02 Fakultät Bau- und Umweltingenieurwissenschaften

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    Detektion von Fehlern am Gleis mittels Frequenzanalyse am Beispiel eines Fahrweg-Fahrzeug-Modells
    (2018) Aboul Seoud, Ibrahim
    Durch die kontinuierlich steigende Verkehrsleistung im Eisenbahnverkehr erhöht sich auch die Anzahl der gefährlichen Ereignisse. Einige dieser Eisenbahnunfälle könnten durch eine frühzeitige Identifizierung von Fehlern am Fahrweg vermieden werden. Dabei könnte die kontinuierliche Überwachung und Bewertung des Fahrwegzustands in Echtzeit durch an Regel-zügen angebrachten Sensoren erfolgen, wodurch auch eine erhebliche Kostenersparnis und Erhöhung des Fahrkomforts sowie der Sicherheit ermöglicht würde. Zur Erkennung von Feh-lern können typische Frequenzbereiche genutzt werden. Um diese zu generieren wurde am Institut für Eisenbahn- und Verkehrswesen der Universität Stuttgart ein Modell gebaut. Im Modell können Gleisfehler mit unterschiedlichen Geometrien und Steifigkeiten am Fahrweg installiert werden. Zur Fehlerdetektion wurde die vertikale Beschleunigung mit einem Beschleunigungssensor am Fahrzeug erzeugt. Für das Beschleunigungssignal im Bereich von Fehlern wurden dann die Frequenzen analysiert. Der Vorteil des Modells ist, dass die Positionen der Fehler im Modell bekannt sind, wodurch leicht zwischen den einzelnen Fehlern im Mess-schrieb unterschieden werden kann. Um Einzelfehler im Messschrieb bewerten zu können, ist eine Klassifikation der detektierten Fehler notwendig. Im Rahmen der Bachelorarbeit erfolgt deshalb eine Frequenzanalyse zu einzelnen im Modell existierenden Fehlern. Die Messschriebe im Bereich von Fehlern wurden mittels Fast Fourier Transformation, der spektralen Beschleunigungsdichte und der Wavelet-Analyse untersucht. Darauf aufbauend wurde einer Logik zu Detektion der Gleisfehler im Modell entwickelt und mittels der Software Enterprise Architect diese dargestellt. Anschließend wurde diese Logik mit der Software MATLAB umgesetzt und getestet.
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