AI-drivna pitstopp för tåg

Rhein-Ruhr-Express-flottan (RRX) kör dygnet runt. En anledning till detta är artificiell intelligens.

Uppnå upp till 100 procent systemtillgänglighet

Tåget rullar in i depån, grindarna stängs, och underhållsbesättningen svänger i aktion - klockan tickar.

Inom några timmar måste tåget Rhein-Ruhr-Express (RRX) rulla tillbaka från Rail Service Center (RSC), som drivs av Siemens Mobility i Dortmund, och vara tillbaka på banan. Åttiofyra Siemens Desiro HC-fordon har anslutit Köln, Düsseldorf och Ruhr-regionen sedan 2018 — i drift dygnet runt. TÜV SÜD validerade att RRX-flottan uppvisade en tillgänglighetsnivå på nästan 100 procent under en bestämd tidsperiod (senaste validering fram till september 2024). En hemlighet: Artificiell intelligens hjälper till att övervaka tågkomponenternas tillstånd, och många processer automatiseras.

A team member checks the Health States dashboard for monitoring the condition of the bogies.

En teammedlem kontrollerar Health States instrumentpanel för övervakning av boggiernas tillstånd.

Tågen tillbringar lite tid i depån eftersom reparationer kan planeras i förväg tack vare tillståndsövervakningen. Om det finns en antydan till en defekt kommer de berörda delarna att bytas ut vid exakt rätt tidpunkt, med andra ord inte för tidigt och inte för sent. Det förbättrar effektiviteten.

RSC fungerar som ett Formel 1-pitstopp: in och ut ur gropen så snabbt som möjligt. Fler tåg på kortare tid, så mindre utrymme behövs. RSC i Dortmund har bara 70 000 kvadratmeter utrymme, vilket är mycket kompakt för en depå som servar 84 fordon. Det gör det till en förebild för andra nationella och internationella underhållscentra där tågen hålls i gott skick av Siemens Mobility. Alla kunder drar nytta av kunskapen inom Siemens nätverk av experter, till exempel genom att AI-algoritmerna ständigt lär sig.

Vill du se mer om den enastående systemtillgängligheten? Hoppa på Rhein-Ruhr-Express - i vår video.

Smidig drift och sömlös underhållsövergång

Förhandsplanering är nyckeln till smidig drift och optimerade underhållsstopp vid depån. Därför är fordonen utrustade med sensorer som kontinuerligt övervakar rörlighetskritiska komponenter under drift.

De insamlade uppgifterna överförs nästan i realtid till Railigent X, en svit av tjänster och applikationer byggda på principerna för Siemens Xcelerator. Med hjälp av artificiell intelligens upptäcker systemet avvikelser och föreslår datum för nästa underhållsintervall.

Medan tåget är i drift genererar systemet redan automatiskt arbetsorder inom underhållsstyrningssystemet (CMMS). När tåget sedan rullar in i depån väntar underhållsteamet med rätt expertis på det med rätt verktyg på rätt spår, och rätt reservdelar finns redan där. Ofta använda mekaniska delar, till exempel fästen för första hjälpen-kit, kan ersättas med mer robusta 3D-tryckta versioner på plats som bygger på SMO:s expertis inom additiv tillverkning. Metallkomponenter tillverkas genom Siemens Mobilitys globala nätverk för additiv tillverkning, med skrivare runt om i världen. I kombination med den intelligenta underhållsstrategin minskar detta tillvägagångssätt stilleståndstiden, optimerar tillgängligheten för reservdelar och förbättrar hållbarheten och effektiviteten i järnvägsverksamheten avsevärt.

En bedömning av målen för hållbar utveckling av TÜV SÜD 2024, som utvärderade underhållstjänsterna, tillhandahållandet av serviceinfrastrukturen och rengöringen av RRX-fordonen vid RSC, gav RSC en enastående poäng på 91 procent. Som jämförelse: Medelpoängen i liknande hållbarhetsbedömningar av TÜV SÜD inom olika branscher ligger mellan 60 och 70 procent.

Technicians receive their work orders digitally on mobile devices, as seen here during a visual inspection of a train.

Blandar mänsklig expertis och AI

Trots all automatisering reparerar RRX-fordonen naturligtvis inte sig själva. Människor fortsätter att spela den ledande rollen på depån. Artificiell intelligens hjälper dem dock att fatta rätt beslut.

Despite all the automation, humans continue to play the leading role in repairing the vehicles.

Trots all automatisering fortsätter människor att spela den ledande rollen i reparationen av fordonen.

AI finns i flera delprocesser som bygger på varandra:

Condition monitoring: Sensorer mäter vibrationer i hjul och boggier. Algoritmer upptäcker avvikelser i mätningarna. Systemets hjärta är ett speciellt diagnosverktyg för boggier, som använder accelerationssensorer för att upptäcka defekter.
Stöd för beslutsfattande: Appar i Railigent X använder denna information för att extrapolera oegentligheter i tågdrift. Boggiernas tillstånd kan spåras i Hälsostater instrumentpaneler. Återstående livslängd är en kompletterande app för hjulens skick. AI beräknar den optimala underhållstiden i förväg, till exempel för hjulkalibrering och byte.

Det som är speciellt är att AI kan se upp till flera månader in i framtiden. Eftersom varje tåg måste gå till depån med jämna mellanrum kan nödvändiga reparationer också inkluderas i planeringen. Varje fordon genomgår en omfattande allmän inspektion vart åttonde år. Även om AI ännu inte kan se så långt in i framtiden fortsätter den ständigt att lära sig varje dag - och kommer också att göra det i framtiden från andra platser där Siemens Mobility driver liknande underhållsmodeller. En dag kunde AI verkligen förutsäga så långt som nästa allmänna inspektion.

Då kan nästan 100 procent av arbetsorder automatiskt utfärdas av AI, jämfört med 80 procent idag. Det är alltid människan som avgör om en arbetsorder faktiskt utförs - fortfarande. Vid depån i Dortmund passerar tåget genom en grind framför hallen, där kameror är installerade runt den. I framtiden kan en AI upptäcka skador eller graffiti och automatiskt utfärda arbetsordern - utan någon personal alls för den annars tidskrävande visuella inspektionen. Det är ett forskningsprojekt, men målet är klart: Människor skulle inte längre behöva göra mödosamma inspektioner, och den utbildade personalen kunde fokusera på de riktigt tuffa problemen.

The RRX is the largest rail infrastructure project in the German state of North Rhine-Westphalia.

RRX är det största järnvägsinfrastrukturprojektet i den tyska delstaten Nordrhein-Westfalen. Det är avsett att ge optimala förbindelser mellan statens storstadsområden - inklusive Köln.

Kollektivtrafikens framtid

Kunderna, en allians av fem regionala transportföreningar, har avtalat med Siemens Mobility fram till 2050 vilka tjänster som ska tillhandahållas, till exempel tillgänglighet för fordonen.

När tågen går tillförlitligt och i tid är det inte bara tågoperatörerna som gynnas utan också deras kunder, passagerarna. Det ökar attraktionskraften för kollektivtrafiken. Rhein-Ruhr-Express är därför något av en plan för framtidens kollektivtrafik — över hela världen.

Om railigent

Railigent X är en del av Siemens Xcelerator ekosystem. Den databaserade programsviten för järnvägssystem samlar programvara-som-en-tjänst-applikationer för hantering av järnvägshårdvara och programvara. Den samlar in data från tåg och järnvägsinfrastruktur, bearbetar den på ett intelligent sätt och hjälper till att förbättra verksamheten, optimera underhållet, minska kostnaderna och öka tillgängligheten till nästan 100 procent. Railigent X används redan i många passagerar-, infrastruktur- och järnvägstransportprojekt över hela världen.