Bild: Das Große Handbuch der Gleisinstandhaltung - Stabilisierung - Digitalisierun - Gleisreinigung - Umwelt Nachhaltigkeit - Planumssanierung - Oberleitungsinstandhaltung - Gleisinstandhaltung - LCC RAMS - tredition

Das Große Handbuch der Gleisinstandhaltung - Stabilisierung - Digitalisierun - Gleisreinigung - Umwelt Nachhaltigkeit - Planumssanierung - Oberleitungsinstandhaltung - Gleisinstandhaltung - LCC RAMS

Name: Das Große Handbuch der Gleisinstandhaltung - Stabilisierung - Digitalisierun - Gleisreinigung - Umwelt Nachhaltigkeit - Planumssanierung - Oberleitungsinstandhaltung - Gleisinstandhaltung - LCC RAMS | Band 2
Brand: tredition
Price: 19.99 EUR
Availability: OnlineOnly

Band 2

Bernhard Lichtberger(Autor*in)

tredition (Verlag)

Erschienen am 23. März 2023

581 Seiten

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978-3-347-90898-7 (ISBN)

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Inhalt

Intro
Titelblatt
Urheberrechte
Vorwort
8 Die Setzung des Gleises und seine Stabilisierung
ZUSAMMENFASSUNG
8.1 Der Gleisschotter
8.2 Das endlos verschweißte Gleis
8.3 Querschiebewiderstand
8.3.1 Der Querverschiebewiderstand verschiedener Schwellen
8.3.2 Erhöhung des QVW durch Sicherungskappen
8.3.3 Querverschiebewiderstand und Instandhaltungsarbeiten
8.3.4 Einflussfaktoren auf den Querverschiebewiderstand
8.3.5 Schwellenhohllagen
8.4 Der Längsverschiebewiderstand
8.5 Setzungsverhalten
8.6 Bodenverdichtung
8.6.1 Unterschiede der lagenweisen Verdichtung zwischen Straßen- und Eisenbahnbau
8.6.2 Statische und dynamische Verdichtung
8.6.3 Ermittlung Verformungsmodul
8.7 Schwingungsausbreitung im Boden
8.8 Schotterflug
8.8.1 Maßnahmen zur Vermeidung des Schotterfluges
8.9 Die Verfahren/Methoden der QVW-Wiederherstellung
8.9.1 Zwischenfachverdichtung
8.9.2 Die dynamische Gleisstabilisation
8.9.3 Einflussparameter der dynamischen Gleisstabilisierung auf die Setzung
8.9.3.1 Stabilisierfrequenz
8.9.3.2 Arbeitsgeschwindigkeit
8.9.3.3 Exzentermasse
8.9.3.4 Setzung abhängig von Hebung
8.9.3.5 QVW und DGS
8.9.3.6 Auswirkung auf die Gleisgeometrieparameter
8.9.3.7 Auswirkungen des DGS auf die Umwelt
8.9.4 Flankenverdichtung
8.9.5 Vorkopfverdichtung
8.9.6 Vergleich Zwischenfachverdichtung und dynamischer Gleisstabilisation
8.10 Die Maschinentechnik
8.10.1 Stopfaggregate als Verdichtgeräte
8.10.2 Dynamischer Gleisstabilisator
8.10.2.1 DGS-Einsatz in Weichen
8.10.2.2 DGS-Einsatz auf Brücken
8.10.2.3 Die Messung des dynamischen QVW mit dem DGS
8.10.2.4 Lagenweise Stabilisierung
8.10.2.5 Auswirkungen auf den Untergrund
8.10.2.6 Optimale Betriebsparameter des DGS
8.10.3 Vorkopfverdichter
8.10.4 Zwischenfachverdichter
8.11 Beanspruchung des Planums durch Verdichtgeräte
8.12 Die Praxis
FAZIT
Literaturverzeichnis
9 Schotterabnutzung und Gleisreinigung
ZUSAMMENFASSUNG
9.1 Lockergesteine
9.2 Die Schotterbettung der Eisenbahn
9.2.1 Die Aufgaben der Schotterbettung
9.2.2 Siebkurven von Eisenbahnschotter
9.2.3 Die Festigkeit des Schottergesteins
9.2.4 Nachweis der Festigkeitseigenschaften von Schotter
9.2.5 Die wichtigsten Schottergesteine
9.3 Verunreinigung des Schottergleises
9.4 Wasserdurchlässigkeit der Bettung
9.5 Schotterverschmutzung und Tragfähigkeit
9.6 Die Herkunft der Schotterverschmutzung
9.6.1 Schlamm- und Spritzstellen
9.6.2 Schotterzerkleinerung durch Stopfen
9.6.3 Schotterschädigung an Stellen starker Steifigkeitsänderungen
9.7 Die Setzung des Gleises
9.8 Die Auswirkung der Setzung auf die Gleislage
9.8.1 Verringerung des Schotterverschleißes
9.9 Verbesserung der Schotterbettung durch neue Methoden
9.9.1 Einsatz elastischer Elemente
9.9.1.1 Elastische Zwischenlagen
9.9.1.2 Schwellenbesohlungen
9.9.1.3 Unterschottermatten
9.9.1.4 Elastisch gebundener Schotter
9.9.1.5 Neoballast
9.9.1.6 Mischung des Schotters mit Gummipartikeln
9.9.2 Verwendung von Geogittern
9.9.3 Verwendung von Asphaltlagen
9.9.4 Schotter-Stabilisierungsmethoden durch Zuschläge
9.9.4.1 Elastotrack
9.9.4.2 XiTRACK
9.9.4.3 Polyurethan-stabilisierter Schotter
9.9.5 Schotterbindung durch Kunstharzkleber
9.9.6 Schottervermischung mit Bitumen
9.9.7 Schotterverkleben mit einer wässrigen Polymerlösung
9.9.8 Einbringen von Feinzementmörtel in die Schotterschicht
9.9.9 Probleme bei der maschinellen Instandhaltung
9.10 Verbesserung der Schotterbettung durch Instandhaltungsmethoden
9.11 Die Siebung
9.11.1 Aushubeinrichtung
9.12 Die Reinigungsmaschinentechnologien
9.12.1 Methoden der Schotterbettreinigung
9.12.2 Bauablauf
9.12.3 Einsiebmaschinen
9.12.4 Mehrteilige Bettungsreinigungsmaschinen mit Doppelsieben
9.12.5 Schulter- oder Flankenreinigungsmaschinen
9.12.6 Weichenreinigungsmaschine
9.12.7 Einschotterung
9.12.8 Vakuumreinigungsmaschine
9.13 Maschinelle Drainageverbesserung
9.14 Die Verwendung von Geokunststoffen
9.15 Die Beseitigung von Schlammstellen
9.16 Schotterrecycling
FAZIT
Literaturverzeichnis
10 Schotterprofilierung
ZUSAMMENFASSUNG
10.1 Die Aufgaben der Schotterbettung
10.2 Bettungsquerschnitte
10.3 Drainage des Gleisbetts
10.4 Schotterparameter
10.4.1 Kohäsion und innerer Reibungswinkel
10.4.2 Der Schüttwinkel
10.4.3 Dichte des Schotters
10.4.4 Auflockerungsfaktor
10.5 Die Schnittkraft am Pflugschild
10.6 Die universelle Erdbewegungsgleichung
10.7 Aggregate einer Planier- und Schotterverteilmaschine
10.7.1 Der Mittelpflug
10.7.2 Der Flankenpflug
10.7.3 Der Stirnpflug
10.7.4 Kehrbürste
10.7.5 Silo mit Einschotterung
10.7.6 Kleineisenbürsten
10.7.6.1 Rotierende Kleineisenbürsten
10.7.6.2 Rotierende Kleineisenfeinbürste
10.7.6.3 Statische Kleineisenbürsten
10.7.7 Feinkehrbesen
10.7.8 Staubniederschlagung
10.7.9 Überdruckkabinen
10.7.10 Schotterprofilmesseinrichtung
10.7.11 Planung von Planierarbeiten mit dem Schottergeometrieindex
10.7.12 Verschleiß von Pflugschwertern
10.8 Hindernisse im Gleis
10.9 Arbeitsablauf
10.9.1 Neu- und Umbau
10.10 Die Maschinentechnik
10.10.1 Schotterverteil- und Schotterplaniermaschinen
10.11 Materialtransport- und Fördereinheiten
10.11.1 Materialförder- und Siloeinheiten
10.11.2 Schotterverteilsysteme
10.11.3 Beladestationen
10.12 Betriebsparameter von Schotterplaniermaschinen
FAZIT
Literaturverzeichnis
11 Verbesserung der Tragfähigkeit des Gleises
ZUSAMMENFASSUNG
11.1 Der Boden und seine Eigenschaften
11.2 Der Bahnkörper
11.3 Berechnung der Verteilung der Vertikalkräfte
11.3.1 Die Vertikalspannung im Unterbau
11.4 Dynamische Belastung des Gleisaufbaus
11.4.1 Die Scherdehnung
11.5 Schutzschichten
11.5.1 Planumsschutzschicht
11.5.1.1 Korngemische
11.5.2 Frostschutzschicht
11.5.3 Schutzschichten mit Zusatzmaßnahmen
11.5.4 Bestimmung der Dicke von Schutzschichten
11.5.5 Filter- und Trennstabilität
11.5.6 Schutzschichten mit Zusatzmaßnahmen
11.5.6.1 Geokunststoffe
11.5.6.2 Bodenbehandlung mit Bindemitteln
11.5.6.3 Bodenverfestigung
11.5.6.4 Bodenverbesserung und qualitative Bodenverbesserung
11.5.7 Tragschichten aus Asphalt
11.5.8 Bitumenstabilisierter Schotter
11.6 Die Untersuchung und Messung der Eigenschaften des Unterbaus
11.6.1 Betrachtung der Mischzone Schotter-Planum
11.7 Die mechanisierte gleisgebundene Planumsverbesserung
11.7.1 Planumsverbesserungsmaschinen
11.7.1.1 Planumsverbesserungsmaschine PM200
11.7.1.2 Planumsverbesserungsmaschine AHM800R
11.7.1.3 Planumsverbesserungsmaschine PM200-2R
11.7.1.4 Planumsverbesserungsmaschine RPM2002/RPMW2002-2
11.7.1.5 Planumsverbesserungsmaschine RPM-RS-900
11.7.1.6 Planumsverbesserungsmaschine PM1000URM
11.7.1.7 Überblick über gleisgebundene PLV-Maschinen
11.7.1.8 Bodenverbesserung mit der PM150-FS
11.7.2 Fräs-Misch-Injektionsmaschine
11.8 Konventionelle und gleislose Verfahren
11.8.1 Gleislose Planumsverbesserung mit Schottertausch nach Wiebe
11.8.2 Baumischverfahren
11.8.3 PUSCAL
11.8.4 Mechanische Bodenverbesserung
11.8.5 Bodenaustausch
11.8.6 Schadstoffbelasteter Schotter
11.8.7 Abdichtungsmaßnahmen
11.9 Felsinjektionen
FAZIT
Literaturverzeichnis
12 Die Instandhaltung der Oberleitung
ZUSAMMENFASSUNG
12.1 Bahnstromarten
12.2 Bahnenergieversorgung
12.3 Die Oberleitung
12.3.1 Das Längskettenwerk
12.3.2 Der Fahrdraht
12.3.3 Fahrdrahtwelligkeit
12.4 Stromabnehmer
12.4.1 Mastarten nach Ausführung und Material
12.5 Isolatoren
12.6 Strom und Spannung im Fahrleitungsnetz
12.7 Sicherheitsabstände zu Fahrdrahtleitungen
12.8 Elektrische Interaktion zwischen Fahrleitung und Fahrzeug
12.9 Verfahren und Methoden des Neubaus und der Instandhaltung
12.9.1 Mechanisierte Montagemethoden
12.10 Die Maschinentechnik
12.10.1 Konventioneller Umbau/Neubau von Fahrleitungsanlagen
12.10.2 Mechanisierte Montagemethoden
12.10.3 Messen des Fahrdrahtes
12.10.4 Mastsetzen
12.11 Grundlagen und Normen
FAZIT
Literaturverzeichnis
13 Vegetationskontrolle
ZUSAMMENFASSUNG
13.1 Allgemeines
13.2 Maßnahmen zur Vegetationsbekämpfung
13.3 Umweltverträgliche Vegetationskontrolle
13.4 Bauliche Maßnahmen zur Vegetationshemmung
13.4.1 Bituminöse Sperrschichten
13.4.2 Bankettgestaltung
13.4.3 Seitliche Hindernisse
13.4.4 Einbau von Folien
13.5 Biologische Aufwuchsbekämpfung
13.6 Mechanische Maßnahmen
13.6.1 Schotterbettreinigung
13.6.2 Absaugverfahren
13.6.3 Maschinelles Jäten
13.7 Chemisches Bekämpfung der Vegetation
13.7.1 Eingesetzte chemische Wirkstoffe
13.7.2 Glyphosat
13.7.3 Triclopyr
13.7.4 Flumioxazin
13.8 Thermische Vegetationsbekämpfung
13.9 Übersicht über die verschiedenen Verfahren zur Vegetationsbekämpfung
13.10 Instandhaltungskonzept nachhaltiger Vegetationspflege
13.11 Problempflanzen
13.11.1 Invasive Arten
13.11.2 Artenschutz auf Bahnanlagen
13.12 Inspektion
13.13 Messen der Vegetation
13.13.1 Messung der Vegetation mittels Lichtraumscannerdaten
13.13.2 Bewuchsanalyse mit autonom fliegenden Drohnen
13.13.3 Die Bedeutung von Geografischen Informationssystemen für die Vegetationskontrolle
13.14 Die Maschinentechnik
13.14.1 Spritzzüge
13.14.2 Motormanuelle Arbeitsverfahren
13.14.3 Anbaugeräte an Zwei-Wege-Fahrzeuge
13.14.4 Elektrojäten
13.14.5 Gleisungebundene Maschinen und Zwei-Wege-Fahrzeuge
13.14.6 Heißwasserdampfprototyp
13.15 Manuelle Herbizideinbringung
FAZIT
Literaturverzeichnis
14 Kleingeräte und Sondermaschinen
ZUSAMMENFASSUNG
14.1 Allgemeines
14.2 Zwei-Wege-Fahrzeuge
14.2.1 Funktionale Aspekte von Zwei-Wege-Fahrzeugen
14.3 Zwei-Wege-Bagger
14.4 Zwei-Wege-Fahrzeuge mit Lkw als Trägerfahrzeug
14.5 Zwei-Wege-Bagger mit Basisfahrzeug Unimog
14.6 Spezielle Zwei-Wege-Fahrzeuge
14.7 Sonderfahrzeuge
14.7.1 Oberleitungsinstandhaltungsgerät auf Trägerwaggon
14.7.2 Schneeschleuderfahrzeug
14.7.3 Schneepflug
14.7.4 Kippmulden auf Containerträgerwaggon
14.7.5 Mobile Instandhaltungseinheit
14.7.6 Rangiergeräte
14.8 Anbaumodule und Anbaugeräte
14.8.1 Schnellwechselsystem
14.8.2 Anbau-Stopfaggregate
14.8.3 Schotterausräumer und Schwellengreifgerät
14.8.4 Anbau-Schotterkehrbürste
14.8.5 Anbau-Schotterpflug
14.8.6 Anbau-Schwellenfachräumbalken
14.8.7 Anbau-Schwellenpaketgreifer
14.8.8 Rissbehandlung von Spannbetonschwellen
14.8.9 Schienengreifer
14.9 Kleinmaschinen
14.9.1 Gleishebe- und -richtmaschine
14.9.2 Anbau-Stopfaggregat THA 8 4.0
14.9.3 Gleishebe- und -richtgerät LLU
14.10 Kleingeräte
14.10.1 Schienenmanipulationsgeräte
14.10.2 Fahrdrahtwerkzeuge
14.10.2.1 Fahrdrahtschneider
14.10.2.2 Fahrdrahtrichtwerkzeug
14.10.3 Schienenbohrmaschine
14.10.4 Holzschwellenbohrmaschine
14.10.5 Kernlochbohrung zum Ersatz abgerissener Schwellenschrauben
14.10.6 Schlagschrauber
14.10.7 Schienentrenner
14.11 Automatische Warnsysteme
FAZIT
Literaturverzeichnis
15 Maschinentechnik
ZUSAMMENFASSUNG
15.1 Maschinenkategorien
15.2 Mechanische Einrichtungen der Oberbaumaschinen
15.2.1 Antriebsstrang mit Arbeits-Hydraulik
15.2.2 Synthetische Kraftstoffe
15.2.3 Hybridantriebe
15.2.4 Vorteile und Nachteile der Hybridantriebe
15.2.5 Diesel-Batterie-Hybridantrieb
15.2.6 Oberleitung-Batterie-Diesel-Hybridantrieb
15.2.7 Wasserstoff-Batterie-Hybridantrieb
15.2.8 Batteriezüge
15.2.9 Vergleich Batterie-/Oberleitungsantriebe mit Wasserstoffantrieb
15.2.10 Hybride Antriebskonzepte für Oberbaumaschinen
15.2.10.1 Oberbaumaschine als Akkufahrzeug?
15.2.10.2 Oberbaumaschinen mit Oberleitungsversorgung und Verbrennungskraftmaschine
15.2.10.3 Oberbaumaschinen mit Wasserstoffantrieb
15.2.10.4 Realisierbarkeit und ökonomische Sicht von Hybridantrieben bei Nebenfahrzeugen
15.2.10.5 Umrüstung von konventionellen Oberbaumaschinen auf nachhaltige Antriebe
15.2.11 Entwicklung
15.3 Hydraulikanlagen in Bahnbaumaschinen
15.3.1 Offener Hydraulikkreislauf
15.3.2 Geschlossener Hydraulikkreislauf
15.3.3 Wegeventile
15.3.4 Hydraulikspeicher - Druckabfederung - Druckausgleich
15.3.5 Filterung der Hydraulikkreise
15.3.6 Hydrauliktank
15.3.7 Ölkühler
15.3.8 Hydraulikleitungen
15.3.9 Berechnungsformeln für Hydraulikanlagen
15.4 Pneumatik
15.4.1 Druckluft für die pneumatische Fahrzeugbremse
15.4.1.1 Die direkte Druckluftbremse
15.4.1.2 Die indirekte Druckluftbremse
15.4.1.3 Druckluftfreies Bremssystem
15.4.1.4 Die Feststellbremse (Parkbremse)
15.4.1.5 Drucklufterzeugung
15.4.1.6 Druckluft für Maschinenkomponenten
15.4.2 Sandung
15.5 Elektrik/Elektronik
15.5.1 Stromversorgung - Bordnetz
15.5.2 Hilfsgenerator
15.5.3 Schutzeinrichtungen
15.5.4 Masseverbindung - Erdung
15.5.5 Signal- und Warnanlagen
15.5.6 Automatische Warnsysteme
15.5.6.1 Brandschutz
15.5.6.2 Brandgefahr bei alternativen Antrieben
15.5.7 Beleuchtung
15.5.8 Frei programmierbare Steuerung
15.5.9 Fehlerdiagnose
15.5.10 Remote Diagnostic and Analysis
15.6 Zustandsmonitoring
15.7 Zugbeeinflussung - Zugfunk - Signalrecorder
15.7.1 Indusi
15.7.2 Linienförmige Zugbeeinflussung
15.7.3 ETCS
15.7.4 Sicherheitsfahrschaltung
15.7.5 Gleisstromkreise
15.7.6 Achszähler
15.7.7 HeißLäuferortung
15.7.8 Fahrdatenrecorder
15.7.9 Zugfunk
15.8 Mechanik
15.8.1 Rahmen
15.8.2 Drehgestellrahmen
15.8.3 Anbauteile
15.8.4 Kabinen
15.8.4.1 Frontscheiben
15.8.4.2 Seitenscheiben
15.8.4.3 UIC-Sicht
15.8.4.4 Staubvermeidung in Kabinen durch Überdruckvorrichtung
15.8.5 Zug- und Stoßeinrichtungen
15.8.6 Lichtraumprofil
15.8.7 Begrenzung des Arbeitsbereiches
15.8.8 Freizuhaltende Räume an den Maschinenenden
15.8.9 Verriegelung beweglicher Maschinenteile
15.8.10 Auf- und Abrüsten - Elektronische Checkliste
15.9 Fahrwerke
15.9.1 Radprofile
15.9.2 Klotzbremsen oder Scheibenbremsen
15.9.3 Radsatzanordnung und Radsatzlasten
15.10 Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartbarkeit und Sicherheit
15.10.1 Zuverlässigkeit
15.10.2 Verfügbarkeit
15.10.3 Wartbarkeit
15.10.4 Sicherheit
15.11 Umweltaspekte
15.11.1 Reduzierte Staubentwicklung bei Stopfarbeiten
15.11.2 Lärmreduktion durch vollhydraulischen Stopfantrieb von System7
15.11.3 Biologisch abbaubares HydrauliköL
15.11.4 Hilfsgenerator
15.11.5 Photovoltaik
15.12 Notbetriebsarten
15.12.1 Redundanz der Antriebssysteme
15.12.2 Hydrauliknotpumpe
15.12.3 Hilfsantrieb bei Dieselmotorausfall
15.12.4 Überbrückung defekter Sensoren
FAZIT
Literaturverzeichnis
16 Zulassung von Gleisinstandhaltungsmaschinen
ZUSAMMENFASSUNG
16.1 Die Eisenbahnpakete
16.1.1 Das 1. Eisenbahnpaket
16.1.2 Das 2. Eisenbahnpaket
16.1.3 Das 3. Eisenbahnpaket
16.1.4 Das 4. Eisenbahnpaket
16.1.5 Horizont Europa
16.1.6 Shift to Rail
16.1.7 Nationale Sicherheitsvorschriften
16.2 Die Institutionen
16.2.1 Europäische Eisenbahnagentur
16.2.2 Eisenbahn-Bundesamt
16.2.3 Internationale Union der Eisenbahnen (UIC)
16.3 Zertifizierte Stellen und Einrichtungen
16.3.1 Notified Body
16.3.2 Assessment Body
16.3.3 Konformitätsbewertungsstellen
16.3.4 International zertifizierte Prüfstellen für Eisenbahnzulassungsmessungen
16.4 Regelwerk
16.4.1 Europäische Normung
16.4.2 Group Standards
16.4.3 Technische Spezifikationen für die Interoperabilität
16.5 Gesetzliche Grundlagen
16.5.1 Europäisches Recht
16.5.2 Nationales Recht
16.5.3 Europäisches Register genehmigter Fahrzeugtypen
16.5.4 Die Maschinenrichtlinie
16.5.5 Arbeitsschutz
16.5.6 Brandschutz
16.6 Zulassung von Oberbaumaschinen und Schienenfahrzeugen
16.6.1 Typgenehmigung und Genehmigung zum Inverkehrbringen von Fahrzeugen
16.6.1.1 Verfahren zur Ausstellung der EG-Prüferklärung
16.6.2 Zuständige Stelle für die Instandhaltung
16.6.3 Safety - Sicherheit
16.6.3.1 Sicherheitsnachweis Fahrzeug
16.6.4 Beispiel der Zulassung einer Bahnbaumaschine
16.7 Zulassungsmessungen
16.7.1 Sicherheit gegen Entgleisung
16.7.2 Fahrdynamische Prüfungen von Nebenfahrzeugen
16.7.3 Dynamische und statische Bremsversuche
16.7.4 Zulassungskosten
FAZIT
Literaturverzeichnis
17 Strategien der Gleisinstandhaltung
ZUSAMMENFASSUNG
17.1 Der Infrastrukturmanager und die Instandhaltungsstrategien
17.2 Problemstellungen der Planung und Koordinierung der Instandhaltung und des Zugverkehrs
17.2.1 Infrastrukturzugang und Planungsprozess
17.2.2 Strategische Probleme
17.2.2.1 Dimensionierung der Instandhaltung
17.2.2.2 Vertragsgestaltung
17.2.2.3 Dimensionierung und Lokalisierung von Wartungsressourcen
17.2.3 Taktische Probleme
17.2.3.1 Planung der Gleissperrungen für größere Bauvorhaben
17.2.3.2 Einsatzplanung für Oberbaumaschinen und Arbeitsteams
17.2.3.3 Planänderungen
17.2.4 Betriebliche Probleme
17.2.4.1 Planung von Instandhaltungsprojekten
17.2.4.2 Zeit- und Ressourcenplanung der Arbeiten
17.2.4.3 Gleisnutzungsplanung
17.3 Gleislageverschlechterung nach Instandhaltungsmaßnahmen
17.4 Modelle
17.4.1 Mechanistische Modelle
17.4.1.1 Mechanistisches Modell nach Sato
17.4.2 Statistische Modelle
17.4.2.1 Deterministische Modelle
17.4.2.1.1 KEY PERFORMANCE INDICATOR
17.4.2.1.2 FRAKTALANALYSE ZUR DETEKTION VON FEHLERURSACHEN
17.4.2.1.3 STATISTISCHES MODELL NACH DER KONVERGENZTHEORIE
17.4.2.1.4 VORHERSAGE VON EINZELFEHLERN
17.4.2.1.5 EXPONENTIELLE REGRESSION
17.4.2.1.6 VERSCHLECHTERUNGSRATE DER GLEISQUALITÄT
17.4.2.1.7 PROGNOSEMODELL AUF BASIS EXPONENTIELL VERLAUFENDER GLEISLAGEVERSCHLECHTERUNGSKURVEN
17.4.2.1.8 OPTIMIERUNG VON SPERRZEITEN FÜR STOPFARBEITEN
17.4.2.1.9 OPTIMIERUNG DER SCHICHTDAUER
17.4.2.1.10 OPTIMIERUNG DES INSTANDHALTUNGSZYKLUS
17.4.2.1.11 EXPONENTIELLE GLEISVERSCHLECHTERUNG ERGÄNZT DURCH STOCHASTISCHE VARIABLE
17.4.2.1.12 MEHRSTUFIGE REGRESSIONSMODELLE
17.4.2.1.13 MULTIVARIATE REGRESSIONSMODELLE
17.4.2.1.14 KLASSIFIZIERUNGSMODELLE
17.4.2.1.15 LOGISTISCHE REGRESSIONSMETHODEN
17.4.2.1.16 CLUSTERMODELLE
17.4.2.2 Wahrscheinlichkeitsmodelle
17.4.2.2.1 KONTINUIERLICHE WAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNG
17.4.2.2.2 MARKOV'SCHE KETTEN
17.4.2.2.3 ANWENDUNG DES MARKOV-MODELLS BEI DER NORDAMERIKANISCHER BAHN
17.4.2.2.4 BAYES'SCHE MODELLE
17.4.2.3 Stochastische Modelle
17.4.2.3.1 MODEL-PREDICTIVE-CONTROL-ANSATZ
17.4.2.3.2 ZUFALLSWAHRSCHEINLICHKEITSVERTEILUNG
17.4.2.3.3 ZEITREIHENMODELLE
17.4.2.3.4 AUTOREGRESSIVES ZEITREIHENMODELL
17.4.2.3.5 GRAUWERT-MODELLE
17.4.2.3.6 PETRI-NETZE
17.4.2.3.7 ÜBERLEBENSMODELLE
17.4.3 Instandhaltungsmodelle mit Künstlicher Intelligenz
17.4.3.1 Künstliche neuronale Netze
17.4.3.1.1 FEHLERVORHERSAGE MIT NEURONALEM NETZWERK
17.4.3.1.2 NEURONALES NETZ ZUR BERECHNUNG DER GLEISLAGEVERSCHLECHTERUNGSRATE
17.4.3.2 Adaptive, neuronale Fuzzy-Interferenzsysteme
17.4.3.2.1 MODELLVERGLEICH ORE, MARKOV, NEURONALES NETZ UND NEURO-FUZZY
17.4.3.2.2 ADAPTIVES, NEURONALES FUZZY-INTERFERENZSYSTEM FÜR SPURWEITE
17.4.3.3 Decision-Support-Systeme
17.4.3.3.1 DECISION-SUPPORT-SYSTEM FÜR EISENBAHNSIGNALANLAGEN
17.4.3.4 Maschinenlernsysteme
17.4.3.4.1 SUPPORT-VEKTOR-MASCHINEN
17.4.3.4.2 RANDOM-FOREST-REGRESSIONSMODELLE
17.4.3.4.3 ANWENDUNG GENETISCHER ALGORITHMEN
17.4.3.4.4 SUPPORT-VEKTOR-MASCHINE ZUR VORHERSAGE DER GLEISLAGEVERSCHLECHTERUNG
17.4.3.4.5 SUPPORT-VECTOR-MASCHINE ZUR FEHLERERKENNUNG VON WEICHEN
17.4.3.4.6 RANDOM-FOREST-MODELL ZUR VORHERSAGE DER SPURWEITE
17.4.3.4.7 RANDOM-FOREST-MODELL ZUR VORHERSAGE DER GLEISLAGEVERSCHLECHTERUNG
17.4.4 Vergleich der Modelle der gewählten unabhängigen und abhängigen Variablen
17.5 Track Quality Indizes
17.5.1 Kanadische Methode
17.5.2 Methode »Straßenbahn Melbourne«
17.5.3 Schwedischer Gleisqualitätsindex
17.5.4 Der amerikanische Gleisqualitätsindex der FRA
17.5.5 Track Roughness Index (Amtrak)
17.5.6 Polnischer kombinierter Gleisqualitätsindex
17.5.7 Indischer kombinierter Gleisqualitätsindex
17.5.8 Chinesischer kombinierter Gleisqualitätsindex
17.5.9 Iranischer Gleisqualitätsindex
17.5.10 Österreichischer Gleisqualitätsindex
17.5.11 Gleisqualitätsindex von ProRail, Niederlande
17.5.12 Französischer Gleisqualitätsindex
17.5.13 Zusammenhang zwischen Gleisqualitätsindex und Powerdichtespektrum
17.6 Die Gleisgeometriefehlerberichtigung durch Stopfen
17.6.1 Verfehlter Strategieansatz: Reduktion der Stopfarbeiten
17.6.2 Die optimale Eingriffsschwelle für das Stopfen
17.7 Kombination von Gleisinstandhaltungsarbeiten
17.7.1 Kombination aus Stopfen mit Schleifen/Fräsen
17.8 Vergabe von Gleisbauarbeiten
17.8.1 Mehrjährig laufende Unternehmerverträge bei den ÖBB
FAZIT
Literaturverzeichnis
18 LCC und RAMS
ZUSAMMENFASSUNG
18.1 Lebenszykluskosten (LCC)
18.1.1 Formen der Investitionsrechnungen
18.1.1.1 Kapitalwertmethode
18.1.1.2 Annuitätenmethode
18.1.1.3 Interner-Zinssatz-Methode
18.1.2 Die verschiedenen LC-Kostenanteile bei der Bahn
18.1.2.1 Instandhaltungskosten
18.1.2.2 Erneuerungskosten
18.1.2.3 Betriebserschwerniskosten
18.1.2.4 Überstellkosten - Fahrkosten
18.1.2.5 Kosten der ungenutzten Lebensdauer
18.1.2.6 Verspätungs- und Verkehrsunterbrechungskosten
18.1.2.7 Umweltbezogene Kosten
18.1.2.8 Andere Kostenfunktionen
18.1.2.9 Externe Kosten
18.2 Life-Cycle-Management
18.3 RAMS
18.3.1 Bedeutung der Begriffe
18.3.2 Funktionale Sicherheit
18.3.3 Technische Spezifikationen Interoperabilität
18.3.4 Wichtige RAMS-Parameter
18.3.5 Vergleichende LCC für die Infrastruktur
18.3.6 Das österreichische Modell
18.3.6.1 Der Normkilometer
18.3.6.2 Normalisierte Jahreskosten
18.3.6.3 Einfluss der Liegedauerverlängerung
18.3.6.4 LCC von Weichen
18.3.6.5 Einfluss von Bauabschnittslängen/Sperrpausen
18.3.6.6 Einfluss von Bogenradien auf die LCC
18.3.6.7 Wirtschaftlichkeit besohlter Schwellen
18.3.7 Das Modell der SBB
18.3.8 Auswirkungen von Budgetrestriktionen
18.3.9 Ganzheitliches englisches LCC-Modell
18.3.10 LCC/RAMS im Bereich der Infrastruktur
18.3.11 Nachhaltigkeitsaspekte und LCC
18.3.12 Optimaler Abstand von Überleitstellen
18.3.13 LCC/RAMS für Schienenfahrzeugtechnik
18.3.13.1 Verfügbarkeit von Schienenfahrzeugen
18.3.13.2 Wartbarkeit von Schienenfahrzeugen
18.3.13.3 Zuverlässigkeit von Oberbaumaschinen
18.3.13.4 Verfügbarkeit von Oberbaumaschinen
18.3.13.5 Wartbarkeit von Oberbaumaschinen
18.3.13.6 Sicherheit von Oberbaumaschinen
18.3.14 Safety - Sicherheit von Bahnanlagen
18.4 LCC-Vergleich Schotteroberbau und Feste Fahrbahn
18.4.1 Möglichkeiten der Reduktion der Instandhaltungskosten
18.4.1.1 Verbesserungen der Infrastruktur
18.4.1.2 Verbesserungen am Rollmaterial
18.5 Ländervergleich
18.5.1 Railway Performance Index
18.6 Kostentreiber
18.7 Kostentabelle
FAZIT
Literaturverzeichnis
19 Umweltaspekte und ökologischer Fußabdruck
ZUSAMMENFASSUNG
19.1 Der Klimawandel
19.1.1 Der Anteil des Verkehrs an den Treibhausgasemissionen
19.1.2 Wachstum und Anteil des Schienenverkehrs
19.1.3 Die umweltfreundliche Bahn
19.1.4 Die Auswirkungen des Klimawandels auf die Eisenbahn
19.2 Die Vorhaben der EU - die Dekarbonisierung mit Hilfe der Eisenbahn
19.3 Dekarbonisierung beim Eisenbahnverkehr
19.3.1 Kreislaufwirtschaft
19.3.1.1 Laufzeitverlängerung von Hochgeschwindigkeitszügen
19.3.2 Maßnahmen beim Verkehrswegebau
19.3.3 Nachhaltigkeit von Systembahnsteigen in Betonfertigteil-Bauweise
19.3.4 Verwendung von Geokunststoffen
19.3.5 Bahnschwellen aus recyceltem Kunststoff
19.3.6 Fahrerassistenzsysteme
19.3.7 Energieeffiziente Fahrweise der Triebfahrzeuge
19.3.8 Bahnreise statt Kurzstreckenflüge
19.3.9 Gewichtsreduktion der Schienenfahrzeuge
19.3.10 Berechnung des Energiebedarfs von Zügen
19.3.11 Alternative Antriebe
19.3.11.1 Wasserstoffantriebe
19.3.11.2 Batterieantriebe
19.3.11.3 Hybridantriebe
19.3.12 Photovoltaikanlagen auf Bahngebäuden
19.3.13 Klimawandeleinfluss auf die Eisenbahn
19.3.13.1 Maßnahmen
19.4 THG-Emissionen bei Instandhaltungs- und Erneuerungsarbeiten
19.4.1 THG-Emissionen für den Transport
19.4.2 Typische Kennwerte von THG-Emissionen
19.4.3 Feinstaubemissionen
19.4.4 Entstaubungsanlage einer Bettungsreinigungsmaschine
19.4.5 THG-Emissionen der Infrastruktur
19.4.6 Landverbrauch
19.4.7 Gleisabwasserbelastung
19.4.8 Imprägnierte Schwellen
19.4.9 Vegetationskontrolle
19.4.10 Bahnlärm
19.5 Störungen und Auswirkungen des Bahnverkehrs auf Wildtierarten
19.5.1 Landschaftspflegerische Maßnahmen
19.6 Ökologischer Fußabdruck
19.7 Ökobilanz
19.8 Umweltbelastungspunkte - Methode der ökologischen Knappheit
19.8.1 Umweltbilanz Gleisumbau
19.9 Berechnung von THG-Kosten
19.9.1 THG-Kosten der Schienenoberflächenbearbeitung und des Schienenwechsels
19.9.2 Einfluss der Schienengüte auf THG-Emissionen
19.9.3 Externe Kosten der Bahn im Vergleich zur Straße
19.10 Informationssysteme für Umweltdaten
19.11 Reduktion von Lichtemissionen
19.12 Vogelschutz an Bahnoberleitungen
FAZIT
Literaturverzeichnis
20 Die Digitalisierung der Eisenbahn
ZUSAMMENFASSUNG
20.1 Die Bahn im Zeitalter der Industrie 4.0
20.2 Internet of Things
20.3 Building Integration Model
20.3.1 Instandhaltung von Eisenbahnen mit BIM
20.3.2 Strategien zur Einführung von BIM
20.3.3 LiDAR-Messsysteme
20.3.3.1 Airborne Laserscanning
20.3.3.2 Terrestrisches Lasercanning
20.3.3.3 Mobiles Laserscanning
20.3.4 Mobile Mapping zur Überprüfung des lichten Raums
20.3.5 Bestandsaufnahme von Strecken zur Bildung von BIM-Modellen
20.3.6 Bauablaufplanung mit BIM
20.3.7 Beispiel der BIM-Erstellung einer Weiche
20.3.7.1 Planungs- und Entwurfsphase von Weichen
20.3.7.2 Produktionsphase der Weiche
20.3.7.3 Vormontage der Weiche
20.3.7.4 Logistik für den Transport und Aufbau von Weichen
20.3.7.5 Einbau und Installation der Weiche
20.3.7.6 Betrieb und Instandhaltung von Weichen
20.3.7.7 Rückbau und Recycling
20.3.8 BIM und klassische Bahnvermessung
20.3.9 Digitale Erfassung der Gleisumgebung zur Erstellung von BIM-Modellen
20.3.10 Kosten-Nutzen-Verhältnis bei BIM-Anwendungen
20.3.11 Wie kann BIM weiterentwickelt werden?
20.4 Digital Twin
20.4.1 Die drei Phasen der Entwicklung eines Digital Twins
20.4.1.1 Modellierung der Systemkomponenten von DTs
20.4.1.2 Identifizierung und Auswahl der Modellierung virtueller Sensoren der Schlüsselkomponenten (Datensammlung)
20.4.1.3 Definition und Abgleich der Modellierungsparameter
20.4.1.4 Physikbasierte und datenbasierte Ansätze
20.4.2 Anforderungen an Digital Twins bei Eisenbahnanwendungen
20.4.3 Digital Twin in der Anwendung
20.5 Digital Twin für die Gleisinstandhaltung und den Betrieb der Eisenbahninfrastruktur
20.5.1 Fallstudie Metro Taipeh
20.6 Big Data
20.7 Maschinelles Lernen - Künstliche Intelligenz
20.8 Cloud and Cloud Computing
20.9 Zustandsmonitoring
20.9.1 Drahtlose Sensornetzwerke
20.9.2 Instandhaltungsstrategien
20.9.3 Zustandsmonitoring mobiler Anlagen
20.9.3.1 Zustandsüberwachung von Schienenfahrzeugflotten
20.9.3.2 Zustandsüberwachung von Güterwagen
20.9.3.3 Zustandsüberwachung eines Intermodal-Zuges
20.9.3.4 Schienenzustandserkennung mit Regelfahrzeugen
20.9.3.5 Zustandsüberwachung für Antriebssysteme
20.9.4 Zustandsmonitoring stationärer Anlagen
20.9.4.1 Temperaturmessung von Zugkomponenten
20.9.4.2 Radüberwachungsanlagen
20.9.4.3 Fernüberwachung von Weichen
20.10 Die Digitalisierung des rollenden Materials
20.10.1 Digitalisierung bei HGV-Zügen
20.10.2 Oberbaumaschinen auf dem Weg zum autonomen Betrieb
20.10.2.1 Voraussetzungen einer autonomen Maschine
20.10.2.2 Der Universal Tamper 4.0 auf dem Weg zum autonomen Arbeiten
20.10.2.3 Trendbasiertes Condition Monitoring
20.10.2.4 Ferndiagnose und Fernzugriff
20.10.2.5 Die Vollautomatisierung und Autonomie der Arbeit
20.10.2.6 Automatische Maschinenvorfahrt
20.10.2.7 Die Automatisierung des Stopfvorgangs
20.10.2.8 Die Automatisierung der Hebewerkzeugwahl
20.10.2.9 Deep Learning der Maschine
20.10.2.10 Digitaler Zwilling und Simulation der Stopfarbeit
20.10.2.11 Was bringt die Zukunft den Gleisinstandhaltungsmaschinen?
20.11 Die Digitalisierung im Infrastrukturbereich
20.11.1 Herausforderungen der Eisenbahninfrastruktur
20.11.2 Weichenassistenzsystem
20.11.3 Einschätzung von Branchenteilnehmern über den Stand der Digitalisierung
20.11.4 Gefahrenerkennung, Gefahrenabschätzung und Sicherheit von Bahnanlagen
20.11.5 Bildanalyse von Schotterproben
20.11.6 Bildanalyse von Weichenkomponenten
20.11.7 Hochgenaues Laserscanning
20.11.8 Smart Track - intelligente Überwachungstechnologie
20.11.9 Digitalisierung bei der Thermit-Schweißung
20.12 Schlüsselkompetenzen und Schulung der Digitaltechniknutzer
20.13 Datensicherheit
20.13.1 Rechtliche Basis
20.13.2 Methoden von Cyberangriffen
20.13.2.1 Der unbefugte Zugriff
20.13.2.2 Malware
20.13.2.3 Denial-of-Service
20.13.2.4 Phishing
20.13.2.5 Zero-Day-Angriff
20.13.3 Verteidigungsstrategien
20.13.4 Angriffe auf IoT-Geräte
FAZIT
Literaturverzeichnis
Empfohlene weiterführende Literatur
Index

Systemvoraussetzungen

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