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Der Roboterhund Spot patrouilliert auf den Bahngleisen.
5G

5G beschleunigt den Gleisbau

Sie arbeiten oft in der Nacht und unbemerkt von der Öffentlichkeit. Und sorgen auch für die Sicherheit von uns allen. Die Rede ist von den Spezialistinnen und Spezialisten von Rhomberg Sersa, einem führenden Unternehmen im Bereich Gleisbau und -unterhalt. Seit einiger Zeit treffen auf den Baustellen Stahl, Kies und Schotter auf Hochtechnologie. So können die sehr knappen Wartungsfenster besser ausgenutzt und die Sicherheit für die Arbeiter und Zugspassagiere erhöht werden.
Armin Schädeli
Armin Schädeli, Stellvertretender Leiter Media Relations
23. Juni 2021
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Dass Bauen an sich alles andere als trivial ist, wissen die meisten aus eigener Erfahrung. Wer kennt nicht jemanden, der jemanden kennt, der gebaut hat und kein zweites Mal bauen wollte? Die Meinungen sind schnell gemacht – oft zu Unrecht gegenüber den Beteiligten auf dem Bau.

 

Im Bahninfrastrukturbau kommen weitere Herausforderungen hinzu: Extrem kurze Zeitfenster, Nachtschichten, gefährliche und harte körperliche Arbeit. Im Tunnel beispielsweise kann nicht einfach die Anzahl Maschinen oder Arbeiter verdoppelt werden, sondern es braucht eine akribische Planung. In vielen Fällen könnte die Digitalisierung Abhilfe schaffen. In der Zukunft wird erst ein digitales Abbild einer Baustelle, genannt digitaler Zwilling, erstellt, simuliert und optimiert, bevor die Bagger mit Kies und Schotter auffahren und das Modell 1:1 umsetzen.

Der Spagat zwischen Realität und Technologie

Meist scheitern jedoch solche Digitalisierungsvorhaben nicht am fehlenden Knowhow, sondern ganz wo anders: am Fokus oder an der Kultur. Das Schweizer Familienunternehmen Rhomberg Sersa Rail Group hat den Spagat zwischen Baustellenrealität und Technologie geschafft. Hier kommen grosse Maschinen, Kies, Schotter und Stahl mit 5G, dem Internet der Dinge, der Cloud und Data Driven Business zusammen. Zentral für die künftigen Vorhaben ist für Rhomberg Sersa dabei auch das 5G-Netz.

 

Hubert Rhomberg, Mitinhaber von Rhomberg Sersa, sagt: «Wir brauchen Innovationen, um nachhaltiger und effizienter zu werden. Die Baubranche verursacht viele Emissionen. Sie ist höchst kleinteilig organisiert.» Ein weiterer Treiber für die Digitalisierung liege demografisch auf der Hand, der Fachkräftemangel: «Arbeiten auf dem Bau ist nicht sexy. Wir müssen die Arbeit attraktiver machen, damit wir auch in Zukunft das beste Personal finden. Heute stellen wir Poliere ebenso wie Programmierer oder Game Entwickler ein, die Hand in Hand zusammenarbeiten.»

Wie funktioniert Innovation?

Hubert Rhomberg erläutert: «Man muss Wissen konsequent teilen. Kommunikation zwischen allen Einheiten und Stufen ist zentral.» Technologie sei sowieso sekundär. Es gehe um Menschen und die Zusammenarbeit. Wenn ein Polier auf einer Baustelle eine Anwendung wolle, weil er sie beim Kollegen gesehen haben, dann habe man das Ziel erreicht. Man müsse die Menschen gewinnen.

 

Wenn die Rhomberg Sersa heute in sehr engen Zeitfenster, meist in der Nacht, auf die Baustelle tritt, helfen mehr und mehr digitale Tools den Schwerarbeitern. Die ersten Schritte für die digitale Baustelle sind bereits umgesetzt, wie beispielsweise die Künstliche Intelligenz. Sie erkennt die Baumaschinentypen auf Bildern. Christian Schollenberger, Head of IT bei Rhomberg Sersa erklärt: «Wir gaben den Data Scientists von Swisscom 40 Stunden Zeit, ein entsprechendes Datenmodell zu entwickeln. Auf Fotos können wir Geräte und Maschinen auf Bildern erkennen. Das Modell hat nun 95 Prozent Treffsicherheit.» Diese Informationen fliessen in die Planung und Logistik ein.

 

Hubert Rhomberg sagt zu Innovation: «Innovation ist keine Hexerei, sondern systematisches Vorgehen. Ideen sammeln, evaluieren, parkieren, verwerfen oder weiterziehen. Von zehn Ideen schaffen es maximal zwei weiter.» Aber nicht um jeden Preis: «Man muss den Rahmen genau abstecken und aufhören, wenn das gegebene Ziel nicht erreicht ist. Dann werden Ideen verworfen oder die Zeit war noch nicht reif», ergänzt Hubert Rhomberg.  

Mikroskop auf Schienen

Ein weiterer Schritt ist der Prototyp eines Messwagens, auf dem eine Cloud, Mobilfunkanbindung und vieles mehr verbaut ist. Christian Schollenberger sagt: «Die Kameras auf dem Messwagen messen das Bahntrasse während der Fahrt mit einer Genauigkeit von Zehntelsmillimeter aus. So erkennt man, wo Unterhaltsarbeiten nötig sind und kann Ausfälle auf dem dichtest befahrenen Bahnnetz der Welt verringern.» Der Messwagen erkennt übrigens sogar gelöste Muttern, auch wenn er mit 60 km/h über das Gleis fährt.

 

Aktuell arbeiten Rhomberg Sersa und Swisscom insgesamt an fünf Teilprojekten, welche 5G, Internet der Dinge, Cloud und Data Driven Business umfassen und sie im harten Gleisbauumfeld prüfen. Julian Dömer, Head of IoT bei Swisscom sagt: «Wir probieren die Technologien im harten Umfeld aus und stellen es unter Beweis. Die systematische Innovation bei Rhomberg Sersa hat Vorbildcharakter für die ganze Industrie. Sie verbinden technische Innovation mit wirtschaftlichem Nutzen.»

 

Mehr zu Innovation, Technologie und Gleisbau im Roundtable anlässlich des IoT Day vom 6. Mai 2021, unter anderem mit Hubert Rhomberg, Mitinhaber der Rhomberg Sersa Rail Group:  

Verwendete Technologien und ihre Funktion

Daten sind alle erdenklichen Arten von Informationen. Nicht alle Informationen sind gleich wertvoll, darum müssen sie analysiert und verwertet werden. Diese Informationen geben ein Gesamtbild zur Baustelle. Je detailgetreuer das Bild, desto besser ist die Planung der Bauvorhaben möglich.

  • Daten gewinnen: Das Internet der Dinge sammelt die Daten auf der Baustelle. Grundsätzlich erzeugt alles auf einer Baustellen Daten: Maschinen, Werkzeuge, Messgeräte ebenso wie die Geräte der Mitarbeitenden. Je mehr Daten gesammelt werden, desto grösser das Silo an Daten, dass verwertet werden kann.
  • Daten transportieren: Die Übermittelung erfolgt über 5G, denn die Daten von der Baustelle müssen zentral zusammengeführt werden.
  • Daten vor Ort vorverarbeiten: Weil auf der Baustelle enorm viel Daten entstehen, werden sie vor Ort in einer sogenannten Edge Cloud vorverarbeitet, eher sie übermittelt werden. Hier kann beispielsweise bereits die Bilderkennung von Videodaten erfolgen.
  • Daten nutzen: In der eigentlichen Cloud fliessen alle vorverarbeiteten Daten zusammen. Ein erheblicher Nutzen der Daten entsteht jedoch erst durch den Einbezug weiterer Quellen, der Analyse grösserer Zeiträume und die Integration von weiteren Quellen, wie z.B. von weiteren am Bau beteiligten Akteure. Nun gilt es, aus diesen Daten Muster zu erkennen und mittels Data Analytics Erkenntnisse zu gewinnen, welche die Baustellen vereinfachen, nachhaltiger oder sicherer machen. Wenn man so will, werden hier die Daten mittels Algorithmen und Künstlicher Intelligenz veredelt.

Das konkrete Projekt Rhomberg Sersa - Swisscom

Im gemeinsamen Projekt entwickeln und testen Rhomberg Sersa und Swisscom Teilprojekte für die digitale Baustelle.

  • Lokale 5G-Netze auf Baustellen, die sämtliche Geräte und Maschinen verbinden, welche Daten erzeugen. Diese Anwendung ist vor allem international von Bedeutung, wo die Mobilfunkabdeckung tiefer als in der Schweiz ist und temporäre lokale Netz in die Bresche springen könnten.
  • Lokale Cloud auf einem Eisenbahnwagen, welche die grossen Datenmengen mittels Künstlicher Intelligenz und Maschinenlernen (Machine Learning) auf der Baustelle vorverarbeitet. Hier geht es um Anwendungen zur Personensicherheit (z.B. mittels Bilderkennung in gefährlichen Situationen), Baufortschritt sowie Messungen.
  • Edge IoT: Wie können Artificial Intelligence und Machine Learning Modelle direkt auf den IoT Geräten anstelle einer Cloud genutzt werden?
  • Tracking und Lokalisierung von Maschinen und Dingen auf verschiedenen Baustellen in verschiedenen Ländern. Dies ist zentral, weil die Wartungsfenster enorm kurz sind und daher Baustellen perfekt geplant werden müssen.
  • Maschinenmonitoring: Verwerten sämtlicher Maschinendaten, um Ausfälle proaktiv zu vermeiden, direkt zu verrechnen oder für die Alarmierung.

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