A jó vasúti pályaállapot műszaki és gazdasági jelentősége Fischer Szabolcs egyetemi tanársegéd 1
1. Bevezetés Amennyiben a lokális hiba/sad nagysága meghaladja a vonalra engedélyezett sebességhez tartozó határértéket Lassújel bevezetése Szerelvények lelassítása, majd újra felgyorsítása szükséges Többlet gyorsítási energiafogyasztás lép fel Jelentős menetidő növekedés állhat elő (borulhat az ütemes menetrend) A PÁLYAHIBA KIJAVÍTÁSÁVAL ELKERÜLHETŐ!!! 2
A szerelvény sebességviszonyai a lassújel környezetében 3
2. Gyorsítási energiák mérése és számítási, valamint becslési lehetőségei Vontatójármű vezetőfülkéjében történő mérés Számítási lehetőségek Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával Gyorsítási energiák meghatározása a mozgási energia képletének alkalmazásával 4
2.1. Gyorsítási energiák mérése 5
2.1. Gyorsítási energiák mérése Nem csak lassújeleknél, hanem egyéb v 0 v gyorsításoknál Regisztrált adatok a szerelvény tömege [t], a Dv 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], KORREKCIÓ: W emelkedési =±e M g s emelkedési /(3,6 10 6 ) [kwh] a lassítások alatt visszatáplált (rekuperált) energia [kwh] A rekuperációt a számításainkban elhanyagoltuk (kivéve RAILJET) a viszonylag csekély erre alkalmas szerelvény használata miatt 6
2.2. Gyorsítási energiák számítási lehetőségei Gyorsítási energiák meghatározása a vontatójármű vonóerő görbéjének felhasználásával Gyorsítási energiák meghatározása a mozgási energia képletének alkalmazásával 7
Mért gyorsítási energia (kwh) 2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák számítási lehetősége 200 180 160 140 y = 1,3157x R² = 0,9686 y = 1,1961x R² = 0,9686 Vonóerő görbéből 120 100 Mozgási energia képletéből 80 60 Lineáris (Vonóerő görbéből) 40 20 Lineáris (Mozgási energia képletéből) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Számított gyorsítási energia (kwh) 8 SIEMENS TAURUS RailJet
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák számítási lehetősége Vontatójármű típusa SIEMENS TAURUS RailJet SIEMENS TAURUS személyszállító gyorsvonat Lineáris regressziós függvények Vonóerő görbéből R 2 Mozgási energia képletéből 1,1961 E sz 0,9686 1,3157 E sz 0,9686 1,2862 E sz 0,9268 1,4148 E sz 0,9268 R 2 SIEMENS TAURUS tehervonat 1,3693 E sz 0,9625 1,495 E sz 0,9744 STADLER FLIRT 1,0252 E sz 0,9869 1,1278 E sz 0,9869 BOMBARDIER TALENT 0,9955 E sz 0,9666 1,095 E sz 0,9666 9
Mért vontatási energia (kwh/100 m) 2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák számítási lehetősége 1,5 1 y = 6E-05x 2-0,0137x + 1,4326 R² = 0,8561 Vontatási energia Polinom. (Vontatási energia) 0,5 E min =0,6506 kwh/100 m 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 V (km/h) V=114,2 km/h SIEMENS TAURUS RailJet 10
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslési lehetősége Kiegészítő fékező mozdonyos mérések a VMMSZK által a Hegyeshalom oh. Győr szakaszon: V-43 V-63 1047 5341 11
Gyorsítási energiák költségeinek számítása A mindenkor érvényes áramár és az elfogyasztott villamos energia ismeretében egy egyszerű szorzással kalkulálható 2009. év: átlag br. 35,0 Ft/kWh 2011. augusztus: br. 29,87 Ft/kWh 12
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége 180-200 29,87 Ft/kWh esetén: 0-160: 5800 Ft 20-160: 5700 Ft 40-160: 5400 Ft 60-160: 4980 Ft 80-160: 4350 Ft 100-160: 3500 Ft 120-160: 2540 Ft 140-160: 1360 Ft 160 140 120 100 80 60 40 20 v (km/h) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 v 0 (km/h) 500 tonnás TAURUS gyorsvonat 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 E (kwh) 160-180 140-160 120-140 100-120 80-100 60-80 40-60 20-40 0-20 13
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége 450-500 E (kwh) 500 400-450 450 400 350-400 350 300-350 300 250 250-300 29,87 Ft/kWh esetén: 0-120: 13800 Ft 20-120: 13400 Ft 40-120: 12250 Ft 60-120: 10340 Ft 80-120: 7700 Ft 100-120: 4200 Ft 120 100 80 60 40 20 v (km/h) 0 0 20 40 60 80 v 0 (km/h) 100 2000 tonnás TAURUS tehervonat 50 0 120 200 150 100 200-250 150-200 100-150 50-100 0-50 14
2.3. A mért és a számított gyorsítási energiák összehasonlítása, a mért energiák becslése lehetősége Többlet energia rekuperáció figyelembevételével kb. +25,8 33,2%, rekuperáció elhanyagolásával kb. +30,4 31,4 % 15
2.4. Egyetlen lassújel egy napi költsége a MÁV 1-es fővonalon 2011. augusztus 31-i ténylegesen leközlekedtetett vonatok Tata-Almásfüzítő állomásköz (160 km/h-s kiépítési és pályára engedélyezett sebesség) br. 29,87 Ft/kWh árú vontatási célú villamos energia Bal vágány: 61 vonat (15.636 t személy, 15.402 t teher) Jobb vágány: 67 vonat (15.089 t személy, 18.843 t teher) 16
2.4. Egyetlen lassújel egy napi költsége a MÁV 1-es fővonalon Gyorsítási energiák becsléséhez alkalmazható egyéb korrekciós tényezők: 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 17
2.4. Egyetlen lassújel egy napi költsége a MÁV 1-es fővonalon (ténylegesen leközlekedtetett sebességekkel) Vonatok Személyszállító (gyors)vonat 1047: max. 140 km/h 1116: max. 160 km/h 5341: max. 140 km/h 5342: max. 140 km/h 1163: max. 160 km/h 1063: max. 120 km/h 1043, 1143, 1243, 1343: max. 120 km/h 2241, 2341, 2062, 2362: max. 100 km/h 5429: max. 70 km/h 6312: max. 90 km/h Tehervonat 1047,1116: max. 100 km/h 1163: max. 100 km/h 1063: max. 100 km/h 1043, 1143, 1243, 1343: max. 100 km/h 2241, 2341, 2062, 2362: max. 100 km/h 18
2.4. Egyetlen lassújel egy napi költsége a MÁV 1-es fővonalon (tényleges sebességekkel) 140 km/h-s lassújel: átlag 13.963 Ft/nap 120 km/h-s lassújel: átlag 46.375 Ft/nap 100 km/h-s lassújel: átlag 73.800 Ft/nap 80 km/h-s lassújel: átlag 123.038 Ft/nap 60 km/h-s lassújel: átlag 161.334 Ft/nap 40 km/h-s lassújel: átlag 188.688 Ft/nap 20 km/h-s lassújel: átlag 265.829 Ft/nap 19
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása egy adott vonalon 1 évre 1-es MÁV fővonal: Budapest-Kelenföld Győr vasútvonal 2010. november 1. és 2011. október 31. közötti időszak Lassújel állomány Átgördült elegytonna (vágányonkénti, vontatójárművenkénti és napi bontásban) Aktuális áramárak Figyelembe vett vontatójárművek 0470, 1047, 1116, 6182 Siemens Taurus (Railjet, IC, gyors, teher) 5341 Stadler Flirt 5342 Bombardier Talent 20
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása az 1-es MÁV fővonalon 1 évre 21
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása az 1-es MÁV fővonalon 1 évre Időszak Nettó áramár (Ft/kWh) Bruttó áramár (Ft/kWh) 25 %-os ÁFA-val 2010.11.01. 2011.11.30. 22,68 28,38 2010.12.01. 2010.12.11. 22,58 28,23 2010.12.12. 2010.12.31. 22,40 28,0 2010.12.01.-2010.12.31. átlag 22,46 28,08 2011.01.01. 2011.01.31. 22,40 28,0 2011.02.01. 2011.02.28. 22,55 28,19 2011.03.01. 2011.03.31. 22,63 28,29 2011.04.01. 2011.04.30. 22,71 28,39 2011.05.01. 2011.05.31. 22,69 28,36 2011.06.01. 2011.06.30. 22,67 28,34 2011.07.01. 2011.07.31. 23,99 29,99 2011.08.01. 2011.08.31. 23,88 29,85 2011.09.01. 2011.09.30. 23,88 29,85 2011.10.01. 2011.10.31. 23,17 28,96 22
3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása az 1-es MÁV fővonalon 1 évre A sebességkorlátozások miatti többlet gyorsítási energia értéke: 32.675.445 kwh Amelynek a pénzben kifejezett ára: nettó 750.661.714 Ft (bruttó 938.327.142 Ft, 25 %-os ÁFA-val) 23
Bruttó energiaár (Ft) 3. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek számítása az 1-es MÁV fővonalon 1 évre 1.000.000.000 Ft 900.000.000 Ft 800.000.000 Ft 700.000.000 Ft 600.000.000 Ft teherszállítás 500.000.000 Ft 400.000.000 Ft 300.000.000 Ft személyszállítás személyszállítás Jobb vágány összesen Bal vágány összesen Jobb+bal vágány összesen 200.000.000 Ft 100.000.000 Ft 0 Ft Taurus (0470, 1047, 6182) Taurus (1116) Railjet Taurus (0470, 1047, 1116, 6182) Flirt (5341) Talent (5342) Összesen 24
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 25
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése a MÁV 1-es fővonalon Vontatási energiatöbblet, valamint a hiba kijavításának prognosztizált költségei (Ft) 2009. október-2013. december között a Bp. Kelenföld-Győr vonalon 3 500 000 000 Ft 3 000 000 000 Ft 2 500 000 000 Ft 2 000 000 000 Ft 1 500 000 000 Ft 1 000 000 000 Ft Bal vágány többlet-energiaköltség Javítási költség bal vágány Jobb vágány többlet-energiaköltség Javítási költség jobb vágány Bal vágány+jobb vágány többlet-energiaköltség Javítási költség bal vágány+jobb vágány 500 000 000 Ft 26 0 Ft 2009. IV. n.év. 2010 2011 2012 2013 Összesen
4. Lassújelek okozta vontatási energiatöbblet költségeinek és a lassújelet okozó pályahiba kijavítási költségeinek összevetése a MÁV 1-es fővonalon 3500 Megtakarítások (Millió Ft) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 2009. IV. 2009 n.év 2010 2011 2012 2013 Évek/kijavítás határideje Lassújelek utáni gyorsítási energiaköltség megtakarítás Munkáltatási költség megtakarítás (5 %-os infláció miatt) Összes elvi megtakarítás Az összes lassújel megszüntetésére kb. 1,92 Mrd. Ft kellene 5 évi 3,0 Mrd. Ft megtakarítás lett volna, ha 2009. IV. negyedévben kijavítottuk volna az összeset!!! 27
5. További kutatás szükségessége VMMSZK fékező mozdonyos mérései A vasúti sebességkorlátozások miatti aktualizált többlet gyorsítási energiák számítása (a nagyságrend változatlan ) 28
6. 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) Mivel a gyorsítási többletenergia független a lassújeles szakasz hosszától, ezért a rendelkezésre álló pénzösszegből lehetőség szerint a legtöbb pályahibát ki kell javítani 29
Köszönöm a megtisztelő figyelmüket! fischersz@sze.hu 30