Horizontale Regressionsanalyse

Erfahren Sie, wann Achsen mit der horizontalen Regressionsanalyse erstellt werden.

Stellen Sie sich ein Bahngleis vor, das sich über viele Kilometer erstreckt. Damit Züge reibungslos und sicher fahren können, muss dieses Gleis einem ganz bestimmten Pfad entlang des Bodens folgen. Dieser Pfad mit all seinen geraden Abschnitten und Kurven wird als horizontale Achse bezeichnet. Bahnstreckenplaner planen diese Achse beim Bau neuer Schienenwege sorgfältig.

Im Laufe der Zeit, wenn viele Züge darauf fahren und sich der Boden setzt, kann ein vorhandenes Gleis von seiner ursprünglich vorgesehenen Position leicht abweichen. Es können kleine Unebenheiten oder Unregelmäßigkeiten entstehen, die anfangs nicht vorhanden waren. Wenn Ingenieure den exakten aktuellen Verlauf von alten Gleisen kennen müssen oder diese repariert oder modernisiert werden sollen, benötigen sie eine präzise Methode, um die vorhandene Form abzubilden und dann den bestmöglichen ebenen Pfad zu finden, dem sie folgen sollen.

Hier kommt die horizontale Abweichung ins Spiel.

Horizontale Abweichung - Vorteile für Bahnstreckenplaner

Die horizontale Abweichung bietet mehrere wichtige Vorteile für den Entwurf und die Instandhaltung von Gleisen:

1. Wiederherstellen der Geometrie im Ist-Zustand. Wenn die ursprünglichen Entwurfspläne für eine alte Eisenbahnstrecke verloren gegangen oder ungenau sind, können Planer mithilfe der horizontalen Abweichung ein genaues Modell der Gleisstrecke im aktuellen Zustand erstellen.
2. Optimieren und Glätten von Achsen. Mithilfe der horizontalen Abweichung können in alten Gleisen vorhandene Knicke und Unregelmäßigkeiten geglättet werden, um die Gleisstrecke zu verbessern. Dies erhöht die Reisequalität für die Fahrgäste und reduziert den Verschleiß sowohl an den Zügen als auch an der Schiene.
3. Anleitung für die Instandhaltung und Erneuerung von Gleisen. Die durch die Abweichung erzeugte optimierte Achse ist die Zielvorgabe für Gleiswartungsteams. Diese passen das Gleis an (ein Vorgang, der als Stopfen bezeichnet wird) mit dem Ziel, es in diese verbesserte Achse zu bringen. Das ist von entscheidender Bedeutung für Gleisinstandsetzungsprojekte, um sicherzustellen, dass die reparierten Gleise die gewünschten Sicherheits- und Leistungsstandards erfüllen.
4. Identifizieren vorhandener Entwurfselemente. Der Prozess kann automatisch oder halbautomatisch erkennen, wo gerade Abschnitte enden und Kurven beginnen sowie die Parameter dieser Kurven und Übergänge erkennen, die durch die bloße Betrachtung von Vermessungsdaten schwer zu bestimmen sind.
5. Minimieren von Bauarbeiten. Durch die Erstellung einer "Ausgleichslinie", die so nah wie möglich an der bestehenden Strecke liegt, kann die physische Verschiebung der Schiene, die bei Modernisierungen erforderlich ist, minimiert werden. Dies kann zu erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen während der Bauausführung führen.
6. Verbessern von Sicherheit und Komfort. Durch die Schaffung einer ebeneren und präziseren Gleisgeometrie trägt die horizontale Abweichung letztendlich zu einem sichereren Zugbetrieb und einer komfortableren Fahrt für die Fahrgäste bei.

Im Wesentlichen ist die horizontale Abweichung ein leistungsstarkes Werkzeug, das Eisenbahningenieuren hilft, den aktuellen Zustand von Eisenbahngleisen zu verstehen und deren Zukunft intelligent zu planen, um sicherzustellen, dass sie auch in den kommenden Jahren sicher, effizient und komfortabel bleiben.

Was ist eine horizontale Abweichung?

Die horizontale Abweichung ist ein Verfahren, das von Bahnstreckenplanern verwendet wird, um eine Reihe von Messungen entlang vorhandener Bahngleise vorzunehmen und diese Daten zur Erstellung einer aktualisierten, optimierten horizontalen Achse zu verwenden. Stellen Sie sich dies so vor, als würden Sie die bestmögliche ebene Linie zeichnen, die einigen leicht verstreuten Punkten genau folgt.

Zuerst messen Vermesser die exakten Koordinaten (Positionen) vieler Punkte entlang der Mittellinie der vorhandenen Gleise. Diese Messungen erfassen den aktuellen realen Verlauf der Gleise, einschließlich aller Unebenheiten.

Anschließend werden die Vermessungsdaten in eine Reihe von standardmäßigen Gleisachskomponenten zu diesen Punkten eingepasst. Diese Komponenten sind:

• Tangenten. Dies sind die absolut geraden Abschnitte des Gleises.
• Kreisförmige Bogen. Dabei handelt es sich um Gleisabschnitte, die Teil eines perfekten Kreises sind, so dass die Züge mit einer konstanten Krümmungsrate die Richtung ändern können.
• Übergangsbogen. Dies sind spezielle Bogen, die eine allmähliche Änderung der Krümmung zwischen einer geraden Tangente und einem kreisförmigen Bogen oder zwischen zwei kreisförmigen Kurven mit verschiedenen Radien ermöglichen. Sie sind unerlässlich für eine reibungslose und sichere Ein- und Ausfahrt von Zügen in Kurven sowie für den Fahrgastkomfort.

Bei der horizontalen Abweichung wird die Kombination aus Tangenten, Kreisbogen und Übergangsbogen berechnet, die das vorhandene Gleis am besten darstellt. Das Ziel ist es, eine neue, ebene Achse zu definieren, bei der die Unterschiede (Verschiebung oder Abweichungen) zwischen dieser neuen Achse und den tatsächlich gemessenen Gleispunkten so gering wie möglich sind.

Andere Anwendungen für Achsen

Während der spezifische Begriff "horizontale Abweichung" in der Bahnindustrie gebräuchlich ist, wird sein Kernprinzip - die Optimierung eines linearen Pfads mithilfe von Vermessungsdaten - im gesamten Tiefbau angewendet.

Dieses Konzept ist auch für andere Anwendungen von grundlegender Bedeutung, z. B.:

• Straßen und Schnellstraßen. Die Technik wird für den Entwurf und die Sanierung von Straßen verwendet. Damit wird eine "Ausgleichsachse" von geraden Abschnitten und Kurven für vorhandene Straßen erstellt. Dies verbessert die Sicherheit und minimiert kostspielige Erdarbeiten für neue Strecken.
• Rohrleitungsbau. Bei Rohrleitungsentwürfen werden ähnliche Methoden zur Streckenoptimierung verwendet. Bei diesem Prozess wird die wirtschaftlichste und sicherste Strecke für Pipelines ermittelt, wobei Gelände, Hindernisse und Georisiken berücksichtigt werden. Außerdem kann die Verformung oder Verschiebung vorhandener Rohrleitungen analysiert werden.

Im Wesentlichen sind Ingenieure mithilfe der Technik des Einpassens einer geometrischen Linie in einen Satz von realen Punkten in der Lage, den Entwurf, die Sicherheit und die Kosteneffizienz verschiedener Arten von linearer Infrastruktur zu verbessern.