VASÚTI PÁLYADIAGNOSZTIKA SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM MSC KÉPZÉS 2010. TAVASZI FÉLÉV    VASÚTI PÁLYADIAGNOSZTIKA 12. téma SZÉCHENYI ISTVÁN EGYETEM Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE - a gyalogbejárási adatgyűjtés és - az UH vizsgálatok eredményei segítségével végezhető el. A gyalogbejárási adatgyűjtés eszköze: PSION WOREKABOUT 60/1

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE - az egyes szerkezeti elemek (sín, alj, kapcsolószer, ágyazat) állapotát jellemző szerkezeti mérőszámok, - mérőszámokból képzett szerkezeti minősítőszám (MAD). Minősítési hossz: 100  500 m A mérőszámok gyakorlatilag az adott szerkezeti elem elhasználódottsági fokát, tartalékának kimerülését fejezik ki %-os formában. Adatfeldolgozás: irodai rendszerben. 60/2

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE A sín szerkezeti mérőszáma (R) A sín állapotát, a forgalmi igénybevétel miatti elhasználódottságát hivatott kifejezni. Képzése az alábbi adatokkal történik: - a sín felületi kopása - a sín fáradása - az UH mérés által feltárt belső sínhibák - a gyalogbejáráson észlelt külső sínhibák. (%) A sín kopását jellemző tag: (%) mk = a sín tényleges kiegyenlített magassági kopása (mm), mk,eng = megengedett kiegyenlített magassági kopás (mm). 60/3

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE A sín fáradását jellemző tag: (%) TÁT = ténylegesen átgördült terhelés (millió elegytonna), FHT = fáradási határterhelés (millió elegytonna). Az UH sínhiba tag: U = 10 x fajlagos UH hibaérték/km A külső sínhibákat jellemző tag: D = 0,5 x síncsere m-ben + 1/8 x hegesztési hibák darabszáma 60/4

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE A keresztalj szerkezeti mérőszáma (%) a = az aljak száma 100 m hosszon (db), d = a 100 m hosszon cserélendő aljak száma (db). A kapcsolószerek szerkezeti mérőszáma (%) kcs = a 100 m hosszon cserélendő kapcsolószerek száma (db), f = az aljankénti kapcsolóelemek száma (db), a = az aljak száma 100 m-en (db). Az ágyazat szerkezeti mérőszáma B100 = 0,2a + 0,7b + 0,1c (%) a = a felületi szennyezettség mértéke, b = az elsárosodás mértéke, c = a gazosság mértéke. 60/5

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE A felépítményszerkezeti minősítőszám 60/6

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Szerkezeti elemek ablak 60/7

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Hibák ablak: sín 60/8

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Jellemzők ablak: sín 60/9

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Hibák ablak: kitérő 60/10

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Hibák ablak: útátjáró 60/11

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Jellemzők ablak: útátjáró 60/12

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Mennyiségek a MAD szám képzéséhez Szöveg a leírásban Szerkezeti elem Hiba Hiba jellemző keresztalj szerkezeti mérőszáma   kapcsolószer szerkezeti mérőszáma ágyazat szerkezeti mérőszáma aljakra vonatkozó tömeges javítási mutató aljakra vonatkozó tömeges csere mutató kapcsolószerekre vonatkozó tömeges csere/utánhúzás mutató 60/13

1. A FELÉPÍTMÉNY SZERKEZETI MINŐSÍTÉSE Munkáltatási igény meghatározása Mezőnév Jelentése kszelv a hiba kezdőszelvénye m-ben sinszal a hibás sínszál (B, J) hossz a cserélendő hossz m-ben nagys a hiba nagysága mm-ben csok a csere oka (K = kiköszörülés, L = lapulás, V = lemezes leválás, H = hegesztés kivölgyelődés 60/14

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 1. ÁLTALÁBAN A DÖNTÉSSEGÍTŐ RENDSZEREKRŐL A döntéssegítő rendszer (DSR) az adatok feldolgozásával, elemzésével és a kimeneti változókkal kapcsolatos információk szolgáltatásával segíti a mérnök döntését. Nem parancs-jellegű rendszer, tehát kimeneti adatai nem kötelezőek, a döntés mindig a felelős mérnök kezében marad. A DSR fő részei: - az infrastruktúra elemeinek azonosítása, információk, - állapot adatok, történeti és használati adatok, - a problémakör ábrázolása, - az igények becslésének eljárása, - a megoldási variációk értékelése, - munkaprogram és költségvetés készítés, - ellenőrzési és értékelési menetrend készítése. A központilag ellenőrzött rendszer előnyei: - adatfelesleg csökkentése azáltal, hogy minden adat csak egy helyen kerül tárolásra, - ugyanazon adatok különböző felhasználások számára is hozzáférhetők (jogosultság, felül- írhatóság), - az adatok csoportosításába, elnevezésébe, dokumentálásba szabályosság vihető, - biztonsággal ellenőrizhetők az adatáramlások és kontrollálható az adatok naprakészsége, - megteremthető a szervezet és az azon belüli csoportok adatfelhasználási érdeke közötti összhang. 60/15

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Döntéssegítő Rendszer (DSR) vasúti karbantartási és felújítási munkák tervezésére A Döntéssegítő Rendszer feladatai 1) Törzsadatbázis kialakítása segítségével a vasúti vonalak műszaki jellemzőire, a pályageometriára, a szerkezeti kialakításra és a pályához kapcsolódó egyes létesítményekre vonatkozó adatok tárolása, gyors elérése. 2) A vasúti pálya pillanatnyi állapotának jellemzése, egyrészt a felépítmény geometriai állapotának, másrészt pedig a felépítmény szerkezeti állapotának minősítőszámokkal való leírásával. 3) A vasúti pálya romlási folyamatának követése oly módon, hogy az lehetővé tegye a romlás időben való előrebecslését is. 4) A szükséges felújítási és karbantartási munkák helyének, mennyiségének és idejének meghatározása. 5) Választási lehetőség teremtése azáltal, hogy jellemezni lehet az egyes elhalasztott fenntartási tevékenységek pályaállapotra gyakorolt hatását (összefüggés a romlási folyamattal), illetve a biztonságos közlekedésre illetve a futáskényelemre gyakorolt hatását (összefüggés a pályára megengedhető sebesség és tengelyteher nagyságával). 6) Az elvégzett tevékenységek minőségi ellenőrzése. 7) Különféle nyilvántartások, elszámolások megkönnyítése. 8) A költségtervezés megvalósítása. 60/16

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A Döntéssegítő Rendszer modellje 60/17

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A Döntéssegítő Rendszer megalkotási folyamata FELADAT - indokoltság - megfogalmazás KIINDULÁSI ALAPOK - hazai és külföldi pályadiagnosztikai eredmények - érvényes szabályzatok és szabályozások A DSR ELVI MEGALKOTÁSA - célok - korlátok és lehetőségek - eszközrendszer - szerkezeti modell - fejlesztési lépések megtervezése 60/18

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A DSR GYAKORLATI MEGVALÓSÍTÁSA - fejlesztés térben és időben - alrendszerek és modulok - logikai kapcsolatok - rendszerterv és folyamatábrák - programozás A DSR PRÓBAMŰKÖDTETÉSE - kísérleti szakaszok - részprogramok - eredmények elemzése - visszacsatolások A DSR ÜZEMSZERŰ BEVEZETÉSE - részleges - teljes 60/19

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A pályadiagnosztika és a döntéssegítő rendszer kapcsolata Jellemző Pályadiagnosztika Döntéssegítő rendszer Méréstechnika Értékeléstechnika Feladatok meghatározása és elkülönítése Adatfelvétel és -gyűjtés Statisztikai összeg-zés, statisztikai jellemzők képzése Adatok rendszerezése, feldolgozása és elem-zése Mérlegelés Döntési javaslat Eszköz Mérőkocsis regisztrálás (vágánygeometria) Fedélzeti számító-gép Számítógép(hálózat) Adatbank Szakember Gyalogbejárás (szerkezet) Kézi számítógép Szolgáltatás Mérési jel, grafikon a geometriáról Mérési jegyzőkönyv Mérőszámok Minősítőszámok Mérő- és minősítőszá-mok eloszlásgörbéi Munkáltatások helyé-nek, idejének, mennyi-ségének meghatározá-sa Hiány és hibaadatok a szerkezetről 60/20

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A pályadiagnosztika és a döntéssegítő rendszer kapcsolata (folytatás) Jellemző Pályadiagnosztika Döntéssegítő rendszer Méréstechnika Értékeléstechnika Határok típusa Fix határok egyedi jelekhez Fix határok túllépé-sének kiszűrése Rugalmas határok a pil-lanatnyi helyzet alapján Vonatkoztatási hossz Méter 100-500 méter Vonal(szakasz), hálózat Parancsok alapja Fix határok, statisztikai feldolgozások, jegy-zőkönyvek A hálózati állapothoz való viszonyítás 60/21

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az állapot értékelése Lépései: - mintaszakaszok (adatgyűjtő szakaszok) kiválasztása, - állapot monitoring mérések, egyéb adatfelvétel által, - adatfeldolgozás és értékelés. Használó vonatkozású értékelés: Megfelelőség, eljutási idő, kényelem, egészség, biztonság, esztétikai vonatkozások, szolgáltatási színvonal alapján. Sokszor szubjektív megítélés, amely csak szemrevételezésen is alapulhat. Funkcionális értékelés: Biztonság, méretmegfelelőség, hatékonyság, kapacitás alapján. A mérésen alapuló értékeléseket kell előnyben részesíteni. Szerkezeti értékelés Teherviselő képességi (megfelelő anyagból, minőséggel és mérettel), szerkezet-folytonossági, biztonsági és tűz-, földrengésveszélyességi megítélés. 60/22

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Állapot monitoring technológiák Szemrevételezés: a legszélesebb körben használható módszer. Automatizált adatgyűjtés: pl. időjárási adatok. Fotografikus módszerek (fénykép, video): különböző pozíciókban, kis- és nagysebességgel készíthetők. Geometriai adatok automatizált gyűjtése: főleg utak, vasutak, csővezetétek esetén. Roncsolásmentes szerkezeti vizsgálatok: - hullámterjedésen alapuló eljárás, - vibrációs eljárás, - akusztikus és ultraszonikus eljárás (pl. sín UH vizsgálata), - röntgensugaras eljárás, - elektromágneses eljárás, - elektromos ellenálláson alapuló eljárás, - radar (pl. georadar), - infratermográfia, - lézer. Roncsolásos technológia: helyenként és alkalmanként szükséges a szerkezet, építmény egy részének eltávolításával élni (a hiányt pótolva). Főleg útburkolatok, töltések, földalatti tartályok és csővezetékek esetén használatos eljárás. 60/23

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az állapotadatok felhasználása Összegzett adatok Műszaki döntések Hálózati összesítés Költség- vetési juttatás Szakaszonként képzett állapotindex Műszaki válogatás, projektek, fenntartási tevékenység Állapotadatok, tulajdonságok, szerkezeti kapacitás adatai Műszaki döntések a projekt értékelésére, tervezéshez, fenntartáshoz ADATSZINT DÖNTÉS FAJTÁJA Egyedi adatok Műszaki döntések 60/24

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 2. A MÁV RT. PÁLYAKARBANTARTÁSI ÉS FELÚJÍTÁSI MUNKÁKAT TERVEZŐ RENDSZERE --- A PATER RENDSZER Kiindulási alapok 1. A vasúti pályák fenntartása (felügyelet + pályadiagnosztika + karbantartás) során szerzett korábbi tapasztalatok és az ezek segítségével megfogalmazott reális fejlesztési elvárások. 2. Pályadiagnosztikai alapok - méréstechnikai eszközök (mérőkocsik és mérőeszközök) - állapotértékelési eljárások (geometriai és szerkezeti minősítés) 3. Érvényes szabályzatok és szabályozások pl. mérethatár rendszer 4. Elméleti háttér Meg kellett fogalmazni és számítógépes feldolgozásra alkalmassá kellett tenni: - a vágány geometriai és szerkezeti állapotának és az állapotváltozásnak leírását, az egyes munkavégzések szükségességének, helyének és idejének meghatározását, - a pálya állapota és a biztonságos sebesség viszonyának vizsgálatát, - a pálya romlási folyamatának meghatározását, - a pályakarbantartási és felújítási tevékenységek szükségességének megállapítását. 5. Fenntartási stratégia: az elvárt szolgáltatási színvonal, a közlekedés biztonsága és az erőforrások adta lehetőségek műszaki és gazdasági összehangolása. 6. A döntési szintek közötti feladatelhatárolás - irányító (döntéshozó) szint, - végrehajtó (operatív) szint. 60/25

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A PATER rendszer blokksémája --- távlati állapot 60/26

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A PATER rendszer blokksémája --- jelenlegi fejlesztés 60/27

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK 3. WINPATER 2.0.1. RENDSZER 60/28

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK WINPATER Modulok 60/29

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az adatbázis funkciói és adattábláinak menürendszere 60/30

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Vasútvonalak adatai 60/31

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Vasútvonalak infrastrukturális sebesség adatai 60/32

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Vasútvonalak felépítményének adatai 60/33

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Kitérők és egyéb szerkezetek adatai 60/34

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Vasúti létesítmények adatai 60/35

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Mérések és vizsgálatok adatai 60/36

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Adatok az elvégzett pályamunkákról 60/37

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK UH sínhibák és síntörések adatai 60/38

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Szűrő A – Szűrőfeltételeket tartalmazó mezőnevek Itt választhatók ki legördülő menük segítségével azok a mezők, amelyek alapján a kilistázott adatokat szűrni szeretnénk. 60/39

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Törzsadatok megjelenítése 60/40

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Korábbi munkáltatási adatok megjelenítése 60/41

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A WINPATER döntéssegítő rendszer és az FMK-004 mérőkocsi kapcsolata 60/42

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Geometriai mérés eredményeinek képernyője 60/43

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Idő alapú grafikus megjelenítés 60/44

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Lokális hibák grafikus megjelenítése 60/45

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az egyes pályakarbantartási munkák szükségességének megállapítása A legfontosabb karbantartási munkanemek: - kopási (ív)síncsere, - UH síncsere, - aljcsere, - kapcsolószercsere, - nyomtávszabályozás, - síncsiszolás, - FKG szabályozás, - ágyazattisztítás. Alap: döntési algoritmusok. 60/46

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az FKG-szabályozás szükségességének meghatározása Kiindulási alap: az FMK-004 kocsival végzett mérésekből előállított, vágányfajtánként (HN és HGY = hevederes), valamint sebességkategóriánként különböző SAD sztandard eloszlásgörbék 60/47

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A határértékek megállapítása 100 % SAD Sebességi határ 85 % Rostálási határ 68 % FKG munkáltatási határ 50 % „Rendben” határ 15 % Ht Hm Hb Hs Százalék 60/48

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A határértékek jelentése Ht = "Rendben" határ, amely érték alatti SAD számok esetén tilos FKG munkát végezni. Hm = FKG munkáltatási határ, amely felett az FKG munka szükségességének vizsgálata már indokolt. Hb = Rostálási határ, amikor az FKG-szabályozási munka hatékonyságának híján a rostálási munka szükségessége már felmerülhet. Hs = Sebességi határ, még elfogadható maximális érték. Azt a max. SAD értéket jelenti, amelyet egy adott kategóriájú, adott sebességre alkalmas pálya SAD értéke nem haladhat meg anélkül, hogy soron kívüli intézkedés - pl. sebességkorlátozás - ne válna szükségessé. 60/49

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Beavatkozási határok Sebesség (km/h)   Vágány- osztály HÉZAGNÉLKÜLI VÁGÁNY HAGYOMÁNYOS VÁGÁNY Hs Hb Hm Ht 85% 68% 50% 15% 40 8 322 267 224 158 460 375 320 235 50 7 285 229 195 141 392 328 287 211 60 252 206 179 130 353 304 268 200 70 6 226 185 160 120 310 242 183 80 208 172 151 114 279 228 170 90 5 193 140 108 265 217 166 100 181 133 104 249 223 203 161 110 4 169 145 123 159 139 119 94 3 131 115 91 143 125 112 87 150 2 137 107 85 116 82 1 126 111 101 79 180 122 98 78 60/50

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK FKG szükségességének vizsgálata --- 1. eset 60/51

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK A változást (az állapot romlását) a Qi-1Qi egyenes hajlása jellemzi, amelynek értéke így számítható: i – (i-1) = két mérés között eltelt idő hónapokban ESETEK: Qi < Ht esetben az FKG munkáltatás szigorúan tilos. . Ht  Qi < Hm esetben az FKG munkáltatás még nem ajánlott, de a romlás intenzitásának figyelembevételével megvizsgáljuk, hogy FKG munkáltatást mennyi időre előre szükséges tervezni. 60/52

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK FKG szükségességének vizsgálata --- 2. eset 60/53

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK FKG szükségességének vizsgálata --- 3. eset Hm  Qi < Hb esetben az FKG munkáltatás elvégzendő. Qi  Hb esetben az FKG munka mindenképpen esedékes, soron kívüli beütemezése indokolt. 60/54

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Egyes karbantartási munkák szükségességének grafikus megjelenítése 60/55

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Részletes munkáltatási program 500 méterenként 60/56

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Részletes munkáltatási program havi bontásban 60/57

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Részletes munkáltatási program naptári évre 60/58

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK Az FKG munka tervezésének elve az irányítói szinten Lehetőség (pl. pénzügyi oldalról): 339,4x0,5=169,7 km 60/59

2. DÖNTÉSSEGÍTŐ SZAKÉRTŐI RENDSZEREK vonal jele Az eloszlásgörbék ordinátái I alak-szám A vonal hossza (=igény) km Szabályozandó hosszúság SAD15 SAD50 SAD85 % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 118 143 177 65 700 12,5 100 Többlet B 104 119 154 48 600 94,8 C 98 122 157 49 100 14,4 D 97 116 144 44 200 20,0 20 4,0 4,4 E 95 112 43 800 110,9 22,2 F 93 41 900 86,8 17,4 Összesen: 339,4 165,3 60/60