint Rail entwickelt, die wir weiter forcieren wollen.

Grundlage ist ein digitaler Touchpoint zwischen Produkt und Datenbank. Dann benötige ich geeignete Datenbanksysteme, wie zum Beispiel unser zentrak System. Damit kann ich nicht nur Produktdaten erfassen und richtig verorten, sondern auch Zustandsdaten erfassen. Wie verhält sich zum Beispiel meine Schiene und mein Gleis? Mit Monitoring und Simulationsmodellen schaffen wir es, prognosefähig zu werden.

Es gibt aber noch andere Potenziale der Digitalisierung. Die Zustandsdaten können auch für das Qualitätsmanagement genutzt werden. Wie kann ich sicherstellen, dass mein Produkt am richtigen Ort ist und richtig bearbeitet wurde? Das habe ich transparent in einem System und kann es so besser nachvollziehen. Das ist ein großer Vorteil.