Die Bahninfrastruktur ist ein tragendes Element moderner Mobilitäts- und Versorgungssysteme. Angesichts steigender Belastungen und neuer Bedrohungsszenarien gewinnen Resilienzmaßnahmen zunehmend an Bedeutung, von der Sicherheit über Klimaanpassung bis hin zu intelligentem Monitoring. Expert*innen, die sich auf unterschiedlichen Ebenen – von der Geologie über das Management bis hin zum technologischen Hintergrund – mit dem Thema Bahn und Schiene auseinandersetzen, gaben am 16. April in der Zentrale der JOANNEUM RESEARCH interessante Einblicke in ihr Fachgebiet. Im Zentrum von Forum Schiene standen digitale, technische und organisatorische Lösungseinsätze zur zukunftsorientierten Absicherung und Weiterentwicklung des Bahnnetzes.
Nach der Eröffnung durch Heinz Mayer, Geschäftsführer der JOANNEUM RESEARCH, führte Matthias Rüther, Direktor des Instituts DIGITAL durch den Abend.
Forum Schiene: die Vorträge
Herausforderungen im Rad/Schiene-System
„Die Zunahme des Bahnverkehrs, neue Fahrzeugflotten und steigende Belastungen stellen die Bahninfrastruktur vor große Herausforderungen“, so Josef Fuchs von VIRTUAL VEHICLE. Er stellte ein Projekt vor, in dem statistische Quervergleiche und Prognosen für die Bildung sogenannter Squats durchgeführt werden. Squats sind Risse an den Oberflächen von Schienen, die zum Bruch führen können. Dafür wurde das Schienennetz in Österreich, Deutschland und der Schweiz in Hinblick auf das Squat-Risiko unter die Lupe genommen und ein Tool für das Risikomanagement entwickelt. „Das Konzept ermöglicht einen internationalen Vergleich von Eisenbahnsystemen und identifiziert die signifikantesten Treiber für das Risiko der Entstehung dieser Schäden, das mit einer einfachen Formel abgeschätzt werden kann“, so Fuchs. Interessantes Ergebnis: Die Squat-Wahrscheinlichkeit ist im ÖBB-Schienennetz signifikant geringer als in den Nachbarländern Deutschland und Schweiz.
Präsentation Josef Fuchs
Auf Schiene bleiben – Betrachtung der Gefährdung kritischer Bahninfrastruktur durch geogene Naturgefahren
Margit Kurka von JOANNEUM RESEARCH DIGITAL ging auf die Problematik geogener Naturgefahren ein. Kritische Bahninfrastruktur ist zunehmend durch Rutschungen oder Steinschläge bedroht, wobei klimawandelbedingte Extremwetterereignisse als zentraler Verstärker wirken. „Diese Gefahren sind komplex, oft nur teilweise verstanden und schwer vorherzusagen, da viele Ursachen und Auslöser zusammenwirken“, so die Geologin. Bisher dominierte ein reaktiver Umgang mit Schäden, langfristig gelte es einen proaktiven Ansatz mit Fokus auf Vorhersage und Prävention zu etablieren: Dazu gehören technische Schutzmaßnahmen wie Bauwerke sowie die systematische Gefahrenkartierung entlang der Bahnstrecken. Monitoring- und Frühwarnsysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung, etwa durch Sensorik, KI-basierte Auswertung und moderne Messmethoden. Eine zentrale Rolle spielen große Datenmengen, deren Auswertung sowie die Kommunikation von Risiken zwischen Fachleuten, Entscheidungsträgern und Öffentlichkeit. Die größte Herausforderung liegt darin, Unsicherheiten zu beherrschen – gleichzeitig eröffnet genau das neue Chancen für innovative, datengetriebene Lösungen im Bahninfrastrukturschutz.
Resilienzmanagement der ÖBB Infrastruktur AG – erkennen, vorbereiten, reagieren
„Veränderte Umfeldbedingungen und neue regulatorische Vorgaben erfordern ein verstärktes Augenmerk auf die Widerstandsfähigkeit der Bahninfrastruktur gegenüber einer Vielzahl an Bedrohungen. Die ÖBB-Infrastruktur hat darauf mit der Schaffung des Resilienzmanagements reagiert“, so Jürgen Neuhuber von der ÖBB. Resilienz für die Bahninfrastruktur bedeute, auch unter Störungen handlungsfähig zu bleiben und sich an veränderte Bedingungen anzupassen. Krisen und Störungen würden zunehmend zur „neuen Normalität“, gleichzeitig würden die gesetzlichen Anforderungen steigen. Das Resilienzmanagement der ÖBB basiert auf mehreren Bausteinen: Risikomanagement, Notfallplanung, Krisenmanagement und physischer Schutz. Dabei ist zentral, verschiedenste Gefahren gemeinsam zu betrachten. Für den Ernstfall werden kritische Prozesse analysiert und Notfallpläne entwickelt, um den Betrieb möglichst aufrechtzuerhalten. Im Krisenfall greifen abgestufte Reaktionssysteme ergänzt durch Schutzmaßnahmen für Infrastruktur, Personal und Systeme.
Präsentation Jürgen Neuhuber
Die Resilienz der Bahn und die dazu passende Forschungsinfrastruktur
„Extremwetterereignisse lassen sich bisher nur schwer simulieren oder realitätsnah darstellen“, so Ferdinand Pospischil von der TU Graz. „Um dennoch fundierte Erkenntnisse zu gewinnen und geeignete Lösungen zu entwickeln, entstehen im Umfeld der TU Graz innovative Forschungsinfrastrukturen, mit denen diese Entwicklungen gezielt untersucht werden können.“ Die Bandbreite reicht von Laborversuchen bis zu Messungen direkt am Gleis. Pospischil gab Einblicke in den Schwingprüfstand, die Radsatzwellenprüfhalle, den Bremsenprüfstand und das neue Oberbaulabor, das diesen Sommer in Betrieb gehen wird. Simulationen, Berechnungen und Tests helfen dabei, Belastungen realistisch abzubilden und Lösungen zu entwickeln. Durch die Verbindung von Forschung und Praxis könne die Bahn langfristig sicherer, robuster und leistungsfähiger werden. Resilienz wird damit zu einem zentralen Ziel.
Präsentation Ferdinand Pospischil
Resilienz und Beispiele für deren Sicherstellung im Rahmen der Fahrzeugzulassung
Martin Joch vom Ingenieur- und Prüfdienstleistungsunternehmen PJ Messtechnik ging auf die Bedeutung des Zusammenspiels zwischen Stromabnehmer und Oberleitung für einen sicheren und stabilen Bahnbetrieb ein. „Um den hohen Anforderungen im täglichen Betrieb gerecht zu werden, werden bereits im Rahmen der Fahrzeugzulassung umfangreiche Versuche und Prüfungen durchgeführt“, so Joch. Besonders bei Mehrfachtraktionen wird dieses Zusammenspiel komplex, da mehrere Stromabnehmer gleichzeitig die Oberleitung beeinflussen. Simulationen ermöglichen es, tausende mögliche Konfigurationen schnell zu analysieren und kritische Szenarien zu identifizieren.
Dabei werden sowohl der Stromabnehmer als auch die Oberleitung als physikalische Modelle abgebildet und miteinander gekoppelt. Zur Überprüfung werden reale Messungen durchgeführt, bei denen Kräfte, Bewegungen und weitere Parameter exakt erfasst werden. Ziel sei es, durch die Kombination aus Simulation und Messung die Systeme zu optimieren und einen zuverlässigen Stromkontakt sicherzustellen.
