ÖBB-Infrastruktur, Forschung & Entwicklung, steigert Effizienz und senkt Kosten mit optimierter Verarbeitung und verbesserter Organisation von LIDAR-Daten
 
 

ÖBB-Infrastruktur, Forschung & Entwicklung, steigert Effizienz und senkt Kosten mit optimierter Verarbeitung und verbesserter Organisation von LIDAR-Daten

Die ÖBB-Infrastruktur AG, zuständig für die Infrastruktur der österreichischen Bundesbahnen, schafft alle Voraussetzungen für eine sichere, umweltfreundliche, nachhaltige und bezahlbare Mobilität. Das Unternehmen trägt die Verantwortung für ein modernes Schienennetz in Österreich: Es ist verantwortlich für die bedarfsgerechte und zuverlässige Bahninfrastruktur sowie den sicheren und pünktlichen Betrieb des Bahnverkehrs. Zu den Aufgabengebieten der ÖBB-Infrastruktur gehören daher die Planung und der Bau von Schieneninfrastrukturprojekten, die Inspektion und Wartung von Infrastrukturanlagen und das Erbringen professioneller bahnspezifischer Baudienstleistungen.

 
 

 
 

Challenges

A word from ÖBB-Infrastruktur AG

  • “Unsere Forschungsprojekte liefern enorme Mengen an Geodaten, die effizient strukturiert und organisiert werden müssen. Herkömmliche Dateisysteme sind für die Verwaltung und das Abrufen von Terabytes an Geodaten nicht geeignet. Oracle Spatial and Graph 11g und Oracle Database 11g sind unabkömmliche Tools, um Geodaten sehr effizient und kostengünstig zu verarbeiten.“ – Dr. Michaela Haberler-Weber, Integriertes Streckenmanagement, Stab Forschung & Entwicklung, ÖBB-Infrastruktur AG

  • Auf Grund der historischen Entwicklung und der langen Lebenszyklen der Eisenbahn-Infrastruktur ist diese teilweise bereits lange im Einsatz, zum Teil aber auch schon hochmodern ausgestattet. Analog dazu ist die Infrastrukturdokumentation vielfach heterogen und durch den oftmaligen technischen Wandel historisch belastet. Es ergab sich daher der Bedarf für geeignete Verfahren der Bestandsaufnahme von Infrastrukturobjekten, welche diese Problematik effizient überwinden helfen.
  • Das Unternehmen nutzt LIDAR Technologie und Objekterkennungsalgorithmen , um Bahnstrecken und Streckenabschnitte sowie Lage und Form verschiedener Objekte und Merkmale entlang den Gleisen zu identifizieren ‒ beispielsweise Gleisverlauf, Masten, Signale, Oberleitungen und Lärmschutzwände.
  • Das Verwalten, die Manipulation und das Visualisieren der extrem großen Geodatenmengen muss dazu vereinfacht werden, was mit herkömmlichen Methoden ‒ wie der Speicherung in hierarchischen Dateisystemen ‒ nicht machbar ist.
  • Für alle Objekte entlang der Bahntrasse sollten einheitliche, nicht-redundante und aktuelle Informationen gesammelt und dokumentiert werden, um konsistente Grundlagen zur Erhaltungs- und Investitionssteuerung zu schaffen, Bauprozesse zu unterstützen und den Vorschriften des österreichischen Schienenverkehrs zu entsprechen.
  • Datensicherheit, Qualitätssicherung und Lebenszyklusmanagement der Geodaten mitsamt aller Metadaten sollten optimiert werden.
  • Die Kosten für das Speichern, Abrufen und Verarbeiten großer Geodatenmengen sollten reduziert werden.

Solutions

  • Die Fernerkundung (LIDAR, Airborne Laserscanning) liefert zunächst flächendeckend Daten des beflogenen Bereiches. Diese umfangreichen Daten in Form von Punktewolken und Orthobildern werden in einer raumbezogenen Datenbank (Oracle Spatial and Graph 11g) zur weiteren Bearbeitung bzw. Abgabe an andere Nutzer gespeichert. Die extrem hohe Datenmengen (mehrere Terabytes für ca. 100 km Bahntrasse) können weitestgehend nur automatisiert verarbeitet werden.
  • Diese Daten werden samt ihren Metadaten komprimiert gespeichert. Die Metadaten sind nach ISO-Standard strukturiert und geben Auskunft über die Entstehungszeit, Lage, Herkunft und Qualität der Daten.
  • Diese Daten können nun für folgende Bereiche genutzt werden: Anwendung von Objekterkennungsmethoden zum Auffinden von Infrastrukturobjekten; Verifikation und Ortsbestimmung von Bestandsdaten; 3D-Visualisierung, Animationen von eingefärbten Punktewolken; Bereitstellung der höchstauflösenden Orthobilder (5 cm-Pixel) für andere Anwendungen (z. B. GIS).
  • Dank Oracle Spatial and Graph 11g war ÖBB-Infrastruktur in der Lage, unter Verwendung von LIDAR-Informationen wesentlich bessere Leistungen bei der Identifikation, Analyse und Visualisierung von Objekten zu erzielen. Bahnstrecken und Streckenführung können mit neuen Ansätzen der Erfassung und des Qualitätsmanagements von Schieneninfrastrukturdaten erheblich leichter identifiziert werden.
  • Mit Hilfe der Oracle Database 11g, Release 2 optimierte ÖBB-Infrastruktur die Planung, den Bau und die Wartung von Schienenanlagen. Die Informationen zu Schienenwegen und ihrer Umgebung stehen jetzt schnell und kostengünstig bereit. Die Historie sämtlicher Verlaufsmesswerte kann jederzeit online abgerufen werden.
  • Mit Oracle Spatial and Graph 11g steigerte ÖBB-Infrastruktur die Geschwindigkeit der Verarbeitung und Visualisierung von Geodaten wesentlich. Analytiker können Infrastrukturobjekte und ihre geodätische Lage jetzt in einer Umgebung nahtlos verknüpfter dreidimensionaler Geometrien, Oberflächen und Punktewolken identifizieren.
  • ÖBB-Infrastruktur setzte einen 3D-Viewer als grafisches Client-Tool für das schnelle Abrufen von Geodaten ein, der speziell von einem österreichischen Forschungsunternehmen entwickelt wurde. Mit diesem Tool lassen sich Punktewolken mit bis zu 100 Millionen Punkten, die direkt aus der Oracle Database abgerufen werden, auf dem Display anzeigen und mit vorhandenen Vektordaten anreichern.
  • Datenergebnisse der LIDAR-Missionen können jetzt zusammen mit vorhandenen Vektordaten von Infrastrukturobjekten lagerichtig in Bildsequenzen virtueller Flüge angezeigt werden. Dank der Identifikationsmöglichkeit von Abweichungen aktueller Objektinformationen wird eine effiziente Bestandsführung erreicht.
  • ÖBB-Infrastruktur erzielte mit Oracle Database 11g, Release 2 eine verbesserte Datenbankzuverlässigkeit und Skalierbarkeit seiner Geodatenanwendung.
  • Bei einer Airborne Laserscan-Mission entlang einer 100 km langen Bahnstrecke werden durchschnittlich 0,7 Milliarden Laserpunkte erfasst. Die bisher durchgeführten Aufnahmen beanspruchen bereits mehr als 10 Terabytes an Geodaten und enthalten acht Milliarden georeferenzierter Punkteinformationen. Eine zuverlässige Datenbank ist unbedingte Voraussetzung, um diese Datenmengen kontrolliert speichern und verarbeiten zu können.
  • Die Daten von Airborne Laserscans und synchron aufgenommener Luftbildaufnahmen – einschließlich beschreibender, ISO-konformer Metadaten – werden jetzt schneller zu strukturierten, georeferenzierten und klassifizierten Punktewolken bzw. Georasterimages verarbeitet. Die Daten dienen ebenfalls der Erstellung korrekter und aktueller Dokumentation der Schieneninfrastruktur, wie sie von einem effizienten Infrastrukturbetreiber verlangt wird.
  • Dank des Wechsels von einem aufwändig und schwierig zu verwaltenden Dateisystem zu einer relationalen Datenbank mit nativer, räumlicher Unterstützung von Geodaten sowie effizienten räumlichen Abfragemöglichkeiten und Analysetools konnte ÖBB-Infrastruktur die Datensicherheit, die Qualitätssicherung und das Lebenszyklusmanagement von LIDAR-Informationen optimieren.

Why Oracle

“Die ÖBB-Infrastruktur AG setzt seit über 20 Jahren auf die Technologie von Oracle. Wir haben uns auch bei diesem Forschungsprojekt für Oracle entschieden, da das Preis-Leistungsverhältnis für die Verarbeitung enormer Geodatenmengen mit Oracle Spatial and Graph 11g und Oracle Database 11g unübertroffen ist”, sagt Dr. Michaela Haberler-Weber, Integriertes Streckenmanagement, Stab Forschung & Entwicklung, ÖBB-Infrastruktur AG.

Partner

Die IQSOFT Gesellschaft für Informationstechnologie mbH, ein Oracle Gold Partner, ist seit vielen Jahren bewährter IT-Lösungsanbieter der ÖBB-Infrastruktur AG. IQSOFT unterstützte ÖBB-Infrastruktur mit Fachwissen zu geodätischen Prozessen, Kompetenz in Geodaten und umfassendem Knowhow in den Bereichen Informationstechnologie und Dienstleistungen für den Schienenverkehr.

“IQSOFTs Expertise in puncto Geodatenlösungen hat wesentlich zum Erfolg unseres Forschungsprojektes beigetragen. IQSOFT hat Workshops für professionelle Anwender durchgeführt und innerhalb des vorgegebenen Zeit- und Budgetrahmens ein System für die Datenspeicherung und -verarbeitung geliefert, das die perfekte Plattform für unsere Forschungs- und Entwicklungsteams darstellt“, fügt Dr. Haberler-Weber hinzu.

“Um hochgradig effizientes und sicheres Speichern und Abrufen großer Geodatenmengen zu gewährleisten, setzen wir auf die branchenführende Software – Oracle Spatial and Graph 11g”, sagt Ernst Riedl, Sales & Marketing Manager, IQSOFT Gesellschaft für Informationstechnologie m.b.H.