Die wesentliche Voraussetzung für den Betrieb der Züge im Fernverkehr der Deutschen Bahn ist eine zuverlässige Stromversorgung. Dazu unterhält die DB Energie GmbH eine komplexe Energieinfrastruktur entlang ihrer fast 34.000 Bahnkilometer – dem größten Schienennetz in Europa. Der Erhalt und die Modernisierung von Teilen dieser Infrastruktur kann daher schnell zu einer komplexen Aufgabe werden.
Geplante Verlegung eines Unterwerkes benötigt gute Planungsgrundlagen
In Deutschland sind derzeit etwa 200 Unterwerke in Betrieb, die für die Einspeisung des Stromes in die Oberleitungen der Bahn gebraucht werden. Ein Unterwerk übernimmt dabei die Aufgabe der Energieverteilung und stellt somit ein Bindeglied zwischen dem vorgelagerten Hochspannungsnetz und der Bahnenergiezuführung dar. Diese Umspannwerke bestehen in der Regel aus 2 bis 3 Transformatoren, Schaltanlagen sowie Einrichtungen zum Schutz vor Kurzschlüssen. Eines dieser Umspannwerke – das Unterwerk Rethen südlich von Hannover – soll bald einen neuen Standort bekommen. Dazu werden aktuelle und genaue Planungsgrundlagen benötigt, die zu einer reibungslosen und erfolgreichen Umsetzung des Projektes beitragen.
Die für die Planung der Verlegung verantwortliche OMEXOM Hochspannung GmbH mit Sitz im niedersächsischen Walsrode gilt als führender Spezialist für die statische Berechnung von Masten und Gründungen. Zudem ist das Unternehmen gefragter Experte für Trassierungen, Studien und Umweltgutachten. Für die dreidimensionale Vermessung des Bestandes setzte das Unternehmen auf die Dienstleistungen der svGeosolutions GmbH.
Langjährige Erfahrung als Schlüssel zum Erfolg
Da eine flugzeuggestützte Befliegung bei einer Fläche von etwa 8 ha in der Regel nicht wirtschaftlich ist, wurde in diesem Fall auf die Möglichkeit der drohnengestützten Datenerhebung zurückgegriffen. Das Gebiet, das es zu erfassen galt, zeichnete sich dabei gleich durch mehrere Besonderheiten aus, die eine Drohnenvermessung vor Herausforderungen stellten. Das Umspannwerk befindet sich zwischen zwei der verkehrsreichsten Bahnstrecken Deutschlands. Dazu gehört unter anderem die ICE-Strecke Hannover – Frankfurt sowie eine wichtige Nord-Süd-Verbindung für den Güterverkehr. Im Vorfeld der Befliegung musste daher zunächst eine Genehmigung für die Überfliegung der Strecken der Deutschen Bahn eingeholt werden.
Zudem ist das Umspannwerk ein Knotenpunkt mehrerer Hochspannungsleitungen, die aus verschiedenen Richtungen den Strom für die Bahn liefern. Das führte dazu, dass zahlreiche Leitungen und große Strommasten potentielle Hindernisse für die Befliegung darstellen. Durch die jahrelange Erfahrung mit der Planung und Durchführung anspruchsvoller Projekte konnte sichergestellt werden, dass die Befliegung risikolos durchgeführt werden konnte.
Bei der Nutzung von Drohnen in der Nähe von Hochspannungsleitungen kann jedoch nicht nur der direkte Kontakt zum Hindernis ein Problem darstellen. Die starken Elektromagnetischen Felder können die sensible Steuerungselektronik einfacher Systeme schnell vor Herausforderungen stellen. Daher setzte die svGeosolutions GmbH in diesem Fall ein System ein, das speziell für den Einsatz unter diesen erschwerten Bedingungen konzipiert wurde.
Flächenhafte dreidimensionale Messdaten statt weniger Einzelmessungen
Nach dem Einmessen und der Signalisierung von Passpunkten wurde die Befliegung – in Abstimmung mit Teamleiter Tim Krueger von der Omexom Hochspannung GmbH – durchgeführt. Im Rahmen der 7 Messflüge wurden etwa 1000 hochaufgelöste Einzelphotos aufgenommen, die im Nachgang mittels photogrammetrischer Auswerteverfahren zu einer 3D-Punktwolke mit fast 90 Millionen Messpunkten aufbereitet wurden. Das entspricht einer Punktdichte von 833 Messpunkten pro Kubikmeter.
Die Punktdichte ist hoch genug, um auch Details wie die Mastgeometrie oder die Aufhängehöhen der Leiterseile entnehmen zu können. Darüber hinaus diente die Puktwolke als Grundlage für die Ermittlung der Höhen von Gleisanlagen, wie beispielsweise Oberleitungen, Oberleitungsmasten und Gleishöhe.
Zusätzlich zur Punktwolke wurde aus der Befliegung ein georeferenziertes Orthophoto abgeleitet. Mit einer Bodenauflösung von 2 cm sind die Daten deutlich genauer als Luftbilder die mittels flugzeuggestützter Befliegung erzeugt werden können. Dieses Orthophoto kann nun zur Ermittlung des Untergrundmaterials (z.B. Acker, Schotter, Asphalt, Gleisbett) sowie als visueller Kontext für die Vermessungsdaten genutzt werden. Die Daten sind mit allen gängigen GIS- und CAD-Anwendungen kompatibel.