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Dokumentation

Die Informationen, die für den Bau und den Betrieb von Gleisanlagen benötigt werden, lassen sich in drei Gruppen klassifizieren:

Geometrie
Topologie
Sachdaten

Die Geometrieinformationen beschreiben die Lage der Trasse sowie der zugehörigen Objekte im Raum. Der globale Raumbezug wird durch Punkte mit den Koordinaten X, Y, Z hergestellt. Die Parameter der einzelnen Trassierungselemente beschreiben lokal die geometrischen Eigenschaften des betreffenden Elementes. Die Beziehungen zwischen globalem Raumbezug und lokaler Geometrie sind mathematisch definiert.

Topologische Informationen werden benötigt, da die Gleise eine Netzstruktur bilden. In der topologischen Betrachtungsweise erscheint eine Netzstruktur als Graph, d.h. als eine Menge von Knoten, die durch eine Menge von Kanten miteinander verbunden sind. Die topologischen Informationen lassen sich durch Abstraktion aus den Geometrieinformationen gewinnen. Bei diesem Prozess wird von der konkreten Geometrie auf die Verknüpfungsbeziehungen abstrahiert. Das so entstehende Knoten-Kanten-Modell kann dann als logisches Gerüst für Sachinformationen verwendet werden. Sachinformationen sind zum Beispiel:


Abnutzungszustand des Gleises
Verwaltungstechnische Bezeichnungen
Verkehrsaufkommen
...

Als Träger der Sachinformation können sowohl geometrische als auch topologische Objekte dienen. Die Tatsache, dass geometrische Objekte letztendlich die Träger jeder weiteren Information sind, begründet die fundamentale Bedeutung der Geometriedaten für jede Art der Dokumentation.

Analoge Dokumentation

Karten und Pläne stellen den zu dokumentierenden Inhalt als Projektion in die X,Y-Ebene, maßstäblich verkleinert, auf einem Zeichenträger graphisch dar. Die Höheninformation wird entweder durch Höhenzahlen oder Höhenlinien bereitgestellt. Der Abbildungsmaßstab richtet sich nach dem Verwendungszweck des Planes.

Sachinformation werden in analogen Plänen entweder durch Symbolik (Linienarten, Punktsymbole, Schraffuren etc.) oder durch Beschriftung dargestellt.

Die verwendeten Pläne lassen sich nach Inhalt, Maßstab und Verwendungszweck klassifizieren.

Zweck Inhalt Maßstab 
Topographische Karten topographische Objekte, Höhenlinien 1:100000...1:10000 
Katasterkarten Grenzen, Gebäude 1:5000...1:1000 
Entwurfsplan projektierte Verkehrsanlagen, Elementeneinteilung, Elementenparameter 1:1000...1:500 
Absteckplan Elementenparameter, Koordinaten, Abstandsmaße 1:1000...1:500 
Bahnhofs- und Streckenplan Bahnanlagen, Kilometrierung, Festpunkte, Gleisnummern... 1:1000 
Gleisplan Bahnanlagen, Kilometrierung, Festpunkte, Gleisnummern 1:500 

Diagramme

Charakteristisch für die Dokumentation von Gleisen ist die Darstellung von geometrischen Informationen in Diagrammform. Typische Beispiele für solche diagrammartigen Darstellungen sind Längs- und Querprofile sowie Krümmungsbänder oder Gleisvermarkungspläne.
Diese Form der Darstellung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Raumbezug der darzustellenden Information durch eindimensionale Koordinaten entlang einer Referenzlinie (Trasse, Kilometrierungslinie) hergestellt wird. Dargestellt werden z.B.:

Höhe
Überhöhung
Krümmung

Listen

Listen sind eine alphanumerische Form der analogen Dokumentation. Häufig werden Geometrieinformationen in Form von Koordinatenverzeichnissen in Listenform verwaltet.

CAD-Systeme

CAD-Systeme stellen die graphische Form der digitalen Verarbeitung dar. Hier werden analog zu Karten und Plänen graphische Informationen im Computer abgebildet. Der Informationsgehalt einer CAD-Grafik unterscheidet sich nicht wesentlich von dem einer analogen Karte. Die Vorteile der CAD-Graphik im Vergleich zur analogen Karte liegen vor allem darin, dass sie sich ohne großen Aufwand beliebig oft vervielfältigen lässt. Weiterhin ist die Fortführung wesentlich einfacher. Es entstehen keine Probleme durch Deformation oder Alterung eines Zeichnungsträgers. Die Informationen können durch Layerkonzepte, farbliche Gestaltung und Zoomfunktion anschaulicher präsentiert werden.

Gemeinsam ist CAD-Graphik und analoger Karte die Tatsache, dass hier Sachinformationen durch die graphische Ausprägung von Zeichnungselementen verschlüsselt sind.

Datenbanken

Datenbanken kann man als eine alphanumerische Form der digitalen Datenverwaltung bezeichnen. In der Praxis am häufigsten anzutreffen sind relationale Datenbanken. Bei dieser Form eines logischen Datenmodells werden die Daten in Tabellen gehalten, welche durch Schlüsselattribute miteinander verknüpft sind. Beispiel für diese Art von Datenbanksystemen sind dBase oder Access im PC-Bereich bzw. Oracle oder Informix für Workstations. Seit einigen Jahren erlangen objektorientierte Datenbanken an Bedeutung. Bei dieser Art der Datenmodellierung werden die Daten in Objektklassen strukturiert, die außer den Daten auch Methoden enthalten, welche auf den Daten operieren.

Datenbanken bieten den Vorteil, dass auf große Mengen von Sachdaten schnell selektiv zugegriffen werden kann. So kann z.B. die Abfrage "Selektiere aus dem Gleisnetz der Deutschen Bahn alle Kreisbögen mit einem Radius kleiner als 200m" in einer relativ kurzen Antwortzeit abgehandelt werden. Wollte man die gleiche Information aus analogen Plänen bzw. Listen extrahieren, würde man dafür sehr viel Zeit benötigen.

In den meisten Datenbanken werden jedoch nur topologische und Sachinformationen verwaltet. Der Grund hierfür liegt in einem zur Zeit noch problematischen Antwortzeitverhalten bei raumbezogenen also mehr-dimensionalen Zugriffen. Solche Zugriffe werden in CAD-Systemen durch baumartige Datenstrukturen unterstützt, die sich wiederum nur schwer in eine Datenbank abbilden lassen.

Geo-Informationssysteme

Geo-Informationssysteme stellen eine Zusammenfassung der Funktionalität von CAD-System und Datenbank dar. Ein graphischer Editor dient hier als Werkzeug zur Erhebung, Änderung und Präsentation der Daten aus der dahinterliegenden Datenbank. Die grafische Ausprägung von Zeichnungselementen ergibt sich aus deren Sachbedeutung.
In vielen Geo-Informationssystemen werden Geometriedaten und Sachdaten nach wie vor getrennt verwaltet, um ein vertretbares Antwortzeitverhalten bei raumbezogenen Zugriffen zu gewährleisten. Inzwischen werden aber auch von Herstellern relationaler Datenbanksysteme spezielle Komponenten für die Unterstützung mehrdimensionaler Zugriffe angeboten. Es zeichnet sich so immer mehr die Tendenz ab, geometrische und Sachinformationen gemeinsam in einer Datenbank zu verwalten.



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