Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése Fischer Szabolcs PhD hallgató, egyetemi tanársegéd
1
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
1. Bevezetés Közúti teherszállítás/tömegközlekedés ↔ vasúti teherszállítás/ tömegközlekedés
`
` ` ` ` `
2
Megnövekedett közlekedési és szállítási igények Környezetszennyezés, zaj- és porterhelés Forgalmi torlódások Üzemanyagárak emelkedése Stb.
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
1. Bevezetés Vasúti teherszállítás és tömegközlekedés preferálása
`
`
Vasúti infrastruktúra fejlesztése ` ` ` `
`
Vasúti járműpark fejlesztése ` `
3
Új vasútvonalak építése Meglévő vasútvonalak magas fokú fenntartása Vasútvonalak villamosítása Vasútvonalak kétvágányúsítása Modern vontatójárművek beszerzése Modern kocsik és vagonok beszerzése
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
1. Bevezetés
n. év
4
n+1. év
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
n+2. év
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
Tavasz
Ősz
FKG
FKG
FKG
C
n+3. év Idő
2011.09.01.
1. Bevezetés Amennyiben a lokális hiba/SAD nagysága meghaladja a vonalra engedélyezett sebességhez tartozó határértéket ↓
Sebességkorlátozás szükséges A PÁLYAHIBA KIJAVÍTÁSÁVAL ELKERÜLHETŐ!!! ↓ Lassújel bevezetése ↓ Szerelvények lelassítása, majd újra felgyorsítása szükséges ↓ Többlet gyorsítási energiafogyasztás lép fel 5
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
A szerelvény sebességviszonyai a lassújel környezetében
6
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2. Gyorsítási energiák mérése és számítási, valamint becslési lehetőségei Vontatójármű vezetőfülkéjében történő mérés Számítási lehetőségek
` `
` `
7
Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával Gyorsítási energiák meghatározása a mozgási energia képletének alkalmazásával
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.1. Gyorsítási energiák mérése
8
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.1. Gyorsítási energiák mérése Nem csak lassújeleknél, hanem egyéb v0→v gyorsításoknál Regisztrált adatok
` `
` ` ` ` ` `
a szerelvény tömege [t], a Δv sebességlépcső [km/h], a gyorsítások és lassítások kezdő és záró pályaszelvényei [hm], a pálya lejtviszonyai [‰], a gyorsítások és lassítások időhossza [s], a gyorsítások alatt elhasznált energia [kWh], `
`
a lassítások alatt visszatáplált (rekuperált) energia [kWh] `
9
KORREKCIÓ: Wemelkedési=±e‰×M×g×semelkedési/(3,6×106) [kWh] A rekuperációt a számításainkban elhanyagoltuk a viszonylag csekély erre alkalmas szerelvény használata miatt Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.2. Gyorsítási energiák számítási lehetőségei ` `
Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával Gyorsítási energiák meghatározása a mozgási energia képletének alkalmazásával
10
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.2.1. Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával
Taurus vontatta 423 tonnás (86 t+337 t) gyorsvonat 11
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.2.1. Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával `
A számítás menete: Vonóerő görbe (V*) ↓ Fajlagos vonóerő görbe (v*) ↓ Fajlagos vonatellenállás görbe (μv) ↓ Fajlagos gyorsítóerő görbe (v*- μv) ↓ Gyorsítóerő: Fdz=M×g×gy=M×g×(gy1+gy2)/2 [kN] ↓ Gyorsulás: a=(v*- μv)/110 [m/s2] ↓ Gyorsulás alatt megtett út: s=(v2-v02)/(2a) [m] ↓ Gyorsulás alatt elfogyasztott energia: E=Fdz×s/(3,6×106) [kWh] 12
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.2.2. Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával `
A számítás menete: A képletből közvetlenül a gyorsítási energiát kapjuk E=0,5×M×(v2-v02)/(3,6×106) [kWh]
13
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.2.3. Gyorsítási energiák költségeinek számítása `
A mindenkor érvényes áramár és az elfogyasztott villamos energia ismeretében egy egyszerű szorzással kalkulálható
14
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége `
` `
A vontatójárművek vezetőfülkéjében mért és vízszintes síkra redukált gyorsítási energiaértékek ábrázolása a két különböző módszerrel számított energiaértékek függvényében A számított értékek csak közelítő értékek, pontosításuk szükséges Regressziós függvények alkalmazása: ` ` ` ` ` 15
lineáris függvény, logaritmikus függvény, exponenciális függvény, hatvány függvény, polinomiális függvények. Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége REGRESSZIÓS FÜGGVÉNYEK
16
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége TAURUS GYORSVONAT
17
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége TAURUS TEHERVONAT
18
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége FLIRT MOTORVONAT
19
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége TALENT MOTORVONAT
20
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége 500 tonnás TAURUS gyorsvonat E (kWh)
35 Ft/kWh esetén
180
0-160: 6100 Ft 20-160: 6000 Ft 40-160: 5800 Ft 60-160: 5300 Ft 80-160: 4700 Ft 100-160: 3800 Ft 120-160: 2800 Ft 140-160: 1600 Ft
120
21
160-180 140-160
160
120-140
140
100-120 80-100
100 80
0
60
30
40
60
20
90
0 0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 v (km/h) 130 140 150 160
60-80 40-60 20-40 0-20
v0 (km/h)
120 150
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége 2000 tonnás TAURUS tehervonat
E (kWh) 500 450
35 Ft/kWh esetén 0-120: 17000 Ft 20-120: 16500 Ft 40-120: 15100 Ft 60-120: 12700 Ft 80-120: 9300 Ft 100-120: 5100 Ft
450-500
400
400-450
350
350-400
300
300-350
250
250-300
200
200-250
150
0 20
100
40
50
60
0
80 0
10
20
30
40
v (km/h)
22
50
150-200 100-150 50-100 0-50
v0 (km/h)
100 60
70
80
90
100
120 110
120
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége `
RAILJET-es kiegészítő mérések
Többlet energia rekuperáció figyelembevételével kb. +20…27%, rekuperáció elhanyagolásával kb. +43 % 23
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása egy adott vonalon meghatározott időintervallumra ` ` `
1-es MÁV fővonal: Budapest Kelenföld-Hegyeshalom országhatár 2009. októberi lassújel állomány 2009. IV. negyedévi átgördült elegytonna
24
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása az 1-es MÁV fővonalon meghatározott időintervallumra ` ` ` ` `
1-es MÁV fővonal: Budapest Kelenföld-Hegyeshalom országhatár 2009. októberi lassújel állomány 2009. IV. negyedévi átgördült elegytonna 12 hónapos időtartamra történő átszámítás További korrekciós tényezők: ` ` ` ` ` ` ` ` ` `
25
V-63-1 (1163) személyvonat esetén: 1,166 V-63-1 (1163) tehervonat esetén: 1,280 V-43 (1043, 1143, 1243, 1343) személyvonat esetén: 1,266 V-43 (1043, 1143, 1243, 1343) tehervonat esetén: 1,313 M41 (2241, 2341) személyvonat esetén: 1,884 M41 (2241, 2341) tehervonat esetén: 2,000 M62-0 (2062) személyvonat esetén: 1,639 M62-0 (2062) tehervonat esetén: 1,927 5429 személyvonat esetén: 1,570 6312 személyvonat esetén: 1,570 Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása a MÁV 1-es fővonalon meghatározott időintervallumra
Ez egy évre vetítve a két vágány szempontjából mindösszesen 2,3 Milliárd Ft!!! 26
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése a MÁV 1-es fővonalon `
2009-2013 időszakra a Győri PFT Alosztály rendelkezésünkre bocsátotta az 1-es MÁV fővonal 2009. októberi lassújel állományának felszámolásához szükséges kijavítási költségeket és ennek ütemezését
27
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése a MÁV 1-es fővonalon
28
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése a MÁV 1-es fővonalon
Az összes lassújel megszüntetésére kb. 1,92 Mrd. Ft kellene ↔ 2,94 Mrd. Ft megtakarítás lett volna, ha 2009. IV. negyedévben kijavítottuk volna az összeset!!! 29
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése ` ` ` ` ` ` ` ` `
1: Budapest Kelenföld – Hegyeshalom országhatár 30a: Budapest Kelenföld – Székesfehérvár 30: Székesfehérvár – Nagykanizsa – Murakeresztúr 40a: Érd elágazás – Pusztaszabolcs 40: Pusztaszabolcs – Pécs 70: Rákospalota – Szob 80a: Kőbánya felső – Hatvan 80: Hatvan – Mezőzombor – Sátoraljaújhely 100c: Mezőzombor - Nyíregyháza 30
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése – (1, 30a, 30, 30a2, 40a, 40, 70, 80a, 80 és 100c)
Az összes lassújel megszüntetésére kb. 16,7 Mrd. Ft kellene ↔ 5 évre vonatkozóan 14,79 Mrd. Ft megtakarítás lett volna, ha 2009. IV. negyedévben kijavítottuk volna az összeset!!! 31 Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és 2011.09.01. fenntartásban, Békéscsaba
5. Összefoglalás ` `
`
`
Ütemezett lassújel megszüntetési program szükséges a lassújelek utáni gyorsítási energiatöbbletek csökkentése miatt A lassújel megszüntetésekhez állami és pályázati pénzek szükségesek, amelyek megfelelő beosztása nemzetgazdasági érdek (a pályahibák kijavításának összegét előre meg kell finanszírozni) A rendelkezésre álló pénzösszegből lehetőség szerint a legtöbb pályahibát ki kell javítani, mert a gyorsítási többletenergia független a lassújeles szakasz hosszától „A lassújelek a 7 vizsgált vonal esetében átlagosan 20 %-os többlet vontatási energiafelhasználást jelentenek, melyet minden vonal esetében külön elemezni szükséges. A lassújelek megszüntetése esetén mindez megtakarításként fog jelentkezni.”
32
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
5. Összefoglalás `
33
A MÁV kutatás-fejlesztési munkáiban javasolt innovatív jellegű ajánlások gyakorlati jelentőségét és alkalmazhatóságát a MÁV felső vezetőknek és a döntéshozóknak fokozottabban kellene figyelembe venniük, és a költségoptimálás szempontjából érdemesnek tartott ötleteket, javaslatokat be kellene építeni a mindennapos gyakorlatba.
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
3. Felhasznált irodalom `
www.kti.hu, Grafikus adatbázisok, trendek, 2011. augusztus 17.
`
D54. Építési és pályafenntartási műszaki adatok, előírások, I. kötet, KÖZDOK, Budapest, 1987, p. 325
`
Dr. Küzdy Gábor: A lassújelek felszámolásának jelentősége, Sínek Világa, LII. évfolyam, 2010, 2. szám, pp. 8-11
`
A vasúti pályán a lassújelek után szükséges gyorsítások energiaigényének vizsgálata, kutatási jelentés, Universitas-Győr Nonprofit Kft., Győr, 2009. július 20., p. 152
`
Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése, kutatási jelentés, Universitas-Győr Nonprofit Kft., Győr, 2010. december 10., p. 199
`
Országos közforgalmú vasutak pályatervezési szabályzata (OKVPSZ), KÖZDOK, Budapest, 1983, p. 185
`
Dr. Gajári József: Vasútépítéstan I., Tankönyvkiadó, Budapest, 1983, p. 434
34
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
Köszönöm a megtisztelő figyelmüket!
[email protected]
35
Új technológiák és anyagok a pályaépítésben és fenntartásban, Békéscsaba
2011.09.01.
