Ganzheitliche Optimierung des Instandhaltungsprozesses der Gleisgeometrie

Quiroga, Lisandro Mariano

Die Instandhaltung der Gleisgeometrie ist für die Eisenbahnbetriebsqualität und -sicherheit von höchster Relevanz. Sie erfordert kostspielige sowohl technische als auch menschliche Ressourcen. Die optimale Ausnutzung der dafür zur Verfügung stehenden Ressourcen ist daher für die Wirtschaftlichkeit des Betriebs entscheidend. Jedoch zeugen Lebensdauern von über 25 Jahren und Eingriffsplanungshorizonte von bis zu drei Jahren von der Komplexität der Bestimmung einer optimalen Instandhaltungsstrategie. In der vorliegenden Arbeit wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Optimierung des Instandhaltungsprozesses der Gleisgeometrie vorgestellt. Seine grundlegenden Komponenten sind ein Alterungs- und Instandsetzungsmodell, ein Prognostizierungsverfahren für den Gleisqualitätsverlauf und ein heuristischer Algorithmus für die Optimierung der Planung der Stopfeingriffe. Die Zusammensetzung dieser Bausteine in der Form eines prädiktiven Regelkreises resultiert in einer Simulationsumgebung für langfristige Optimierung der Instandhaltungsstrategie. Sowohl jede der Komponenten als auch der ganzheitliche Ansatz werden anhand von Fallstudien basierend auf realen Messdaten stammend aus einer französischen TGV Hochgeschwindigkeitsstrecke validiert. Die erreichten Ergebnisse verdeutlichen das erhebliche Potenzial computergestützter Systeme für die Optimierung des Instandhaltungsprozesses der Gleisgeometrie.

The maintenance process of railway track geometry is highly relevant for the system operation quality and safety, demanding huge technical and human resources. An optimal deployment of the available resources is therefore crucial for the cost-effectiveness of railway operation. However, lifetimes of more than 25 years and maintenance planning horizons of up to three years evidence the high complexity of the assessment of the optimal maintenance strategy. In this work a holistic approach to the optimisation of the maintenance process of the track geometry is presented. Its main constituents are an ageing and restoration process model, a forecasting method, and a heuristic algorithm for planning and scheduling optimisation of tamping interventions. The combination of these milestones results in a simulation environment for long term optimisation of the maintenance strategy. Each of the constituents as well as the holistic approach are validated by means of case studies basing on real data collected on a French TGV high speed line. The results achieved illustrate the significant potential of computational techniques for the optimisation of the railway track geometry maintenance process.

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Quiroga, Lisandro Mariano: Ganzheitliche Optimierung des Instandhaltungsprozesses der Gleisgeometrie. 2011.

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