VASÚTTECHNIKAI SZAKMAI ANKÉT Győr, 2013. 07. 08.
A JÓ VASÚTI PÁLYAÁLLAPOT MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGI JELENTŐSÉGE
KÖZLEKEDÉSÉPÍTÉSI TANSZÉK
Dr. Horvát Ferenc főiskolai tanár
1. A VASÚTI PÁLYÁK MŰKÖDTETÉSÉRŐL
A vasúti infrastruktúra működtetésért felelős műszaki garnitúra célja: RAMS R = Reliability
MEGBÍZHATÓSÁG
A = Availability
HASZNÁLHATÓSÁG
M = Maintainability
KARBANTARTHATÓSÁG
S = Safety
BIZTONSÁG
Magas fokú műszaki teljesítmény Stabil finanszírozás
Egyre nagyobb az ellentmondás a helyhez kötött vasúti infrastruktúra állapotából fakadó forrásigény és a tényleges finanszírozás között.
Az állam célja: minél kisebb legyen a működtetés forrásigénye
2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA
Állapotromlás (R)
Az állapot romlása és a következmények alakulása az elviselt forgalmi terhelés függvényében.
Gyártási és építési eltérések
Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA
Állapotromlás (R)
Az állapotromlás törvénye
𝑹 = 𝑹𝒐 ∗ 𝒆𝒂∗𝑻 T= 𝐟(𝐦, 𝐕2)
𝑹𝒐 Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA
Állapotromlás (R)
Az állapotromlás sebessége
𝑹 = 𝑹𝒐 ∗ 𝒆
𝒂∗𝑻 d (ex ) dx
e
𝑹𝒐 T1
T2
Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
!
x
2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA
Állapotromlás (R)
A vasúti pálya állapotváltozásának és a határértékeknek sémája
Abszolút határérték
Biztonsági határérték
Gazdaságossági határérték
Optimum
Építési határérték
Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA
Beavatkozás
Beavatkozás
Beavatkozás
A műszaki teljesítőképesség változása
Műszaki teljesítőképesség
Kezdeti műszaki teljesítőképesség A műszaki teljesítőképesség változásának trendje
Beavatkozási határ
Idő vagy elviselt forgalmi terhelés
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK
3.1. Szórványos vagy ugrásszerű karbantartási rendszer 3.2. Tervszerű megelőző karbantartási rendszer (TMK) Alapját a legfontosabb munkanemek kötött ciklusideje (ismétlődési ideje) adta. Túlmunkáltatást eredményezhet.
3.3. A pálya állapotától és annak változásától függő fenntartási rendszer A rendszer a létesítmény műszaki állapotából, illetve állapotának változásából indul ki és csak akkor, ott és annyit munkáltat, amikor, ahol és amennyi szükséges, biztosítva a megkívánt szolgáltatási színvonalat és a biztonságot. Az elhasználódás (a romlás) folyamatát nem szünteti meg, de lelassítja, és kezelhetővé teszi. PATER rendszer
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK
3.4. Az alulfinanszírozott karbantartási rendszer A finanszírozás alakulása 2003 – 2011 között 180 160 140 120 100 % 80 60 40 20 0
Állami költségtérítés Bevételek
2011 (v)
Állami költségtérítés 2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
Költségek
Diagram forrása: Dr. Hanyecz Pál , MÁV Zrt. KI, ppt, 2011.12.08.
A vasúti közlekedésről szóló 2005. CLXXXIII. törvény (vtv) 28. § (1) pontja szerint: Az állam nevében a miniszter… szerződésben kötelezettséget vállal a … pályahálózat működtetésével kapcsolatban felmerült, és a hálózat-hozzáférési díjból, valamint a vasúti társaság egyéb üzleti tevékenységéből nem fedezett, indokoltnak elismert költségei megtérítésére.
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK Politikusok és gazdasági szakemberek manapság gyakran hangoztatott kijelentései: „… a vasút pénznyelő…” „… a vasút veszteséget termel…” KÉRDÉSEM: MI SZOLGÁL E KIJELENTÉSEK ALAPJÁUL? A NYILATKOZÓK TÁJÉKOZATLANSÁGA? A MŰSZAKI TUDATLANSÁGUK OKÁN A GONDOK MEG NEM ÉRTÉSE?
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK
Állandó sebességkorlátozások Állandó sebességkorlátozások alakulása alakulása 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1990/91 1991/92 1992/93 1993/94 1994/95 1995/96 1996/97 1997/98 Hézagnélküli vg.-ok
Egyéb vg.-ok
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK
Elmaradás a műszaki szükségességből végzendő felépítménycseréktől
y = 9,524x2 - 37606x + 4E+07 R² = 0,9984
4500 4000
3500 3000 2500
2000 1500 1000
500
Évek
1998
1997
1996
1995
1994
1993
1992
1991
1990
1989
1988
1987
1986
1985
1984
0
1983
Halmozott elmaradás (Vágánykm)
5000
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK
6 000,00
Alépítmény
5 000,00
Felépítmény
4 000,00
Hidak, átereszek
3 000,00
Épületek
2 000,00 Távközlő berendezések
1 000,00
Évek
2 001
2 000
1 999
1 998
0,00
1997
Millió Ft
Karbantartási költségek
Biztosítóberende zések Felsővezetékek
4. TÉNYADATOK A KÖZELMÚLTBÓL A megvalósult fejlesztések aránya a műszakilag szükségeshez képest
4. TÉNYADATOK A KÖZELMÚLTBÓL A magyar vasúti infrastruktúra fejlesztési igénye Megnevezés Törzshálózat összesen
Vonalhossz (km)
Teljes beruházási költség (milliárd Ft)
4 633
3 943
- TEN-T hálózat összesen
2 620
2 570
- egyéb országos törzshálózat
2 013
1 346
Elővárosi vasúthálózat
112
477
Mellékvonalak
680
150
5 425
4 570
ebből
MÁV Zrt. összesen
Forrás: MÁV Pályavasút üzleti stratégiája (2008-2013)
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK A vasúti pálya főbb elemeinek felújítási ciklusidői a MÁV Zrt. hálózatán Megnevezés
Műszakilag indokolt ciklusidő (év)
Számított ciklusidő 2006 évben (év)
pályaállapot függvénye
5
Keresztalj javítás (db)
25
209
Keresztalj csere (db)
25
189
Kitérő alkatrész csere (db)
12
21
Komplett kitérőcsere (db)
17
635
Felépítménycsere (vágányfm)
24
224
Vágányszabályozás (vágányfm)
Forrás: MÁV Pályavasút üzleti stratégiája (2008-2013)
Munkáltatási ciklus és élettartam adatok a DB nem nagysebességű fővonalaira Forgalmi terhelés (millió elegytonna)
Ciklusidő illetve élettartam (év)
Vágányszabályozás
40 – 70
4–5
Síncsiszolás
20 – 30
1–3
Ágyazattisztítás
150 – 300
12 – 15
Teljes ágyazatcsere
200 – 500
20 – 30
Síncsere
300 – 1000
10 – 35
Vasbetonalj csere
350 – 700
30 – 40
500
40
Megnevezés
Alépítmény felújítása Forrás: B. Lichtberger: Handbuch Gleis, 2004
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA A vasúti közlekedés biztonságát és szolgáltatási színvonalát biztosító pályafenntartási tevékenység A VASÚTI PÁLYA FUTÁSBIZTONSÁGÁNAK ÉS SZOLGÁLTATÁSI SZÍNVONALÁNAK MEGŐRZÉSE
PÁLYAFELÜGYELET
ELLENŐRZÉS A vasúti pálya és tartozékainak rendszeres ellenőrzése
ESETENKÉNTI RENDKÍVÜLI INTÉZKEDÉSEK
MUNKÁLTATÁSOK MEGHATÁROZÁSA ÉS VÉGREHAJTÁSA
ELVÉGZETT MUNKÁK ELLENŐRZÉSE
PÁLYADIAGNOSZTIKA
MÉRÉSTECHNIKA Eszközpark és eljárás együttes az adatok tömeges felvételére
KIÉRTÉKELÉSTECHNIKA A pálya állapotának és állapotváltozásának jellemzése
LOKÁLIS HIBÁK JAVÍTÁSA
VÁGÁNY FOLYAMATOS ÁTDOLGOZÁSA
Síncsere Nyomtávszabályozás Alj- és kapcsolószer csere Ágyazattisztítás
Útátjárók Hegesztések Kitérők
FKG szabályozás Síncsiszolás
Visszacsatolás Adatszolgáltatás Visszacsatolás
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA
Állapotromlás (R)
Az FKG munka hatása
R1 R2 elviselhető többlet igénybevétel
Forgalmi igénybevétel (T)
Kérdés: az elvégzett FKG munka hatékonysága és eredményének tartóssága
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA A SAD minősítő szám és az FKG munka hatékonysága közötti összefüggések
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA Nem tartós eredményű FKG munka Vízzsákok
2010.02.21 2010.03.23 2010.04.22 2010.05.22 2010.06.21 2010.07.21 2010.08.20 2010.09.19 2010.10.19 2010.11.18 2010.12.18 2011.01.17 2011.02.16 2011.03.18 2011.04.17 2011.05.17 2011.06.16 2011.07.16 2011.08.15 2011.09.14 2011.10.14 2011.11.13 2011.12.13 2012.01.12 2012.02.11 2012.03.12 2012.04.11 2012.05.11 2012.06.10 2012.07.10 2012.08.09 2012.09.08 2012.10.08 2012.11.07 2012.12.07 2013.01.06 2013.02.05 FKG
FKG
FKG
Vaszary-féle alakszám
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA
25 SAD 160
20 140
15 120
10 100
5 80
60 0
Idő
Idő
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA Összefüggés a személyszállítási fajlagos vontatási energia és a pálya geometriai állapotát jellemző SAD minősítő szám között SZEMÉLYSZÁLLÍTÁSI ENERGIAFELHASZNÁLÁSOK ÉS PÁLYAÁLLAPOTOK ÖSSZEFÜGGÉSE fajl.energia [kWh/100etkm] 25-30 éves 4
100km/h
E = 0,94 + e r = 0,96
3,1
3 2,65
2
0,0082 SAD
1,9
ll. mélyszá V43 sze a. Bp.-He.h
áll. 3,5 élysz szem k 3 4 olno V z S éd Cegl Bp.3,0
3,0
2,3
ors 1014 ÖBB gy a. e.h Bp.-H
. lyszáll zemé V43 s . Ny.e.h Debr.l. o z S
2,5
B
s.-N p.-M
.h. y.e
2,95
2,1
1 SAD 80
100
106
110111,5
131,9
138,3
145146,6150152,2
20-25 éves 120 km/h; seb.korlátozás a pálya 25%-án
5 éves 160 km/h Szajol-Debr.20-25 éves Debr.-Nyíre.~30 éves
120 km/h
3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA Az FKG munka hatása állapot alapú TMK program esetén SAD
Költségtöbblet (millió Ft)
SAD romlásgörbe FKG munkáltatással
SAD romlásgörbe
Vontatási energia költségtöbblet
Vontatási energia költségtöbblet FKG munkáltatással
Évek
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA A vasúti közlekedés biztonságát és szolgáltatási színvonalát biztosító pályafenntartási tevékenység A VASÚTI PÁLYA FUTÁSBIZTONSÁGÁNAK ÉS SZOLGÁLTATÁSI SZÍNVONALÁNAK MEGŐRZÉSE
PÁLYAFELÜGYELET
ELLENŐRZÉS A vasúti pálya és tartozékainak rendszeres ellenőrzése
ESETENKÉNTI RENDKÍVÜLI INTÉZKEDÉSEK
MUNKÁLTATÁSOK MEGHATÁROZÁSA ÉS VÉGREHAJTÁSA
ELVÉGZETT MUNKÁK ELLENŐRZÉSE
PÁLYADIAGNOSZTIKA
MÉRÉSTECHNIKA Eszközpark és eljárás együttes az adatok tömeges felvételére
KIÉRTÉKELÉSTECHNIKA A pálya állapotának és állapotváltozásának jellemzése
LOKÁLIS HIBÁK JAVÍTÁSA
VÁGÁNY FOLYAMATOS ÁTDOLGOZÁSA
Síncsere Nyomtávszabályozás Alj- és kapcsolószer csere Ágyazattisztítás
Útátjárók Hegesztések Kitérők
FKG szabályozás Síncsiszolás
Visszacsatolás Adatszolgáltatás Visszacsatolás
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA Sebességkorlátozások összes hossza 2013 év tavaszán
3000
2811 2574
Vágánykilométer
2500
2000 1649
1434
1500 1115
1000 676
500
0 Nemzetközi törzshálózati vonalak
Vonalhossz (km)
Forrás: Szemerey Ádám
Országos törzshálózati vonalak
Egyéb vonalak
Vonalkategóriák
Sebességkorlátozások hossza (km)
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA
Sebességkorlátozások alakulása 1999 – 2014 évek között Vkm
Forrás: Szemerey Ádám
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA
Pályaállapot miatti állandó sebességkorlátozások a MÁV Zrt. vonalhálózatán (2010)
Forrás: Dr. Tömpe István, MÁV Zrt., 2011
Ft/kWh esetén:
5800 Ft 0: 5700 Ft 0: 5400 Ft 0: 4980 Ft 0: 4350 Ft 60: 3500 Ft 60: 2540 Ft 60: 1360 Ft
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA Gyorsítási energiaértékek különböző V0 és Vi gyorsítási sebesség értékpárok függvényében, valamint a gyorsítási energiák költségei Siemens Taurus villamos mozdony és 500 t tömegű személyszállító gyorsvonat
Siemens Taurus villamos mozdony és 2000 t tömegű tehervonat 450-500
180-200
(kWh) EE (kWh)
EE(kWh) (kWh) 160-180
200 180
500 450
140-160
140
350
120-140 100-120
100
250
80-100
60
0
20
40
60
80
100
120
140
0 160
(km/h) V0v0(km/h)
Sebességlépcső (km/h)
29,87 Ft/kWh esetén: 60-80 0-120: 13800 Ft 40-60 20-120: 13400 Ft 40-120: 12250 Ft 60-120: 10340 Ft 20-40 80-120: 7700 Ft 100-120: 4200 Ft 0-20
Egy gyorsítás villamosenergia költsége (Ft)
V0
Vi
20
160
5 700
40
160
5 400
60
160
80
250-300
200
80
20
300-350
300
120
40
350-400
400
160
160 140 120 100 80 60 40 20 v (km/h) 0 Vi (km/h)
400-450
150
120 100
100 80
200-250 150-200
50
60 40 20 v (km/h) Vi (km/h)
0 0
20
40
60
80
100
0 120
100-150 50-100
V (km/h) V00v0 (km/h) (km/h) 0-50
Sebességlépcső (km/h)
Egy gyorsítás villamosenergia költsége (Ft)
V0
Vi
20
120
13 400
4 980
40
120
12 250
160
4 350
60
120
10 340
100
160
3 500
80
120
7 700
120
160
2 540
140
160
1 360
100
120
4 200
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA A sebességkorlátozások utáni bruttó gyorsítási energia költség 2010. november 1. és 2011. október 31. között a Budapest-Kelenföld – Győr vonal vágányaiban, havi bontásban
Megjegyzés: csak Taurus személy- és teherszállítás, Railjet, Flirt és Talent vontatójárművű vonatok esetére
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA Négy vasútvonalra a becsült , lassújelek utáni nettó gyorsítási energiaköltség 2012 évben Vasútvonal
Nettó gyorsítási energiaköltség (Ft)
Bp. Kelenföld-Hegyeshalom jobb vágány
752919734,7
Bp. Kelenföld-Hegyeshalom bal vágány
776522418,4
Bp. Kelenföld-Hegyeshalom összes
1 529 442 153
Bp. - Miskolc - Nyíregyháza jobb vágány
231443344,3
Bp. - Miskolc - Nyíregyháza bal vágány
735627877,2
Bp. - Miskolc - Nyíregyháza összes
967 071 222
Bp. - Pusztaszabolcs jobb vágány
266549304,7
Bp. - Pusztaszabolcs bal vágány
173153944,8
Bp. - Pusztaszabolcs összes Pusztaszabolcs - Pécs (egyvágányú) A négy vasútvonalon összesen
439 703 250 37785861,08
37 785 861 2 974 002 485
Becslés a számítások alapján: a vizsgált négy vonalon a jelenlegi lassújel állomány mellett a fellépő gyorsítási teljes többletköltség a teljes éves villamosenergia felhasználási költség 30%-át biztosan meghaladja!
6. KÖVETKEZTETÉSEK Alapigazságok A finanszírozás csökkentése nem mehet a műszaki színvonal rovására, nem károsíthatja a RAMS elvet. Az igényesebb megoldást és a korszerű technológiával történő, jó minőségű építést kell előnyben részesíteni. Az élettartam meghosszabbításának nem egészséges módszere a teljes elhasználódásig való használat. Ez ráadásul akadályozza az egyes elemek, szerkezetek újrafelhasználhatóságát is. A jó minőség miatti kevesebb karbantartási beavatkozás, a vágányzárak számának csökkenése, a lassújelek elmaradása nagyon jelentős megtakarításokat jelenthet a pálya élettartama során.
