I. A projekt felépítése

Az Innotrack egy európai bizottsági projekt volt 2007–2011-ben, UIC-vezetéssel. A projekt költségvetése 7 M €/év volt. Az Innotrack projekt fő célja: növelni a vasúti szektor versenyképességét a vágánynyal kapcsolatos élet ciklus költségek csökkentésével. Továbbá, eleget tenni az Európai Bizottság Fehér Könyv elvárásainak:

• az utasforgalom megduplázása és a teherforgalom megháromszorozása 2020-ra;
• 25-50%-kal csökkentett utazási idők;
• 30%-kal alacsonyabb élet ciklus költség;
• 69 dB-re csökkentett zaj a teherszállításnál, 83 dB-re a nagysebességű vonalaknál;
• a biztonság növelése, a halálos balesetek csökkentése 75%-kal;
• a vasutak szerezzék meg a teherszállítási piac 15% és a személyszállítás 12%-át.

Az Innotrack egyedülálló

lehetőséget nyújtott az érdekelt felek, a gyártók, kivitelezők, szolgáltatóipar, infrastruktúra-menedzserek, vasúti vállalkozások, rendszerintegrátorok és az európai vasúti kutatóközösség munkájának összehangolására. A projekt szervezeti ábrájából kitűnik, hogy mivel foglalkozott (alépítmény, felépítmény, kitérők, sínek, hegesztések, LCC, RAMS és logisztika), és hogy mely cégek voltak az egyes alprojektek vezetői (1. ábra).

Az Innotrack konzorciumban 36 partner vett részt. A sok szervezetre a több tudományágat is érintő szakértelem miatt volt szükség (1. táblázat).

Az Innotrack projekt során elkészült 144 dokumentum, ebből 16 útmutatóvá kidolgozott, 7 adatbázis és a Zárójelentés 288 oldalas könyv formájában. A dokumentumok az UIC weboldalon megtekinthetők, és felhasználói név és jelszó nélkül (angol nyelven) letölthetők: www.innotrack.eu (Results = eredmények).Ugyanitt megtalálható az Innotrack Záró műszaki jelentés is. Az elkészült dokumentumok alprojektek (témakörök) szerinti megoszlása:

Ebből 45-öt adtak ki véleményezésre, amire 123 vélemény érkezett, 36-ot küldtek ki a vasúttársaságoknak. Az UIC Pályás Szakértői Csoport tagjait 2009-ben kérték fel, hogy az elkészült dokumentumok egy részét szakértőkkel véleményeztessék. Ezt a munkát öt vasúttársaság (ÖBB, Infrabel, SBB, CD, MÁV) vállalta, melyek összesen 92 véleményt adtak az anyagokról. Hét kollégánk vett részt a véleményezésben (68 véleményt adtak a 92-ből) (2. táblázat). A táblázat bemutatását fontosnak tartom, mert ez tartalmazza a magyarul is rendelkezésre álló dokumentumok felsorolását. A 36, véleményezésre kiadott anyag magyarul is rendelkezésre áll az intraneten: Pályavasúti honlap/: pályalétesítmények/nemzetközi témák/egyéb/Innotrack

II. Az Innotrack projekt eredményei

Az Innotrack projekt eredményeit legjobban a Záró műszaki jelentés foglalja össze (2. ábra). A Záró műszaki jelentés tartalma:

1. Összefoglaló (topmenedzsment számára áttekintés)
2. Miért és hogyan
3. Költségokozók
4. Vágány-alátámasztás és felépítmény
5. Sínek és hegesztés
6. Váltók és keresztezések
7. Logisztikai fejlesztések és javított kapcsolat az IM-ek és kivitelezők között/Társasági forrás és logisztika
8. Műszaki és gazdasági kiértékelés
9. Átfogó költségcsökkentés
10. Az eredmények megvalósítása
11. Záró megjegyzések

Függelékek:


 

1. 
   

   A partnerek listája

2. A dokumentumok listája (144)
3. Adatbázisok (7)
4. Útmutatók (16)
5. Kiadmányok és bemutatók
6. Megvalósítható eredmények

Az 1., 2., 3., fejezetek, a 4. fejezetből a vágánymerevség-mérések, 5. (sínek), 6. (kitérők) fejezet és az 1–5. függelékek már magyarul is rendelkezésre állnak. Az Innotrack eredmények részletes ismertetését a cikk terjedelme nem teszi lehetővé, de egy-két fontosabb részt a zárójelentés alapján az alábbiakban ismertetek.

Alépítménnyel kapcsolatos témák

Altalaj-kiértékelés 
 

Az Innotrack elvégzett egy összehasonlítást több altalajállapot kiértékelési módszer között, hogy bemutassa azok adottságait és pontosságát.

Vágánymerevség

A vágánymerevség egy fontos tényező a jármű és a vágány közötti kölcsönhatásban. Ez különösen kritikus a nagysebességű és a nehéz teherszállítási üzemelésnél. Itt meg kell jegyeznünk, hogy általában nem az abszolút merevségnek van a legnagyobb jelentősége, hanem sokkal inkább a merevségváltozásnak. Az Innotrack projektben a vágánymerevség mérésére és kiértékelésére vonatkozó technikákat fejlesztettek ki. Ennek révén a vágánymerevség hatásának megértése is javult, ami lehetővé tette, hogy optimalizálják a vágánymerevség eloszlását. Az Innotrack elsőként, nemzetközi összehasonlításokat végzett a vágánymerevség-változásokról a kitérőkben. Az eredmények tisztán mutatják a dinamikus erők jelentős csökkentésének lehetőségét.

A vágánymerevség koncepciója

A globális merevség kifejezést használjuk, ha a teljes vágányszerkezetet vesszük figyelembe. Dimenziója: kN/mm, az egységnyi sínelmozduláshoz tartozó terhelőerő.

A globálismerevség-mérés eszközei

A Gördülő Merevség Mérő Jármű (RSMV) átépített kéttengelyes tehervagon, terhelő- és mérőeszközökkel felszerelve. A vágányt dinamikusan gerjesztik két rezgő tömeg segítségével. Az RSMV statikus tengelyterhelése 180 kN, és a maximális dinamikus tengelyterhelési amplitúdója 60 kN. Az RSMV 2004 óta van használatban. A vasúti Portancemeter egy új berendezés, a közúti méréstechnikán (MLPC) alapszik, amely már bizonyította hatékonyságát a közutakon Európában, az új alépítmények átvételekor. A helyi merevségmérés technikái

– sínekre szerelt szenzorok

– penetrációs tesztelés

Számos terület van, ahol a vágánymerevség-mérések segíthetik a vágány-karbantartási döntéseket. A pályahiba okát ugyanis nem észleljük a vágánygeometriai mérések segítségével. Ezekben az esetekben a vágánymerevség-mérés segíthet a probléma alap okának megtalálásában, például egy átmeneti zóna, víz jelenléte vagy egy gyenge alépítmény. A függőleges vágánymerevség megmérése segíthet annak meghatározásában, hogy mely helyszínek igényelnek a vágány mentén alépítmény-megerősítést vagy további vizsgálatokat. A vágánygeometria minőségén kívül a georadar és penetrométer adatok is fontosak az állapotkiértékeléshez.

Négy különböző módszer az alépítmény-fejlesztésekhez

Az Innotrack négy különböző módszert fejlesztett ki és vizsgált meg az alépítmény fejlesztésére. Ezek tartalmazzák a georácsok és geotextilek optimalizált használatát, a függőleges talaj-cement oszlopok és a ferde mész-cement oszlopok használatát. Az utóbbi módszer nem igényel vágánylezárást, ezért jelentős költségmegtakarításhoz és minimális forgalommegszakításhoz vezet. Ezeket a módszereket számszaki szimulációkkal, számításokkal és/vagy kísérleti tesztekkel igazolták.

Két innovatív vágányforma

Az Innotrackben két innovatív vágányformát fejlesztettek ki.

A Beágyazott Sín Rendszer

A rendszerre magas termelékenységű építés jellemző, akár 1,5 m/min építési teljesítménnyel, egy nagysebességű vasút számára. Nincsenek vágányszabályozási vagy ágyazati költségek. Lehetőség van a süppedések egy teljes száloptikás érzékelésére is a panelben.

A kétrétegű acél vágány (paneles vágány) szerkezet

Ezt a rendszert speciálisan a kitérőkben a váltókhoz és keresztezésekhez tervezték, mivel ezek igénylik a legnagyobb karbantartási költséget. Ez egy szerkezeti elem, mely elősegíti a gyors beépítést, ami a költségek csökkenését eredményezi.

Sínekkel kapcsolatos témák

Útmutató a sínosztályok optimális kiválasztásához

Összehasonlítva a szabványos sínosztályokkal, a hőkezelt sínek kiváló kopási és RCF (gördülési érintkezési fáradási) ellenállást mutatnak. Két különböző sínosztály-választási javaslatot – egy „ívsugár alapú” és egy „romlás alapú” megközelítést – dolgoztak ki. Mindkét módszer hasonló eredményekhez vezetett, amelyek megerősítik a hőkezelt, prémium acél osztályok átfogó használatának műszaki és gazdasági előnyeit.

Sínrepedések

A repedés a sínben végső soron biztonsági probléma. Hogy megelőzzük a hajszálrepedések súlyosabb hibává növekedését, időben észlelnünk kell azokat, és csiszolással enyhítenünk a növekedés korai fázisában. Ezért szükség van a vizsgálati ciklusok meghatározására a „minimális tevékenység” végzési kézikönyvekben és szabványokban.

Felügyeleti módszerek és berendezés a sínrepedések észlelésére

A sínrepedések korai szakaszban történő észlelési képességének hiánya akadályozza az enyhítő tevékenységek tervezését, például a csiszolást. Emiatt az eltávolítás előtt a repedések túl hosszúra és túl mélyre nőhetnek, ami magasabb csiszolási költségekhez, több üzemvitel-zavaráshoz, valamint a sín rövidebb élettartamához is vezet. Súlyos esetekben ez biztonsági kérdéssé válik. Az Innotrackben végzett munka eredménye jó alapot nyújt az infrastruktúra-menedzsernek, hogy megfelelő berendezést válasszon a sínrepedések észlelésére. A munka folytatódik az InterRail és PM ’n’Idea európai projektekben.

LCC kiértékelési módszertan

A vagyoneszköz élet ciklus költségeinek (LCC) kiértékelése fontos a döntési folyamatban.

Mivel az LCC jelentős része a beépítési fázis előtt rögzítődik, itt lehet a legnagyobb megtakarításokat elérni. A Megbízhatóság, Elérhetőség, Karbantarthatóság és Biztonság (RAMS) kiértékelésekkel szintén foglalkoztak az Innotrackben. Azonban a RAMS használata a vágány és műtárgyak terén még igen kezdeti fázisban van.

Nem megfelelő vagy ismeretlen feszültségmentes hőmérséklet (TSH)

Ez valós kockázat lehet, amennyiben a sín hőmérséklete meghaladja a hézagnélküli vágányokra vonatkozó szabályzatban meghatározott biztonsági határt, vagy egy lehetséges kockázat, ha a TSH nem ismert egy vágányszakaszon. A vágánykarbantartó számára az a gond, hogy a TSH majdnem mindig ismeretlen, és olyan roncsolásmentes, illetve nem behatoló mérési technológiák, amelyek képesek a TSH folyamatos jellemzésére, nem állnak rendelkezésre.

Sínromlások és a jelenlegi minimális tevékenységvégzési szabályok

Az eredmények bemutatják a prémium acél osztályok nagyobb ellenállását is az RCF-nek. Ha már egyszer a hibát megtalálták, felmerül a kérdés, hogy vajon annak a súlyossága azonnali biztonsági vagy hosszú távú kockázat (3. ábra).

Ez a döntés a különböző vasúttársaságoknál nagymértékben a történelmi tapasztalatok eredménye, kevés tudományos háttérrel. Ezért van igény szilárdabb tudományos bázis létrehozására a minimális tevékenységek vonatkozásában.

Sínosztály-választási módszerek

Az Innotrack két különböző sínosztályválasztást javasolt:

1. Egy „hagyományos” ívsugár alapú szemléletet módosítva, hogy visszatükrözze a továbbfejlesztett ismereteket a sínromlás algoritmusokból (4. ábra).
2. Egy „innovatív” romlás alapú szemléletet, mely felismeri a változást a forgalmi jellemzőkben, és megváltoztathatja a sínromlási viselkedést (5. ábra).

Összehasonlítva a szabványos sínosztályokkal, a hőkezelt sínek kiváló ellenállást mutatnak a kopással és az RCF-fel (gördülési érintkezési fáradás) szemben. A második szemlélet, hogy meghatározunk egy sínosztály-kiválasztási kritériumot, az uralkodó romlási mechanizmus ismeretén alapszik: Hogy meghatározzuk a megfelelő acél osztályt egy bizonyos szakaszra, háromlépcsős eljárást javasolunk. Az első lépés a megfelelő ajánlási táblázat kiválasztása. A második a tanulmányozott szakasz mért kopásmértékének és mért repedésnövekedési mértékének osztályozása. A harmadik lépés a megfelelő acél osztály meghatározása a szakaszra. A sínacélok kiválasztását a D4.1.5 útmutató tárgyalja: Végleges útmutató a különböző sínosztályok használatára.
 

Síncsiszolási eljárások

 

A csiszolás egy szükséges karbantartási módszer a sín élettartamának meghosszabbítása és a költségek csökkentése érdekében. Manapság a csiszolási költségek magasak. Ennek egyebek között oka a gyenge logisztikai tervezés és a hálózati csiszolási stratégiák hiánya. Az Innotrack útmutatót készített egy optimalizált csiszolási eljáráshoz, melynek száma: D4.5.5. Ez az útmutató nemcsak a műszaki specifikációkat (mint pl. profil tűréshatárok) tartalmazza, hanem logisztikai és stratégiai megfontolásokat is.A sínacél minőségének meghatározó szerepe van, de jelenleg nem áll megfelelő anyag rendelkezésre, ami meg tudja előzni az RCF repedések kialakulását.

Kitérőkkel kapcsolatos kérdések

A váltók és keresztezések optimalizálása

Az Innotrack több intézkedést javasolt a kitérők mechanikai tulajdonságainak optimalizálására. A kerék-sín érintkezési terhelés átadása az íves tősín és a csúcssín között néhány méteren történik, miután a kerékpár belép az íves szakaszra. Hogy minimalizáljuk e jelenség kedvezőtlen hatását a váltó teljesítményére, az Innotrack számos lehetséges megoldást javasolt, például a MaKüDe rendszert. A megoldások egyike egy dinamikus (előírt) nyombővítés alkalmazása, módosítva az egyenes tősínt. A dinamikus nyombővítéshez kiválasztott optimális értékeket mutatja a 6. ábra. Az RCF kockázatának jelentős csökkenése nyilvánvalóvá vált az optimalizált nyomtávval. A vontatási együtthatók hatékonyan csökkennek az optimalizáltváltó-tervezéssel 12 vagy 18 mm amplitúdójú maximális nyombővítéssel.

A merevség optimalizálása a kitérőben

Az átmeneti geometriát és a felépítmény alátámasztási rugalmasságát optimalizálni kell annak érdekében, hogy minimalizáljuk az anyag romlását, amit a kitérőben áthaladó kerekek okoznak. E célból az Innotrack tanulmányozta a különböző rendszerparaméterek hatását az ütésterhelésekre szabványos, EH 60-500-1:12 keresztezésben. Továbbá számos alternatív csúcsbetét-geometriát vizsgált meg. Mostanáig a kitérők valós merevsége nagyrészt ismeretlen volt, csak néhány mérés történt. A vágánymerevség csökkentése rugalmas sínalátétek használatával jelentősen alacsonyabb normál érintkezési erőkhöz vezet. Ez a hatás tovább nő, a növekvő sebességgel. Így a vágánymerevség módosítása például a keresztezési területen egy nagy lehetőséget mutat a csúcsbetétek anyagromlásának csökkentésére. Azonban figyelembe kell venni azt, hogy a rugalmas alátámasztás puhulását is korlátozni kell, hogy elkerüljük a síntalp fáradását, amit a hajlítás okoz. A MaKüDe tervezés, amit a DB Systemtechnik fejlesztett ki, mutatta a legjobb teljesítményt.

Keresztezési rész – anyagkiválasztás a szimulációk és laboratóriumi tesztek alapján

Az Innotrack projektben négy különböző anyagra (R260, B360, Mn13 és R350HT) laboratóriumi teszteket és szimulációkat végeztek, hogy meghatározzák a húzószilárdságukat és fáradási viselkedésüket. Az acélokat metallográfiailag is vizsgálták, ez tartalmazott vegyi elemzéseket, keménységméréseket és mikroszerkezeti tanulmányokat.

III. Terjesztés és az eredmények megvalósítása, összefoglalás

A nagyobb kutatás-fejlesztési (R&D) projektek időben korlátozottak. Van egy kezdeti és egy végpontjuk. A projekt lezárulta után a projektszervezetet feloszlatják, és a résztvevők új feladatokat kapnak. Ezért és más okból is, számos kutatás-fejlesztési projekt ér el ugyan jó eredményeket, de sok nem valósul meg a mindennapi működésben. Felhasználás helyett a zárójelentések az íróasztalfiókban végzik. Ezt elkerülendő, az Innotrackben a kezdetektől fogva cél volt, hogy a megvalósításra is hangsúlyt helyezzenek, ezért létrehoztak egy megvalósítási csoportot is. A cél, hogy az Innotrack eredményeit a vasutak megvalósítsák, a projekt természetes folytatásává vált. Az Innotrackben elsőként a célközönség azonosítása történt meg. Azonosították a szükséges kommunikációs eszközöket ehhez a célközönséghez, és információs anyagot is készítettek. Az Innotrack eredmények kommunikációs eszköze elsőként a Záró műszaki jelentés, és részleteiben az Innotrack dokumentumok, valamint az útmutatók, de ugyanígy a workshopok, szemináriumok és konferenciák bemutatói is. A projekt eredményeinek, anyagainak hazai terjesztése érdekében a fordításokon kívül az alábbi lépéseket tettük:

– az anyagok közzététele a pályavasúti intranet honlapon;

– az internetes hozzáféréshez a weboldal megadása;

– előadás az Innotrackről a vezetői továbbképzésen március 28-án, Balatonfüreden, továbbá e cikk megjelenése.

A projekteredmények megvalósíthatóságának ugyanis első és elkerülhetetlen lépése az eredmények megismertetése és megismerése. Az Innotrack eredményeinek teljes megvalósítása azonban olyan folyamat, mely évekig fog tartani.

/* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Normál táblázat"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0400;}

/* Style Definitions */ table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Normál táblázat"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin:0cm; mso-para-margin-bottom:.0001pt; mso-pagination:widow-orphan; font-size:10.0pt; font-family:"Times New Roman"; mso-ansi-language:#0400; mso-fareast-language:#0400; mso-bidi-language:#0