In dieser Arbeit wird ein hybrider Modellansatz verwendet, um Überwachungssysteme und Prognosemodelle für Eisenbahnkomponenten zu entwickeln. Die entwickelten Modelle sollen zustandsbasierte Wartungskonzepte von Eisenbahnweichen ermöglichen, um so die Lebenszykluskosten zu verringern. Die durchgeführte Arbeit gliedert sich in zwei Teilprojekte, welche wie folgt definiert wurden: •Die Entwicklung eines Zustandsüberwachungssystems für Eisenbahnweichen •Die Entwicklung eines Modells für die Lebensdauervorhersage von für Zungenschienen Um diese Ziele zu erreichen, wurden dynamische FE-Modelle als digitale Zwillinge der zu untersuchenden Komponenten herangezogen. Damit wurden das Strukturverhalten während der Belastung und die zu erwartenden Schädigungsmechanismen, welche zum Ausfall eines Bauteils führen können, untersucht. Zusätzlich wurden datengetriebene Methoden angewandt, um die Genauigkeit und Effizienz der Modelle zu erhöhen, aber auch für statistische Auswertungen und zur Signalverarbeitung. Das Zustandsüberwachungssystem für Weichen basiert auf einem virtuellen Sensor Konzept, welches den Übergangsbereich des Rades während einer Überfahrt ermittelt. Basierend auf Dehnungs- und Beschleunigungsmessungen wurde ein Sensorkonzept entwickelt. Damit wurden zwei baugleiche Demonstratoren mit unterschiedlicher Lebensdauer ausgestattet. Die Demonstratoren wurden dazu verwendet, um das entwickelte virtuelle Sensor System zu testen und um einen großen Datensatz an Überfahrtsmessungen zu generieren. Dieser Datensatz wurde anschließend für weiterführende Auswertungen genutzt wurden. Das Modell zur Schadens- und Lebensdauervorhersage von Zungenschienen wurde mithilfe eines zyklischen dynamischen FE-Modells mit zwischengeschaltetem Extrapolationsalgorithmus umgesetzt. Durch diesen hybriden Ansatz kann die Rechenzeit für 2 MGT (Bruttomegatonnen) Verkehrslast um 96 % gesenkt werden. Dies ermöglicht Parameterstudien, welche die Lebensdauerabschätzung von verschieden Zungenschienen Geometrien und Materialien ermöglichen. Die entwickelten Methoden sollen Bahnbetreiber und Komponentenhersteller während des Entwicklungsprozesses und in weiterer Folge im Betrieb unterstützen, mit dem Ziel wichtige Infrastrukturkomponenten möglichst effizient zu gestalten und zu nutzen.