T - Niels Heuwold

Einführung 1
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1 Einführung
1.1 Problemdarstellung
In der automatisierten Gleisvermessung werden seit ca. 30 Jahren Gleismesswagen
genutzt, um Informationen über Gleiszustände zu gewinnen und in der Hauptsache
Gleisfehllagen zur Gewährleistung der Fahrsicherheit aufzudecken. Die meisten dieser
fahrbaren Messeinrichtungen basieren auf dem Langsehnen-Verfahren. Während einer
Messfahrt wird jeder Gleisstrang durch Pfeilhöhenmessungen mit einer Messwagen-
Basislänge von ca. 5-50 m in regelmäßigen Abständen diskretisiert. Als Ergebnis liegen
'horizontale' (siehe Bemerkung Kap. 3.3.2) und vertikale Krümmungsbänder der
Gleisstränge vor.
Auf Grund des bisher verbreiteten Vorgehens, bei der Auswertung der so gewonnenen
Messdaten jeden Abtastpunkt einzeln zu bewerten, ist eine Aufdeckung von langwelligen
Gleislagefehlern (weitaus länger als die Messwagenlänge) - z.B. von großflächigeren
Setzungen (u.a. bei Brückenbauten), oder Gleisverschiebungen in Folge der Einwirkung
der Fliehkraft zur Kurvenaußenseite - nicht ohne weiteres möglich.
Eine Betrachtung der diskreten Messpunkte als Bestandteile von Trassierungselementen
ist nötig.
In diesem Zusammenhang wird in der vorliegenden Arbeit ein Ansatz zur automatisierten
Bestimmung der horizontalen Gleisgeometrie - konkret der Trassierungselemente und
deren Parameter - erarbeitet, in eine Software-Lösung ('railsoft 1.0') umgesetzt und
anhand praktischer Beispiele der Berliner U-Bahn getestet.
Grundlage der Bestimmung ist die Kenntnis der verwendeten Trassierungselement-Typen
und deren funktionale Zusammenhänge im Krümmungsverlauf (Krümmungsbild).
Es werden Kriterien zur Detektierung der Elemente aufgestellt, deren linearer Verlauf im
Krümmungsbild (Geraden, Klothoiden, Kreisbögen) durch eine vermittelnde Ausgleichung
bestimmt und die Elementübergangspunkte durch Schnitt der Regressionsgeraden
ermittelt.
Die automatisierte Bestimmung der Trassierungselemente und deren Parameter ist
insofern bedeutsam, da so nicht nur Gleislagefehler ermittelt werden können, sondern
auch Gleise deren Geometrie nicht bekannt ist erfasst werden können. Die Unkenntnis
der Gleislage ist nach [PRESLE 1999] selbst in Industrie-Nationen oftmals der Fall. Somit
bietet die Erfassung der Gleisgeometrie die Möglichkeit zur Optimierung des Gleis-
verlaufes, zur Anpassung an moderne Trassierungsrichtlinien und zur dauerhaften
Dokumentation und Archivierung.