A MENETIDŐ, A VONALI ÉS ÁLLOMÁSI KAPACITÁS, VALAMINT AZ ENERGIA FELHASZNÁLÁS ALAKULÁSA V = 40, 60 ÉS 80 KM/H SEBESSÉGRE ALKALMAS VÁGÁNYKAPCSOLÁSOK ESETÉN BME Út és Vasútépítési Tanszék Dr. Liegner Nándor – Dr. Bocz Péter MÁV Zrt PÜ megbízásából (K+F)

Vizsgálatainkat a Budapest – Miskolc (kiz.) két- vágányú vasútvonalon és a Pusztaszabolcs (kiz). – Pécs (kiz.) egyvágányú vasútvonalon készítettük el. A vizsgálat sorozat első részeként átalakítottuk az állomások helyszínrajzait vázlattervi szinten az alábbi rendszerekben:  az eltérítőágon V = 80 km/h sebességet lehetővé tevő 800-as kitérőkkel,  az eltérítőágon V = 60 km/h sebességet lehetővé tevő 500-as kitérőkkel,  az eltérítőágon V = 40-re alkalmas XI r. kitérőkkel, (így csak a Budapest – miskolci vonal állomásait készítettük el).

Állomások átalakításának főbb szempontjai Az átmenő vágányok tervezési sebessége V t = 160 km/h. A két átmenő vágányt összekötöttük nagysugarú kitérőkkel. Az átmenő és a vele szomszédos megelőző vágányt nagysugarú kitérőkkel kötöttük össze. A tervezési sebesség az átmenők melletti megelőző vágányokon (peronok melletti megelőző vágányokon) megegyezik a tervezett nagysugarú kitérő mellékirányára engedélyezett legnagyobb sebességgel.. A vonatfogadó fővágányok használható hossza legalább 750 m legyen. Az átmenő vágányok mellé szélső peronokat terveztünk utasaluljáróval.

Fejlesztési koncepciók A Budapest – miskolci vasútvonalon az állomások teljes átépítésével számoltunk,  a felépítmény korossága,  a vágányhálózat korszerűtlensége és  a peronok és az utasaluljárók hiánya miatt. A Pusztaszabolcs – Pécs vonalon  az egyik koncepcióban az állomások teljes átépítésével,  a másik koncepcióban a minimális módosítással járó kitérőcserékkel is terveztünk.

Mezőkeresztes – Mezőnyárád

Nagylók állomás

Kitérők egységárai Kitérő rendszereKitérő ára [Ft]Árat megadó cég megnevezése VAMAV Kft XI XI MÁV Zrt. Pályalétesítményi Központ 54-XIII XIV XIV VAMAV Kft.

Felépítményi anyagok egységárai Felépítményi elem/anyag megnevezéseEgységEgységár [Ft] Árat megadó cég megnevezése 48 r. 120 m acélsín db MÁV Zrt. Pályalétesít­ményi Központ 48 r. 24 m acélsín db r. 120 m acélsín db r. 24 m acélsín db r. 120 m acélsín db r. 30 m acélsín db LW betonalj Skl 1 vagy Skl 14 sínleerősítéssel szerelve db Lábatlani Vasbetonipari Zrt. LM betonalj Skl 3 sínleerősítéssel szerelve db zúzottkő É-K Magyarország tonna2 310 MÁV Zrt. Pályalétesítményi Központ zúzottkő É-Ny Magyarország tonna3 490 zúzottkő D-Ny Magyarország tonna3 380 homokos kavics m3m

Felépítmény Átmenő vágány:  60E1 r. sín,  LW aljak,  Skl 14 sínleerősítés,  60 cm aljtávolság,  57 cm vastag ágyazat és cm ágyazatváll felépítmény folyóméterenkénti ára: Ft

Állomások felépítményének anyagára Állomás800-as változat500-as változatXI-es változat Füzesabony Mezőkövesd Mezőkeresztes- Mezőnyárád Emőd Nyékládháza Pécel – Nyékládháza között valamennyi állomás:  a XI r. kitérőkkel kialakított változatoknál ,0 millió Ft,  az 500 r. kitérőkkel kialakított változatoknál ,7 millió Ft, ami 28,9 %-kal több, mint a XI-es változatnál,  a 800 r. kitérőkkel kialakított változatoknál ,6 millió Ft, ami 32,1 %-kal több, mint a XI-es változatnál és csak 2,4 %-kal több, mint az 500-as változatnál.

Pusztaszabolcs – Pécs vasútvonal Változatokat készítettünk, ahol a nagysugarú kitérők beépíthetők a jelenlegi állomások minimális módosításával. Az állomások többsége 3 – 4 vágányos kisállomás, melyek geometriai szempontból — átalakíthatóak úgy is, hogy csak 2 vagy 4 kitérőt cserélnek ki nagysugarú kitérőre, valamint korrigálni kell a kitérőkhöz csatlakozó visszatérítő íveket. A V > 40 km/h-ra tervezett megelőző vágányokban használt felépítménnyel számolunk. Kitérő rendszereEgységár [Ft]DarabszámTeljes ár [Ft] rendszerű kitérő ágyazattal rendszerű kitérő ágyazattal

Menetidő számítás A vonatoknak az alábbi mozgások esetén kell a kitérők eltérítőágán áthaladni:  elágazó állomásokon az elágazó irányban történő továbbhaladás,  kétvágányú pálya esetében a helyes vágányról a helytelen vágányra történő áthaladás,  azonos irányú vonatok előztetése,  ellenkező irányú vonatok keresztezése (egyvágányú pályán),  a vonatok megelőző vágányon történő áthaladása. Ha a kitérő irányú mozgás sebessége kisebb, mint a vonat alapsebessége, akkor többlet menetidőt eredményez, amelynek az összetevői:  lassítási időpótlék,  a vonat konstans, csökkentett sebességű haladásának a többlet ideje,  gyorsítási időpótlék.

Vonatkategóriák Ssz.VonatnemVonat összeállítás Vonat- tömeg [t] Vonat- hossz [m] Alapseb. [km/h] 1InterCity kocsi InterCityV szem.száll. kocsi GyorsvonatV szem.száll. kocsi SzemélyvonatV szem.száll. kocsi Személyvonat5341 zárt motorvonat Üres szénvonat × Eaos Rakott szénvonat × Eaos TehervonatV63 + teherkocsik Tehervonat teherkocsik

Vizsgált esetek A kitérőirányú haladásoknak a menetidő növekedésére gyakorolt hatását az alábbi eseteken vizsgáltuk:  Lassítás, lassú haladás majd gyorsítás  Lassítás, lassú haladás majd megállás a célnál  Indulás, lassú haladás, majd gyorsítás az alapsebességre

Lassítás, lassú haladás majd gyorsítás

Lassítási és gyorsítási menetidő pótlékok Ssz.Vonatnem Vonó- gép Lassítási Gyorsítási menetidő-pótlék [sec] 40 km/h 60 km/h 80 km/h 40 km/h 60 km/h 80 km/h 1InterCity GyorsvonatV Személyvonat Teli szénvonat TehervonatV Tehervonat

Menetidő pótlékok különbségei Ssz.Vonatnem Vonó- gép Lassítási Gyorsítási menetidő-pótlék különbségek [sec] InterCity GyorsvonatV Személyvonat Teli szénvonat TehervonatV Tehervonat

Csökkentett, konstans sebességű haladás menetidő-pótlékainak rövidülése A vonat hossza + a lassan bejárandó szakasz hossza [m] Menetidő-csökkenés a különböző kitérőirányú sebességek esetén [sec] 40 helyett 60 km/h60 helyett 80 km/h40 helyett 80 km/h ,567,

Lassítás, lassú haladás majd megállás a célnál A menetidő csökkenése itt a követő vagy ellentétes irányban haladó vonat szempontjából lehet fontos, például, hogy egy tehervonat az utolsó kocsiját milyen gyorsan tudja félrehúzni a megelőző, vagy szembejövő IC vonat elől.

Lassítás, lassú haladás majd megállás a célnál Ha feltételezünk egy V63 vontatású 500 m hosszú, 80 km/h alap-sebességű tehervonatot, amely kitérőirányban halad be, továbbá a bejárati jelző 350 méterre van a megelőzőre terelő kitérő előtt, a biztonsági határjel legyen 50 m-re a kitérőtől, akkor a csökkentett sebességgel történő haladás hossza mintegy 900 m. A lassítási menetidő pótlék és a csökkentett, konstans sebességgel történő haladás időpótlékának az összege  60 km/h behaladási sebesség esetén 31 másodperccel,  80 km/h behaladási sebesség esetén 45 másodperccel rövidebb, mint 40 km/h kitérőirányú sebességnél.

Indulás, lassú haladás, majd gyorsítás az alapsebességre SszVonatnem Vonat összeállítása Menetidő-különbség [perc] 300 m500 m km/h km/h km/h km/h 1InterCity kocsi 0,250,370,350,52 3GyorsvonatV kocsi 0,270,310,370,51 5Személyvonat5341 motorvonat 0,230,350,330,50 7 Rakott szénvonat Eaos 0,05 0,20 8Tehervonat V63 + teherkocsik 0,30 0,45 9Tehervonat teherkocsik 0,19 0,37

Menetidő rövidülés páratlan személyszállító vonatoknál (Bp. – Miskolc vasútvonal állomásai) Átlagos menetidő rövidülés behaladáskor:  60 km/h sebesség esetén: 25 másodperc,  80 km/h sebesség esetén: 37 másodperc. Átlagos menetidő rövidülés kihaladáskor:  20 másodperc körüli érték.

Menetidő rövidülés páratlan tehervonatoknál (Bp. – Miskolc vasútvonal állomásai) Átlagos menetidő rövidülés behaladáskor:  60 km/h sebesség esetén: 33 másodperc,  80 km/h sebesség esetén: 48 másodperc. Átlagos menetidő rövidülés kihaladáskor:  másodperc körüli érték.

Vontatási energia megtakarítás Elágazó állomáson, vagy kétvágányú pálya egyik vágányáról a másikra történő áthaladáskor, Kitérőn való áthaladás után a vonat sebességét fel kell gyorsítani a nyíltvonali sebességre, ez energia többlet, Nagysugarú kitérő alkalmazásakor a vonat sebességét nem 40-ről kell növelni, ez vontatási energia megtakarítást eredményez.

A Győri Széchenyi István Egyetem Közlekedésépítési és Településmérnöki Tanszék /2 számú „A vasúti pályán a lassújelek után szükséges gyorsítások energia igényének vizsgálata” és a /3 számú „Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése” című K+F munkák a MÁV Zrt. Pálya és Mérnöki Létesítmények Főosztály megbízásából, témavezető: Dr. Kiss Ferenc

Vonatok gyorsításához szükséges vontatási energia E von,V = ahol E von,V [J]:a vontatási energia, k [-]:a vontató jármű típusra jellemző szorzó, m [kg]:a vonat tömege, V [km/h]:a vonat sebessége. A SzIE Közlekedésépítési és Településmérnöki Tanszék munkája

Megtakarítható vontatási energia A megtakarítható vontatási energia az alábbi képletekkel számítható, ha egy m tömegű vonat 40 km/h helyett 60, illetve 80 km/h sebességgel halad át a kitérő eltérítőágán: E von 60 – E von 40 = E von 80 – E von 40 =

Ténylegesen megvalósult forgalmi adatok a tényleges menetvonalak, késések, vonatok száma, helytelen vágányon való közlekedés, a vonat az állomáson megáll, vagy áthalad, ha áthalad, akkor hanyadik vágányon halad át, tehervonatoknál  a vontató jármű típusa,  a vonat hossza,  a vonat tömege. Forrás: Miskolci Pályavasúti Területi Központ, Forgalmi Alosztály, és Budapesti Üzemirányító Központ

Vontatási energia megtakarítás - eredmények Vonatmozgás jellege Sebesség a kitérő eltérítőágán [km/h] Viszonyítási sebesség [km/h] Vontatási energia meg- takarítása [MJ] Megtakarít- ható összeg [Ft] Helytelen vágányra való áthaladás és vissza Nyékládháza, a 89. sz. vasútvonal elágazása Mezőkeresztes- Mezőnyárád, a bükkábrányi vonal elágazása Nagyút, a visontai vonal elágazása

A vizsgálatok egyik legfontosabb megállapítása, hogy a szumma menetidő és vontatási energia megtakarítás csak akkor számottevő, ha a kitérő irányban közlekedő vonatok száma nagy.

Összefoglalás - elágazó állomások Elágazó állomások kitérői esetében javasolt a V = 80 km/h sebességre alkalmas kitérők alkalmazása, azokban az esetekben, –ha az elágazó irányban a csatlakozó vonalszakaszon az alkalmazható sebesség V > 60 km/h, vagy –ha a csatlakozó vonalszakasz csak V ≤ 60 km/h sebességre alkalmas, de a vonatok megállás nélkül áthaladnak és a kitérő irányú mozgás a kiágazással ellentétes állomásfejen történik (pl. Nagyút állomás végpontján). Elágazó állomások kitérői esetében javasolt a V = 60 km/h sebességre alkalmas kitérők alkalmazása, ha az elágazó vonalszakaszon az engedélyezett sebesség V = 60 km/h, és az elágazási kitérő közvetlenül ehhez a szakaszhoz csatlakozik, mint pl. Nyékládháza állomás kezdőpontján Tiszaújváros felé.

Összefoglalás - bejárati kitérőkörzet Kétvágányú pálya állomásainak megelőző vágányára vezető irányban bejárati oldalon –az eltérítőágon V = 80 km/h sebességre alkalmas kitérő beépítése indokolt ha nincs peron az átmenő vágány mellett és minden megálló vonat a megelőző vágányt használja, itt van az ütemes menetrendben pók; továbbá, ha az állomáson (pl. 1 – 2 óránkénti ütemben) rendszeresek a menetrendi előztetések és/vagy betétjáratok érkezése. –V = 60 km/h sebességre alkalmas kitérő beépítése indokolt, ha az állomáson napi egy – két vonat előztetése szokott előfordulni. –V = 40 km/h sebességre alkalmas kitérő beépítése indokolt, ha az állomáson ritkán, véletlenszerűen, több naponta egyszer fordul elő előztetés.

Összefoglalás - kijárati kitérőkörzet Kétvágányú pálya állomásainak megelőző vágányára vezető irányban a kijárati oldalon –V = 80 km/h sebességre alkalmas kitérők beépítése csak akkor indokolt, ha az átmenő vágány mellett nincs peron, így minden megálló vonat a megelőző vágányt használja; –V = 60 km/h sebességre alkalmas kitérők beépítése akkor indokolt, ha a peronok a kijárati kitérő körzettől messze esnek, és az állomáson rendszeresek az előztetések vagy vonatindítások (pl. itt van a pók, vagy helyből induló betétjáratok vannak), és az átmenő vágány mellett van peron; –V = 40 km/h sebességre alkalmas kitérő beépítése indokolt, ha az állomáson nincsenek rendszeres előztetések, vagy a peron vége közel van a kijárati jelzőhöz.

Összefoglalás egyvágányú pálya középállomása Egyvágányú pálya esetében minden állomáson egy vágányra mindkét irányból V ≥ 60 km/h sebességgel járható kitérők alkalmazása indokolt, a keresztek gyorsabb lebonyolítása, menetrendi stabilitás érdekében. Az ütemes menetrend szerinti keresztezési, előztetési helyeken V = 80 km/h sebességgel járható kitérők alkalmazása indokolt.

Összefoglalás Kétvágányú pálya középállomásainak esetén a két vágány közé az állomás mindkét végén az egyik irányban V ≥ 60 km/h sebességre alkalmas kitérőkkel kialakított vágánykapcsolás beépítése indokolt, az egyik vágányon vágányzár esetén a forgalom fenntarthatósága érdekében.

Alkalmazások Cegléd régi Pusztapó állomás Szajol Kiskunfélegyháza

Köszönöm megtisztelő figyelmüket