3.The framework of This Study:
To analyze the security and performance implications of different consensus and network layer protocol author has prepared a quantitative framework to carry out this study. Author’s framework is a combination of two key elements.

Figure:6 Components of Study Framework
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

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They are (i) POW Blockchain and (ii) Security Model. A blackchin instance is a proof of work blockchain instantiated by consensus layer and network layer parameter. As discussed earlier a consensus mechanism is what all the blocks in the network follow to validate a transaction. For example, Bitcoin uses a POW consensus layer mechanism which searches for a nonce value such that the current target value should be lesser than the hash value. In network layer two most important parameters for POW blockchain is
Block size: This defines how many transactions can be put into each block. If the block size is bigger then block propagation speed decreases. On the other side, it increases the stale block rate.

Information Propagation mechanism: This shows how information is delivered in peer to peer network. There are four types of standard information propagation mechanism:
Send Headers: Peers can directly issue a send header to directly receive block headers from its peer in future.

Unsolicited Block Push: A mechanism of broadcasting blocks by the miners without advertisement.
Relay Networks: It enhances the synchronization of miners of the common pool of transaction.
Hybrid Push/Advertisement System: A system which combines the use of push and advertisement system.

In the left-hand side, POW blockchain takes consensus and network parameters as input and gives output like block propagation time, throughput. To realistically capture the output of this POW based blockchain authors have put this blockchain on the simulators they have developed. These simulators take input parameter such as block interval, mining power as well as block size, propagation protocol, the location of miner’s etc. Stale block rate is an important output from this POW based blockchain because it gives the efficiency of peer to peer connection of an honest network. This Stale block rate is taken as an input to Security model. This model also takes different security parameters as input such as adversarial mining power, mining cost, number of required confirmation. The main objective of this model is to holistically compare the security and performance of different POW blockchain with different parameters as input. This security model is based on Markov decision Process and provides an optimal adversarial strategy for double spending and selfish mining as an output.
3.1Security Model:
Parameters for the Security Model:
Stale Block Rate: Stale block rate captures information propagation mechanism.

Mining Power: This is typically used in the study model to capture the fraction of the total mining power possessed by the adversary.
Block Confirmation Number: Total number of blocks required to confirm a transaction.

Impact of Eclipse Attack: This study model accounts for eclipse attack as well.

3.2 Markov Decision Process: (MDP)
The right tool for a problem which deals with “states” and “discrete events” with probability is a Markov Decision Process (MDP). These are mathematical model which decides the best policy means in what sequence the actions should be implemented to achieve maximized goal. An MDP model has multiple states and actions. Actions are the transitions between states. In MDP each transition can happen with some probability. In this model, some actions might provide a reward or loss to occur. Figure 7 shows a graphical depiction of a Markov Decision Process. In the intended security and performance of POW study, MDP is based on four tuples. It is represented as follows M:=<S, A, P, R>. Where S represents state space, A is for representing actions, P is the stochastic transition matrix and R is the reward matrix.

Figure 7: A graphical depiction of MDP with states s_0, s_1, S_2 and action a_0, a_1.The two rewards are -1 and +5. (Figure created by MistWiz on WikiCommons).

In this model an adversary can perform the below actions:
Adopt: If an adversary thinks it can never win over an honest miner then it performs this action.

Override: If adversaries chain is longer than the honest miner then it overrides the honest mining chain.

Match: if the length of adversarial chain and honest chain are same then adversary perform this action.

Wait: If an adversary has not yet found a block then it continues mining until it finds one.

Exit: This action is performed during the double-spending attack.
Now state space S also has four-tuple namely length of honest chain, length of adversarial chain, blocks mined by eclipsed victim and fork. In the research, paper MDP model can justify when an attacker can double spend or selfish mine.

Selfish Mining vs Double Spending: Main goal in selfish mining is to increase the relative share of the adversarial block in the main chain. In double spending, the adversary is more focused on earning maximum revenue. It is also found in the study that selfish mining is not always rational. Following an adversarial strategy for mining 1000 blocks with 30% hash power, an adversary can mine 209 blocks, but an honest miner can mine 300 blocks. In honest mining, an adversary can earn by mining a block. It also loses it’s reward if a block is adopted by the main chain. As the main chain poses maximum hash power, the probability is always high for an adversary to lose the competition.
Eclipse Attack: In this type of attack attacker takes control of peer to peer network and obscure target node’s view of the blockchain. The researcher has found attacker can saturate the connection to a target victim. It means all the connection to the victim would be bottlenecked and passed through attacker nodes so that it can manipulate the connections. Following eclipse attack scenarios are captured by our model:
No Eclipse Attack: This study model captures this case.

Isolate the Victim: This captures those cases where total mining power decreases. In return, it increases the fraction of mining power possessed by an adversary.

Exploit the eclipsed victim: Adversary uses victims mining power to expand its own chain.

3.3 Selfish Mining MDP:
As discussed previously the main goal of a selfish miner is to increase the relative number of adversary block in the main chain. In this study, the model author has captured that by optimizing the relative revenue. But there is a problem of applying single player MDP in this particular case because selfish miner deals with relative revenue. To overcome this problem the author has applied Sapirshtein el. Sapirshtein el proposes that an adversary with less than 33% of total hash power can make a profit from the network. This model captures various parameter such as block propagation time, block generation interval, block size and eclipse attack.

3.3.1 Optimal Strategies For Selfish Mining :
Authors have used MDP solver for finite state space MDP’s. The output author received from the model is below. Here the author tries to find the impact of stale block rate on selfish mining.

Figure 8: Selfish mining (Relative revenue vs Adversarial mining power)
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

In Figure 8 author tries to understand how adversarial mining power influences the relative revenue of an attacker. For this he has put the adversarial mining power is in X-axis and relative revenue in the Y axis. The graph is drawn for a stale block rate of 1% and 10%. It is seen from this diagram that relative revenue increase with the increase of adversarial mining power. An upper bound is also taken in this diagram to understand the cases when the relative revenue of a selfish miner maximized by overriding a block of an honest chain. Figure 8 shows the upper bound exceeded when network delays and parameters are captured.

Figure 9: Relative revenue vs Stale rate
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

In Figure 9 author tries to understand the relationship between stale block rate and relative revenue. He compares relative revenue in Y axis with stale block rate in X-axis for a mining power ? of .1 and .3 respectively. This diagram suggests a nonlinear relationship between relative revenue and stale block rate.

Author has also studied the impact of the eclipse attack in selfish mining. Figure 9 explains the relationship between eclipsed mining power ? and adversarial mining power ?. In this study the cases considered are
1. where adversary uses victims mining power ?
2. When an adversary uses honest miners blocks to advance its own chain.

It is seen for higher ? values selfish mining capability also increases. In this graph, an exceptional case is also observed for ?=.3 and ?=.38. For this situation, it is more profitable for an adversary not to include some of the victim’s blocks. Here victim’s blocks are accounted as a reward for the honest chain. This, in turn, reduces the block share of an adversary.

Figure 10: Eclipsed mining power vs Adversarial mining power
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

3.4 Double Spending MDP: As discussed earlier in the double-spending rational adversary tries to maximize its profit. In double spending, it is assumed that loss in operational cost is less because the adversary can earn some goods or money in exchange for a transaction. In double spending, exit state can only be reached if the length of an adversarial chain is at least a block longer than the honest chain (la ; lh ) after k block confirmation for an honest chain with 1?? mining power. This is described in the below table 2. A question can arise during this study as the adversary is rational it is hard to reach an exit state. But it is found that in exit state adversary can earn a reward of


** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

3.4.1 Optimal Strategies for Double Spending: To create optimal strategies author has used the pymdtoolbox library and applied PolicyIteration algorithm. By this block confirmation value, k is received which is sufficient to make a safe transaction in presence of rational adversary in the network. To decide in a certain scenario if a rational adversary would do double spend or selfish mining, a minimum value of double spend vd must be determined. For achieving that author start with high double spending value so that exit state is reachable in optimal double spending strategy. Author has done this because the presence of exit state in policy ensures high profitability for doubles spending strategy otherwise honest mining is more profitable. In this below Table -3 an example is shown for optimal strategy.

Table 3: Optimal Strategies for double spending.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Here ? = 0.3,? = 0,rs = 0.41%,cm = ?,? = 0 and vd = 19.5. Length of adversary chain is la, taken as rows. Length of honest chain is lh. Three values of each entry are irrelevant, relevant and active. * means unreachable and w, a, e represents wait, adopt and exit respectively. In this example cut off value for honest chain and adversarial is taken as 20. This suggests both this chain length cannot be greater than the defined cut-off value. So what is the main goal of this analysis? The attacker must exceed a threshold if it successfully wants to double spend for a fixed number of block confirmation k. Otherwise, honest mining is more profitable. This result is illustrated in Figure 10. The x-axis shows how the adversarial mining power is influencing the threshold. Change in the values of k (the number of block confirmations) lead to different curves.

The y-axis in Figure 10 shows how many successive blocks are needed to be mined before a double spending attack to be successful. For an adversary, around 30% mining power needs 6 block confirmation and the “expected number of blocks” is around 100.

An adversary with mining power of more than .25 needed less than 1000 blocks to successfully carry out double-spending attack.

Figure:10 Expected blocks for double spending rs = 0.41%, ? = 0, cm = ? and ? = 0.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Here stale block rate is represented by rs. ?, cm represents the propagation parameter and maximum mining costs respectively.

Impact of Propagation Parameter: Propagation parameter signifies the connectivity efficiency in an adversarial chain. It suggests if connectivity increases in the adversarial network then adversarial mining power also increases. Author has put adversarial mining power in the X-axis and shown double spending transaction should have a threshold value. If transaction value is more than the threshold value, then only double spending is profitable. It can also be seen from Figure 11 that higher the propagation parameter ? lower the transaction value an adversary expects to double spend.

Figure:11 Impact of propagation parameter ? with respect to double spending transaction value.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

In this graph double spending value(vd) is taken in Y-axis and adversarial mining power(?) in the X-axis. If ? increase vd decreases.

Impact of mining costs: From the study, it is found that mining cost has a negligible impact on adversarial strategy. It is shown by the below Figure 12.

Figure 12: Impact of mining cost.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Value of double spend (Vd) is in the Y-axis and adversarial mining power(?) in the X-axis. rs = 0.41%, ? = 0, ? = 0 Cm represents maximum mining cost ?vd is the difference in costs.

Impact of Stale Block Rate: In Figure 13 impact of stale block rate is explained for double spending. This below experiment is carried out for a mining power of .1 and .3 respectively. It can be seen if stale block rate grows the value of double spend decreases. Author has found double spending value of an adversary decreases from 9.2 to 6.4 block reward with mining power .3 and a stale block rate of 10% and 20 %.

Figure:13 Impact of stale block rate.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Here Vd is the value of double spend in the Y-axis, Stale block rate in X-axis and adversarial mining power is represented by ?.

Impact of Eclipse Attack: The impact of eclipse attack is represented by Figure 14. It is assumed that an adversary attacks an honest block with ? eclipsed mining power. It can be observed eclipsed mining power increases with the increase of adversarial mining power. So eclipse attack is beneficial for an adversary. For example, an adversary with an adversary with ?=.025 and ? =.1 reduces the double spending value (vd) from 880 block reward to .75 block.

Figure 14: Full eclipse attack
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

In Figure 14 eclipse mining power ? is in Y axis and adversarial mining power is in X axis and , rs = 0.41%, ? = 0 and cm = 0.

Bitcoin vs Ethereum: Figure 15 shows the reward required for a double spending attack to make a profit. The y-axes show the reward required from fraudulent behavior as multiples of the block reward, i.e. multiples of the reward of non-fraudulent behavior.
The figure also contrasts between Ethereum and Bitcoin. As a consensus algorithm both this chain uses proof of work, but the key difference is the block time. i.e. the duration between the generation of two blocks. Stale block rate increases because of shorter block times. It means the time gap between finding two blocks is much shorter in Ethereum. Thus, participant blocks more often return finding the same block which increases the stale block rate in the network.

Below points are observed by the author in the study.
First: Figure 15 shows 6 Bitcoin block confirmation is more resilient to double spending than that of 12 Ethereum block.

Second: Ethereum’s double spending resilience is better only for an adversary with less than 11% hash power.

Third: If block reward goes up blockchain is more resilient to double spending attack.

Figure 15: Double spending resistance of Ethereum vs Bitcoin
** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Block reward is in the Y-axis and Adversarial mining power in the X-axis. Ethereum (k ?{6,12}) vs. Bitcoin (k = 6).

Author has also tried to compare both this block chains by equalling their stale block rate. It is observed that Ethereum’s security is lower in caparison to bitcoin Figure 16 explains the following.

Figure 16: Comparison between Ethereum and Bitcoin.

** Pictures taken from ETH Zurich Research Report.

Value of double spend is on the Y-axis and Adversarial mining power is in the X-axis. Here k is 6, rs = 6.8% and their difference is ?vd.

3.Die Bedeutung der Dampflok
3.1Bedeutung im Waren- und Personentransport bis 1945
Die Dampflok war das wichtigste Transportmittel im 19. Jahrhundert. Die Erfindung der Dampflok machte einen schnellen und günstigen Transport von Rohstoffen, Gütern und auch Menschen möglich. Im Laufe der Zeit verbreitete sich die Dampflokomotive weltweit und die Eisenbahnnetze wurden immer weiter ausgebaut. So waren es im Jahr 1850 in Deutschland bereits etwa 6000 km; im Jahr 1870 schon 20000 km. Dies hatte zur Folge, dass sich die Reisezeiten drastisch verkürtzten. Außerdem war der Transport gegenüber anderen Verkehrsmitteln auch billiger, da weniger Arbeitskräfte benötigt waren. Auch die Frachtkapazität nimmt zu, wodurch weitaus größere Mengen an verschiedenen Gütern oder auch Personengruppen ermöglicht wurde. Aufgrund der verkürzten Transportzeiten, des kostengünstigen Transportes und auch eine erhöhte Kapazität kurbelte die Dampflok die damalige Wirtschaft an. Große Mengen an Waren und Gütern konnten schneller von A nach B transportiert werden, was eine erhöhte Nachfrage an verschiedenen wertvollen Produkten wie Eisen oder Stahl zu Folge hatte. Um gewisse Bahnstrecken realisieren zu können, enstand der moderne Brücken- und Tunnelbau. https://www.presseportal.de/pm/34749/3192183, besucht am 15.07.2018, Autor:
Im Sommer 1836 wurde das erste Bahnfrachtgut transportiert: 2 Fässer Bier einer Brauereri in Nürnberg. Dieser Transport diente als eine Art Test. Dabei wollte man untersuchen, ob ein derartiger Transport ohne Probleme einhergeht und am alles Ende alles in Ordnung ist, da man bereits plante, einen solchen Transport eventuell ins „Große” auszudehnen. https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/geschichte/artikel/entwicklung-des-eisenbahnwesens
Weiterhin kurbelte die Dampflok den Übergang von Agrarstädten in Industriestädte.
Aufgrund der ganzen Fortschritte, die die Dampflok mitsichbrachte, wird sie auch als Symbol der Technik bezeichnet. Insgesamt betrachtet legte die Erfindung der Dampflok die Grundsteine für das Leben, wie wir es heute kennen.

3.2Bedeutung der Dampflok im Bergbau

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Die enorme Kraft und Frachtkapazität der Dampflok machte sie auch führ den Bergbau attraktiv.
Im Ruhrgebiet, dem heute fünftgrößten Ballungsraum Deutschlands, wurden damals Dampflokomotiven neben Eisenbahnen für den normalen Personen- und Gütertransport auch Eisenbahnen für den Bergbau eingesetzt.

3.2 Bedeutung der Dampflok im Krieg

Die Dampflokomotive war nicht nur für den normalen Personen- und Warentransport nützlich. Seitdem sie als Transportmittel eingesetzt wurde, interessierte sich auch das Militär für sie. In einer Kommission, die aus preußischen Offizieren und Beamten gebildet wurde, wurde ihre Bedeutung hinsichtlich ihrer Nutzung für militärische Zwecke untersucht. Auf den sogenannten Strategischen Bahnen wurden 1839 erstmals preußische Truppen transportiert. Auf der Strecke von Potsdam nach Berlin wurden 8000 Mann mit 10 Zügen transportiert. Diese Transporte waren zunächst nur Übungen. Der Bau dieser militärischen Eisenbahnen wurde nicht aus wirtschaftlichen Zielen erbaut. Vielmehr standen militärische Erfordernisse wie Logistik, und der Transport von Verwundeten und Material im Vordergrund. Vgl.https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Strategische_Bahnstrecke&oldid=179339269, besucht am 25.07.2018 letzter Autor: Hasselklausi
Erstmals zeigte sich die Notwendigkeit für ein gut ausgebautes Eisenbahnnetz im Krimkrieg, der von 1853 bis 1856 dauerte. Die dort verwendete Eisenbahn war zugleich die erste Eisenbahn, die aus militärischen Zwecken gebaut wurde.
Später, in den 1860er Jahren, wurde das Kriegsgeschehen durch die militärische Nutzung der Eisenbahn entschieden. Zu dieser Zeit führte man in Amerika den Sezessionskrieg bzw. den Amerikanischen Bürgerkrieg, einen Konflikt zwischen den Nordstaaten und den Südstaaten. Die Nordstaaten gingen hierbei als Sieger hervor, da sie mit 22500 Meilen ca. dreimal mehr Schienennetz als die Südstaaten hatten. Somit hatten die Nordstaaten einen großen Vorteil gegenüber den Südstaaten. In diesem Krieg wurden auch erstmals Eisenbahngeschütze verwendet. Vgl. https://de.wikipedia.org/wiki/Sezessionskrieg, besucht am 05.09.2018, letzter Autor:
Auch Preußen nutzte Vorteile der Eisenbahn in mehreren durchgeführten Kriegen, in den deutschen Einigungskriegen. Im ersten dieser drei, dem Deutsch-Dänischen Krieg zeigte sich erneut die strategische Bedeutung der Eisenbahn im Krieg: Truppentransporte, die als Fußmarsch teilweise mehrere Wochen gedauert hätten, konnten binnen kurzer Zeit durchgeführt werden.
Weiterhin war im Deutschen Krieg, dem zweiten der Deutschen Einigungskriege, die Benutzung der Eisenbahn von großer Bedeutung. Preußen hatte ein weit ausgebautes Eisenbahnnetz, während Österreich nur eine Bahnlinie, von Olmütz nach Königgrätz, zur Verfügung. Aus diesem Grund konnte Preußen mit seinen Armeen, beispielsweise der Elbarmee, deutlich schneller einrücken als ihr Gegner, auch bei teils ziemlich späten Befehlen. Somit konnten die Armeen die österreichische Hauptmacht von verschiedenen Richtungen attackieren.
In demselben Maße war die Eisenbahn auch im dritten dieser Kriege, dem Deutsch-Französischen Krieg wichtig. In nur achtzehn Tagen wurden insgesamt 462000 deutsche Soldaten an die französische Grenze per Eisenbahn aus dem Norddeutschen Bund, Bayern, Württemberg, Baden und Hessen-Darmstadt transportiert. Der Transport einer so gewaltigen Anzahl an Soldaten war nur durch die Eisenbahn möglich. Dadurch kamen die deutschen Truppen schneller in Frankreich an, als von Seite der Franzosen erwartet, wodurch ein schneller Vormarsch möglich wurde.
Einige Jahre vergingen, bis es zum Ersten Weltkrieg kam. Auch hier war die Eisenbahn ein wichtiges Element in der Kriegsführung. Aufgrund des gut ausgebauten Eisenbahnnetzes wurden in der Zeit vom 31. Juli bis zum 18. August 1914 20800 Mobilmachungs- und 11100 Kriegstransporte gefahren. Dabei transportierte man 3,12 Millionen Mann, 860000 Pferde und 5700 Geschütze zum Kriegsgeschehen. Die strategische Bedeutung der Eisenbahn im Krieg kam auch im Ersten Weltkrieg zum Vorschein. Im Stellungskrieg konnte sie Reserven und Nachschub teils direkt an die Front Transportieren. Demzufolge war die Eisenbahn ein unmittelbarer Einfluss im Kampf. Jedoch konnte die Nutzung der Eisenbahn ihr maximales Potential aufgrund von großem Verschleiß, hohen Ausfällen, Absinken der Nutzlast und der Zerstörung von Anlagen nicht erreichen. Ein weiterer entscheidender Grund war der Gummi- und Treibstoffmangel. Um die Eisenbahn zu entlasten, wurden Wasserstraßen, später auch Lufttransport, genutzt. https://www.lexikon-erster-weltkrieg.de/Milit%C3%A4rtransportwesen, besucht am 08.09.18, Author:
Der Erste Weltkrieg war verloren und der Versailler Vetrag ausgehandelt. Neben zahlreichen Gebietsabtretungen, Reparationsleistungen und wirtschaftlichen Einschränkungen wurde auch das deutsche Militär stark eingeschränkt. Deutschland musste sich komplett entwaffnen und entmilitarisieren. In diesem Diktatfrieden wurde weiterhin der Fortbestand und die Neuaufstellung von Eisenbahntruppen verboten. Die Eisenbahn generell wurde stark eingeschränkt und kontrolliert. Die Eisenbahn wurde zunächst aufgrund der hohen Verschuldung vernachlässigt, da kein Geld für die Instandhaltung der Eisenbahn zur Verfügung stand. Die einzelnen Länder wollten und vor allem konnten diese Leistungen zur Instandhaltung nicht zahlen. Aus diesem Grund wollte man die Verstaatlichung.
Die Weimarer Verfassung vom 11. August 1919 sah in Artikel 89 eine Vereinheitlichung und Verstaatlichung der Eisenbahn vor, also dass die Eisenbahn in staatliche Hand gerät bzw. in dessen Eigentum übergeht. Folglich liegen Bau, Betrieb und Verkehr der Eisenbahn unter Aufsicht des Deutschen Reiches. Deshalb wurden 1920 die Deutschen Reichsbahnen gegründet. Weiterhin sah die Verfassung vor, dass alle Eisenbahnen, auch die nicht dem allgemeinen Verkehre dienenden, den Anforderungen des Reichs auf Benutzung der Eisenbahnen zum Zwecke der Landesverteidigung Folge zu leisten haben . Vgl. Artikel 96 Weimarer Verfassung Die Eisenbahn wurde also verpflichtet, zu Verteidigungszwecken des Landes zur Vergügung zu stehen. Außerdem wurde 1924 die „Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft” für die Verwaltung der Eisenbahn gegründet.
Unter der Führung Hitlers wurde 1936 verkündet, dass Deutschland den Versailler Vertrag nicht länger anerkenne. Die Reichbahnen sollten nun wieder militärischen Zwecken dienen. Dies geschah bereits im selben Jahr, als man das Rheinland wiederbesetzen wollte. 1937 wurde die Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft in „Deutsche Reichsbahn” umgenannt. forum-der-wehrmacht.de/index.php?thread/37341-die-eisenbahn-im-dienste-des-milit%C3%A4rs-eine-einf%C3%BChrung-in-das-thema/&postID=377905#post377905, besucht am , Autor: Gerd Wolf

3.3Die Dampflok und die Uhrzeit

Eine einheitliche Uhrzeit, wie man sie heute in ganz Europa kennt, war nicht immer der Fall. Bis 1893 hatte jeder Ort in Deutschland seine eigene Zeit, die sogennante „Ortszeit”. Diese richtete sich nach dem Stand der Sonne: an dem Punkt, an dem die Sonne im Zenit stand, war es in diesem Ort 12 Uhr. So war es zum Beispiel in Berlin bereits 12:00, jedoch in Köln aber erst 11:35. https://www.zeitzonen.de/faq/wieso_gibt_es_eigentlich_zeitzonen.html, besucht am: ,Autor: Zu dieser Zeit gab es mehr als 60 verschiedene Zeitzonen in Deutschland. https://web.de/magazine/wissen/deutsche-stadt-uhrzeit-31421902, besucht am: , Autor: Nelli Nickel
https://www.dhm.de/blog/2016/10/28/die-geschichte-der-uhrzeit/ Für überregionale Fahrten führten die Eisenbahngesellschaften die Eisenbahnzeit ein, die neben der Ortszeit galten. Damals fuhren die Bahnen nach Berliner, Karlsruher, Ludwigshafener, Stuttgarter und Münchener Zeit. Mit dem zunehmenden Handel und Personenbeförderung war eine einheitliche Zeit unabdingbar. Eine ständige Umrechnung der jeweiligen Zeiten wurde zu umständlich. Der fortlaufende Ausbau des Schienenverkehrs brachte weitere Probleme der unterschiedlichen Zeitzonen wie Fehler und Missverständnisse mit sich. So kam es im Deutschen Reich nach Drängen der Eisenbahngesellschaften zum Beschluss des „Gesetzes betreffend der Einführung einer einheitlichen Zeitbestimmung”, wodurch Deutschland am 12. März 1893 eine verbindliche, im ganzen Land einheitliche Zeit bekam, eine Gleichtaktung, die die Eisenbahn mit ihren genauen Fahrplänen nötig gemacht hatte. Diese wurde zunächst als Mitteleuropäische Eisenbahnzeit, kurz MEZ, genannt. Später wurde die Bezeichnung in „Mitteleuropäische Zeit” verkürzt.
Die Einführung einer einheitlichen Zeit legte den Weg für die heute völlig synchronlaufende Welt, in welcher Menschen auch von verschiedenen Gebieten sich auf die Sekunde genau zu Veranstaltungen wie beispielsweise Meetings oder Videokonferenzen verabreden.
9.Dampflokomotiven heute

9.1Einsatz auf Schmalspurbahnen

Eine Schmalspurbahn ist eine Bahn, deren Spurweite kleiner als die der Normalbahn ist, d.h. der Abstand zwischen den Innenköpfen der Schienen ist kleiner als 1435mm. Es gibt eine Vielzahl an Spurenweiten, die als Schmalspurbahnen bezeichnet werden. In Deutschland waren bzw. sind Schmalspurbahnen im Bereich von 600mm bis 1100mm verbreitet. Diese Art von Bahnen ist einfacher und billiger zu bauen als Normalbahnen. Aufgrund des kürzeren Radabstandes werden die Bogenradien enger. Durch diese engeren Bogenradien kann sich eine Schmalspurbahn besser dem Gelände anpassen. Außerdem werden könnten Schmalspurwagen leichter gebaut werden als Normalspurbahnen, was bei Bahnen in Gebirgsregionen vom Vorteil ist. Des Weiteren erreichten Schmalspurbahnen vergleichbare und sogar auch höhere Leistungen als Normalspurbahnen. Jedoch war der Umstieg von Schmalspurbahnen auf Normalspuren problematisch, da Passagiere umsteigen mussten und Güter umgeladen werden mussten. Somit war dieser Vorgang mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Auch die Entwicklung vom schmalspurigen Dampflokomotiven brachte teils hohe Kosten mit sich, da zur Gewährleistung der Kurvenläufigkeit komplizierte Konstruktionen entwickelt werden mussten. Außerdem ist auf den Schmalspurbahnen nur eine Geschwindigkeit von höchstens 100km/h möglich. vgl. wikipedia.org/wiki/Schmalspurbahn
Aufgrund neuer und besserer Transportmittel wurde die Dampflok weitestgehend zurückgedrängt, weshalb sie heutzutage größtenteils für touristische Zwecke, beispielsweise Museen, benutzt wird.
Eine bekannte und zugleich eine der letzten Schmalspurbahnen in Deutschland sind die Harzer Schmalspurbahnen, oder kurz HSB. Die HSB besitzt ein zusammenhängendes Streckennetz mit einer Spurbreite von 1000mm, welches eine Streckenweite von insgesamt 140,4km umfasst. Das Streckennetz ist in 3 Teile gegliedert: Harzquer- (61km), Selketal- (60km) und Brockenbahn (19km). Sie ist heute das größte zusammenhängende Schienennetz in Europa, das unter Betrieb ist. Auf ihr verkehren sowohl Dampflokomotiven, als auch Dieseltriebwagen und Diesellokomotiven. Die Wagen fahren täglich, sowohl im Sommer als auch im Winter. vgl. hsb-wr.de/mehr-erfahren/streckennetz, wikipedia.org/wiki/Harzer_Schmalspurbahnen

Harzer Schmalspurbahnen (https://www.hsb-wr.de/mehr-erfahren/streckennetz/)

Neben den HSB sind die Sächsischen Schmalspurbahnen ein bekanntes, teils auch noch aktives System in Deutschland. Die Sächsischen Schmalspurbahnen waren während ihren Hochzeiten im Ersten Weltkrieg das größte Schmalspurbahnsystem in Deutschland mit einer Gesamtstrecke von 500km. Insgesamt bestand das System aus 32 Schmalspurbahnen. Von diesen 32 sind heute noch 7 in Betrieb. Auf diesen fahren die Fichtelbergbahn, die Lößnitzgrundbahn, die Weißeritztalbahn, die Zittauer Schmalspurbahn, die Döllnitzbahn, die Preßnitztalbahn und die Museumsbahn Schönheide. Die Fichtelbergbahn fährt zwar nicht auf den höchsten Berg von Sachsen, jedoch aber zur höchstgelegenen Stadt Deutschlands, Oberwiesenthal. Auf ihrer Strecke von Cranzahl bis Oberwiesenthal überwindet sie 340 Höhenmeter. Die Lößnitzgrundbahn, oft auch „Lößnitzdackel” genannt, verkehrt seit ihrer Eröffnung 1884 auf ihrer Strecke von Radebeul bei Dresden bis Radeburg. Die Weißeritztalbahn ist die zweite sächsische Schmalspurbahn und sogleich die Dienstälteste. Sie fährt täglich ihre Strecke von Freital nach Kipsdorf. Die Fichtelbergbah, die Lößnitzgrundbahn und die Weißeritztalbahn sind in der Sächsischen Dampfeisenbahngesellschaft (SDG) vereint. Vgl. https://www.sachsen-erkunden.de/schmalspurbahnen-sachsen, https://de.wikipedia.org/wiki/Sächsische_Schmalspurbahnen, https://www.loessnitzgrundbahn.de/fahrzeug-strecke/strecke/

Schmalspurbahnen in Sachsen (http://www.traditionsbahn-radebeul.de/schmalspurbahnen-in-sachsen.html)

9.2 Einsatz von Sonderzügen
Ein Sonderzug, kurz SDZ, ist ein Zug, der nur zu einem besonderen Anlass fährt. Dieser fährt somit außerhalb des regulären Fahrplans. Es gibt verschiedene Arten des Sonderzugs. So kann er beispielsweise dem öffentlichen Verkehr als eine Verstärkung zum regulären Personenverkehr, wenn die Kapazität dieser nicht ausreicht, wie zum Beispiel bei Großveranstaltungen oder als Entlastungszug im Berufs- und Schülerverkehr dienen. Solche Sonderzüge werden als Einsatzwagen oder Verstärkerwagen bezeichnet. Sie werden mit normalen Fahrkarten genutzt, es werden also keine speziellen Fahrkarten benötigt.
Sonderfahrten, die von beispielsweise Reiseveranstaltern oder Museen angeboten werden, sind kein öffentliches Angebot. Somit benötigt man also spezielle Tickets für eine Fahrt mit dieser Art von Sonderzügen.
Ein weiterer beliebter Anlass, um in Deutschland Sonderzüge einzusetzen, sind Konzerte oder Fußballspiele.
Vor 181 Jahren fuhr in Deutschland der erste solcher Sonderzüge.Am 28. April 1837 fuhr er auf einem vier Tage alten Bahnstück der Strecke Leipzig-Dresden. Ziel dessen war die Buchmesse in Leipzig.

Stillgelegte Loks werden auch häufig in Eisenbahnmuseeun ausgestellt. Das Größte Museum dieser Art befindet sich in Bochum. Auf einer Fläche von rund 70000 m2 befindet sich heute eine Sammlung von 120 Schienenfahrzeugen.
Errichtet wurde die Anlage im Jahr 1916. Dort reparierte und untersuchte man die Lokomotiven der Bahnbetriebe aus der Umgebung. Erst 1925 erhielt die Anlage eigene Loks. Nachdem Ende der 60er Jahre die Kohleförderung unrentabel wurde, wurde die Anlage geschlossen und teilweise zrückgebaut. 1968 begann die Deutschen Gesellschaft für Eisenbahngeschichte e.V. das Betriebswerksgelände wieder Schritt für Schritt in den Originalzustand zurückzuversetzen.
1977 wurde dann das heute noch bestehende „Eisenbahnmuseum Bochum” eröffnet. Ziel dessen war es, die Industrie- ,Eisenbahn-, vor Allem aber auch Regionalgeschichte für die Nachwelt zu erhalten . Mit durchschnittlich 50000-70000 Besuchern pro Jahr ist es ein bedeutendes regionales Museum. Vgl.http://www.eisenbahnmuseum-bochum.de/,


Schmalspurbahnen in Sachsen (Quelle: http://www.traditionsbahn-radebeul.de/schmalspurbahnen-in-sachsen.html)https://de.wikipedia.org/wiki/Sächsische_Schmalspurbahnen