Zur Sinnhaftigkeit und Korrektheit heutiger technischer und betrieblicher Regelungen im Eisenbahnbereich gibt es häufig keine wissenschaftlichen Untersuchungen. So sind keine Belege bekannt, die die Notwendigkeit des Stellens von Zügen, die durch Heißläufer- und Festbremsortungsanlagen (HOA) detektiert wurden, mit Hilfe von Sicherungstechnik am Hauptsignal stützen würden. Ebenfalls liegen keine quantitativen Belege für den derzeit vorgeschriebenen Abstand zwischen zwei HOA von maximal 70 km bei einer Streckenhöchstgeschwindigkeit bis 200 km/h und bei über 200 km/h von maximal 35 km vor. Gleiches gilt für die derzeit vorgeschriebenen Ersatzmaßnahmen, die beim Ausfall einer oder mehrerer HOA zu ergreifen sind. Die Notwendigkeit der sicherheitlichen Befassung mit HOA resultiert aus den möglichen Folgen der Schäden an Festen Bremsen und Radsatzlagern, welche von HOA detektiert werden und die mit hohen Temperaturen und der Zerstörung von Bauteilen mit spurführender Funktion einhergehen. Hieraus können Brände und Entgleisungen folgen. Aufgrund der genannten Gefährdungen und dem einhergehenden Verstoß gegen [EBO 2012] ist eine sicherheitliche Befassung mit der Thematik sinnvoll. Wird am Radsatzlager a) eine Temperatur ≥ 100 K über der Außentemperatur bzw. b) ≥ 65 K zwischen beiden Radsatzlagern einer Achse oder c) ≥ 400 oC am Radreifen gemessen, wird beim zuständigen Fahrdienstleiter a) ein Heißalarm b) ein Alarm „Differenz Heiß“ bzw. c) ein Alarm „Feste Bremse Heiß“ ausgelöst. Da in diesen Alarmen das Wort „heiß“ enthalten ist, werden diese nachfolgend vereinfachend als „heiße Alarme“ und die zugehörige Achse als Heißläufer bzw. Heißläuferachse bezeichnet. Züge, die einen heißen Alarm auslösen, müssen in der Regel am Hauptsignal gestellt werden, welches sich je nach Geschwindigkeit des Zuges in einer Entfernung von ca. 4 km, ca. 8 km oder ca. 12 km nach der HOA befinden muss. Sind derart viele Stellsignale in der genannten dichten Folge nicht vorhanden, muss die hierfür erforderliche Sicherungstechnik gebaut und nachfolgend instand gehalten werden. Dies gilt auch dann, wenn die diesbezüglich zu errichtenden Hauptsignale weder für die Zugreihenfolge- noch für die Zugfolgeregelung benötigt werden. Daher wurde untersucht, ob eine Stellung HOA-detektierter Züge ohne die Mitwirkung der Sicherungstechnik, aber dennoch mit gleicher Sicherheit erfolgen kann. Hierzu sind für die Abläufe des Stellens von HOA-detektierten Zügen einschließlich des Aussetzens des betroffenen Fahrzeugs nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik vier Ereignisketten quantifiziert worden. Es wurden die Ereignisse der Ereignisketten identifiziert, quantifiziert und die Gesamtversagenswahrscheinlichkeit der Ereignisketten berechnet. Es handelt sich hierbei um zwei Ereignisketten einerseits für PZB-überwachte Züge auf Strecken mit ETCS bzw. in Ballungsräumen sowie andererseits auf sonstigen Strecken. Zwei weitere Ereignisketten umfassen LZB-geführte Züge nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik für dieselbe Streckenaufteilung. Diese Streckenaufteilung wurde erforderlich, da in [LAS 2001] für das System Global System for Mobile Communications - Rail unterschiedliche Verfügbarkeiten vorgesehen sind. Anschließend konnten neue Abläufe ohne die Mitwirkung der Sicherungstechnik analysiert werden. Es wurden zwei Ereignisketten für die genannte Streckenaufteilung untersucht, bei denen die Stellung am Stellsignal durch das Stellen an der HOA-Hektometer-Halt-Tafel substituiert wurde. Bei HOA-Hektometer-Halt-Tafeln (3H-Tafel) handelt es sich um gewöhnliche Hektometertafeln, denen in der HOA-Alarmmeldung und dem darin genannten Stellort die Funktion eines Stellortes zugewiesen wird. Es konnte jedoch keine gleiche Sicherheit erreicht werden im Vergleich zu den Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik. Zum Sicherstellen der gleichen Sicherheit mussten weitere Maßnahmen ergriffen werden. Hierzu wurde zusätzlich eine direkte technische Übertragung der HOA-Alarmmeldung zum Triebfahrzeugführer vorgesehen, ohne Umweg über den Fahrdienstleiter. Der Triebfahrzeugführer und der Fahrdienstleiter können danach die unabhängig voneinander erhaltene HOA-Alarmmeldung abgleichen und ggf. korrigieren. Diese beiden Ereignisketten erreichen für die genannte Streckenaufteilung nach den Ergebnissen dieser Arbeit die gleiche Sicherheit wie die Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik. Allerdings liegt der Wert der diesbezüglichen Gesamtversagenswahrscheinlichkeit für sonstige Strecken mit 1,43*10-2 nur geringfügig unter denen der heutigen Ereignisketten mit 1,52*10−2. Daher sollte vor einer Implementierung des Systemdesigns auf sonstigen Strecken geprüft werden, ob der Nachweis gleicher Sicherheit auch mit den dann vorliegenden aktuellen Daten und Erkenntnissen weiterhin erfüllt ist. Durch die nun mögliche Nutzung von 3H-Tafeln zur Stellung HOA-detektierter Züge sind für das Stellen keine sicherungstechnischen Anlagen mehr erforderlich. Dies hat zur Folge, dass auf die heute hierfür notwendige Errichtung sicherungstechnischer Anlagen verzichtet werden kann, wenn nicht ausreichend Stellsignale, einschließlich der erforderlichen Vorsignale, an der Strecke vorhanden sind. Auch können für den Planer von HOA deutliche Erleichterungen realisiert werden, da nun eine Vielzahl weiterer Stellorte zur Verfügung steht. Weiterhin konnte untersucht werden, in welchem Abstand HOA an der Strecke zu errichten sind. Grundlage hierfür war die Abschätzung, in welchem Abstand im Jahr 1983 im Netz der Deutschen Bundesbahn Heißläufer durch einen Zugbeobachter detektiert wurden. Als Bezugsjahr wurde das Jahr 1983 gewählt, da erst zu diesem Zeitpunkt technisch zufriedenstellende HOA die Aufgaben der entfallenen Personale an den Strecken und in Bahnhöfen übernehmen und somit HOA in nennenswertem Umfang zur Überwachung des Bahnbetriebes genutzt werden konnten. Hierzu erfolgte eine umfassende Literaturrecherche. Nachfolgende Ergebnisse für den Abstand von HOA gelten nur für Strecken bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 200 km/h, da es im Jahr 1983 keinen planmäßigen Zugverkehr mit höheren Geschwindigkeiten gab. Darauf aufbauende Berechnungen ergaben, dass ein durch Rotglut erkennbarer Lager-Heißläufer einseitig nach ca. 8 km gemäß dem realistischen Ansatz, d. h. von regelkonform arbeitenden Betriebsbeamten ausgehend, und einseitig nach ca. 25 km nach dem pessimistischen Ansatz, d. h. von weniger pflichtbewusst arbeitenden Betriebsbeamten ausgehend, von diesen detektiert wurde. Da HOA einen Heißläufer bereits bei geringeren Temperaturen detektieren können als Menschen, ist es möglich, HOA in größeren Abständen zu errichten, als dies hinsichtlich der Detektion durch Betriebsbeamte erfolgte. Nach den Ergebnissen dieser Arbeit ergibt sich ein erforderlicher Abstand zwischen zwei HOA im Bereich von maximal 43 bis 59 km. Angestrebt werden sollte ein Abstand von 50 km. Die diesbezüglichen Vorgaben in [RIL 859], die einen Abstand von bis zu 70 km zulassen, wären nach den Ergebnissen dieser Arbeit dementsprechend zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern somit die ideale Konstellation, die Sicherheit aufgrund der Reduktion der HOA-Abstände zu erhöhen und gleichzeitig Kosten durch die nicht mehr erforderliche Nachrüstung von Sicherungstechnik zum Stellen von HOA-detektierten Zügen zu senken. Nicht bestätigt werden kann mit den Ergebnissen dieser Arbeit die Sinnhaftigkeit der derzeit vorgesehenen Ersatzmaßnahmen beim Ausfall von HOA. Ersatzmaßnahmen auf Strecken mit einer Höchstgeschwindigkeit bis 200 km/h sind sofort zu veranlassen. Derzeit zulässige Zeiträume ohne Ersatzmaßnahmen von bis zu 72 Stunden bei Ausfall einer HOA bzw. von bis zu 4 h bei Ausfall zweier benachbarter HOA können nicht begründet werden. Soll als Ersatzmaßnahme die Zugbeobachtung vorgesehen werden, muss diese nach den Ergebnissen dieser Arbeit im Wechsel einseitig im Abstand von ca. 8 km erfolgen. Der derzeit zulässige Abstand von 40 km ist danach ebenfalls nicht begründbar. Da die notwendige Folge von Zugbeobachtern von ca. 8 km beim HOA-Ausfall nur schwer realisierbar sein dürfte, sollte in nachfolgenden wissenschaftlichen Arbeiten ein neues Systemdesign erarbeitet werden, das Ausfälle von HOA z.B. durch Redundanzen und Ausfalloffenbarungen einzelner Bauteile mit hinreichender Wahrscheinlichkeit nicht auftreten lässt. Zukünftige interdisziplinäre Untersuchungen könnten ungeklärte, sicherheitlich bedeutsame Fragen beantworten. Beispielsweise ist bisher nicht abschließend geklärt, bis zu welcher Geschwindigkeit ein Mensch durch die Zugbeobachtung Heißläufer wahrnehmen kann und in welchem Abstand zur Gleismitte sich der Zugbeobachter befinden sollte. Da das Sehvermögen von einer Vielzahl von medizinischen und wahrnehmungspsychologischen Faktoren abhängt, wäre eine Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern beider Fachgebiete zielführend. Gleiches gilt für die Ausgestaltung der arbeitsmedizinischen Untersuchung, der sich die Triebfahrzeugführer zu unterziehen haben. Zu klären ist, inwieweit und in welchem Umfang dabei geprüft wird, ob der einzelne Triebfahrzeugführer im Bereich der Hände ein ausreichendes Temperaturempfinden hat, um ein HOA-detektiertes Bauteil zu erkennen. In [RIL 107] sind keine Hinweise enthalten, dass für Triebfahrzeugführer eine solche Untersuchung überhaupt vorgesehen ist. Diese Arbeit geht davon aus, dass die Gesamtversagenswahrscheinlichkeiten der Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik akzeptiert sind. Weitere wissenschaftliche Forschungen könnten zeigen, wie die Gesamtversagenswahrscheinlichkeit abgesenkt werden kann. Potenziale wären denkbar bezüglich der Erhöhung der Verfügbarkeit von HOA und der MAS 90 und in der Ausstattung des Triebfahrzeugführers mit geeigneten Messinstrumenten zur Temperaturmessung an HOA-detektierten Bauteilen. Zum grundsätzlichen prozessualen Umgang mit Heißläufern stellt sich die Frage, ob deren Detektion langfristig die Aufgabe des Eisenbahninfrastrukturunternehmens bleiben sollte. Heißläufer resultieren aus Instandhaltungsmängeln an Eisenbahnfahrzeugen. Der sichere Betrieb von Fahrzeugen und darin eingeschlossen die Vermeidung bzw. rechtzeitige Erkennung von Heißläufern vor dem Eintritt einer Gefahr ist dieser Logik folgend Aufgabe der Eisenbahnverkehrsunternehmen. Ein interoperabler Ansatz, der sämtliche Eisenbahnfahrzeuge einschließt, könnte erarbeitet werden und prozessuale und technische Vorgaben umfassen. Eine Detektion von Heißläufern durch technische Einrichtungen am Fahrzeug hätte den Vorteil, dass die diesbezügliche Überwachung linienförmig und somit kontinuierlich erfolgen könnte. Infrastrukturseitig ist dies nach dem heutigen Stand der Technik nur punktförmig möglich. Welcher Sicherheitsgewinn sich durch eine linienförmige, fahrzeugseitige Heißläuferüberwachung realisieren lässt und ob die Kosten wirtschaftlich vertretbar sind, könnte ebenfalls in nachfolgenden wissenschaftlichen Arbeiten geklärt werden.

Algae provide an important role in aquatic food web and biochemical cycles in aquatic systems. They are affected by different environmental factors, such as pH, light, temperature and nutrients. This study aimed to describe the composition abundance and density of phytoplankton in the Hoa Binh reservoir during period from March to December 2011. Phytoplankton samples were collected monthly at four sampling stations. Result obtained showed that 6 phytoplankton classes were recorded: Cyanobacteria, Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae and Cryptophyceae. Bacillariophyceae and Cyanobacteria were the most abundant phytoplankton families constituting 61% and 32% respectively of total phytoplankton community. Colony-forming and solitary filamentous-forming of Cyanobacteria group (e.g. Microcystis aeruginosa, M. wesenbergi and Oscillatoria sp. respectively) were a common component of phytoplankton community in the early summer and autumn periods (April and September). The total cell densities of phytoplankton varied seasonally from 84210 to 100x106 cell/L. Phytoplankton density varied with season with high values in early summer and winter (April and December) and low values in summer – autumn periods (from June to October). / Tảo đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới thức ăn và chu trình sinh địa hóa của thủy vực và chúng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố môi trường như ánh sáng, pH, nhiệt độ và dinh dưỡng. Nghiên cứu này trình bày đa dạng thành phần loài và biến động sinh khối thực vật phù du tại hồ chứa Hòa Bình từ tháng 3 đến tháng 12 năm 2011. Các mẫu thực vật nổi được thu thập hàng tháng tại 4 điểm. Kết quả đã xác định được 6 lớp tảo chính bao gồm: Vi khuẩn lam, tảo lục, tảo silic, tảo mắt, tảo giáp và tảo lông roi hai rãnh. Nhóm tảo silic và Vi khuẩn lam chiếm ưu thế với độ phong phú tương đối là 61% và 32% tương ứng trong quần xã thực vật nổi. Vi khuẩn lam dạng tập đoàn và dạng sợi (Microcystis aeruginosa, M. wesenberg, Oscillatoria sp. tương ứng) chiếm ưu thế trong quần xã thực vật nổi vào các thời điểm đầu hè và mùa thu (tháng 4 và tháng 9). Tổng mật độ tế bào thực vật nổi dao động từ 84210 đến 100 x106 cell/L. Mật độ thực vật nổi biển động theo mùa với sinh khối tê bào cao vào đầu hè và mùa đông (tháng 4 và tháng 12) và sinh khối tế bào thấp vào các mùa hè và thu (tháng 6 đến tháng 10).

Dans ce travail nous étudions la problématique des ingénieurs du son face au mixage d’un microphone principal HOA avec des microphones d’appoint, et notamment l’estimation des paramètres tels que le retard, la position et le gain des sources acoustiques associées aux microphones d’appoint. Nous proposons un algorithme fournissant les paramètres estimés (retard, position, gain) basé sur des équations d’encodage spatial au format HOA qui peuvent alors être utilisées pour traiter les signaux des microphones d’appoint durant le mixage. Cette extraction automatique des paramètres peut être vue comme une assistance pour les ingénieurs du son, leur permettant d’éviter un travail à faible valeur ajoutée (mesure de la distance et des angles entre microphones) afin de pouvoir se concentrer sur des problèmes artistiques comme l’ajustement des paramètres de niveau, d’égalisation ou de compression, voire l’ajustement fin des paramètres de retard, position, gain. La robustesse de l’algorithme est bien présentée pour les scènes sonores de différents niveaux de complexité (plusieurs sources acoustiques, réverbération, encodage réel du microphone…). Nous proposons des tests de performances pour les scènes sonores simulées et réels afin de montrer l’efficacité de l’algorithme ainsi que ces limites. La conclusion et les perspectives pour des futurs travaux complètent cette thèse à la fin du document. / In this thesis we study the problematic of a sound engineer mixing HOA (Higher Order Ambisonics) and spot microphones, namely the estimation of parameters such as delay, position and gain of acoustic sources associated to spot microphones. We present a typical workflow in this context, and also propose an algorithm extracting parameters that could be applied to the spot microphone signals. This mixing assistance allows sound engineers to easily work with HOA 3D sound and to concentrate on artistic choices (fine adjustments of the parameters), by avoiding a low-added value work (coarse parameter estimation). The robustness of the estimators is evaluated on recorded and artificial sound scenes, with different degrees of complexity in terms of number of sources and acoustic conditions (reverberation, effect of real microphone encoding, …). We also provide performance evaluations, based on both sound scene simulations and real recordings, showing encouraging results along with actual limits, and conclude on perspectives.

Algae provide an important role in aquatic food web and biochemical cycles in aquatic systems. They are affected by different environmental factors, such as pH, light, temperature and nutrients. This study aimed to describe the composition abundance and density of phytoplankton in the Hoa Binh reservoir during period from March to December 2011. Phytoplankton samples were collected monthly at four sampling stations. Result obtained showed that 6 phytoplankton classes were recorded: Cyanobacteria, Chlorophyceae, Bacillariophyceae, Euglenophyceae, Dinophyceae and Cryptophyceae. Bacillariophyceae and Cyanobacteria were the most abundant phytoplankton families constituting 61% and 32% respectively of total phytoplankton community. Colony-forming and solitary filamentous-forming of Cyanobacteria group (e.g. Microcystis aeruginosa, M. wesenbergi and Oscillatoria sp. respectively) were a common component of phytoplankton community in the early summer and autumn periods (April and September). The total cell densities of phytoplankton varied seasonally from 84210 to 100x106 cell/L. Phytoplankton density varied with season with high values in early summer and winter (April and December) and low values in summer – autumn periods (from June to October). / Tảo đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới thức ăn và chu trình sinh địa hóa của thủy vực và chúng chịu sự chi phối của nhiều yếu tố môi trường như ánh sáng, pH, nhiệt độ và dinh dưỡng. Nghiên cứu này trình bày đa dạng thành phần loài và biến động sinh khối thực vật phù du tại hồ chứa Hòa Bình từ tháng 3 đến tháng 12 năm 2011. Các mẫu thực vật nổi được thu thập hàng tháng tại 4 điểm. Kết quả đã xác định được 6 lớp tảo chính bao gồm: Vi khuẩn lam, tảo lục, tảo silic, tảo mắt, tảo giáp và tảo lông roi hai rãnh. Nhóm tảo silic và Vi khuẩn lam chiếm ưu thế với độ phong phú tương đối là 61% và 32% tương ứng trong quần xã thực vật nổi. Vi khuẩn lam dạng tập đoàn và dạng sợi (Microcystis aeruginosa, M. wesenberg, Oscillatoria sp. tương ứng) chiếm ưu thế trong quần xã thực vật nổi vào các thời điểm đầu hè và mùa thu (tháng 4 và tháng 9). Tổng mật độ tế bào thực vật nổi dao động từ 84210 đến 100 x106 cell/L. Mật độ thực vật nổi biển động theo mùa với sinh khối tê bào cao vào đầu hè và mùa đông (tháng 4 và tháng 12) và sinh khối tế bào thấp vào các mùa hè và thu (tháng 6 đến tháng 10).

Zur Sinnhaftigkeit und Korrektheit heutiger technischer und betrieblicher Regelungen im Eisenbahnbereich gibt es häufig keine wissenschaftlichen Untersuchungen. So sind keine Belege bekannt, die die Notwendigkeit des Stellens von Zügen, die durch Heißläufer- und Festbremsortungsanlagen (HOA) detektiert wurden, mit Hilfe von Sicherungstechnik am Hauptsignal stützen würden. Ebenfalls liegen keine quantitativen Belege für den derzeit vorgeschriebenen Abstand zwischen zwei HOA von maximal 70 km bei einer Streckenhöchstgeschwindigkeit bis 200 km/h und bei über 200 km/h von maximal 35 km vor. Gleiches gilt für die derzeit vorgeschriebenen Ersatzmaßnahmen, die beim Ausfall einer oder mehrerer HOA zu ergreifen sind. Die Notwendigkeit der sicherheitlichen Befassung mit HOA resultiert aus den möglichen Folgen der Schäden an Festen Bremsen und Radsatzlagern, welche von HOA detektiert werden und die mit hohen Temperaturen und der Zerstörung von Bauteilen mit spurführender Funktion einhergehen. Hieraus können Brände und Entgleisungen folgen. Aufgrund der genannten Gefährdungen und dem einhergehenden Verstoß gegen [EBO 2012] ist eine sicherheitliche Befassung mit der Thematik sinnvoll. Wird am Radsatzlager a) eine Temperatur ≥ 100 K über der Außentemperatur bzw. b) ≥ 65 K zwischen beiden Radsatzlagern einer Achse oder c) ≥ 400 oC am Radreifen gemessen, wird beim zuständigen Fahrdienstleiter a) ein Heißalarm b) ein Alarm „Differenz Heiß“ bzw. c) ein Alarm „Feste Bremse Heiß“ ausgelöst. Da in diesen Alarmen das Wort „heiß“ enthalten ist, werden diese nachfolgend vereinfachend als „heiße Alarme“ und die zugehörige Achse als Heißläufer bzw. Heißläuferachse bezeichnet. Züge, die einen heißen Alarm auslösen, müssen in der Regel am Hauptsignal gestellt werden, welches sich je nach Geschwindigkeit des Zuges in einer Entfernung von ca. 4 km, ca. 8 km oder ca. 12 km nach der HOA befinden muss. Sind derart viele Stellsignale in der genannten dichten Folge nicht vorhanden, muss die hierfür erforderliche Sicherungstechnik gebaut und nachfolgend instand gehalten werden. Dies gilt auch dann, wenn die diesbezüglich zu errichtenden Hauptsignale weder für die Zugreihenfolge- noch für die Zugfolgeregelung benötigt werden. Daher wurde untersucht, ob eine Stellung HOA-detektierter Züge ohne die Mitwirkung der Sicherungstechnik, aber dennoch mit gleicher Sicherheit erfolgen kann. Hierzu sind für die Abläufe des Stellens von HOA-detektierten Zügen einschließlich des Aussetzens des betroffenen Fahrzeugs nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik vier Ereignisketten quantifiziert worden. Es wurden die Ereignisse der Ereignisketten identifiziert, quantifiziert und die Gesamtversagenswahrscheinlichkeit der Ereignisketten berechnet. Es handelt sich hierbei um zwei Ereignisketten einerseits für PZB-überwachte Züge auf Strecken mit ETCS bzw. in Ballungsräumen sowie andererseits auf sonstigen Strecken. Zwei weitere Ereignisketten umfassen LZB-geführte Züge nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik für dieselbe Streckenaufteilung. Diese Streckenaufteilung wurde erforderlich, da in [LAS 2001] für das System Global System for Mobile Communications - Rail unterschiedliche Verfügbarkeiten vorgesehen sind. Anschließend konnten neue Abläufe ohne die Mitwirkung der Sicherungstechnik analysiert werden. Es wurden zwei Ereignisketten für die genannte Streckenaufteilung untersucht, bei denen die Stellung am Stellsignal durch das Stellen an der HOA-Hektometer-Halt-Tafel substituiert wurde. Bei HOA-Hektometer-Halt-Tafeln (3H-Tafel) handelt es sich um gewöhnliche Hektometertafeln, denen in der HOA-Alarmmeldung und dem darin genannten Stellort die Funktion eines Stellortes zugewiesen wird. Es konnte jedoch keine gleiche Sicherheit erreicht werden im Vergleich zu den Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik. Zum Sicherstellen der gleichen Sicherheit mussten weitere Maßnahmen ergriffen werden. Hierzu wurde zusätzlich eine direkte technische Übertragung der HOA-Alarmmeldung zum Triebfahrzeugführer vorgesehen, ohne Umweg über den Fahrdienstleiter. Der Triebfahrzeugführer und der Fahrdienstleiter können danach die unabhängig voneinander erhaltene HOA-Alarmmeldung abgleichen und ggf. korrigieren. Diese beiden Ereignisketten erreichen für die genannte Streckenaufteilung nach den Ergebnissen dieser Arbeit die gleiche Sicherheit wie die Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik. Allerdings liegt der Wert der diesbezüglichen Gesamtversagenswahrscheinlichkeit für sonstige Strecken mit 1,43*10-2 nur geringfügig unter denen der heutigen Ereignisketten mit 1,52*10−2. Daher sollte vor einer Implementierung des Systemdesigns auf sonstigen Strecken geprüft werden, ob der Nachweis gleicher Sicherheit auch mit den dann vorliegenden aktuellen Daten und Erkenntnissen weiterhin erfüllt ist. Durch die nun mögliche Nutzung von 3H-Tafeln zur Stellung HOA-detektierter Züge sind für das Stellen keine sicherungstechnischen Anlagen mehr erforderlich. Dies hat zur Folge, dass auf die heute hierfür notwendige Errichtung sicherungstechnischer Anlagen verzichtet werden kann, wenn nicht ausreichend Stellsignale, einschließlich der erforderlichen Vorsignale, an der Strecke vorhanden sind. Auch können für den Planer von HOA deutliche Erleichterungen realisiert werden, da nun eine Vielzahl weiterer Stellorte zur Verfügung steht. Weiterhin konnte untersucht werden, in welchem Abstand HOA an der Strecke zu errichten sind. Grundlage hierfür war die Abschätzung, in welchem Abstand im Jahr 1983 im Netz der Deutschen Bundesbahn Heißläufer durch einen Zugbeobachter detektiert wurden. Als Bezugsjahr wurde das Jahr 1983 gewählt, da erst zu diesem Zeitpunkt technisch zufriedenstellende HOA die Aufgaben der entfallenen Personale an den Strecken und in Bahnhöfen übernehmen und somit HOA in nennenswertem Umfang zur Überwachung des Bahnbetriebes genutzt werden konnten. Hierzu erfolgte eine umfassende Literaturrecherche. Nachfolgende Ergebnisse für den Abstand von HOA gelten nur für Strecken bis zu einer Höchstgeschwindigkeit von 200 km/h, da es im Jahr 1983 keinen planmäßigen Zugverkehr mit höheren Geschwindigkeiten gab. Darauf aufbauende Berechnungen ergaben, dass ein durch Rotglut erkennbarer Lager-Heißläufer einseitig nach ca. 8 km gemäß dem realistischen Ansatz, d. h. von regelkonform arbeitenden Betriebsbeamten ausgehend, und einseitig nach ca. 25 km nach dem pessimistischen Ansatz, d. h. von weniger pflichtbewusst arbeitenden Betriebsbeamten ausgehend, von diesen detektiert wurde. Da HOA einen Heißläufer bereits bei geringeren Temperaturen detektieren können als Menschen, ist es möglich, HOA in größeren Abständen zu errichten, als dies hinsichtlich der Detektion durch Betriebsbeamte erfolgte. Nach den Ergebnissen dieser Arbeit ergibt sich ein erforderlicher Abstand zwischen zwei HOA im Bereich von maximal 43 bis 59 km. Angestrebt werden sollte ein Abstand von 50 km. Die diesbezüglichen Vorgaben in [RIL 859], die einen Abstand von bis zu 70 km zulassen, wären nach den Ergebnissen dieser Arbeit dementsprechend zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern somit die ideale Konstellation, die Sicherheit aufgrund der Reduktion der HOA-Abstände zu erhöhen und gleichzeitig Kosten durch die nicht mehr erforderliche Nachrüstung von Sicherungstechnik zum Stellen von HOA-detektierten Zügen zu senken. Nicht bestätigt werden kann mit den Ergebnissen dieser Arbeit die Sinnhaftigkeit der derzeit vorgesehenen Ersatzmaßnahmen beim Ausfall von HOA. Ersatzmaßnahmen auf Strecken mit einer Höchstgeschwindigkeit bis 200 km/h sind sofort zu veranlassen. Derzeit zulässige Zeiträume ohne Ersatzmaßnahmen von bis zu 72 Stunden bei Ausfall einer HOA bzw. von bis zu 4 h bei Ausfall zweier benachbarter HOA können nicht begründet werden. Soll als Ersatzmaßnahme die Zugbeobachtung vorgesehen werden, muss diese nach den Ergebnissen dieser Arbeit im Wechsel einseitig im Abstand von ca. 8 km erfolgen. Der derzeit zulässige Abstand von 40 km ist danach ebenfalls nicht begründbar. Da die notwendige Folge von Zugbeobachtern von ca. 8 km beim HOA-Ausfall nur schwer realisierbar sein dürfte, sollte in nachfolgenden wissenschaftlichen Arbeiten ein neues Systemdesign erarbeitet werden, das Ausfälle von HOA z.B. durch Redundanzen und Ausfalloffenbarungen einzelner Bauteile mit hinreichender Wahrscheinlichkeit nicht auftreten lässt. Zukünftige interdisziplinäre Untersuchungen könnten ungeklärte, sicherheitlich bedeutsame Fragen beantworten. Beispielsweise ist bisher nicht abschließend geklärt, bis zu welcher Geschwindigkeit ein Mensch durch die Zugbeobachtung Heißläufer wahrnehmen kann und in welchem Abstand zur Gleismitte sich der Zugbeobachter befinden sollte. Da das Sehvermögen von einer Vielzahl von medizinischen und wahrnehmungspsychologischen Faktoren abhängt, wäre eine Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern beider Fachgebiete zielführend. Gleiches gilt für die Ausgestaltung der arbeitsmedizinischen Untersuchung, der sich die Triebfahrzeugführer zu unterziehen haben. Zu klären ist, inwieweit und in welchem Umfang dabei geprüft wird, ob der einzelne Triebfahrzeugführer im Bereich der Hände ein ausreichendes Temperaturempfinden hat, um ein HOA-detektiertes Bauteil zu erkennen. In [RIL 107] sind keine Hinweise enthalten, dass für Triebfahrzeugführer eine solche Untersuchung überhaupt vorgesehen ist. Diese Arbeit geht davon aus, dass die Gesamtversagenswahrscheinlichkeiten der Ereignisketten nach den heutigen anerkannten Regeln der Technik akzeptiert sind. Weitere wissenschaftliche Forschungen könnten zeigen, wie die Gesamtversagenswahrscheinlichkeit abgesenkt werden kann. Potenziale wären denkbar bezüglich der Erhöhung der Verfügbarkeit von HOA und der MAS 90 und in der Ausstattung des Triebfahrzeugführers mit geeigneten Messinstrumenten zur Temperaturmessung an HOA-detektierten Bauteilen. Zum grundsätzlichen prozessualen Umgang mit Heißläufern stellt sich die Frage, ob deren Detektion langfristig die Aufgabe des Eisenbahninfrastrukturunternehmens bleiben sollte. Heißläufer resultieren aus Instandhaltungsmängeln an Eisenbahnfahrzeugen. Der sichere Betrieb von Fahrzeugen und darin eingeschlossen die Vermeidung bzw. rechtzeitige Erkennung von Heißläufern vor dem Eintritt einer Gefahr ist dieser Logik folgend Aufgabe der Eisenbahnverkehrsunternehmen. Ein interoperabler Ansatz, der sämtliche Eisenbahnfahrzeuge einschließt, könnte erarbeitet werden und prozessuale und technische Vorgaben umfassen. Eine Detektion von Heißläufern durch technische Einrichtungen am Fahrzeug hätte den Vorteil, dass die diesbezügliche Überwachung linienförmig und somit kontinuierlich erfolgen könnte. Infrastrukturseitig ist dies nach dem heutigen Stand der Technik nur punktförmig möglich. Welcher Sicherheitsgewinn sich durch eine linienförmige, fahrzeugseitige Heißläuferüberwachung realisieren lässt und ob die Kosten wirtschaftlich vertretbar sind, könnte ebenfalls in nachfolgenden wissenschaftlichen Arbeiten geklärt werden.

Les copropriétés se développent en France essentiellement après 1950. Dès les années 1970, quelques acteurs publics locaux se saisissent du cas de certaines grandes copropriétés dévalorisées. Le principe d’une intervention publique sur les copropriétés dites dégradées est entériné au niveau national en 1994-1996, puis s'étoffe et se développe les vingt années suivantes.Cette thèse s’intéresse à la manière dont les acteurs publics locaux se sont organisés pour repérer les copropriétés potentiellement en difficulté puis pour y agir entre 1975 et 2014, mais aussi à la manière dont certaines copropriétés ciblées par l’action publique ont évolué. Elle vise à éclairer comment les copropriétés touchées par l’action publique ont été repérées, définies et catégorisées par les acteurs publics locaux ; comment ceux-ci sont intervenus sur les copropriétés dégradées emblématiques de leur territoire et quel a été, enfin, le rôle des institutions nationales.Cette thèse s’appuie sur une revue de littérature internationale –- la première, à notre connaissance, portant sur les difficultés des copropriétés, – la consultation des archives publiques locales de trois agglomérations (Lyon, Grenoble et Marseille) et une cinquantaine d’entretiens.Les résultats proposés contribuent tant à explorer le phénomène de dégradation des copropriétés qu’à la connaissance de la politique publique française. Pour décrire le fonctionnement de certaines des copropriétés étudiées, un nouveau concept, la "gestion malveillante", est proposé. La thèse souligne également le lien entre l'ampleur et la pertinence de l'action publique et l'évolution des copropriétés dégradées les plus emblématiques des trois agglomérations. Elle montre comment s’est organisé au sein des politiques du Logement une politique publique sans gouvernement à distance, conduisant au renforcement des inégalités entre agglomérations. / How does public policies act towards so-called « dilapidated condominium »? In France, housing in « copropriété » (condominium, CIDs or HOA in English) becomes common in the 60s and 70s. In the late 70s, a few local public actors address the problem of some multi-owned residential developments facing a bundle of difficulties, such as decrease in real estate values, poorer inhabitants and owners, lacks in maintenance or management conflicts. In 1994-1996, the concept of « copropriétés dégradées » (dilapidated condominiums) enter in French national laws and public policies. Both laws and public policies are reinforced in the 2000s and 2010s, creating what seems to be one of the most developed program aiming poor multi-owned residential developments in OCDE countries.This PhD is based on an international literature review (the first one about difficulties faced by multi-owned housing) on archives stored by local authorities of 3 agglomerations (Lyon, Marseille, Grenoble) and on 50 interviews. It tracks local public policies towards so-called “copropriétés dégradées” at a building, communal and intercommunal level during 40 years (1975-2014). The research shows how residential developments were investigated, categorised and invested by local authorities in Lyon, Marseille and Grenoble.The proposed results are related to both condominium management and French public policies. A new form of condominium management, called malevolent management, is observed and conceptualised. The growing difference between Marseillian and Parisian degraded condominium (facing major safety issues) and Lyon’ and Grenoble’ ones (facing refurbishment issues) is documented and linked to the differences between the local public policies. The role of the national policy is also discussed: instead of reducing the differences between cities, it appears to enhance them.

Les principales techniques de spatialisation sonores sont pour la plupart orientées vers la reproduction de sources ponctuelles, l’étendue reste un sujet peu exploré. Cette thèse défend l’idée que les sources étendues sont pourtant des objets expressifs pouvant significativement contribuer à la richesse des pratiques de spatialisation, notamment en musique. Nous décomposerons cette thèse en trois hypothèses. La première, auditive, postulera que les sources étendues sont pertinentes perceptivement. C’est-à-dire qu’elles offrent la possibilité de faire varier de nouveaux attributs sonores et que l’auditeur est sensible à ces variations. La seconde, analytique, proposera que la polarisation des techniques de spatialisation les plus courantes vers la source ponctuelle n’est qu’arbitraire et que d’autres modèles de sources peuvent être considérés. La troisième, opérationnelle, suggèrera qu’il est possible de créer des outils permettant aux compositeurs de manier et de s’approprier les sources étendues à des fins musicales.Pour valider ces hypothèses, nous formaliserons les propriétés auditives et musicales de ces sources puis nous proposerons des méthodes concrètes pour les analyser et les synthétiser. Ces travaux seront considérés dans le cadre de la bibliothèque HOA, un ensemble d’outils de spatialisation de bas niveau que nous avons spécialement fondé à des fins d’expérimentations. Nous décrirons les spécificités de cette bibliothèque. Nous verrons notamment comment son architecture et ses différents modules permettent d’ouvrir l’ambisonie à de nouvelles pratiques éloignées du concept de ponctualité. / Mainstream spatialization techniques are often oriented towards the reproduction of point sources; extension remains a relatively unexplored topic. This thesis advocates that extended sources are yet expressive objects that could contribute to the richness of spatialization practices, especially in the field of music. We’ll decompose this thesis in three hypotheses. A perceptive one, who postulates that extended sources are perceptually relevant, i.e., that they offer the possibility of varying new sound attributes and that the listener is sensitive to these variations. An analytical one, who proposes that the most common spatialization techniques focus to point sources is arbitrary and that other source’s models can be considered. And an operational one, who suggests that it’s possible to create tools for composers so they can handle and musicalize extended objects. To confirm these hypotheses, we’ll formalize the auditory and musical properties of extended sources and we’ll propose concrete methods for their analysis and synthesis. This work will be considered as part of the HOA library, a set of low-level spatialization tools we’ve founded for the purpose of experimentation. We’ll describe the specificities of this library and see how its architecture and its different modules allow the generalization of ambisonics to new practices away of punctuality.

The increasing interest for immersive experiences in areas such as augmented and virtual reality makes high quality 3D sound more important than ever before. A technique for capturing and rendering 3D audio which has received more attention during the last twenty years are Higher Order Ambisonics (HOA). Higher Order Ambisonics is a scene based audio format which has a lot of advantages compared to other standard formats. Hovever, one problem with HOA is that it requires a lot of bandwidth. For example, sending an uncoded high quality HOA signal requires 49 channels to be transmitted at the same time which requires a bandwidth of about 40 Mbps. A lot of effort has been made in the last ten years on coding HOA signals. In this thesis, two different approaches are taken on coding HOA signals. In one approach, called Sound Field Rotation (SFR) in this thesis, the microphone that records the sound field is virtually rotated to see if it is possible to make some of the channels zero. The second approach, called Sound Field Decomposition (SFD) in this thesis, use Principal component analysis to decompose a sound field into a foreground and background component. The Sound Field Decomposition approach is inspired by the emerging MPEG-H 3D Audio standard for coding HOA signals. The result shows that the Sound Field Rotation method only works for very simple sound scenes. It has also been shown that a 49 channels HOA signal can be reduced to as little as 7 channels if the sound scene consists of a point source. The Sound Field Deomposition method worked for more complex sound scenes. It was shown that a MPEG similar system could be improved. Result from MUSHRA (Multiple stimuli with hidden reference and anchor) listening tests showed that an improved MPEG similar system reached a MUSHRA score about 78 while the MPEG similar system reached 55 at a bitrate of 256 kbps. Without coding each monochannels with the 3GPP EVS (Enhanced voice services) codec, the improved MPEG similar system reached the MUSHRA score 85. At 256 kbps, the improved MPEG similar system coded the HOA signal into six channels instead of 49 for the uncoded signal. From objective results, it was shown that the improved MPEG similar system had largest effect at low bitrates.

Un espace auditif virtuel (par référence à l'acronyme anglais VAS pour Virtual Auditory Space) est une scène sonore virtuelle constituée d'un ensemble de sources sonores qui n'existent que dans l'espace perceptif de l'auditeur. Cet espace est généré au moyen des technologies de spatialisation sonore (telles que : stéréophonie, technologie binaurale, Wave Field Synthesis ou Higher Order Ambisonics) qui reposent sur des modèles de représentation de la scène sonore. La modélisation est le premier aspect à étudier et concerne notamment les étapes de la captation et de la restitution de l'information spatiale. La notion de format audio spatialeé (et par la même les questions de conversion de format et de compression) est implicite. A l'autre extrémité se situe la perception de l'espace ainsi généré pour évaluer comment l'auditeur perçoit les sources sonores virtuelles. Ce mémoire ouvre une réflexion sur ces différentes problèmatiques. En complément d'un état des lieux des connaissances actuelles, deux questions sont traitées en détails. La première question porte sur les technologies de spatialisation multi haut-parleurs en se focalisant sur les technologies Wave Field Synthesis (WFS) et Higher Order Ambisonics (HOA). Il est montré quel(s) système(s) concret(s) peuvent être mis en oeuvre à partir des équations théoriques. Grâce à un formalisme unifié les convergences entre les deux technologies sont mises en évidence, pour ouvrir sur une évaluation comparée. La seconde question concerne l'application de la spatialisation sonore à des terminaux individuels (c'est à dire mono auditeur) et portables, impliquant de façon préférentielle un rendu sur casque. Il s'agit du domaine de la technologie binaurale qui consiste à reproduire les signaux acoustiques à l'entrée des conduits auditifs. Cette technologie repose principalement sur la reproduction des indices de localisation qui résultent de l'interaction des ondes acoustiques avec le corps de l'auditeur et sont par la même fortement individuels. Il est décrit comment modéliser ces indices (notamment les informations temporelles correspondant à l'Interaural Time Difference ou ITD et les informations spectrales associées aux Indices Spectraux ou IS) et comment individualiser cette modélisation.

La thèse s’inscrit dans un contexte d’essor de l’audio spatialisé (5.1, Dolby Atmos...). Parmi les formats audio 3D existants, l’ambisonie permet une représentation spatiale homogène du champ sonore et se prête naturellement à des manipulations : rotations, distorsion du champ sonore. L’objectif de cette thèse est de fournir un outil d’analyse et de manipulation de contenus audio (essentiellement vocaux) au format ambisonique. Un fonctionnement temps-réel et en conditions acoustiques réelles sont les principales contraintes à respecter. L’algorithme mis au point est basé sur une analyse en composantes indépendantes (ACI) appliquée trame à trame qui permet de décomposer le champ acoustique en un ensemble de contributions, correspondant à des sources (champ direct) ou à de la réverbération. Une étape de classification bayésienne, appliquée aux composantes extraites, permet alors l’identification et le dénombrement des sources sonores contenues dans le mélange. Les sources identifiées sont localisées grâce à la matrice de mélange obtenue par ACI, pour fournir une cartographie de la scène sonore. Une étude exhaustive des performances est menée sur des contenus réels en fonction de plusieurs paramètres : nombre de sources, environnement acoustique, longueur des trames, ou ordre ambisonique utilisé. Des résultats fiables en terme de localisation et de comptage de sources ont été obtenus pour des trames de quelques centaines de ms. L’algorithme, exploité comme prétraitement dans un prototype d’assistant vocal domestique, permet d’améliorer significativement les performances de reconnaissance, notamment en prise de son lointaine et en présence de sources interférentes. / The context of this thesis is the development of spatialized audio (5.1 contents, Dolby Atmos...) and particularly of 3D audio. Among the existing 3D audio formats, Ambisonics and Higher Order Ambisonics (HOA) allow a homogeneous spatial representation of a sound field and allows basics manipulations, like rotations or distorsions. The aim of the thesis is to provides efficient tools for ambisonics and HOA sound scene analyse and manipulations. A real-time implementation and robustness to reverberation are the main constraints to deal with. The implemented algorithm is based on a frame-by-frame Independent Component Analysis (ICA), wich decomposes the sound field into a set of acoustic contributions. Then a bayesian classification step is applied to the extracted components to identify the real sources and the residual reverberation. Direction of arrival of the sources are extracted from the mixing matrix estimated by ICA, according to the ambisonic formalism, and a real-time cartography of the sound scene is obtained. Performances have been evaluated in different acoustic environnements to assess the influence of several parameters such as the ambisonic order, the frame length or the number of sources. Accurate results in terms of source localization and source counting have been obtained for frame lengths of a few hundred milliseconds. The algorithm is exploited as a pre-processing step for a speech recognition prototype and allows a significant increasing of the recognition results, in far field conditions and in the presence of noise and interferent sources.