Fenntartható vasúti vágány

Az előadások a következő témára: "Fenntartható vasúti vágány"— Előadás másolata:

1 Fenntartható vasúti vágány
Grazi Műszaki Egyetem Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Fenntartható vasúti vágány A pálya életciklus-költségei Peter Veit 2013. július 8. 

2 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Bevezetés Grazi Műszaki Egyetem Minőség változása Költségokozók Beruházási stratégiák Aljpapucsok Aszfaltréteg Fenntartási stratégiák Integrált karbantartás Életciklus menedzsment Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

3 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Kihívások - Megoldások általános problémák: használhatóság, karbantarthatóság megoldás: FENNTARTHATÓSÁG műszaki ÉS gazdasági minőség változása életciklus-költségek (LCC) Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 3

4 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Motiváció A Vasúti Rendszer Fenntarthatósága Az ÖBB-nek ma még nagyon sok mindent be kell hoznia. Die ÖBB haben auch heute noch einen sehr großen Nachholbedarf. De mondok Önöknek még valamit. 150 km vágány megújítására lett volna szükség, de csak 115 km-t újítottunk meg. Ami a váltókat illeti, 300 helyett csak 163 váltót cseréltünk ki. És akkor még kérdezik, hogy miért van olyan sok szakaszon sebességkorlátozás? Az Osztrák Köztársaság parlementi ülésének jegyzőkönyvéből Dátum: 1970. december 19. Nyilvánvalóan a fenntarthatóság kezelhető feladatot jelent a vasutak számára. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

5 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása Egy jó pálya „jól viselkedik”, egy rosszabb gyorsabban romlik. életciklus-költség - szerkezetek a romlás mértéke az aktuális minőségi szinttől függ a pálya minőségének alakulása = b e Q Q(t) t  Integrativer Foschungsansatz üzemeltetési akadályoztatások költségei beruházás + karbantartás = LCC Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 5

6 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása = b e Q Q(t) t  beruházás + karbantartás Ily módon az elhanyagolt karbantartás leértékeli az elvégzett beruházást! Az életciklus-költségek nézőpontjából a beruházásnak és a karbantartásnak új definíciója van: A beruházott összeg csak a kezdeti minőséget biztosítja, de nem az elvárt üzemi élettartamot. A fenntartási tevékenység az, amely a kezdeti minőséget megfelelő hosszúságú üzemi élettartammá tudja változtatni. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

7 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása mért adatok 2000 óta 3,800 km fővágány adata: a vágány és az elemek típusa és kora, a mérőkocsi összes adata, az elvégzett karbantartási munkák, a szállítási adatok és a vonalvezetés Műszaki Értékelés minősítőszám Regressziószámítás az MDZ-A értéke vagy az 5 méterenkénti szórás alapján minősítőszám idő IDŐ vágány km = b e Q Q(t) t  n munkáltatás Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 7

8 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása gördülőállomány szállítási mennyiség vonalvezetés sín alj ágyazat kiegészítő réteg víztelenítés alépítmény Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

9 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása szabványos elemek  életciklus költségek  beruházási és karbantartási stratégia forgalmi terhelés altalaj alj profil acél minősége R > 3000 m > bruttó tonna /nap, vágány jó beton 60E1 260 kétvágányú pályamunka 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 vágányfektetés vágányszabályozás 1  csiszolás síncsere aljcsere alátétlemez csere illesztések karbantartása kisebb karbantartás 0,5 1,0 1,5 $ $  teljes költség Σ dinamikus költségek értékelési elv (3% nettó kamatláb): a dinamikus átlagos éves költségek minimuma, beleértve az üzemeltetési akadályoztatások költségeit Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 9

10 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása Idő Kezdeti minőség Minőség Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

11 csökkenő pályaminőség
Pályaminőség változása idő csökkenő pályaminőség threshold value határérték Minél jobb a kezdeti minőség, annál alacsonyabb a karbantartási igény Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

12 decreasing track quality
Pályaminőség változása time decreasing track quality threshold value idő a megfelelő karbantartás az okok ellen küzd csökkenő pályaminőség határérték nem megfelelő karbantartás a tünetek ellen küzd Csak az a karbantartás fenntartható, amely megoldja a problémákat. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

13 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályaminőség változása Egy paraméter szempontjából homogén szakaszoknak ugyanolyan vágányviselkedést kellene eredményezniük. csökkenő pályaminőség idő normál változat ? Semmi különös – csak víztelenítési probléma. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

14 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Költségokozó 1:9 1. Kezdeti vágányminőség előfeltételek: altalaj minősége és víztelenítés működőképessége 2. Kitérők sűrűsége 1 EW500 típ. kitérő ~ 450 m vágány 3. Ágyazatminőség 4. Ívesség 1:3 akár 30% 5. Üzemeltetési akadályoztatások költségei 6. Munkáltatási szakasz hossza akár 20% 7. Forgalom sűrűség lineáris 8. Gördülőállomány minősége ± 10% 9. és természetesen nagy sebesség, vegyes forgalom, és tengelyterhelés Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

15 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Költségokozó Az altalaj nem megfelelő szilárdsága …. …. vagy az elégtelen víztelenítés miatt, néhány év után A védőréteg beépítés, mint pótlólagos befektetés belső megtérülési rátája akár 35% is lehet (!) Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

16 Költségokozó Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Vágánygeometriai minőség romlása (süppedés) mozgó szórása EM250 mérőkocsival mérve: süppedés bal süppedés jobb Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

17 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Költségokozó A pálya üzemi élettartama A vágány és a kitérők üzemi élettartamának összehasonlítása jól mutatja az ágyazatminőség és az ágyazatszilárdság, valamint a szemeloszlás fontosságát. Összehasonlított vágány üzemi élettartamok vágány kitérő ágyazat ÖBB 100% LA 22 SBB 110% LA 17 HŽ 80% 65% gyenge mészkő Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

18 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
A pálya jellemzői Valóság Modell A pálya elnéző, nem reagál azonnal, ha nem megfelelően kezelik. A pályának figyelemreméltó az emlékezőképessége. Emlékszik a nem megfelelő kezelésre. Amikor a pálya reagál, addigra az üzemi élettartam már kimerült. Nem tudjuk megváltoztatni az elefánt jellemzőit, reagálnunk kell rá. Igen, sok pénzt meg tudunk takarítani azzal, hogy nem végzünk megfelelő karbantartást. Viszont, amikor az elefánt nem érzi jól magát, akkor már túl késő… Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

19 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Pályastratégiák Nyilvánvalóan csak kiváló minőségű pályastratégiák eredményezhetnek tartós és ennélfogva olcsó pályát. BERUHÁZÁS Aljpapucsok Aszfaltréteg KARBANTARTÁS Integrált karbantartás Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

20 Aljpapucsok Berührung Schwelle-Schotter

21 Alj alatti betétekkel (USP) akár 35%
Aljpapucsok aláverés utáni alj – ágyazat érintkezési felületek Aláverés és stabilizálás után 9% Alj alatti betétekkel (USP) akár 35% aláverés után 3%-tól 5%-ig aláverés előtt max. 12% Berührung Schwelle-Schotter Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

22 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Aljpapucsok pálya viselkedése Evd_Időjárás: Aljak EBJ Aljak EBJ AB Sínek EBJ Sínek EBJ AB Terhelés Evd_Talaj [MN/m2]: Evd_Dátum: tonna/nap Sín Alj Aljak EBJ Aljak EBJ AB Sínek EBJ Sínek EBJ AB Terhelés tonna/nap Sín Alj referenciavágány: 60E1 sínek hézagnélküli monoblokk betonaljakon 60E1 sínek hézagnélküli monoblokk betonaljakon USP-vel 1500 összehasonlított szelvény kezdeti minőség 18%-kal növekedett romlási ráta 63%-kal csökkent aláverési ciklusok 2,75-ös tényezővel való meghosszabbítása üzemi élettartam + 38% Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

23 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Aljpapucsok Vágány Kitérő Átlagos éves költségek Értékcsökkenés Üzemeltetési akadályoztatások költsége Karbantartási költségek 100% 100% % 68% referencia USP-vel referencia USP-vel A kezdeti minőségbe történő pótlólagos beruházások megtérülnek Belső megtérülési ráta 12 százaléktól 15 százalékig Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 23

24 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Aljpapucsok USP nélkül USP-vel beavatkozási határ: σv = 1,3 mm (1 km) beavatkozási határ : σv = 0,6 mm (1 km) Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

25 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Az ÖBB Beruházási Stratégiája 2009-ig a 350HT síneket arra használták, hogy csökkentsék a sínek oldalkopását és ezért csak az 500 méternél kisebb sugarak esetén alkalmazták 2010 óta az RCF (gördülőfáradásos sínhiba) miatt a 350HT síneket 3000 méteres sugarakig alkalmazzák, a forgalmi terhelés függvényében, egyre több csiszolás kerül elvégzésre (nem csak új sínek vagy kis sugarú ívekben fekvő sínek esetén mint korábban) Az USP 2009 óta megszokott a betonaljas fővonali vágányokban és 160 km/h feletti vonatsebességek vagy 600 méternél kisebb sugarak esetében és amikor a vágány USP-vel felszerelt, a kitérők is aljpapucsokkal ellátottak Betonlemezes vágányokat csak alagutakban alkalmaznak. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8. 25

26 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Integrált fenntartás USP nélkül USP-vel Akkor a legjobb a pályaminőség javulása, amikor a vágányszabályozás (LLT) kombinálva van síncsiszolással vagy a csiszolásra közvetlenül a vágányszabályozás után kerül sor Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

27 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Integrált karbantartás év süppedés szórás csak vágányszabályozás integrált karbantartás 0.2 mm 0.6 mm 0.4 mm Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

28 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Az ÖBB Aláverési Stratégiája lokális hiba aláverés vágány és kitérő aláverés integrált karbantartás biztonság sürgős minőség tervezés 2 évre megelőző fővonalak tervezés 8 évre évente lokális hiba 900 km vágány és 1500 kitérő 150 km vágány 100 csoport kitérő aláverési költségvetés 10%-a aláverési költségvetés 75%-a aláverési költségvetés 15%-a Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

29 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Összefoglalás A tartós és olcsó zúzottkő ágyazatú vágány lehetséges, ha követik a minőségi stratégiákat. Azonban, vannak teljesítendő előfeltételek a(z) (újra)beruházás során: - jó altalaj vagy kiegészítő réteg beépítése - víztelenítés, víztelenítés, víztelenítés - kiváló minőségű elemek ágyazat, betonaljak aljpapucsokkal, kiváló minőségű sínek (350 HT) … és mindezt megfelelően karban kell tartani. Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

30 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Összefoglalás Minden stratégia, mely a rövid távú megtakarításokra összpontosít, az életciklus-költségek figyelemre méltó növekedéséhez vezet. Hosszú távú megtakarítások csak minőségi stratégiák esetén lehetségesek. De hogyan ellenőrizzük a fenntartható stratégiákat? Életciklus Menedzsment Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

31 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Életciklus menedzsment Az Életciklus Menedzsment lehetővé teszi a projektek gazdaságosságának ellenőrzését: A pályaadatok trendjeinek elemzése lehetővé teszi a jövőbeni karbantartási igények előrejelzését. Amikor a jövőbeni karbantartási igények ismertek, akkor a teljes életciklus-költség számítható a pálya üzemi élettartamától függően. Egy bizonyos üzemi élettartamra az átlagos éves költségek minimálisak  optimális újraberuházási időpont Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

32 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Életciklus menedzsment Életciklus Menedzsment – egy példa Mit tudunk egy meghatározott pályaszakaszról? 50 méterrel távolabb 200 méterrel távolabb Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

33 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Életciklus menedzsment TrackPROPHET – pálya vonalvezetés Az előrejelzés a pontos adatokkal rendelkező időintervallumok alapján dolgozik - visszamenőleg a pályaépítés időpontjáig és előre a jövőbe ismerve a romlási ráta időbeli változását ? lassújel Mivel ilyen előrejelzés készíthető minden pályamunkára a teljes munkaciklus számítható a különböző mérőkocsik jeleinek elemzésével Az előrejelzés megmutatja a lehetséges üzemi élettartamokat, de nem tudja meghatározni a leggazdaságosabbat. A pálya gazdaságos üzemi élettartama és ezáltal a felújítás optimális időpontja számítható az annuitások (= a pálya átlagos éves dinamikus költségei) figyelemmel kísérésével Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

34 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Életciklus menedzsment A gazdaságos újraberuházás időpontja Átlagos éves dinamikus költségek nyomon követése Átlagos éves dinamikus költségek újraberuházás Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

35 Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet
Összefoglalás Alig létezik valami ezen a világon, amit valaki ne csinálhatna még rosszabbul, és így ne adhatná el még olcsóbban. Az emberek viszont, akiknek csak az ár számít, azok eme üzelmek áldozatává válnak. Értelmetlen dolog valamiért túl sokat fizetni, de még rosszabb, valamiért kevesebbet fizetni. Ha túl sokat fizetnek, veszítenek egy bizonyos összeget. Ez minden. De ha túl keveset fizetnek, néha mindent elvesztenek, mert a megvásárolt áru nem tudja betölteni rendeltetését. A gazdaság törvénye megtiltja, hogy kevés pénzért nagy értéket kapjunk. Ha a legolcsóbb árajanlatot fogadjuk el, fenn áll a rizikó, hogy az nem működik, és ezt bele kell kalkulálnunk az árba. És ha ezt tesszük, akkor lenne elég pénzünk arra is, hogy egy jobb árut vegyünk meg. John Ruskin (1819–1900, Oxford első gazdasági tanszékének egyetemi tanára) Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet Győr, július 8.

36 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Peter Veit Telefon: 0043 316 873 6217
Grazi Műszaki Egyetem Vasútügyi és Közlekedésgazdasági Intézet KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Peter Veit Telefon:   