Drahtlose Sensor-Netzwerke der HTWK Das Eis muss Weichen

Die winzigen Sensorknoten funktionieren komplett drahtlos und energieautark.
Die winzigen Sensorknoten funktionieren komplett drahtlos und energieautark.

Frieren die Weichen der Bahngleise zu, passiert, was jeden Bahnkunden ärgert: Die Züge verspätet sich oder fallen aus. Weichenheizungen sollen das Ausfallrisiko reduzieren, benötigen aber viel Energie. Die drahtlosen und energieautarken Sensorknoten der HTWK Leipzig könnten jedoch Abhilfe schaffen.

Der Winter steht vor der Tür und somit auch die kalten Temperaturen – vielleicht auch schon bald Schnee und Eis. Ein Graus für jeden Verkehrsteilnehmer. Doch auch die Kunden der Bahn haben mit den kalten Temperaturen zu kämpfen, denn frieren die Weichen der Gleise zu, heißt es nur noch »aufgrund einer Signalstörung kommt es zu einem unplanmäßigen Aufenthalt«. Die Wissenschaftler der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig wollen derartige Ausfälle künftig verhindern. Auf der diesjährigen Automatisierungsmesse SPS IPC Drives vom 22. bis 24. November präsentieren sie den Prototyp eines drahtlosen, energieautarken Sensorknotens, für die Weichenheizungen im deutschen Schienennetz.

Der Sensorknoten soll automatisch die Temperatur und den Verschleißzustand der Weichenheizungen erfassen und so das Ausfallrisiko im Schienenverkehr durch defekte oder eingefrorene Weichen reduzieren. Bisher verschlingt die Weichenbeheizung jeden Winter rund 44 Millionen Euro. Durch die Sensorknoten sollen die Energiekosten für die Beheizung der Weichen im Winter jedoch gesenkt werden, denn dank moderner Sensorik wird ein bedarfsgerechtes An- und Ausgeschalten möglich.

Laut Faouzi Derbel vom Institut Elektrische Energietechnik an der HTWK Leipzig sind herkömmliche Sensoren per Kabel ans Stromnetz angeschlossen. Ihre Daten senden die Sensoren ebenfalls über Datenleitungen. Im Fall von Weichenheizungen und vielen anderen Anlagen wäre die Installation solcher Sensoren wegen der nötigen Tiefbauarbeiten aber viel zu aufwendig. Deshalb haben die Wissenschaftler an der HTWK Leipzig einen Sensor entwickelt, der komplett drahtlos funktioniert – auch bei winterlichen Temperaturen. Künftig sollen bis zu acht Sensoren je eine Weiche überwachen und nur bei Bedarf aktivieren sie die einzelnen Heizstäbe. Zusätzlich können die Sensoren den verschleißbedingten Ausfall von Weichenheizungen rechtzeitig diagnostizieren.

Der Messestand der HTWK Leipzig befindet sich am Gemeinschaftsstand »Forschung für die Zukunft« in Halle 6, Stand 434.