Internet of Things sorgt für die Sicherheit von Passagieren und Fahrzeugen
IoT im Gotthard-Basistunnel
Der Gotthard-Basistunnel ist laut Laurent Moureu, General Manager bei Alcatel Lucent Enterprise (ALE) Schweiz nicht nur ein beeindruckendes Zeugnis höchster Ingenieurskunst, sondern auch eines der ersten großen Projekte, in dem modernste IoT-Technik (Internet of Things) für eine völlig neue Bereitstellung wesentlicher Services sorgen.
Seit der Eröffnung würden jeden Tag rund 9.000 Passagiere mit einer Geschwindigkeit von 250 km/h durch die Alpen transportiert und weitere 260 wesentlich längere und schwerere Güterzüge als bisher den Gotthard-Basistunnel täglich passieren. Mit dem Zugangsstollen und Quertunnel waren laut Moureu etwa 152 Kilometer Tunnel zu vernetzen, um die IoT-Technik nutzen zu können.
Dabei sei eine Konnektivität in dem gesamten Bereich durch extrem zuverlässige IP-Netzwerke unabdingbar gewesen. Schließlich könnten kleinste Unterbrechungen des Netzwerks durch ineffizienten Datentransfer oder Engpässe zu Verspätungen oder im schlimmsten Fall sogar die Sicherheit der Arbeiter und Passagiere gefährden, erklärt der ALE-Manager. Da ein großer Teil der Technik automatisiert sei, erfordere dies zudem ein äußerst stabiles und zuverlässiges Datennetzwerk, um wichtige Betriebsdaten in Echtzeit in und aus dem Tunnel zu übertragen.
"Eine IoT-Umgebung ist auf funktionierende Echtzeit-Kommunikation zwischen den IP-Geräten - den Dingen im Internet of Things - angewiesen, um sekundenaktuelle Betriebsdaten zu erfassen und den Betreibern damit die Informationen zu geben, die sie brauchen, um den reibungslosen, sicheren Betrieb aller Systeme im Tunnel zu gewährleisten", erläutert Moureu.
Ein gutes Beispiel hierfür sind seiner Meinung nach die Türen. Sollten die Türen zu den Service-Bereichen oder Zugangsstollen nicht ordnungsgemäß geschlossen sein, könnte der Druck, der bei der Durchfahrt eines Hochgeschwindigkeitszuges entstehe, die Systeme im Tunnel erheblich beschädigen. Daher überwachen laut Moureu vernetzte Geräte rund um die Uhr alle Türen und senden automatisch einen Alarm an das Kontrollzentrum, sollte eine Tür nicht sicher geschlossen sein.
Damit die IoT-Geräte ihre gesammelten Daten auch in die Kontrollzentren des Tunnels übertragen können, sind laut Moureu in beiden parallelen Tunneln separate Netzwerke installiert. Außerdem müsse das Netz belastbar genug sein, um zu allen Zeiten, bei allen Temperaturen und in allen Umgebungen zu funktionieren. Zudem müssten die verwendeten Switches daher widerstandsfähiger als übliche Modelle sein, um einen ununterbrochenen Datenverkehr und eine fehlerfreie Kommunikation sicherzustellen.
Weitere Herausforderungen für die Infrastruktur sind laut Moureu zum einen die Größe des Tunnelkomplexes und die Abgeschiedenheit einiger Service-Bereiche, zum anderen die in manchen Teilen des Tunnels vorherrschenden Temperaturen von bis zu 40°C sowie eine auftretende Luftfeuchtigkeit von 70 Prozent. Metallstaub, elektromagnetische Interferenzen und Vibrationen seien weitere Faktoren, die den im Tunnel verwendeten Netzwerkkomponenten zusetzen.
Als Backbone des Datennetzes im Tunnel kommen laut dem ALE-Manager mehr als 450 Alcatel Lucent Omniswitches 6855 zum Einsatz. Die laut Hersteller widerstandsfähigen LAN-Switches seien mit einer Konvektionskühlung ausgestattet, die keine Lüfter, sondern Wärmeableiter nutzt, um die Gefahr durch Metallteilchen, die in das Gerät eindringen, zu minimieren.
"Ein geringer Bedarf an präventiver Wartung und Instandsetzung ist ganz wichtig, wenn man ein Netzwerk bis zu 2,3 Kilometer unter einem Berg installiert", berichtet Moureu. Nur dadurch ist es laut dem ALE-Manager möglich, eine widerstandsfähige Infrastruktur im Gotthard-Basistunnel für die IoT-Nutzung bereitzustellen.
Weitere Informationen finden sich unter enterprise.alcatel-lucent.de.
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