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Für das System Eisenbahn ist eine effiziente, zustandsorientierte und vorausschauende Instandhaltung unerlässlich, um die Verfügbarkeit der Eisenbahninfrastruktur und der Fahrzeuge zu maximieren. Neue Sensortechnologien, Übertragungs- sowie Analysemethoden ermöglichen hierbei im Zusammenspiel eine gänzlich neue Qualität der Zustandsüberwachung und Planung der Instandhaltungsaktivitäten. Dieser Beitrag beschreibt die aktive Gestaltung des Paradigmenwechsels in der effizienten Sicherstellung eines einwandfreien Zustands des Fahrwegs und der Fahrzeuge.

Die Bundesverkehrswegeplanung (BVWP) untersucht die Effekte von Infra­struktur­investitionen. Im BVWP 2030 sollte erstmals auch die Zuverlässigkeit als Beurteilungskriterium für die Auswahl neuer Infra­struktur­projekte genutzt werden. Zur Ermittlung der Zuverlässigkeit des Systems Bahn wurde zunächst eine umfassende Betriebsanalyse von tatsächlich gefahrenen Betriebs­programmen durchgeführt. Die Erkenntnisse wurden in ein IT-basiertes Berechnungs­modell auf mikroskopischer Datenbasis integriert, um den aktuellen Betriebsablauf der Bahn simulativ nachzubilden. Aussagen über Modifikationen an der Infrastruktur und Betrieb konnten durch weitere Stresstests gewonnen werden. Zur Ermittlung des funktionalen Zusammen­hangs zwischen Zuver­lässig­keit sowie als Eingangsgrößen die Eisen­bahn­infrastruktur, das Betriebsprogramm und anderen Faktoren erfolgte eine statistische Analyse für einzelne Netzelemente. Die so ermittelten Zuverlässigkeitsfunktionen für die Elemente des Analysenetzes des BVWP können dann bei der Routenbildung im Rahmen der Verkehrsumlegung berücksichtigt werden.

Die Digitalisierung der Bahnbranche eröffnet zahlreiche neue Möglichkeiten. Der technologische Fortschritt verändert auch die Strukturen und Prozesse, auf denen die Branche basiert. Dementsprechend ergeben sich auch in Bereichen wie der Zugerfassung, der Überwachung verschiedener Komponenten an Gleis und Zügen oder in Bezug auf Sicherheitsanwendungen neue Ansätze. Diese können mittels zweier paralleler Strategien verfolgt werden: sowohl durch die Modernisierung bestehender Systeme als auch durch die Entwicklung neuer Lösungen.

Es wird ein generisches Referenzsystems Eisenbahn vorgeschlagen, welches das gemeinsame betriebliche Grundverständnis fördern und einen Beitrag zur betrieblichen Interoperabilität leisten soll. Ausgehend von einem vereinfachten Eisenbahnsystem, in dem vereinfachte Schienenfahrzeuge und Infrastrukturelemente verwendet werden, werden individuelle Verhaltensweisen analog zum Straßen- oder Schiffsverkehr untersucht. Es wird dabei festgestellt, dass für ein individuelles Fahrverhalten ein erheblicher Infrastrukturbedarf nötig ist. Um das Verkehrssystem Eisenbahn unter wirtschaftlichen Rahmenbedingungen betreiben zu können, wird Leit- und Sicherungstechnik eingesetzt. Erst unter dessen Berücksichtigung kann ein allgemeines Referenzsystem definiert werden, in dem die grundlegenden Systemeigenschaften und funktionalen Ziele berücksichtigt werden und es kann gegenüber anderen Verkehrssystemen eindeutig abgegrenzt werden.