Eine Cloud-Speicherinfrastruktur ist der Hardware- und Software-Rahmen, der die Datenverarbeitungsanforderungen eines privaten oder öffentlichen Cloud-Speicherdienstes unterstützt. Sowohl öffentliche als auch private Cloud-Speicherinfrastrukturen sind für ihre Elastizität, Skalierbarkeit und Flexibilität bekannt.
Öffentliche Clouds verfügen über massive Multi-Tenancy-Infrastrukturen, und alle Kunden nutzen die gleiche Hardware und unterstützende Software. Zusätzliche Speicherressourcen können bei Bedarf für unerwartete Arbeitslasten erworben und bei abnehmender Arbeitslast fallen gelassen werden. Private Cloud-Infrastrukturen nutzen dieselben Server-, Speicher- und Virtualisierungstechnologien wie öffentliche Cloud-Speicheranbieter, aber die Hardware- und Softwarekomponenten werden intern verwaltet. Private Speicher-Clouds sind in der Regel für einen einzigen Mieter gedacht, obwohl größere Unternehmen auch Multi-Tenancy-Funktionen nutzen können, um den Zugriff nach Abteilungen oder Bürostandorten zu trennen.
Einige Unternehmen möchten zwar die Kontrolle, die private Cloud-Infrastrukturen bieten, aber sie möchten sich nicht mit der Unterbringung, dem Betrieb und der Wartung einer eigenen Cloud-Speicherinfrastruktur befassen. In diesem Fall können sie mit einem Anbieter von Cloud-Speicherdiensten einen Vertrag über die Ausrüstung zur Unterstützung des Cloud-Betriebs abschließen. Bei diesem Bereitstellungsmodell, das als Infrastructure-as-a-Service (IaaS) bezeichnet wird, ist der Dienstanbieter Eigentümer der Ausrüstung (Speicher, Hardware, Server und Netzwerkkomponenten), und der Kunde erhält in der Regel eine Gebühr pro Nutzung.
Im Gegensatz zur herkömmlichen lokalen Speicherung, die blockbasiert ist, sind Cloud-Speicherinfrastrukturen in der Regel objektbasiert. Der Zugriff auf den objektbasierten Speicher wird über eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) für Webservices ermöglicht, die das Simple Object Access Protocol (SOAP) oder das Representational State Transfer (REST)-Protokoll verwendet. Die Infrastruktur wird häufig mit Standardhardware aufgebaut, und die Server werden in Clustern zusammengefasst, so dass die Speicherkapazität der einzelnen Server in einem einzigen Pool zusammengefasst werden kann.
In dieser Infrastrukturkonfiguration ist eine Kapazitätserweiterung durch Hinzufügen eines weiteren Servers zum Cluster möglich
Die Automatisierung industrieller Prozesse ist eine Realität, die sich in den letzten Jahren konsolidiert hat und bei der die industrielle Kommunikation eine grundlegende Rolle spielt.
In diesem Umfeld sind industrielle Kommunikationsnetze die Grundlage für das reibungslose Funktionieren der Steuerungs- und Überwachungssysteme sowie für die digitale Transformation der Produktionsprozesse im Werk.
Was ist industrielle Kommunikation?
Industrielle Kommunikationsnetze sind eine Reihe miteinander verbundener elektronischer Geräte, die die schnelle und zuverlässige Übertragung von Informationen ermöglichen. Sie werden eingesetzt, um Anlagen, Maschinen und Verwaltungsgeräte miteinander zu verbinden und industrielle Prozesse einfacher und zuverlässiger zu steuern.
Diese industriellen Kommunikationsnetze bestehen aus physischen Systemen und Softwareanwendungen, die einen schnellen, sicheren und konstanten Informationsfluss ermöglichen und der Industrie eine große Flexibilität bei der Ausführung vieler ihrer täglichen Aufgaben bieten.
Darüber hinaus werden in einem industriellen Umfeld auch spezielle Kommunikationseinrichtungen verwendet, die für den Betrieb und die Sicherheit von grundlegender Bedeutung sind, wie z. B:
Die Netzwerkkommunikation. Sie regeln die Datenübertragung im Industrienetz, von den Servern zu den verschiedenen angeschlossenen Geräten.
Drahtlose Netzwerke. Vor allem Wi-Fi-Netze, die für die Verbindung zahlreicher Geräte in einer Fabrik (wie IoT-Geräte oder das Internet der Dinge) von entscheidender Bedeutung sind.
Sprachkommunikationsnetze. Wie Beschallungs-, Telefonie- oder Gegensprechanlagen.
Prozessüberwachung oder Sicherheit mit CCTV-Systemen. Ein grundlegender Bestandteil der Industrie ist die Kommunikationsinfrastruktur zur Überwachung des Status von Prozessen und Maschinen sowie zum Schutz von Waren und Werten.
Zugangskontrolle. Kommunikations- und Zugangssysteme, die speziell für die vollständige Kontrolle des Zugangs zu den verschiedenen Bereichen eines Werks oder einer Fabrik entwickelt wurden und ein höheres Maß an Sicherheit bieten.
Andere Sicherheits- und Kommunikationseinrichtungen. Wie z. B. die Serverinfrastruktur für das Anwendungsmanagement oder Brandmeldesysteme.
Arten von industriellen Kommunikationsnetzen
Im Bereich der Kommunikation in industriellen Umgebungen gibt es verschiedene Arten von Netzen, die sich an die spezifischen Bedürfnisse der jeweiligen Branche anpassen. Sehen wir uns einige der gängigsten Arten von industriellen Kommunikationsnetzen an:
Verwaltungsnetz
Dieser Netzwerktyp dient der Verbindung der verschiedenen Geräte und Ausrüstungen in einem Industriebetrieb mit dem Ziel, eine Echtzeitkommunikation zwischen den verschiedenen Systemen wie Produktion, Logistik, Wartung, Qualitätssysteme usw. zu gewährleisten.
Das Verwaltungsnetz wird in bestimmten Bereichen des Werks eingesetzt, z. B. in den Büros, im Bereich der Auftragsverwaltung, im Lager, in der Verwaltungs- und Buchhaltungsabteilung und in anderen Bereichen.
Produktionsnetz
Das Produktionsnetz ist eine industrielle Kommunikationsinfrastruktur, die in der gesamten Produktionsanlage installiert ist und alle Geräte und Systeme im Werk miteinander verbinden soll. Dieses Netz ist für den Informationsaustausch und die effiziente Verwaltung der Produktionsprozesse unerlässlich.
Im Rahmen der Produktion müssen diese Kommunikationsnetze in der Lage sein, Nachrichten jeder Größe zu verarbeiten, von kleinen Kontrollnachrichten bis hin zu großen Konstruktionsdatenübertragungen. Darüber hinaus müssen diese Netze in der Lage sein, Nachrichten mit unterschiedlichen Prioritäten zu verarbeiten, um eine schnelle Reaktion auf Notfälle zu ermöglichen und gleichzeitig eine effiziente Übertragung von Entwurfs- und Planungsdateien zu gewährleisten.
Ein weiteres wichtiges Merkmal dieser Netze ist die Fähigkeit, Übertragungsfehler effektiv zu handhaben und Kommunikationsprobleme automatisch zu erkennen und zu korrigieren (um sicherzustellen, dass kritische Informationen zuverlässig und rechtzeitig übertragen werden).
Zellennetz
Produktionszellen sind in sich geschlossene Einheiten innerhalb einer Fabrik, die für eine bestimmte Aufgabe im Produktionsprozess ausgelegt sind, z. B. für die Montage von Komponenten oder die Fertigung von Teilen.
Das Zellennetz ist eine Art industrielles Kommunikationsnetz, das dazu dient, die verschiedenen Anlagen und Geräte in einer Produktionszelle miteinander zu verbinden. Zellennetze stellen eine industrielle Kommunikationsarchitektur dar, die die Verbindung von Fertigungsgeräten ermöglicht, die im sequenziellen Modus arbeiten, wie z. B. Roboter und programmierbare Steuerungen (PLCs). Der Hauptzweck dieser Verbindung besteht darin, die Effizienz bei der Bearbeitung kurzer Nachrichten zu optimieren und ihre Verwaltungskapazität zu stärken.
Feldbusse
Feldbusse basieren auf der Idee, dass Geräte in der Anlage direkt miteinander kommunizieren können, indem sie einen gemeinsamen Bus benutzen (ohne die Notwendigkeit einer separaten Verbindung zu einer zentralen Steuerung).
Feldbusse sind eine industrielle Kommunikationstechnologie, die zur Verbesserung der Effizienz und zur Verringerung des Verdrahtungsaufwands in Steuerungs- und Automatisierungsumgebungen entstanden ist. Im Gegensatz zur analogen Punkt-zu-Punkt-Übertragung, bei der jeder Sensor oder Aktuator direkt mit dem entsprechenden Steuergerät verbunden ist, können mit Feldbussen mehrere Geräte an einen einzigen Bus angeschlossen werden, was die Komplexität der Verdrahtung und die Kosten reduziert.
Die industrielle Kommunikation ist ein wesentlicher Bestandteil des Betriebs in jeder Branche und muss optimiert werden, um einen schnellen, sicheren und effizienten Datenfluss in allen Bereichen zu gewährleisten. Neben der für Produktionsprozesse typischen industriellen Kommunikation spielen in der modernen Industrie 4.0 auch spezielle Kommunikationssysteme eine entscheidende Rolle.
Auf ein spezialisiertes Unternehmen mit jahrelanger Erfahrung im Bereich der industriellen Kommunikation zu setzen, ist die beste Alternative, um die besten Kommunikations- und Informationsaustauschsysteme zu gewährleisten. Zögern Sie also nicht und kontaktieren Sie Microsegur, um ein individuelles Angebot entsprechend den Eigenschaften und besonderen Bedürfnissen Ihres Unternehmens zu erhalten.
Das Beste an Branchengipfeln ist, dass sie die komplexesten Herausforderungen – und damit auch die spannendsten Möglichkeiten – auf den Punkt bringen.
Man kann mit Fug und Recht behaupten, dass der digitale Wandel in der Infrastruktur schon weit fortgeschritten ist, aber wir haben noch einen langen Weg vor uns (Wortspiel beabsichtigt).
Der vernetzten Infrastruktur gehört die Zukunft – von der Planung neuer Infrastrukturprojekte bis hin zu deren Bereitstellung, Betrieb und Wartung. Die Zusammenarbeit zwischen Anlagenbesitzern und Technologieanbietern ist heute unerlässlich, um Konnektivität in moderne Infrastrukturprojekte einzubauen. Wir alle hören von intelligenter Infrastruktur, intelligenten Bezirken, intelligenten Städten… und alle diese Projekte werden durch ihre Vernetzung unterstützt, die es dem gesamten System ermöglicht, optimal zu funktionieren. Zum Beispiel Autobahnen, die auf der Grundlage ihres Verständnisses des Verkehrsaufkommens im Netz Ankunftszeiten in Echtzeit vorhersagen, und Zugnetze, die miteinander interagieren, um Sicherheit, Service und Kosten zu optimieren. Intelligente Infrastrukturen müssen nun vernetzt gebaut werden, um ihre Leistung zu optimieren. Tokio ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie eine vernetzte Stadt den Bürgern den Weg ebnen kann, der durch Technologie ermöglicht wird.
Technologie und Information sind heute unerlässlich für die Leistungsfähigkeit der Infrastruktur – die Nation wird in den nächsten vier Jahren 250 Milliarden AUD für Infrastruktursysteme und -netze ausgeben – das ist beispiellos! Und wird sich wahrscheinlich nie wiederholen. Wir haben als Nation nur eine Chance. Damit sich jeder Dollar lohnt, müssen wir Infrastrukturinformationen und -technologien von Anfang an in diese Programme einbeziehen. Dadurch wird sichergestellt, dass zuverlässige Daten gesammelt werden, um aussagekräftige und umsetzbare Informationen zu generieren, die die Leistungsergebnisse über den gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur vorantreiben. Wenn sie gut gemacht sind, unterstützen diese Informationsflüsse das betriebliche Leistungsmanagement und den Business Case für die Infrastrukturinvestition.
Die gemeinsame Nutzung von Infrastrukturinformationen führt zu besseren Ergebnissen – Cloud-Computing und -speicher können Daten sicher speichern und gemeinsam nutzen – in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit – und können diese Informationen auf sichere Weise allen Parteien zur Verfügung stellen, die Zugang dazu benötigen. An komplexen Infrastrukturprojekten können beispielsweise über 1.000 Personen arbeiten. Mit intelligenter Technologie können sowohl die Mitarbeiter in der Werkstatt als auch das obere Management sofort auf tägliche Aktualisierungen zugreifen, um sich einen Überblick über den Stand der Dinge zu verschaffen und schnelle, effektive Entscheidungen zu treffen. Dies ist ein Wendepunkt in der Planung, im Bau und im Betrieb: Wenn man die richtigen Informationen und Erkenntnisse zur Hand hat, kann man den Durchsatz massiv verbessern, die Emissionen reduzieren, die Kosten senken … die Vorteile des Informationsaustauschs sind enorm.
Neben dem Kostenmanagement müssen Anlagenbesitzer auch nachhaltige, ethische und kohlenstoffarme Lieferketten konzipieren, indem sie sich ein solides Bild von den Abläufen und dem ausgedehnten Netzwerk ihrer Lieferanten machen. Die Kartierung globaler Lieferketten ist jetzt möglich und wird immer wichtiger, um die Umwelt-, Sozial- und Governance-Zusagen und -Verpflichtungen von Projekten zu erfüllen. Die Transparenz der Lieferketten führt zu einer besseren Auswahl der Zulieferer und zu risikoärmeren Vereinbarungen, die sicherstellen können, dass Neubauten zu den Netto-Null-Zielen beitragen und nachhaltige, ethische Investitionen sind, die langfristig zur australischen Wirtschaft beitragen.
Technologie kann eine informationsgestützte Revolution bei der Nutzung unserer Infrastruktur unterstützen – eine Welt, in der die Bürger sofortigen Zugriff auf die Leistung ihrer vernetzten Infrastruktur haben – auf der Grundlage von Echtzeitdaten über Auslastung, Kapazität und Staus – bedeutet, dass sie den besten Weg (und die beste Zeit) wählen können, um sich fortzubewegen, und wann sie am besten auf die von ihnen benötigten Gesundheitsdienste, Parkplätze usw. zugreifen können. Lkw können zu den niedrigsten Kosten und mit den geringsten Emissionen auf der schnellsten Route vom Hafen zum Markt durch die Städte geleitet werden. Dies würde zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit, der Sicherheit und einer ganzen Reihe anderer öffentlicher Vorteile führen. Um dies zu erreichen, müssten wir unsere nationale Einstellung ändern.
Infrastruktureigentümer und -betreiber müssen verstehen, welche Technologien es gibt und wie sie eingesetzt werden können – es gibt eine Vielzahl neuer Technologien, von physischen Maschinen (elektrische Züge und Lastwagen) bis hin zu digitalen (maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und Prozessbionik), und eine Reihe besserer und billigerer Zugangsmöglichkeiten (Software als Dienstleistung und skalierbare Cloud-Lösungen). Das Verständnis der Führungskräfte für die Nutzung dieser neuen Technologien ist jedoch begrenzt, was bedeutet, dass wir Möglichkeiten verpassen, Infrastrukturanlagen effizient, innovativ und schnell zu bauen und zu betreiben.
Um morgen eine wohlhabendere, nachhaltige Zukunft zu schaffen, müssen wir heute gemeinsam handeln – sektorübergreifend und zwischen den Eigentümern von Anlagen, Technologieanbietern, dem öffentlichen und privaten Sektor.
Die elektrische Traktion im Schienenverkehr ist sehr stromintensiv, und der Elektrifizierungsgrad der europäischen Eisenbahnen ist hoch. Etwa 60 % der Schieneninfrastruktur in der Europäischen Union sind elektrifiziert, was etwa 80 % des Verkehrs entspricht. Es gibt zwar noch Spielraum für die Elektrifizierung weiterer Infrastrukturen, aber die meisten Strecken mit einem geringen Verkehrsaufkommen sind bereits elektrifiziert.
Der hohe Elektrifizierungsgrad macht die Bahn zum Aushängeschild für einen kohlenstoffarmen Verkehr, der sowohl im Personen- als auch im Güterverkehr eine Verlagerung von anderen Verkehrsträgern (Luft und Straße) auf die Bahn erfordert. Die Zukunft liegt jedoch nicht in der Elektrifizierung weiterer Infrastrukturen, sondern in der Verringerung des Dieselverbrauchs auf nicht elektrifizierten Strecken durch den Einsatz von Elektrobatterien, Wasserstoff usw., in der Sicherstellung, dass der Strom nicht aus fossilen Brennstoffen erzeugt wird, und in der Verbesserung der Effizienz (leichteres Rollmaterial, regenerative Bremsen usw.).
Der jüngste Anstieg der Strompreise in Verbindung mit dem zunehmenden Wettbewerb bei der Erbringung von Schienenverkehrsdiensten hat jedoch die Aufmerksamkeit auf den Umgang mit Strom in diesem Sektor gelenkt.
Eisenbahninfrastruktur und Elektrizitätsversorgung in der EU
Die Betreiber der Eisenbahninfrastruktur haben das Monopol für den Betrieb der Eisenbahninfrastruktur, einschließlich des Betriebs der elektrischen Versorgungseinrichtungen für den Bahnstrom: Unterwerke, Versorgungskabel zwischen Unterwerken und Fahrdrähten, Oberleitungen und Stützen. Die sektorspezifischen Rechtsvorschriften verpflichten sie, den Eisenbahnverkehrsunternehmen, die Personen- und Güterverkehrsdienste in unterschiedlichem Maße im Wettbewerb erbringen, Zugang zu diesen Anlagen zu gewähren. Die Infrastrukturbetreiber sind verpflichtet, ein Mindestzugangspaket anzubieten, das den Zugang zu Stromversorgungseinrichtungen umfasst, die in den Schienennetz-Nutzungsbedingungen vollständig beschrieben sind, und zwar zu regulierten Preisen, die von den nationalen Regulierungsbehörden überwacht werden.
Die Bereitstellung von Fahrstrom ist jedoch nicht Teil des Mindestzugangspakets, das der Infrastrukturbetreiber bereitstellen muss. Im Gegenteil, sie wird in den sektorspezifischen Rechtsvorschriften als „zusätzliche Dienstleistung“ betrachtet. Wettbewerb ist möglich, und die Preise sind nur dann reguliert, wenn es nur einen Anbieter gibt. In diesem Fall dürfen die Gebühren die Kosten für die Erbringung der Dienstleistung zuzüglich eines angemessenen Gewinns nicht übersteigen (Art. 31(8) Recast Directive). Bahnstromdienstleistungen müssen getrennt von der Bereitstellung des Zugangs zu elektrischen Anlagen in Rechnung gestellt werden.
Die Realität sieht jedoch so aus, dass in den meisten Mitgliedstaaten der Infrastrukturbetreiber weiterhin der einzige Anbieter von Bahnstromdiensten für Eisenbahnunternehmen ist. Dies ist zumindest in 15 Mitgliedstaaten der Fall, wie kürzlich von der Vereinigung der nationalen Eisenbahnregulierungsbehörden IRG-rail festgestellt wurde. In einigen Mitgliedstaaten verbietet das nationale Recht den Eisenbahnunternehmen sogar, Strom auf dem Markt zu erwerben (dies ist der Fall in Kroatien und Spanien).
Traditionell haben die Eisenbahnverkehrsunternehmen wenig Druck ausgeübt, um den Status quo zu ändern. Die etablierten Eisenbahnunternehmen sind trotz der Verpflichtung zur vertikalen Trennung oft bis zu einem gewissen Grad mit dem Infrastrukturbetreiber verbunden (sie gehören in der Regel zur gleichen Holding).
Neue Marktteilnehmer, in der Regel kleinere Güterverkehrsunternehmen, profitieren von den Rabatten, die dem Infrastrukturbetreiber aufgrund seiner Größe gewährt werden, und haben kaum Anreize, den Anbieter zu wechseln, da traditionell davon ausgegangen wurde, dass sie aufgrund ihrer geringen Größe keine besseren Bedingungen erhalten würden. Es bestehen operative Beschränkungen, da fahrzeugseitige Zähler nur in 11 Mitgliedstaaten verfügbar sind. In den meisten Mitgliedstaaten werden die Kosten vom Infrastrukturbetreiber nach bloßen Schätzungen auf die Eisenbahnunternehmen umgelegt, auch wenn sich diese dank des Einsatzes hochentwickelter Algorithmen verbessert haben.
Blick auf die Stromvertragsbedingungen
In den letzten Monaten wurde den Bedingungen für die Vergabe von Stromverträgen neue Aufmerksamkeit geschenkt. Einerseits reift der Wettbewerb. Im Hochgeschwindigkeits-Personenverkehr (Italien, Spanien, Frankreich) entsteht ein Wettbewerb, und diese neuen Anbieter haben einen hohen Stromverbrauch. Die neuen Anbieter auf dem Frachtmarkt werden immer größer.
Andererseits hat der Anstieg der Strompreise dazu geführt, dass der Strom für bestimmte Eisenbahndienste zu einem der wichtigsten Kostenelemente geworden ist, noch vor anderen wichtigen Kostenfaktoren wie Trassenpreisen und Gehältern.
Erstens fordern die Eisenbahnverkehrsunternehmen zunehmend mehr Transparenz bei der Aufteilung der Stromkosten auf die Eisenbahnverkehrsunternehmen, die die Infrastruktur nutzen. Da in den meisten Mitgliedstaaten der Infrastrukturbetreiber den Strom auf dem Markt erwirbt und die Kosten auf eine Reihe von Eisenbahnverkehrsunternehmen umlegt, ist eine gerechte Verteilung dieser Kosten, die keine Diskriminierung zulässt, von größter Bedeutung. Da die Kosten meist auf der Grundlage bloßer Verbrauchsschätzungen verteilt werden, werden derzeit ausgefeiltere Algorithmen für die Kostenverteilung eingeführt. Der nächste Schritt besteht darin, von bloßen Schätzungen zu einer tatsächlichen Verbrauchsmessung überzugehen, was nicht nur den Einbau teurer Zähler in den Fahrzeugen, sondern auch eine Koordinierung zwischen allen Beteiligten erfordert.
Zweitens haben die Eisenbahnverkehrsunternehmen begonnen, die Art und Weise der Strombeschaffung durch den Infrastrukturbetreiber auf dem Markt zu überprüfen. Sie wollen sicherstellen, dass der Infrastrukturbetreiber den Strom zu den besten Bedingungen erwirbt. Weniger ausgefeilte Praktiken wie der Kauf an Ort und Stelle wurden kritisiert, und es wurde ein aktiveres Management zur Stabilisierung der Preise in Form von Terminverträgen und anderen Derivaten gefordert.
Die Eisenbahnunternehmen verlangen zumindest eine Beteiligung am Prozess der Strombeschaffung durch den Infrastrukturbetreiber, indem sie einen Pool bilden, eine gute Praxis in den Niederlanden, die sich beispielsweise in Spanien unter Aufsicht der Regulierungsbehörde verbreitet hat, um Absprachen zu vermeiden.
Der Markt sollte sich jedoch dahingehend entwickeln, dass die Eisenbahnunternehmen das Recht erhalten, Strom direkt auf dem Markt und nicht vom Infrastrukturbetreiber zu erwerben. Gegenwärtig ist das Recht der Eisenbahnunternehmen, ihren Stromlieferanten zu wählen, nur in einer begrenzten Anzahl von Mitgliedstaaten gewährleistet.
Sicherlich gibt es kein unüberwindbares Hindernis für Eisenbahnverkehrsunternehmen, direkt und unabhängig vom Infrastrukturbetreiber Strom zu beziehen, wie dies in den größten Eisenbahnsystemen der Europäischen Union bereits geschieht: Frankreich und Deutschland.
Der deutsche Fall
Der deutsche Fall ist insofern interessant, als der Bundesgerichtshof bereits 2010 entschieden hat, dass die Eisenbahnunternehmen das Recht haben, den Stromanbieter auf der Grundlage der EU-Elektrizitätsvorschriften zu wählen.
Das für die Energie zuständige Unternehmen wurde vom Infrastrukturbetreiber entflochten (auch wenn sie immer noch Teil desselben Konzerns sind), und es wurden detaillierte Vorschriften erlassen, um das Recht auf freie Wahl des Anbieters wirksam zu machen, einschließlich der Verpflichtung zum Einbau von Zählern in den Schienenfahrzeugen.
Das deutsche Beispiel zeigt, dass es für Eisenbahnunternehmen möglich ist, den Stromanbieter gemäß den EU-Stromvorschriften zu wählen. Eine aktivere Rolle der nationalen Regulierungsbehörden, die klare Regeln vorgeben, und vielleicht auch der Kommission auf EU-Ebene könnten jedoch die notwendige Entwicklung zu einem dynamischeren Strommarkt, auch im Schienenverkehr, beschleunigen.
Die Infrastruktur eines Rechenzentrums bezieht sich auf alle physischen Komponenten in einer Rechenzentrumsumgebung. Diese physischen Komponenten spielen eine wichtige Rolle für den täglichen Betrieb eines Rechenzentrums. Daher sind die Herausforderungen bei der Verwaltung von Rechenzentren ein dringendes Thema, dem IT-Abteilungen Aufmerksamkeit schenken müssen. Zum einen geht es darum, die Energieeffizienz des Rechenzentrums zu verbessern, zum anderen darum, die Betriebsleistung des Rechenzentrums in Echtzeit zu kennen, um einen guten Betriebszustand zu gewährleisten und die Unternehmensentwicklung aufrechtzuerhalten.
Grundlagen der Rechenzentrumsinfrastruktur
Der Standard für die Infrastruktur von Rechenzentren ist in vier Stufen unterteilt, die jeweils aus verschiedenen Einrichtungen bestehen. Dazu gehören vor allem Verkabelungssysteme, Stromversorgungseinrichtungen, Kühlungseinrichtungen, Netzwerkinfrastruktur, Speicherinfrastruktur und Rechenressourcen.
In einem Rechenzentrum gibt es grob zwei Arten von Infrastruktur: die Kernkomponenten und die IT-Infrastruktur. Netzwerkinfrastruktur, Speicherinfrastruktur und Rechenressourcen gehören zu den ersteren, während Kühlanlagen, Stromversorgung, Redundanz usw. zu den letzteren gehören.
Kernkomponenten
Netzwerk-, Speicher- und Computersysteme sind wichtige Infrastrukturen für Rechenzentren, die einen gemeinsamen Zugriff auf Anwendungen und Daten ermöglichen. Außerdem sind sie die Kernkomponenten von Rechenzentren.
Netzwerk-Infrastruktur
Die Netzwerkinfrastruktur von Rechenzentren ist eine Kombination von Netzwerkressourcen, bestehend aus Switches, Routern, Lastausgleich, Analysen usw., um die Speicherung und Verarbeitung von Anwendungen und Daten zu erleichtern. Moderne Netzwerkarchitekturen für Rechenzentren können durch den Einsatz von Virtualisierungsplattformen für Full-Stack-Netzwerke und Sicherheit, die eine Vielzahl von Datendiensten unterstützen, alles von VMs, Containern und Bare-Metal-Anwendungen verbinden und gleichzeitig eine zentrale Verwaltung und fein abgestufte Sicherheitskontrollen ermöglichen.
Speicherinfrastruktur
Rechenzentrumsspeicher ist ein allgemeiner Begriff für die Tools, Technologien und Prozesse zur Entwicklung, Implementierung, Verwaltung und Überwachung von Speicherinfrastrukturen und -ressourcen in Rechenzentren und bezieht sich hauptsächlich auf die Geräte und Softwaretechnologien, mit denen Daten- und Anwendungsspeicher in Rechenzentrumseinrichtungen implementiert werden. Dazu gehören Festplatten, Bandlaufwerke und andere Formen der internen und externen Speicherung sowie Software für die Verwaltung externer Speichereinrichtungen und -lösungen.
Computing-Ressourcen
Ein Rechenzentrumszähler ist ein Speicher und eine Verarbeitungsleistung zur Ausführung von Anwendungen, die in der Regel von High-End-Servern bereitgestellt werden. Im Edge-Computing-Modell können die Verarbeitung und der Speicher, die für die Ausführung von Anwendungen auf Servern verwendet werden, virtualisiert, physisch, auf Container oder auf Remote-Knoten verteilt sein.
IT-Infrastruktur
Da Rechenzentren für den IT-Betrieb von Unternehmen immer wichtiger werden, ist es ebenso wichtig, sie effizient zu betreiben. Bei der Planung der Infrastruktur von Rechenzentren ist es notwendig, die physische Umgebung zu bewerten, einschließlich Verkabelungssystem, Stromversorgungssystem und Kühlsystem, um die Sicherheit der physischen Umgebung des Rechenzentrums zu gewährleisten.
Verkabelungssysteme
Die integrierte Verkabelung ist ein wichtiger Teil des Kabelmanagements im Rechenzentrum, der die Verbindung, die Interkommunikation und den Betrieb des gesamten Rechenzentrumsnetzwerks unterstützt. Das System besteht in der Regel aus Kupferkabeln, optischen Kabeln, Steckverbindern und Verkabelungsausrüstung. Die Anwendung des integrierten Verkabelungssystems für Rechenzentren zeichnet sich durch eine hohe Dichte, hohe Leistung, hohe Zuverlässigkeit, schnelle Installation, Modularisierung, Zukunftsorientierung und einfache Anwendung aus.
Stromversorgungssysteme
Die digitale Infrastruktur von Rechenzentren benötigt für ihren Betrieb Strom. Selbst eine Unterbrechung von einem Bruchteil einer Sekunde hat erhebliche Auswirkungen. Daher ist die Stromversorgungsinfrastruktur eine der wichtigsten Komponenten eines Rechenzentrums. Die Stromversorgungskette eines Rechenzentrums beginnt im Umspannwerk und führt über Gebäudetransformatoren, Switches, unterbrechungsfreie Stromversorgungen, Stromverteilungseinheiten und dezentrale Stromverteiler zu den Racks und Servern.
Kühlungssysteme
Server in Rechenzentren erzeugen im Betrieb viel Wärme. Aufgrund dieser Eigenschaft ist die Kühlung für den Betrieb von Rechenzentren von entscheidender Bedeutung, da sie darauf abzielt, die Systeme am Laufen zu halten. Die Energiemenge, die jedes Rack selbst kühlen kann, begrenzt die Energiemenge, die ein Rechenzentrum verbrauchen kann. Im Allgemeinen kann jedes Rack den Betrieb des Rechenzentrums mit einer durchschnittlichen Kühlungsdichte von 5-10 kW ermöglichen, aber einige können auch höher sein.
Lösungen für das Management der Rechenzentrumsinfrastruktur
Aufgrund der Komplexität der IT-Ausrüstung in einem Rechenzentrum muss der Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Wartung der Komponenten mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Ein effizienter Rechenzentrumsbetrieb lässt sich durch ausgewogene Investitionen in die Einrichtungen und die entsprechende Ausrüstung erreichen.
Ausrüstung zur Überwachung des Energieverbrauchs
Herkömmliche Rechenzentren verfügen nicht über die Instrumente und Sensoren zur Überwachung des Energieverbrauchs, die erforderlich sind, um die ASHRAE-Normen zu erfüllen und Messdaten für die Berechnung der PUE des Rechenzentrums zu erfassen. Dies führt zu einer schlechten Überwachungsumgebung für das Energiesystem des Rechenzentrums. Eine Maßnahme ist die Installation von Energieüberwachungskomponenten und -systemen in Stromversorgungssystemen, um die Energieeffizienz des Rechenzentrums zu messen. Unternehmensteams können durch diese Maßnahme wirksame Strategien umsetzen, um die Gesamteffizienz des Energieverbrauchs auszugleichen und den Energieverbrauch aller anderen Knotenpunkte effektiv zu überwachen.
Optimierung der Kühleinrichtungen
Unabhängige Klimaanlagen für Computerräume, wie sie in herkömmlichen Rechenzentren verwendet werden, verfügen oft über separate Steuerungen und Sollwerte, was zu einem übermäßigen Betrieb aufgrund von Temperatur- und Feuchtigkeitsanpassungen führt. Eine gute Möglichkeit, die Kühlung von Servern zu unterstützen, besteht in der Schaffung von Warmgang-/Kaltgang-Layouts, um den Kaltluftstrom zu den Geräteeinlässen und die heiße Abluft aus den Geräteracks zu maximieren. Durch die Schaffung von Warm- oder Kaltgängen kann die Vermischung von Warm- und Kaltluft durch das Hinzufügen von Trennwänden oder Decken vermieden werden.
CRAC-Effizienzverbesserung
DX-Klimaanlagen sind wahrscheinlich der häufigste Typ von Kühlanlagen für kleinere Rechenzentren. Diese Geräte werden oft als CRAC-Geräte bezeichnet. Es gibt jedoch mehrere Möglichkeiten, die Energieeffizienz des Kühlsystems mit DX-Geräten zu verbessern. CRAC-Geräte für Innenräume sind mit verschiedenen Optionen für die Wärmeabfuhr erhältlich.
Wie bei Dachgeräten kann auch bei luftgekühlten CRAC-Geräten der Einsatz von Verdunstungsspray die Effizienz verbessern.
Eine Wasserkühlschlange zur Vorkühlung kann dem Klimagerät vor der Verdampferschlange vorgeschaltet werden. Wenn die Umgebungsbedingungen es zulassen, dass das Verflüssigerwasser so weit abgekühlt wird, dass es die in das Klimagerät eintretende Luft direkt kühlt, wird das Verflüssigerwasser zum Vorkühlregister umgeleitet. Dadurch wird der Bedarf an Kompressorkühlung für das CRAC-Gerät reduziert oder manchmal sogar eliminiert.
DCIM
Das Management der Rechenzentrumsinfrastruktur ist die Kombination von IT und Betrieb zur Verwaltung und Optimierung der Leistung der Rechenzentrumsinfrastruktur in einem Unternehmen. DCIM-Tools helfen den Betreibern von Rechenzentren bei der Überwachung, Messung und Verwaltung der Auslastung und des Energieverbrauchs von rechenzentrumsbezogenen Geräten und Komponenten der Gebäudeinfrastruktur und verbessern so effektiv die Beziehung zwischen Rechenzentrumsgebäuden und ihren Systemen.
DCIM ermöglicht die Verknüpfung von Informationen zwischen verschiedenen Unternehmensbereichen wie Rechenzentrumsbetrieb, Anlagen und IT, um die Nutzung des Rechenzentrums zu maximieren. Betreiber von Rechenzentren schaffen flexible und effiziente Abläufe, indem sie den Temperatur- und Feuchtigkeitsstatus, den Gerätestatus, den Stromverbrauch und die Auslastung der Klimaanlage in Serverräumen in Echtzeit visualisieren.
Vorbeugende Wartung
Neben den oben genannten Management- und Betriebslösungen für die Infrastruktur ist auch die ungeplante Wartung ein zu berücksichtigender Aspekt. Ungeplante Wartung kostet in der Regel das 3-9-fache der geplanten Wartung, vor allem wegen der Kosten für Überstunden, Kollateralschäden, Notfallteile und Serviceeinsätze. IT-Teams können einen wiederkehrenden Zeitplan für die vorbeugende Wartung des Rechenzentrums erstellen. Durch die regelmäßige Überprüfung des Infrastrukturstatus und die rechtzeitige Reparatur und Aufrüstung der erforderlichen Komponenten kann die interne Infrastruktur effizient betrieben sowie die Lebensdauer und Gesamteffizienz der Rechenzentrumsinfrastruktur verlängert werden.
Ein Damm ist eine Barriere, die den Fluss von Wasser oder unterirdischen Strömen stoppt oder einschränkt. Die durch Dämme geschaffenen Stauseen verhindern nicht nur Überschwemmungen, sondern liefern auch Wasser für Aktivitäten wie Bewässerung, menschlichen Verbrauch, industrielle Nutzung, Aquakultur und Schifffahrt. Wasserkraft wird oft in Verbindung mit Dämmen zur Stromerzeugung genutzt. Ein Damm kann auch zum Sammeln von Wasser oder zur Speicherung von Wasser dienen, das dann gleichmäßig auf verschiedene Orte verteilt werden kann. Dämme dienen in der Regel in erster Linie dazu, Wasser zurückzuhalten, während andere Bauwerke wie Schleusen oder Deiche (auch als Deiche bekannt) dazu dienen, den Wasserfluss in bestimmte Landregionen zu steuern oder zu verhindern.
VORTEILE:
Ist ein Staudamm erst einmal gebaut, kann mit einer konstanten Rate Strom produziert werden.
Wird kein Strom benötigt, können die Schleusentore geschlossen werden, wodurch die Stromerzeugung gestoppt wird. Das Wasser kann gespeichert werden, um es zu einem anderen Zeitpunkt zu nutzen, wenn der Strombedarf hoch ist.
Staudämme sind für eine Lebensdauer von mehreren Jahrzehnten ausgelegt und können daher viele Jahre/Jahrzehnte lang zur Stromerzeugung beitragen.
Der See, der hinter dem Damm entsteht, kann für Wassersport und Freizeitaktivitäten genutzt werden. Oftmals werden große Staudämme zu eigenständigen Touristenattraktionen.
Das Wasser des Sees kann für Bewässerungszwecke genutzt werden.
Durch die Aufstauung des Wassers im See kann Energie gespeichert werden, bis das Wasser zur Stromerzeugung abgelassen wird.
Bei der Nutzung der durch Staudämme erzeugten Elektrizität entstehen keine Treibhausgase. Sie verschmutzen also nicht die Atmosphäre.
Der Zweck von Staudämmen
Die Nachfrage nach Wasser steigt weltweit stetig an. Ohne Wasser, unsere wichtigste Ressource neben Luft und Boden, gibt es kein Leben auf der Erde. In den letzten drei Jahrhunderten ist die den Süßwasserressourcen entnommene Wassermenge um das 35-fache gestiegen, die Weltbevölkerung um das 8-fache. Da die derzeitige Weltbevölkerung von 5,6 Milliarden Menschen immer noch mit einer Rate von etwa 90 Millionen pro Jahr wächst und ihre berechtigten Erwartungen an einen höheren Lebensstandard erfüllt, wird erwartet, dass die weltweite Wassernachfrage in den kommenden Jahrzehnten um weitere 2 bis 3 Prozent jährlich steigen wird.
Die Süßwasserressourcen sind jedoch begrenzt und ungleichmäßig verteilt. In den Ländern mit hohem Verbrauch, die über reiche Ressourcen und eine hochentwickelte technische Infrastruktur verfügen, dürften die zahlreichen Möglichkeiten der Einsparung, des Recyclings und der Wiederverwendung von Wasser mehr oder weniger ausreichen, um das weitere Wachstum des Angebots zu bremsen. In vielen anderen Regionen jedoch ist die Verfügbarkeit von Wasser entscheidend für jede weitere Entwicklung über das gegenwärtig unbefriedigend niedrige Niveau hinaus und sogar für das bloße Überleben bestehender Gemeinschaften oder für die Deckung des ständig wachsenden Bedarfs aufgrund des raschen Bevölkerungswachstums. In diesen Regionen kann der Mensch nicht auf den Beitrag verzichten, den Staudämme und Stauseen zur Nutzbarmachung der Wasserressourcen leisten.
Saisonale Schwankungen und klimatische Unregelmäßigkeiten des Abflusses erschweren die effiziente Nutzung der Flüsse, wobei Überschwemmungen und Dürren zu Problemen von katastrophalem Ausmaß führen. Seit fast 5 000 Jahren sorgen Staudämme für eine angemessene Wasserversorgung, indem sie in Zeiten des Überflusses Wasser speichern und in Zeiten der Knappheit wieder abgeben und so auch Überschwemmungen verhindern oder abmildern.
Sie dienen der;
Bewässerung
Wasserkraft
Wasserversorgung für den häuslichen und industriellen Gebrauch
Binnenschifffahrt
Hochwasserschutz
Verabschiedung einer Strategie zur Erhaltung der Wasserqualität
Auch wenn nicht jeder Staudamm große Probleme verursacht, haben die großen Staudämme der Welt in einem massiven Experiment die Flüsse neu kanalisiert, was dazu geführt hat, dass die Süßgewässer des Planeten in einem weitaus schlechteren Zustand sind als alle anderen wichtigen Ökosysteme, einschließlich der tropischen Regenwälder. Als Reaktion darauf arbeiten die von Staudämmen betroffenen Gemeinden in vielen Teilen der Welt daran, die Hinterlassenschaften schlecht geplanter Dämme zu beseitigen.
Großstaudämme haben ein trauriges Erbe an sozialer Ungerechtigkeit und Umweltzerstörung hinterlassen, das die Vorteile, die sie bringen, oft überwiegt. Die Parteien, die an der Genehmigung, der Finanzierung, der Planung und dem Bau von Staudämmen beteiligt sind, sollten für die Lösung der durch Staudämme verursachten Probleme verantwortlich gemacht werden. In den meisten Fällen haben die Verantwortlichen jedoch nur wenige oder gar keine Schritte unternommen, um die anstehenden Probleme zu lösen, und die betroffenen Menschen sich selbst überlassen.
Diese Sonderausgabe der World Rivers Review berichtet über einige wichtige Fallstudien zur Wiedergutmachung und beschreibt Maßnahmen, die Menschen auf der ganzen Welt ergreifen, um die Hinterlassenschaften von Großstaudämmen zu beseitigen.
Der Rückbau von Staudämmen hat vor allem in den USA und in Europa stattgefunden, aber auch die Menschen am Mun-Fluss in Thailand haben große Fortschritte bei der Öffnung von Dammtoren zur Wiederherstellung der Fischerei gemacht.
Der Trend dürfte sich jedoch weltweit fortsetzen, da der Klimawandel die Sicherheit von Staudämmen und die hohen Kosten für deren Nachrüstung zu einem ernsthaften Argument für die Stilllegung macht.
Das Aufstauen großer Flüsse gehört zu den dramatischsten, absichtlichen Eingriffen des Menschen in seine natürliche Umwelt. Nichts verändert einen Fluss so sehr wie ein Staudamm. Ein Staudamm ist ein Versuch, einen Fluss unter Kontrolle zu bringen, sein saisonales Muster von Hoch- und Niedrigwasser zu regulieren.
Ein Staudamm hält Sedimente und Nährstoffe zurück, verändert die Temperatur und die Chemie des Flusses und stört die geologischen Prozesse der Erosion und Ablagerung, durch die der Fluss das umliegende Land formt. Solche Veränderungen können ein ganzes Wassereinzugsgebiet aus dem ökologischen Gleichgewicht bringen.
Schätzungsweise 50.000 große Staudämme blockieren heute die meisten großen Flusssysteme. Dämme halten heute 15 % des jährlichen Süßwasserabflusses der Welt zurück.
Wenn wir die biologische Vielfalt sowie die Güter und Dienstleistungen der Flüsse weltweit erhalten wollen, müssen wir den Bau großer Staudämme durch alternative Lösungen ersetzen.
Viele Probleme der Wasserqualität hängen mit der Sammlung, Speicherung und Weiterleitung von Wasser zusammen. Die Speicherung von Wasser aus unterirdischen Quellen in Dämmen kann zu einer raschen Verschlechterung der Wasserqualität aufgrund von Verdunstung und der damit verbundenen Konzentration gelöster Salze führen. Ungezäunte Einzugsgebiete können leicht durch im Wasser watende und defäkierende Tiere verunreinigt werden. Unzureichend begrünte Wassereinzugsgebiete können dazu führen, dass erhebliche Mengen an organischen Stoffen, Dung, Dünger und Erde in die Wasserversorgung gelangen.
Die folgenden Strategien können dazu beitragen, eine gute Wasserqualität zu erhalten:
Speicherung von Salzwasser in Tanks statt in Dämmen
Abzäunen von Dämmen und Verteilen des Wassers in Trögen für das Vieh
Schützen Sie die Einzugsgebiete der Dämme mit einer guten Bodenbedeckung und pflegen Sie einen begrünten Filterstreifen am Dammeinlauf
Tröge regelmäßig reinigen
Anlegen von Windschutzstreifen neben den Dämmen, um die Verdunstung zu verringern
Bau von Sedimentfängern zum Schutz der Dämme in Hochwasserperioden
Zusammengefasst sind die vier wichtigsten Schritte, die unternommen werden müssen, um die nachteiligen Auswirkungen von Dämmen zu verringern, folgende
Erforschung von alternativen Energiequellen und effizienter Wassernutzung in der Landwirtschaft sowie von Alternativen zu neu geplanten Dämmen
Sicherstellen, dass neu geplante Dämme an einem Standort gebaut werden, der die geringsten ökologischen und gesellschaftlichen Schäden verursacht.
Einsatz von Rückschlagdämmen
Rückschlagdämme verhindern nicht nur die Erosion von Gullys, sondern verlangsamen auch die Bewegung des Wassers, so dass es besser in den Boden versickern kann. Direkt oberhalb eines Rückhaltedamms ist ein guter Platz, um eine Versickerungsstruktur einzubauen. Der Schlamm, der sich hinter dem Damm ansammelt, schafft gutes Ackerland, das nach den Regenfällen bepflanzt werden kann, während es die Feuchtigkeit speichert. Wenn der Zweck eines Rückhaltedamms darin besteht, gutes Land für die Bepflanzung nach den Regenfällen zu schaffen, kann eine Struktur namens Nala-Bund verwendet werden. Der Erddamm führt zu einer Überflutung des stromaufwärts gelegenen Gebiets und hält Feuchtigkeit und Schlamm zurück. Das kleine Wehr ermöglicht den Überlauf in einen schmalen Kanal über eine leicht abfallende Steinschüttung. Der Steinabschnitt wird so gebaut, dass der Schlick zurückgehalten wird und eine gute Fläche für die Bepflanzung entsteht.
Faktoren, die beim Bau von Dämmen berücksichtigt werden sollten
Dämme sollten an einem Standort errichtet werden, der die geringsten Auswirkungen auf die Umwelt hat, wo beispielsweise keine Gefahr besteht, dass eine gefährdete Art ausstirbt. Auch die Dimensionen des Damms und der Stauseen sollten berücksichtigt werden. Dämme sollten eine möglichst geringe Oberfläche und eine möglichst große Tiefe haben, um die Verdunstung und Verschlammung zu verringern. Es ist daher vorzuziehen, die Dämme in tiefen Schluchten zu errichten, die eine geringe oder gar keine Überflutung der Wälder erfordern, um die Verrottung und damit die Produktion von Kohlendioxid und Methan sowie die Eutrophierung zu verhindern. Die von der Mission 2017 vorgeschlagene Forschungsgruppe oder die Projektentwickler sollten Simulationen durchführen, um die Auswirkungen des Staudamms auf die Zahl der ursprünglich im Fluss lebenden Organismen und die Auswirkungen auf die in der Nähe des Standorts lebenden Menschen zu prognostizieren. Das Projekt wird nur genehmigt, wenn vorhergesagt wird, dass die betroffenen Individuen in der Lage sein werden, die Auswirkungen des Staudamms zu bewältigen.
Schlussfolgerung
Staudämme und Stauseen sind zwar wirksame Wasser- und Stromquellen, aber sie schaden der Umwelt in hohem Maße. Um die Sorge um die Umwelt zu zerstreuen, wird vorgeschlagen, die Zahl der Staudämme in den Flüssen zu verringern und die Flüsse natürlich fließen zu lassen, um die Umwelt und die Artenvielfalt zu erhalten. Gegenwärtig ist es nicht möglich, alle Dämme zu beseitigen. Es müssen jedoch Anstrengungen unternommen werden, um alte, überholte Dämme abzureißen und so viele Flüsse wie möglich in ihren natürlichen Zustand zurückzuführen.
Als die Menschen begannen, sich über Länder und Territorien auszudehnen, brauchten sie eine Struktur, um natürliche Barrieren und Hindernisse zu überwinden. Ingenieure nutzten ihre Ressourcen, um Brücken zu bauen, einen wesentlichen Teil unserer Infrastruktur, der uns zwischen Städten verbindet und die Landschaft verändert.
Wie werden Brücken gebaut?
Der Brückenbau hat sich seit Anbeginn der Zeit stark gewandelt, u. a. durch neue, stabilere Materialien, schwere Maschinen und neue Bautechniken. Obwohl der Bau von Brücken in der heutigen Zeit viel einfacher ist, erfordert die Brückenkonstruktion präzise Physik, enorme Ressourcen, fortschrittliche Technologie und gründliche Planung vor und während des Baus.
Obwohl Brücken präzise und sorgfältige Arbeit erfordern, sind die grundlegenden Prinzipien des Brückenbaus einfach, wenn man sie aufschlüsselt. Lesen Sie weiter oder springen Sie zur unten stehenden Infografik, um mehr über die Grundlagen des Brückenbaus zu erfahren.
Prozess des Brückenbaus
Die meisten Brückenbauprojekte verlaufen nach einem ähnlichen Zeitplan, der mit der Planungsphase beginnt und mit den abschließenden Prüfungen und Inspektionen endet. Größere Projekte können zwar spezielle Verfahren erfordern, aber die meisten Projekte folgen diesen fünf Schritten:
Schritt 1: Ortsbesichtigung und Planung
Vor Baubeginn müssen die Planer den Boden in der Nähe des Brückenstandortes auf Festigkeit, Tiefe, Geländeform und andere Elemente prüfen, um die Sicherheit und Haltbarkeit des endgültigen Bauwerks zu gewährleisten. Anhand der Ergebnisse dieser Tests und mit Hilfe des computergestützten Entwurfs können sich die Ingenieure ein Bild vom Verhalten der Brücke unter verschiedenen Gewichten und Witterungsbedingungen machen, um zu bestimmen, welche Art von Brücke gebaut werden soll und wie sie zu bauen ist.
Schritt 2: Setzen des Fundaments
Nachdem die Planung abgeschlossen ist, beginnen die Arbeiter mit dem Spatenstich auf der Baustelle, um das Fundament der Brücke zu errichten. Dazu wählen die Bauarbeiter einen stabilen Standort aus oder treiben Stützpfähle in den Boden und installieren solide Pfeiler (so genannte Pfeiler), die später den Rest der Brücke tragen werden. Diese Pfeiler bestehen in der Regel aus Beton und können eine große Last tragen.
Schritt 3: Einbau von Pfeilern und Brückenpfeilern
Sobald die Unterseiten der Brückenpfeiler an Ort und Stelle sind, arbeiten sich die Bauarbeiter nach oben vor, bis jeder Pfeiler seine vorgegebene Höhe erreicht hat. Sobald die Pfeiler installiert sind, ist es an der Zeit, Stützstrukturen wie die Widerlager hinzuzufügen, die sich an jedem Ende der Brücke befinden und dazu dienen, horizontalen Kräften standzuhalten. Weitere Stützkonstruktionen können Balken, Brückenlager und Stützmauern sein. All diese Komponenten bilden den Unterbau und sorgen für die richtige Verstärkung des Überbaus.
Je nach Art und Größe der Brücke können diese Stützen vollständig aus Beton bestehen oder eine Kombination aus Stahl oder anderen Materialien verwenden.
Schritt 4: Fertigstellung des Überbaus
Der Überbau umfasst alle Bauteile, die die Last direkt aufnehmen, darunter Träger, Bögen oder Hängeseile, je nach Brückentyp. Dann ist es an der Zeit, das Brückendeck und die Fahrbahn zu bauen, wobei geeignete Materialien wie Beton, Asphalt und Bewehrung verwendet werden. In diesem Schritt werden auch Sicherheitseinrichtungen wie Leitplanken, Beleuchtung und Beschilderung installiert.
Für den Aufbau des Überbaus müssen die Ingenieure verschiedene Materialien verwenden und Strukturen zusammensetzen, die auch bei Wind, Schwerkraft und anderen natürlichen Kräften in der Umgebung stabil bleiben.
Schritt 5: Abschließende Qualitäts- und Sicherheitsinspektionen
Nach Abschluss der Bauarbeiten führen die Mitarbeiter Sicherheitsprüfungen mit Kränen und Brückenauslegern durch, um sicherzustellen, dass das Bauwerk alle Qualitätsstandards erfüllt. Diese Tests ermöglichen es den Ingenieuren, strukturelle Mängel auszuschließen oder zu beheben und mit dem Einbau der endgültigen Pflasterung und elektrischen Systeme fortzufahren.
Wie werden Brücken über Wasser gebaut?
Brücken, die über Wasser gebaut werden, unterliegen demselben Bauverfahren wie alle anderen Brücken, doch sind in der Planungs- und Bauphase einige zusätzliche Faktoren zu berücksichtigen.
Bei den meisten Brücken, die über tiefes Wasser gebaut werden, müssen die Bauarbeiter Fangedämme errichten oder Senkkästen ins Wasser absenken, um einen Damm und eine Plattform für die Betontürme zu schaffen, auf denen sie stehen. Seen und Flussbetten können instabil sein, so dass die Bauarbeiter unter Umständen Pfähle tief in die Erde treiben müssen, um Stabilität zu erreichen.
Wenn ein Gewässer breit genug ist, müssen die Brückenbauer unter Umständen spezielle Baumaschinen wie Schwimmkräne, Brückenausleger und Hydroplattformen einsetzen, die über Wasser arbeiten können. Diese Maschinen ermöglichen es den Arbeitern, Sicherheitsinspektionen durchzuführen und in Bereichen zu arbeiten, die sie vom Boden aus nicht erreichen können.
Brückenentwürfe
Brücken sind so konzipiert, dass sie je nach Nutzung und Standort auf unterschiedliche Weise mit Zug und Druck umgehen können. Zu den gängigsten Brückenkonstruktionen gehören:
Hängebrücken: An vertikalen Aufhängungen aufgehängte Kabel tragen das Brückendeck, während Pfeiler den Druck ausgleichen.
Fachwerkbrücken: Der Überbau besteht aus diagonalen Gliedern oder Trägern, die Zug und Druck auf das gesamte Bauwerk ausüben.
Bogenbrücken: Ein Stahl-, Stein- oder Betonbogen gleicht den Druck aus und dient als Windverstrebung.
Freivorbau-Brücken: Bei freitragenden Brücken werden Obergurte für die Zugbelastung und Untergurte für die Druckbelastung verwendet.
Balkenbrücken: Diese auch als Trägerbrücken bezeichneten Brücken bestehen aus horizontalen Trägern, die von vertikalen Pfeilern oder Pfeilern aus Stahlbeton oder Stahl getragen werden.
Ingenieure investieren viel Zeit und Ressourcen in den Bau einer Brücke, die ihren Zweck erfüllt, und stehen dabei vor ähnlichen Herausforderungen wie beim Bau von Unterwasserbrücken.
Es gibt zwar verschiedene Arten von Brücken, aber alle beruhen auf ingenieurtechnischen Grundsätzen und dienen als stehende Bauwerke, die von den Menschen tagtäglich für den Transport und den Pendlerverkehr genutzt werden. Brücken sind sowohl funktional in ihrem Zweck als auch elegant im Design und spiegeln die Harmonie wider, die Ingenieure und Bauherren anstreben.
Wie werden die Strukturen einer Brücke genannt?
Brücken bestehen aus verschiedenen Strukturelementen, die ihre Funktionstüchtigkeit und Sicherheit für eine langfristige Nutzung gewährleisten. Zwar ist nicht jede Brücke gleich gebaut, aber diese allgemeinen Komponenten bilden die Grundstruktur einer Brücke.
Fahrbahn: Das Deck ist die Fahrbahnoberfläche der Brücke, auf der sich Fahrzeuge, Fußgänger und andere Verkehrsteilnehmer bewegen.
Überbau: Der Überbau ist der Teil der Brücke, der sich über den Pfeilern oder Widerlagern befindet und umfasst die Fahrbahnplatte, Balken, Träger, Bögen, Fachwerke oder andere tragende Elemente, die die Fahrbahnplatte tragen.
Unterbau: Der Unterbau besteht aus den Bauteilen, die den Überbau tragen. Dazu gehören Pfeiler, Widerlager, Fundamente und andere Elemente, die die Lasten vom Überbau auf den Boden übertragen.
Pfeiler: Pfeiler sind vertikale Stützkonstruktionen, die die Lasten von Brückendeck und Überbau aufnehmen und verteilen sollen. Sie werden in der Regel in einer Reihe über die gesamte Länge der Brücke gebaut, um eine Zwischenabstützung zu gewährleisten.
Widerlager: Widerlager sind Stützkonstruktionen, die sich an den Enden einer Brücke befinden. Sie sind so konzipiert, dass sie die vom Überbau ausgeübten horizontalen Kräfte und Momente aufnehmen und in den Boden ableiten. Die Widerlager sind oft mit Stützmauern versehen, um das Erdreich zurückzuhalten und Stabilität zu gewährleisten.
Auflager: Lager sind Vorrichtungen zwischen dem Oberbau und dem Unterbau, die eine kontrollierte Bewegung und Drehung ermöglichen. Sie nehmen thermische Ausdehnung, Schrumpfung und andere Kräfte auf, die zu Brückenbewegungen führen können.
Träger: Träger sind horizontale Balken, die sich zwischen Pfeilern oder Widerlagern spannen und das Brückendeck tragen. Sie bestehen in der Regel aus Stahl, Beton oder einer Kombination aus beidem.
Bogen: Ein Bogen ist ein gebogenes Strukturelement, das Lasten hauptsächlich durch Druck aufnimmt und auf die Widerlager oder Pfeiler überträgt. Bögen können aus Mauerwerk, Beton oder Stahl hergestellt werden.
Fachwerkbinder: Fachwerke sind Tragwerke, die aus miteinander verbundenen Elementen bestehen, die Dreiecke oder andere geometrische Formen bilden. Sie werden häufig für größere Spannweiten verwendet und können aus Stahl oder Holz hergestellt werden.
Seile: Bei kabelgestützten Brücken werden Kabel als Haupttragelemente verwendet. Diese Kabel bestehen in der Regel aus Stahl und können in verschiedenen Konfigurationen angeordnet werden, z. B. als Hänge- oder Schrägseilbrücken.
Welche Brücke ist am einfachsten zu bauen?
Die am einfachsten zu bauende Brücke ist in der Regel eine Balkenbrücke. Balkenbrücken bestehen aus horizontalen Trägern, die von vertikalen Pfeilern oder Pfeilern gestützt werden. Ein großer Teil ihrer Einfachheit liegt in der Verwendung von gängigen, leicht zu beschaffenden Materialien wie Stahlbeton oder Stahl.
Der Bau einer Balkenbrücke umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte:
Vorbereitung des Standorts: Räumen Sie den Bereich, in dem die Brücke gebaut werden soll, und ebnen Sie den Boden.
Bau des Fundaments: Bauen Sie die Fundamente oder Pfeiler, die die Brücke tragen werden.
Platzierung der Träger: Verlegen Sie die horizontalen Balken über die Stützen.
Einbau der Fahrbahn: Verlegen Sie das Brückendeck auf den Trägern. Der Fahrbahnbelag besteht häufig aus Beton, Asphalt oder anderen für den Verkehr geeigneten Materialien.
Abschließende Arbeiten: Anbringen der erforderlichen Sicherheitseinrichtungen wie Leitplanken und Absperrungen. Führen Sie Inspektionen durch und stellen Sie sicher, dass die Brücke die erforderlichen Normen und Vorschriften erfüllt.
Es ist wichtig zu wissen, dass ein bestimmter Brückentyp zwar einfach zu bauen oder effizient für den täglichen Verkehr ist, aber nicht immer die beste Brücke für jede Situation darstellt. Der Entwurf jeder einzelnen Brücke ist mit einem enormen Aufwand an Wissenschaft, Technik und Planung verbunden.
Wahrscheinlich haben Sie die Diskussionen in der Branche über generative künstliche Intelligenz (KI) und die Auswirkungen auf unsere Rechenzentrumsbranche mitbekommen.
Die Nachfragewelle, die KI wahrscheinlich auslösen wird, wird die Rechendichte noch weiter in die Höhe treiben, als bisher prognostiziert wurde.
Angesichts der erheblichen Rechenleistung, die KI erfordert, wird der Stromverbrauch der nächsten Hardware-Generation wiederum erhebliche Wärmemengen erzeugen. Diese Wärme verursacht Leistungsprobleme und kann zum Ausfall der IT-Gerätehardware führen, wenn diese nicht innerhalb der Betriebsgrenzen gekühlt wird.
Für Betriebsteams, die High-Density-Lösungen für aufkommende Technologien wie KI, Streaming mit niedriger Latenz und Spiele einsetzen, ist die Bewältigung der Herausforderung des Wärmemanagements von größter Bedeutung.
Bei der Betrachtung der Infrastruktur, die für die Bereitstellung von Hochleistungsrechnern erforderlich ist, die für generative KI benötigt werden, stellen wir fest, dass Flüssigkeitskühlsysteme eine überzeugende Lösung für das Problem der hohen Wärmeentwicklung darstellen, das mit Luftkühlung nicht effizient gelöst werden kann.
Laut der Dell’Oro Group wird der Markt für Flüssigkeitskühlung bis 2027 einen Umsatz von fast 2 Milliarden US-Dollar erzielen, mit einer CAGR von 60 % für die Jahre 2020 bis 2027, da Unternehmen immer mehr Cloud-Dienste einführen und künstliche Intelligenz (KI) nutzen, um fortschrittliche Analysen und automatisierte Entscheidungsfindung zu betreiben und Blockchain- und Kryptowährungsanwendungen zu ermöglichen.
Da KI mittlerweile ein Trendthema für den Durchschnittsverbraucher ist, werden Unternehmen, die diese aufstrebende Technologie in ihren Betrieb integrieren möchten, von der Prüfung der heute verfügbaren Flüssigkeitskühlungsoptionen profitieren, die für die Zukunft skaliert werden können.
Die Implementierung von Flüssigkeitskühlungslösungen für KI-Computer erfordert den Einsatz innovativer Racksysteme, die speziell für die Aufnahme und effiziente Verwaltung der Flüssigkeitskühlungsinfrastruktur entwickelt wurden. Diese Rack-Systeme sind in der Regel mit Lösungen wie einem Hintertür-Wärmetauscher (RDHx) ausgestattet.
Da ein RDHx keinen zusätzlichen Platz im Rechenzentrum beansprucht, ist er eine hervorragende Option zur Einführung einer Flüssigkeitskühlungsarchitektur im Rechenzentrum, ohne dass der gesamte weiße Bereich überarbeitet werden muss.
Diese Wärmetauscher werden in Konfigurationen mit verschiedenen Kühlmedien angeboten: Kältemittel, Kaltwasser und Glykol, wobei jedes Kühlmedium seine eigenen Leistungsunterschiede aufweist.
Medien auf Kältemittelbasis haben eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit, so dass sie die Wärme effektiv von den Komponenten ableiten können, was zu einer verbesserten Kühleffizienz führt. Außerdem haben sie eine hohe Wärmekapazität, d. h. sie können große Wärmemengen aufnehmen, bevor sie in die Sättigung gehen, und gewährleisten so eine gleichbleibende Kühlleistung auch bei hoher Arbeitsbelastung.
Kaltwassersysteme bieten auch Skalierbarkeit, da sie so ausgelegt werden können, dass sie unterschiedliche Wärmelasten bewältigen und künftige Erweiterungen zulassen. Darüber hinaus können Kaltwassersysteme die vorhandene Infrastruktur, wie Kühltürme oder Wärmetauscher, nutzen, was zu Kosteneinsparungen und einer verbesserten Energieeffizienz führt.
Glykol verfügt über hervorragende Wärmeübertragungseigenschaften, die es ihm ermöglichen, Wärme von den Komponenten, mit denen es in Kontakt kommt, effizient aufzunehmen und abzuleiten. Außerdem hat Glykol im Vergleich zu Wasser einen höheren Siedepunkt, was das Risiko der Verdampfung von Kühlmittel und der Überhitzung des Systems verringert.
Darüber hinaus werden bei der Einrichtung eines RDHx entweder passive oder aktive Kühlgebläse verwendet, um die Luft durch die Wärmetauscherspule zu ziehen.
Die Einführung dieser Technologie in das Rechenzentrum bietet auch eine „raumneutrale Kühllösung“, was bedeutet, dass die Lufttemperatur, die aus dem RDHx austritt, nahe der Raumtemperatur liegt, wodurch die Kühlgeräte in der Umgebung weniger belastet werden.
Ein RDHx ist eine großartige Lösung für das Hinzufügen von Racks mit höherer Dichte in einer Rechenzentrumslandschaft, die auf Flüssigkeitskühlung umsteigen möchte. Wenn Sie heute mit einer passiven Hintertür beginnen, können Sie für die Zukunft skalieren, wenn die Dichte steigt.
RDHx-Lösungen bieten auch einen Einstieg in die Flüssigkeitskühlung, aber viele Unternehmen suchen nach einer gezielteren Lösung für ihre Cluster. Bei der Betrachtung der Konfigurationsoptionen für einen Einsatz von Flüssigkeitskühlung ohne Retrofit liegen die Schwerpunkte auf zwei Ansätzen: Eintauchkühlung und Direct-to-Chip-Kühlung.
Bei der Direct-to-Chip-Flüssigkeitskühlung liegt der Schwerpunkt auf der direkten Kopplung einer Kühlplatte mit den Komponenten mit hoher Wärmeentwicklung, also CPU, GPU und in einigen Fällen Speichermodule und Netzteile.
Direct-to-Chip-Kühlplatten sitzen auf den wärmeerzeugenden Komponenten des Boards und leiten die Wärme entweder über Einphasen-Kühlplatten oder Zweiphasen-Flüssigkeiten ab. Mit diesen Kühltechnologien können etwa 70-75 % der von den gesamten Geräten im Rack erzeugten Wärme abgeführt werden, so dass 25-30 % durch Luftkühlungssysteme abgeführt werden können.
Die Eintauchkühlung ist eine weitere Variante der Flüssigkeitskühlung, bei der 100 Prozent der Wärme in Flüssigkeit abgeführt werden können. Der Umgang mit dielektrischen Flüssigkeiten ist sehr komplex und stellt für die Betriebsteams einen völlig anderen Kühlungsansatz dar als die traditionelle Luftkühlung.
Flüssigkeitskühlung versus Luftkühlung: Wie sich Wärmemanagementsysteme weiterentwickeln
Mit der Flüssigkeitskühlung sind natürlich einige Herausforderungen verbunden. Die größte Sorge ist das Risiko von Leckagen oder anderen Fehlern, die die kritische Hardware beschädigen könnten. Mit einem sorgfältigen Design und einer gut durchdachten Implementierung können diese Risiken jedoch minimiert und die Vorteile der Flüssigkeitskühlung effektiv genutzt werden.
Betreiber von Rechenzentren müssen bereit sein, auf Flüssigkeitskühlung umzusteigen, um im Zeitalter der generativen KI wettbewerbsfähig zu bleiben. Die Vorteile der Flüssigkeitskühlung, wie z. B. die höhere Effizienz, die größere Rackdichte und die verbesserte Kühlleistung, machen sie zu einem unverzichtbaren Ansatz für Unternehmen, die Spitzentechnologien einbinden und den Kühlungsbedarf der daraus resultierenden Workloads mit hoher Dichte erfüllen möchten.
Die Planung der Straßeninfrastruktur gewährleistet, dass die Verkehrssysteme effizient, sicher und zukunftssicher sind. Doch was sind die wichtigsten Elemente der Infrastrukturplanung? Lesen Sie unseren Leitfaden, um alle Antworten zu finden.
Es wird erwartet, dass der weltweite Personen- und Güterverkehr bis 2050 erheblich zunehmen wird. Um dieses Wachstum zu bewältigen, müssen schätzungsweise 25 Millionen Straßenkilometer und 335.000 Kilometer Schienenwege neu gebaut werden.
Es geht jedoch nicht nur darum, mehr Straßen und Schienen zu bauen. Die Straßeninfrastruktur hat einen enormen Einfluss auf unser Leben. Sie prägt das Erscheinungsbild unserer Städte, verbindet Gemeinden und bestimmt die Art und Weise, wie wir uns fortbewegen. Darüber hinaus muss die künftige Straßeninfrastruktur künftige Herausforderungen wie die wachsende Bevölkerung in den Städten und die zunehmende Luftverschmutzung bewältigen.
Um sicherzustellen, dass alle Menschen auf nachhaltige und widerstandsfähige Weise Zugang zum Verkehr haben, brauchen die Städte eine solide Infrastrukturplanung und -verwaltung.
Was ist Straßeninfrastrukturplanung?
Bei der Planung der städtischen Straßeninfrastruktur geht es um die Instandhaltung bestehender Einrichtungen und die Planung neuer Straßeninfrastruktur. Dazu gehören die befestigten Straßen selbst sowie alles, was mit ihnen zusammenhängt, z. B. Beschilderung, Entwässerung und Erdarbeiten.
Straßen sind von wirtschaftlichem und sozialem Nutzen, da sie Produzenten mit Märkten, Arbeiter mit Arbeitsplätzen, Schüler mit Schulen und Patienten mit Krankenhäusern verbinden. Sie sind für die Entwicklung von entscheidender Bedeutung. Sie können jedoch auch mit ökologischen oder gesellschaftlichen Kosten verbunden sein, wie z. B. Luftverschmutzung oder Abholzung.
Diese Zielkonflikte müssen bei der Planung neuer Infrastrukturprojekte berücksichtigt werden. Ein integrativer Ansatz für die Planung und das Management von Straßeninfrastrukturen zielt darauf ab, den künftigen Bedarf zu antizipieren und die Bedürfnisse von Menschen, Umwelt und Wirtschaft in Einklang zu bringen.
Welche Bedeutung hat die Straßeninfrastruktur?
Verbesserung der Effizienz
Verkehrsstaus und Platzmangel sind Herausforderungen, die fast jede Stadt betreffen. Doch wie sollte der begrenzte städtische Raum zwischen den verschiedenen Akteuren und Mobilitätsarten aufgeteilt werden? Und wie können der Verkehrsfluss und das Serviceniveau verbessert werden?
Die Verkehrsmodellierung und -planung hilft den Stadtplanern, die Infrastruktur virtuell zu testen, um die bestehende Arbeit zu verbessern und eine bessere Nutzung des Raums zu planen. Mit diesen Werkzeugen lassen sich die zugrunde liegenden Probleme analysieren, verschiedene Szenarien testen und eine neue, faire und effiziente Verkehrsstrategie entwickeln, indem Aspekte wie schnellere Lieferungen und Verbindungen verbessert werden.
Verbesserung der städtischen Lebensqualität
Prognosen zufolge werden bis 2050 zwei Drittel der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten leben. Dies verdeutlicht den wachsenden Bedarf und die Bedeutung der Verkehrsinfrastruktur in den Städten. Eine gute Verkehrsinfrastruktur verbessert die Lebensqualität der Stadtbevölkerung, erhöht die Sicherheit, den gleichberechtigten Zugang zu Dienstleistungen und die Luftqualität, während eine schlechte Infrastruktur diese verschlechtert. Doch welche Maßnahmen führen zu dauerhaftem Erfolg?
Die Analyse von Unfalldaten ermöglicht es der Polizei und anderen Behörden, Unfallschwerpunkte zu ermitteln, zu entschärfen und zu verhindern. Verkehrsanalysen ermöglichen es Stadtplanern, verschiedene Szenarien zu testen, um eine Verkehrsinfrastruktur zu entwickeln, die Emissionen reduziert, Zugang zu sicherer Mobilität bietet und Unfälle langfristig reduziert.
Stärkung des öffentlichen Verkehrs
Der öffentliche Verkehr spielt eine entscheidende Rolle für die Zugänglichkeit der Mobilität. Eine Bedarfsanalyse hilft, weiße Flecken und Überangebote zu identifizieren. Diese dient dann als Grundlage für Entscheidungen über neue Linien oder Bahnhöfe. Mit einem Verkehrsmodell lassen sich Zukunftsszenarien oder Alternativen simulieren und die Infrastrukturinvestitionen entsprechend anpassen. Ein Modell ist auch hilfreich, um den richtigen Standort für Mobilitätsknotenpunkte zu finden, den öffentlichen Verkehr zu bündeln und neue Mobilitätsformen wie Ride- und Carsharing, Bike-Sharing und Elektroroller zu entwickeln.
Zukunftssicherer Verkehr
Städte sind wie lebende Organismen, die wachsen und sich weiterentwickeln. Menschen kommen und gehen, ebenso wie Immobilienprojekte und Mobilitätstrends. Aufgrund der immensen Kosten wird die Infrastruktur langfristig gebaut: Brücken, Straßen und Schienen werden für die nächsten Jahrzehnte angelegt.
Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass die heute gebaute Infrastruktur die Bedürfnisse von morgen berücksichtigt und erfüllt. Die Infrastrukturplanung muss sich an die sich ändernden demografischen, wirtschaftlichen oder räumlichen Gegebenheiten anpassen. Dazu gehört zum Beispiel die Bewertung von Mobilitätsrichtlinien und -vorschriften, bevor die Infrastruktur für elektrische und geteilte Mobilität eingeführt und optimiert wird.
Erhöhung der Sicherheit und Widerstandsfähigkeit
Straßen, Brücken, Tunnel und alle anderen Verkehrsinfrastrukturen altern und verschlechtern sich mit der Zeit. Damit sie sicher bleiben, müssen sie angemessen gewartet werden. Brückeneinstürze sind zwar selten, aber wenn sie doch passieren, können sie schwere Schäden verursachen, einschließlich Verletzungen, Todesfälle und hohe finanzielle Schäden. Weniger spektakulär, aber ein Aspekt, der ebenfalls große wirtschaftliche Schäden und schwere Unfälle verursacht, sind Schlaglöcher. In den USA beispielsweise gilt ein Drittel der großen städtischen Straßen als mangelhaft, und etwa ein Drittel der Verkehrstoten pro Jahr ist auf schlechte Straßenverhältnisse zurückzuführen.
Unklare Verkehrsschilder, schlechte Fahrbahnmarkierungen und eine allgemein schlechte Straßengestaltung können ebenfalls gefährlich sein. Im Gegensatz dazu kann eine intelligent gestaltete Infrastruktur die Verkehrssicherheit erhöhen. So führen beispielsweise Straßen, die so gestaltet sind, dass Engpässe minimiert werden, zu einem besseren Verkehrsfluss und damit zu weniger Unfällen. Es hat sich gezeigt, dass der Ersatz von Ampeln durch Kreisverkehre die Sicherheit von Straßenkreuzungen deutlich erhöht.
Was sind die wichtigsten Elemente der städtischen Infrastrukturplanung?
Der erste Schritt der Straßeninfrastrukturplanung besteht darin, die Engpässe und den Bedarf an Infrastruktur zu ermitteln. Dies beinhaltet:
die Ermittlung der aktuellen Engpässe durch Verkehrszählungen, Staumonitoring oder Unfallberichte
Ermittlung des Instandhaltungs- und Ersatzbedarfs für kritische Infrastrukturen
Ableitung des künftigen Infrastrukturbedarfs aus demografischen Prognosen, Flächennutzungsänderungen oder geplanten Entwicklungen
Ableitung des Infrastrukturbedarfs aus gesellschaftlichen Trends und aus verkehrspolitischen Maßnahmen wie Klimawandel und Dekarbonisierung
Der zweite Schritt besteht darin, mögliche Infrastrukturverbesserungen oder -veränderungen entsprechend dem ermittelten Bedarf zu definieren und zu verstehen, ob sie machbar sind. In diesem Schritt werden verschiedene Projektvarianten virtuell getestet, die Kapital- und Betriebskosten geschätzt und eine Kosten-Nutzen-Analyse pro Projekt durchgeführt. Auf der Grundlage dieser Analyse wird dann die am besten geeignete Option ermittelt.
Im dritten Schritt wird ein ‚Transportation Master Plan‘ erstellt. Dabei werden verschiedene Infrastrukturmaßnahmen und -varianten getestet und ihre Auswirkungen auf Staus, Reisezeiten, Verkehrsmittelwahl, Emissionen, Lärm und andere (un)gewünschte Ergebnisse bewertet. Auf der Grundlage der komplexen Analyse können dann Projektprioritäten festgelegt werden.
Der vierte und letzte Schritt ist die Umsetzungsplanung. Jetzt werden der endgültige Projektentwurf und der Zeitplan für die Umsetzung festgelegt. Zu diesem Zeitpunkt müssen die Projektmittel gesichert und die Maßnahmen während der Umsetzungsphase (wie Straßensperrungen und Umleitungen) geplant werden.
Der dritte und vierte Schritt haben in der Regel eine politische Komponente und sind in politische Diskussionen eingebettet.
Die Grundsätze für Finanzmarktinfrastrukturen sind die internationalen Standards für Finanzmarktinfrastrukturen, d.h. Zahlungssysteme, Zentralverwahrer, Wertpapierabwicklungssysteme, zentrale Gegenparteien und Transaktionsregister.
Die von der CPMI und der Internationalen Organisation der Wertpapieraufsichtsbehörden (IOSCO) herausgegebenen PFMI sind Teil einer Reihe von 12 Schlüsselstandards, die von der internationalen Gemeinschaft als wesentlich für die Stärkung und Erhaltung der Finanzstabilität angesehen werden.
Zusätzlich zu diesen Standards haben der CPMI und die IOSCO eine Reihe verwandter Dokumente und weitere Leitlinien zur Umsetzung der Standards veröffentlicht. Dazu gehören:
Anwendung der Grundsätze für Finanzmarktinfrastrukturen auf Stablecoin-Vereinbarungen: enthält Leitlinien für die Anwendung der Grundsätze für Finanzmarktinfrastrukturen (PFMI) auf systemrelevante Stablecoin-Vereinbarungen (SAs), einschließlich der in solche Vereinbarungen eingebundenen Unternehmen.
Wiederherstellung von Finanzmarktinfrastrukturen: bietet FMIs wie CCPs eine Anleitung zur Entwicklung von Plänen, die sie in die Lage versetzen, sich von Bedrohungen ihrer Lebensfähigkeit und Finanzkraft zu erholen, sowie eine Anleitung für die zuständigen Behörden bei der Wahrnehmung ihrer Aufgaben im Zusammenhang mit der Entwicklung und Umsetzung von Wiederherstellungsplänen.
Widerstandsfähigkeit von zentralen Gegenparteien (CCPs): Weitere Leitlinien zur PFMI: zielt darauf ab, die Widerstandsfähigkeit von CCPs zu verbessern, indem Leitlinien zu den Grundsätzen und wichtigsten Überlegungen der PFMI in Bezug auf das finanzielle Risikomanagement für CCPs bereitgestellt werden.
Leitlinien für die Widerstandsfähigkeit von Finanzmarktinfrastrukturen gegen Cyberangriffe: Diese Leitlinien geben Aufschluss über die Vorbereitungen und Maßnahmen, die Finanzmarktinfrastrukturen ergreifen sollten, um ihre Widerstandsfähigkeit gegen Cyberangriffe zu verbessern und so die zunehmenden Risiken zu begrenzen, die Cyberbedrohungen für die Finanzstabilität darstellen.
Clearing von lieferbaren Deviseninstrumenten: Klärung der Erwartungen von CPMI und IOSCO in Bezug auf das CCP-Clearing von lieferbaren Deviseninstrumenten und die damit verbundenen Modelle für die Abwicklung.
Anwendung der Grundsätze für Finanzmarktinfrastrukturen auf Finanzmarktinfrastrukturen von Zentralbanken (FMIs): enthält Leitlinien zur Anwendung der PFMI auf Finanzmarktinfrastrukturen, die Eigentum von Zentralbanken sind und von diesen betrieben werden.
Öffentliche quantitative Offenlegungsstandards für zentrale Gegenparteien: legt die quantitativen Daten fest, die CCPs regelmäßig offenlegen sollten.
Bewertungsmethodik für die Erwartungen an die Aufsicht über kritische Dienstleister: legt eine Bewertungsmethodik fest und bietet den Behörden Leitlinien für die Bewertung der kritischen Dienstleister eines FMI anhand der in einem Anhang zur PFMI dargelegten Erwartungen an die Aufsicht.
Grundsätze für Finanzmarktinfrastrukturen: Rahmen für die Offenlegung und Bewertungsmethodik: fördert die einheitliche Offenlegung von Informationen durch FMIs und einheitliche Bewertungen durch internationale Finanzinstitutionen und nationale Behörden.
