In der vorliegenden Arbeit werden zunächst urbane Schienenverkehrssysteme in Deutschland beschrieben und in ihrer Entwicklung dargestellt. Zu den urbanen Schienenverkehrssystemen gehören Straßenbahn-, Stadtbahn- und U-Bahn-Systeme. Die Eigenschaften und Ausprägungen dieser Systeme werden mit denen des Eisenbahnbereichs verglichen und die Gemeinsamkeiten und Unterschiede aufgezeigt. Es folgt die Analyse der Gleisinfrastruktur der urbanen Schienenverkehrssysteme.
Dabei wird ermittelt, welche Oberbauarten vorhanden sind und welche Oberbauarten beim Neubau von Strecken oder bei der Instandsetzung von Streckenabschnitten zur Anwendung kommen. Anschließend wird eine Auswahl von Oberbauarten getroffen, die bei den weiterführenden Untersuchungen berücksichtigt wird.
Der zweite Schritt der Datenerfassung ist die Ermittlung der Nutzungshäufigkeit der Gleisinfrastruktur durch Schienenfahrzeuge und ggf. auch durch Straßenfahrzeuge. Neben der Anzahl an Fahrten je Zeitintervall werden zusätzlich die Fahrzeugtypen berücksichtigt. Die Fahrzeugflotten der urbanen Schienenverkehrssysteme sind teilweise homogen und teilweise inhomogen. Auch die Zugbildung von Einzelfahrzeugen muss berücksichtigt werden.
Die Instandhaltungsmaßnahmen werden möglichst kleinteilig erfasst, um sie einzelnen Streckenabschnitten zuordnen zu können. Die Instandhaltungsmaßnahmen werden nach den Teilbereichen Inspektion, Wartung, Instandsetzung und Verbesserung getrennt erhoben. Durch Inspektionen wird der Zustand der Infrastruktur ermittelt. Dies kann z. B. durch Messungen aber auch durch visuelle Prüfungen geschehen. Durch mehrere Inspektionen desselben Streckenabschnitts zu unterschiedlichen Zeitpunkten lässt sich die Veränderung des Zustands ermitteln. Auf der Grundlage der ermittelten Daten der Oberbauarten, der Nutzungshäufigkeit und der Instandhaltungsmaßnahmen wird ein Verschleißmodell zur Nutzungsdauerprognose der Gleisinfrastruktur entwickelt. Dieses erlaubt es, in Abhängigkeit von dem Zeitintervall der vorhandenen Daten, das Verhalten der Gleisinfrastruktur zu prognostizieren. Wartungs-, Instandsetzungs- und Verbesserungsmaßnahmen werden berücksichtigt. Zum Teil wurden die Daten von den Verkehrsunternehmen, die urbane Schienenverkehrssysteme betreiben, zur Verfügung gestellt, zum Teil sind diese Daten aus öffentlich zugänglichen Quellen gewonnen worden.
Anschließend werden Strategien zur Lebenszykluskosten-basierten Instandhaltung beschrieben. Durch die Kombination dieser Strategien und der Nutzungsdauerprognose mittels Verschleißmodell steht ein Konzept zur systematischen Erhaltung der Gleisinfrastruktur zur Verfügung. Durch eine weitergehende detaillierte Datenerfassung können die Aussagekraft und der Prognosezeitraum des in der Arbeit entwickelten Konzepts verbessert werden. Damit ist es den Verkehrsunternehmen möglich, die Entscheidungsgrundlagen für die meist erheblichen Investitionen im Gleisinfrastrukturbereich abzusichern.
