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
Állapotromlás (R) 2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA Az állapot romlása és a következmények alakulása az elviselt forgalmi terhelés függvényében. Gyártási és építési eltérések Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
Állapotromlás (R) 2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA Az állapotromlás törvénye R = R o e a T T= f(m, V 2 ) R o Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
Állapotromlás (R) 2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA Az állapotromlás sebessége R = R o e a T x d ( e ) e x! dx R o T 1 T 2 Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
Állapotromlás (R) 2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA A vasúti pálya állapotváltozásának és a határértékeknek sémája Abszolút határérték Biztonsági határérték Gazdaságossági határérték Optimum Építési határérték Elviselt forgalmi igénybevétel (T)
Műszaki teljesítőképesség 2. A VASÚTI VÁGÁNY ÁLLAPOTÁNAK ROMLÁSA Beavatkozás Beavatkozás Beavatkozás A műszaki teljesítőképesség változása 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
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 (v) 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 Költségek Állami költségtérítés 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
Halmozott elmaradás (Vágánykm) 1983 3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 Elmaradás a műszaki szükségességből végzendő felépítménycseréktől 5000 4500 4000 y = 9,524x 2-37606x + 4E+07 R² = 0,9984 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 Évek
Millió Ft 3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK 1997 1 998 1 999 2 000 2 001 Karbantartási költségek 6 000,00 5 000,00 4 000,00 3 000,00 2 000,00 1 000,00 0,00 Alépítmény Felépítmény Hidak, átereszek Épületek Távközlő berendezések Biztosítóberende zések Felsővezetékek Évek
4. TÉNYADATOK A KÖZELMÚLTBÓL A megvalósult fejlesztések aránya a műszakilag szükségeshez képest
4. TÉNYADATOK A KÖZELMÚLTBÓL A magyar vasúti infrastruktúra fejlesztési igénye Megnevezés Vonalhossz (km) Teljes beruházási költség (milliárd Ft) Törzshálózat összesen 4 633 3 943 ebből - TEN-T hálózat összesen 2 620 2 570 - egyéb országos törzshálózat 2 013 1 346 Elővárosi vasúthálózat 112 477 Mellékvonalak 680 150 MÁV Zrt. összesen 5 425 4 570 Forrás: MÁV Pályavasút üzleti stratégiája (2008-2013)
3. KARBANTARTÁSI STRATÉGIÁK A vasúti pálya főbb elemeinek felújítási ciklusidői a MÁV Zrt. hálózatán Megnevezés Megnevezés Műszakilag indokolt ciklusidő (év) Munkáltatási ciklus és élettartam adatok a DB nem nagysebességű fővonalaira Forgalmi terhelés (millió elegytonna) Számított ciklusidő 2006 évben (év) Vágányszabályozás (vágányfm) 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 Forrás: MÁV Pályavasút üzleti stratégiája (2008-2013) 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 Alépítmény felújítása 500 40 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 ESETENKÉNTI RENDKÍVÜLI INTÉZKEDÉSEK MUNKÁLTATÁSOK MEGHATÁROZÁSA ÉS VÉGREHAJTÁSA ELVÉGZETT MUNKÁK ELLENŐRZÉSE ELLENŐRZÉS A vasúti pálya és tartozékainak rendszeres ellenőrzése PÁLYADIAGNOSZTIKA MÉRÉSTECHNIKA Eszközpark és eljárás együttes az adatok tömeges felvételére KIÉRTÉKELÉSTECHNIKA A pálya állapotának és állapotváltozásának jellemzése LOKÁLIS HIBÁK JAVÍTÁSA Útátjárók Hegesztések Kitérők Síncsere Nyomtávszabályozás Alj- és kapcsolószer csere Ágyazattisztítás VÁGÁNY FOLYAMATOS ÁTDOLGOZÁSA FKG szabályozás Síncsiszolás Adatszolgáltatás Visszacsatolás Visszacsatolás
Állapotromlás (R) 3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA Az FKG munka hatása R 1 R 2 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
0 5 10 15 20 25 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 Vaszary-féle alakszám Idő FKG FKG FKG 60 80 100 120 140 160 SAD Idő 3. A MUNKÁLTATÁSOK HATÁSA
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] 4 25-30 éves 100km/h 3 2 2,65 V43 személyszáll. Bp.-He.ha. 1014 ÖBB gyors 1,9 2,1 Bp.-He.ha. 0,0082 SAD E = 0,94 + e r = 0,96 3,0 2,3 V43 személyszáll. Szol.-Debr.-Ny.e.h. 2,5 3,1 Bp.-Ms.-Ny.e.h. V43 személyszáll. Bp.-Cegléd-Szolnok 3,0 2,95 3,5 1 106 111,5 80 100 110 131,9 138,3 145146,6 152,2 150 5 éves 160 km/h Szajol-Debr.20-25 éves Debr.-Nyíre.~30 éves 20-25 éves 120 km/h; seb.korlátozás a pálya 25%-án 120 km/h SAD
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 ESETENKÉNTI RENDKÍVÜLI INTÉZKEDÉSEK MUNKÁLTATÁSOK MEGHATÁROZÁSA ÉS VÉGREHAJTÁSA ELVÉGZETT MUNKÁK ELLENŐRZÉSE ELLENŐRZÉS A vasúti pálya és tartozékainak rendszeres ellenőrzése PÁLYADIAGNOSZTIKA MÉRÉSTECHNIKA Eszközpark és eljárás együttes az adatok tömeges felvételére KIÉRTÉKELÉSTECHNIKA A pálya állapotának és állapotváltozásának jellemzése LOKÁLIS HIBÁK JAVÍTÁSA Útátjárók Hegesztések Kitérők Síncsere Nyomtávszabályozás Alj- és kapcsolószer csere Ágyazattisztítás VÁGÁNY FOLYAMATOS ÁTDOLGOZÁSA FKG szabályozás Síncsiszolás Adatszolgáltatás Visszacsatolás Visszacsatolás
Vágánykilométer 5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA Sebességkorlátozások összes hossza 2013 év tavaszán 3000 2500 2574 2811 2000 1649 1500 1434 1115 1000 676 500 0 Nemzetközi törzshálózati vonalak Országos törzshálózati vonalak Egyéb vonalak Vonalkategóriák Vonalhossz (km) Sebességkorlátozások hossza (km) Forrás: Szemerey Ádám
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
5. A SEBESSÉGKORLÁTOZÁSOK PROBLÉMÁJA Gyorsítási energiaértékek különböző V 0 és V i 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 E (kwh) E (kwh) 200 180-200 160-180 E (kwh) 500 450-500 400-450 180 160 140-160 450 400 350-400 t/kwh esetén: 5800 Ft : 5700 Ft : 5400 Ft : 4980 Ft : 4350 Ft 0: 3500 Ft 0: 2540 Ft 0: 1360 Ft 160 140 120 100 80 60 40 20 v (km/h) 0 V i (km/h) 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 V v 0 0 (km/h) 140 120 100 80 60 40 20 120-140 100-120 80-100 29,87 Ft/kWh 60-80 esetén: 0-120: 13800 Ft 20-120: 13400 40-60 Ft 40-120: 12250 Ft 60-120: 10340 20-40 Ft 80-120: 7700 Ft 100-120: 4200 Ft 0-20 120 100 80 60 40 20 v (km/h) V i (km/h) 0 0 20 40 60 80 100 V 0 v (km/h) V 0 (km/h) 250 200 150 100 50 0 120 350 300 300-350 250-300 200-250 150-200 100-150 50-100 0-50 Sebességlépcső (km/h) V 0 V i Egy gyorsítás villamosenergia költsége (Ft) 20 160 5 700 40 160 5 400 60 160 4 980 80 160 4 350 100 160 3 500 120 160 2 540 140 160 1 360 Sebességlépcső (km/h) V 0 V i Egy gyorsítás villamosenergia költsége (Ft) 20 120 13 400 40 120 12 250 60 120 10 340 80 120 7 700 100 120 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 Bp. Kelenföld-Hegyeshalom jobb vágány Nettó gyorsítási energiaköltség (Ft) 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 439 703 250 Pusztaszabolcs - Pécs (egyvágányú) 37785861,08 37 785 861 A négy vasútvonalon összesen 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.