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Einfluss von Fehlern auf die Qualität von Streckenbeeinflussungsanlagen
BASt-Bericht V 299
Christoph Schwietering, Ingenieurbüro Schwietering, Aachen
Thorsten Neumann, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Berlin
Tobias Volkenhoff, Adrian Fazekas, Elena Jakobs, Markus Oeser, Institut für Straßenwesen, RWTH Aachen
103 Seiten
Erscheinungsjahr: 2017
Preis: 0,00 €
Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.
Zur Sicherung der Leistungsfähigkeit der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland soll im Bereich der kollektiven Verkehrsbeeinflussung in Zukunft das Werkzeug des prozessorientierten Qualitätsmanagements genutzt werden.
Diese Forschungsarbeit hatte die Erarbeitung eines vollständigen Prozess- und Qualitätsmodells und praxistauglicher Handlungsempfehlungen für die verschiedenen Lebenszyklusphasen von Streckenbeeinflussungsanlagen (SBA) zum Ziel.
Zu diesem Zweck wurden diverse Grundlagen zur Gestaltung eines auf SBA bezogenen Qualitätsmanagementsystems herangezogen. Das erarbeitete Prozessmodell umfasst 34 bewertungsrelevante Prozesse in den Lebenszyklusphasen Planung, Bau und Betrieb, einschließlich des unterstützenden Prozesses Wartung und Instandsetzung.
Zur Identifikation von Lücken in der Qualitätssicherung der Prozesse wurde eine Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse (FMEA) durchgeführt. Anhand von Expertenwissen wurden Fehler und Fehlerursachen analysiert und die kritischsten Qualitätsprobleme zusammengestellt.
Anhand der Ergebnisse des Prozessmodells wurde zur quantitativen Beschreibung der Auswirkungen möglicher Fehler ein Qualitätsmodell entwickelt. Auf Grundlage eines Bayes’schen Netzes wurden die Auswirkungen von Fehlern auf nachfolgende Prozesse im gesamten SBA-Lebenszyklus systematisch abgebildet. Das probabilistische Qualitätsmodell kann dabei außerdem als Diagnose-Werkzeug zur Untersuchung der Fehlerursachen von beobachteten Störungen einer SBA genutzt werden.
Im Rahmen der Forschungsarbeit wurden anhand der Ergebnisse des Prozessmodells praxisorientierte, ressourcenschonende Handlungsempfehlungen abgeleitet und in einem Dokument für Planer und Betreiber von Streckenbeeinflussungsanlagen zusammengestellt. Zudem wurde eine Methode zur Abschätzung des Nutzens der Maßnahmen beschrieben, um die erforderlichen Investitionen zur Qualitätssicherung zu begründen.
Zukünftige Forschungsarbeiten sollten sich im Zusammenhang mit der Adaption des Qualitätsmodells auf eine konkrete SBA insbesondere mit der Optimierung des Modells in Form von Anpassungen der Modelltopologie beschäftigen. Des Weiteren sollte untersucht werden, ob die in dieser Forschungsarbeit erarbeiteten Ergebnisse auf andere Typen von Verkehrsbeeinflussungs-anlagen übertragbar sind.
The impact of failures on the quality of active traffic control systems
In the future, process-oriented quality management should be used to ensure the efficiency of the transport infrastructure in Germany in the field of collective traffic management systems.
This research work achieved a complete process and quality model and practicable recommendations for actions to enhance quality for the entire life cycle of active traffic control systems.
In order to develop a complete process model, existing designs of quality management systems of traffic control systems were used. The final process model is divided into the life cycle phases ‘planning’, ‘construction’, and ‘operation’ including maintenance, which supports the phase ‘operation’. The process model contains 34 valuation-relevant processes.
A failure mode and effect analysis (FMEA) was created and executed to identify problems in the quality assurance of the processes defined in the process model. On the basis of expert knowledge, failure and failure causes were analyzed and the most critical quality problems were identified.
Based on the results of the process model, a quality model for a quantitative description of the effect of failures was developed. The concept of Bayesian network was used to systematically illustrate the impact of failures on following processes throughout the life cycle of active traffic control systems. The probabilistic quality model can also be used as a diagnostic tool for analyzing failure causes of observed disturbances of an active traffic control system.
As part of the research, practicable and resurce-saving recommendations for action to enhance quality were derived, based on the results of the process model and compiled in a document for planners and operators of active traffic control systems. Additionally, a method to estimate the benefit of the recommendations was described for justify the required investment for quality assurance.
The focus of future research should examine the adaption of the quality model to a specific active traffic control system, in particular the optimization of the model topology. Furthermore, it should be analyzed whether the elaborated results of research can be applied to other types of traffic control systems.