A vasúton történő nagy tömegű áruszállítás mind belföldön, mind külföldön egyre inkább előtérbe kerül a közúti áruszállítással szemben. Ennek legfőbb oka a kisebb környezetszennyezés és az energiahordozókkal való jobb gazdálkodás. E szállítási mód további növelésének fontos feltétele a szállítási költségek csökkentése és a szállítási idők rövidítése. Ez csak nagyobb sebességű forgalom lebonyolítására alkalmas vasúti pályákon lehetséges, ezért jelentős hazai és uniós forrásokat fektetnek a nagysebességű pályák fejlesztésébe. A fejlesztés csak akkor lesz hosszú távon gazdaságos, ha a pályák és a járművek állapotának romlását a lehető legkisebb mértékűre csökkentjük. Ezt segíti a cikkben bemutatott mérőberendezés.
A vasúti közlekedésről szóló törvény kimondja, hogy a pályahálózat működtetője a vasúti pályát, annak tartozékait és a vasúti üzemi létesítményeket, a vállalkozó vasúti társaságok pedig az általuk üzemben tartott vasúti járműveket kötelesek üzembiztos állapotban tartani. Az utóbbi években emelkedett a hibás futóművel és/vagy szabálytalanul rakott járművek közlekedése miatti kisiklásos balesetek száma. Ennek szomorú példái a 2012. február 25-én Rácalmásnál kisiklott, vasércet szállító, 40 kocsiból álló szerelvény vagy a 2012. május 12-én Máriabesnyő és Bag között kisiklott, 42 kocsiból álló, veszélyes anyagot szállító szerelvény (1. és 2. ábra).
A kisiklásos balesetek száma jelentősen csökkenthető lenne, ha rendelkezésre állna megfelelő számú eszköz, amely időben érzékeli a vasúti pálya állapotának romlását előidéző okokat (hibás futóművel és/vagy szabálytalanul rakott járművekkel való közlekedést), és ezen információk alapján időben lehetne intézkedni. A hazai közforgalmú vasúti pályahálózaton igen kevés olyan üzemelő berendezés van, amellyel – a forgalom lassítása nélkül – a vasúti kocsik tömege megfelelő pontossággal mérhető, és a kerekekről kapott információk alapján a jármű diagnosztikai vizsgálata elvégezhető. A veszélyhelyzet enyhítésére fejlesztett ki a Formen Plus Bt. egy olyan új, a jelenlegitől eltérő mérési elven működő, vasúti pályára szerelhető mérőberendezést, amely 120 km/h sebesség mellett alkalmas a vasúti járművek forgalombiztonsági állapotának ellenőrzésére (például: keréktúlterhelés, egyenlőtlen rakodásból eredő túlterhelések, futóműhibák stb.). A fejlesztés célja az is, hogy a berendezés olyan pontosan mérje a vasúti kocsik tömegét menet közben, hogy ezzel alkalmas legyen a mért tömeg alapján meghatározott szállítási díj általános bevezetésére. A vasúti áruszállítás gazdaságosságát és biztonságát nagymértékben növelné, ha több hitelesíthető közforgalmú vasúti mérleg állna rendelkezésre a saját célú vasúti pályahasználók mérlegelési feladatainak ellátására. Ennek most még akadálya, hogy a napjainkban kapható mérlegek drágák. Ezért céljaink között szerepelt, hogy piacra kerüljön egy olyan, új típusú hitelesíthető dinamikus és statikus vasúti járműmérleg, amely kedvezőbb árú, és a vasúti felépítmény megbontása nélkül, könnyen és gyorsan beépíthető, sőt szükség esetén kis költséggel áttelepíthető.
Az új mérési elven működő berendezés
Az új mérési elven működő berendezés kifejlesztéséhez az a felismerés vezetett, hogy a jelenleg alkalmazott berendezéseket számos külső zavaró körülmény befolyásolja a mérés pontosságában. Ezek közül már többet sikerült kiszűrni, illetve zavaró hatásukat csökkenteni, de a berendezés és a pálya adottságából (a rendszer rugalmassága, a vasúti pálya állapotromlása stb.) származó hibák, amelyek a sebesség növekedésével fokozódtak, még mindig kedvezőtlenül hatnak a mérési eredményekre. A másik felismerés az volt, hogy a napjainkban használt berendezéseknél a vágány nincs megszakítva, ezért a mérleg előtti és utáni pályaszakaszok is részt vesznek a teherfelvételben, ami a mérés pontosságát szintén hátrányosan befolyásolhatja.
E két felismerés alapján arra jutottunk, hogy ha sikerülne a mérés pontosságát befolyásoló külső zavaró körülményeket tovább csökkenteni, a vasúti kocsik haladási sebessége növelhető lehetne anélkül, hogy a mérés pontossága romlana. A kifejlesztett eszköznél a mérőberendezés elkülönül a vasúti pályától, amely nem vesz részt a mérési folyamatban, csak a mérőberendezés alátámasztására szolgál. Mivel a mérés során az erőmérő celláktól érkező villamos jelek csak a kocsikerékről átadódó terhekből származnak, a vasúti pálya állapota nem befolyásolja a mérés eredményét. Éppen ezért a mért értékek várhatóan lényegesen pontosabbak lesznek, mint az eddig ismert, más mérési elven működő mérés esetében [1], [2], [3]. A berendezést tartalmazó műszaki megoldást 2010 szeptemberében, P1000482 ügyszám alatt benyújtottuk a Magyar Szabadalmi Hivatalhoz (2011-től Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatala – a szerk.) szolgálati találmány megadása céljából. Az újdonságvizsgálat 2012. május 29-én lezárult, a találmány ideiglenes oltalmat kapott. A végleges oltalom megadásához szükséges érdemi vizsgálat még folyamatban van.
A mérőberendezés működése
A mérőberendezés két mérőegységből áll, az egyiket a vasúti pálya jobb, a másikat a bal sínszálára kell ráépíteni. A mérőberendezéssel dinamikus mérést, illetve diagnosztikai vizsgálatot úgy lehet végezni, hogy a vasúti jármű menet közben áthalad a merőberendezésen, és eközben a kerekek teljes terhe a két mérőegység mérősínjét terheli. Erre a célra szolgál a mérősínek elején és végén lévő enyhe szögű emelkedő, illetve lejtő. Ezáltal a mérősínek a rájuk jutó terhet felveszik, és átadják a bennük lévő mérőcelláknak. A mérősínekben lévő mérőcellában a terhelőerő villamos jellé alakul át. A villamos jelek a mérőcellák kábelein keresztül jutnak el az elektronikus jelátalakító és kiértékelő műszerbe.
A mérőberendezések típusai
A fejlesztés eredménye egy új, szabadalmaztatott, a mérlegszakmában eddig még nem alkalmazott mérési elven működő, kis költséggel, gyorsan és könnyen felszerelhető mérlegcsalád, mely mobil és telepített változatban építhető be. A mobil (hordozható) berendezés 2015 februárjában elkészült, és kipróbálás, illetve tesztelés céljából szereltük fel a konténerátrakó terminál saját célú vasúti pályahálózatán (iparvágányán) (3., 4. ábra).
3. ábra. A mobil berendezés elvi rajza 4. ábra. A felszerelt mobil berendezés
A három hónapos próbaüzem során rendellenességet nem tapasztaltunk, a mérési eredmények pedig megfeleltek az elvárásoknak. A telepített (beépített) berendezésből 2 db a Dunakeszi Járműjavító Kft. üzemében épült be a hazai összeszerelésű CAF villamosok mérésére (5–9. ábra).
5. ábra. A mérőberendezés beépítés közben 6. ábra. A beépített mérőberendezésre gördülő kerék
A berendezések létesítésére a Nemzeti Közlekedési Hatóság Útügyi, Vasúti és Hajózási Hivatal Vasúti Főosztálya UVH/VH/407/2/2016. számon kiadott határozatával adott engedélyt.
7. ábra. A berendezések kalibrálási bizonyítványa
A két berendezés műszaki átadás-átvételére 2016. április 4-én került sor, és a sikeres próbaüzem után a Nemzeti Közlekedési Hatóság Útügyi, Vasúti és Hajózási Hivatal Vasúti Főosztálya a használatbavételi helyszíni bejárást november 10-én eredményesen lefolytatta. A berendezések, mérőeszközök hitelesítésére jogosult cég által kiadott kalibrálási bizonyítvánnyal rendelkeznek (7. ábra).
A berendezés alkalmazásának várható előnyei
A saját célú vasúti pályahasználók (fuvaroztatók) jelenleg a legtöbb helyen az üzembe beérkező és kimenő összes vasúti kocsit ugyanazon a mérlegen mérik. Ez kétségtelenül előnyös a mérési hibák kiküszöbölése céljából, ugyanakkor nagymértékben behatárolja (korlátozza) az üzem vasúti forgalmát, esetleges meghibásodáskor ellehetetleníti az üzem folyamatos működését. Ennek fő oka a jelenleg kapható mérlegek viszonylag magas ára, ezért kevés gazdálkodó engedheti meg magának azt, hogy a rakodás helyén megfelelő számú és pontosságú mérleget telepítsen. Hogy ezen a helyzeten javítani lehessen, olcsóbb, és az igényekhez igazodó pontosságú mérlegekkel kell a piacon megjelenni. Ha a mérlegek ára számottevően csökken, sokkal több gazdálkodó tehetné meg, hogy a mérlegelési feladatait közvetlenül a rakodóhelyeken végezze el. A vasútvállalatok (fuvarozók) és a vasúti pályahálózatokat üzemeltetők (MÁV Zrt. GYSEV Zrt.) szempontjából jelentős mértékben megelőzhetők, illetve csökkenthetők a túlterhelt vagy hibás járművek vasúti közlekedésben való részvétele, ezzel a bekövetkező balesetek, vonatkisiklások, a vasúti járművek javítási és a vasúti pálya helyreállítási költségei. Lehetővé válna a vasúti kocsik tömegének menet közbeni mérése, és így a mért tömeg alapján lehetne a szállítási díjat meghatározni. Csökkenhetnének a más európai országokban közlekedő vasúti járműveinknek az előírások megsértéséből származó pénzbírságai.
8. ábra. A padozatba épített kerékterhelés-mérő berendezés
9. ábra. A berendezés kezelőhelyiségében lévő kiértékelő, kijelző és dokumentáló egység
Nemzetgazdasági szempontok
A közlekedésbiztonság javulása előnyösen hatna az ország és a magyar vasút nemzetközi megítélésére, ami a befektetési és kereskedelmi piacon többletbevételekkel járhat. Mivel viszonylag szerény a kínálat az olcsó és gyorsan felszerelhető vasúti járműmérlegek piacán, egy ilyen termék iránt minden bizonnyal lenne külföldi érdeklődés is. Általánosságban megállapítható, hogy a vasútbiztonságot fokozó és a vasúti áruszállítás gazdaságosságát növelő eszközök iránti igény világszerte nagy, és növekvő tendenciát mutat.
