Strategi och metodutveckling av underhållsgränser för fordon och bana : optimering av fordons- och banunderhåll sett ur ett ekonomiskt perspektiv

Projekt:

JVTC

Sammanfattning:
Både spårägare och trafikföretag ser en allt större ekonomiskt vinst att i att gå över från förutbestämt (tids- eller kilometerbaserat) till tillståndsbaserat underhåll. Vid denna övergång är det viktigt att se över både metoder för tillståndsbedömning och gränsvärden för underhåll och utifrån dessa välja en underhållstrategi som blir kostnadseffektivt för hela järnvägstransportsystemet.
Genom att diskutera underhållsgränser istället för säkerhetsgränser lyfts fokus till att omfatta både driftsäkerhet och kostnadseffektivitet för hela järnvägstransportsystemet. Med underhållsgränser avses en avvägning av underhållsinsatser kontra ekonomi i syfte att uppnå estimerad livslängd och leverera efterfrågad funktion till rätt pris. Syftet är att effektivisera underhållet, öka livslängden genom att minska antal hjul- och rälsbyten per år, samt att få en klarare återkoppling av underhållsåtgärder - effekt - till rätt kostnad och rätt pris.

En förstudie har genomförts i syfte att utreda användandet av underhållsgränser bland järnvägsförvaltare i världen. Den mynnade ut i ett förslag till en pilotstudie som sedan genomförts med Malmbanan som "laboratorium" och med stöd av TTCI (Transport Technology Center, Inc). Projektet har uppnått synergieffekter genom att resurser lånats från andra pågående forskningsprojekt vid JVTC. Dessa är DeCoTrack-spårnedbrytning och fordonsklassning, Tillståndsbaserat underhåll för malmvagnar, LCC för spårväxlar, Utvecklingsprojekt TURSAM/SAMPLA och JVTC Forskningsstationen i Sävast. Målet är att finnas en metodologi och ett arbetssätt som gör det möjligt att finna tillämpbara kostnadseffektiva gränsvärden för underhåll av fordon och bana i samverkan.

Pilotstudien inkluderar både en kartläggning av de system som används idag, en genomgång av möjlig teknik att utveckla för framtiden (resultat från forskningsstationen), litteratursökning (inte uppfinna hjulet på nytt), insamling av empirisk data och samlade erfarenheter från underhållspersonal samt en fallstudie i syfte att kartlägga vad man kan göra idag, brister och förbättringsområden.

Resultat visare att för flera av de tillståndsmätningar som utförs idag finns redan underhållsgränser införda, t.ex.:
Spårlägesmätningarnas B-fel Hjulskadedetektorns varningsnivå För att få en mer komplett bedömning av banan behövs förutom de metoder som finns idag även: Metod för att maskinellt detektera ytskador på räler Detaljerade uppgifter om spårväxlar Uppföljning av skarvar, svetsar
För att få en mer komplett bedömning av fordon behövs förutom de metoder som finns idag även:
Mätning av lateralkrafter och gångegenskaper Tidig detektion av lagerskador Hjulprofil Eventuellt test av bromsar Bättre kvalité på detektering av ytdefekter
Den dokumentation som behövs för att följa upp nedbrytningen är idag inte komplett och brister på så sätt att endast generella slutsatser kan dras. Viktiga förbättringar är:
Alla underhållsåtgärder som påverkar anläggningen, oberoende om de genomförs efter en besiktning, revision eller ett akut fel, dokumenteras i ett system BIS uppdateras för varje förändring i anläggningen, vilket åligger entreprenören Åtgärder som inte är relaterade till objekt ska positionsbestämmas med spårkm-angivelse(stations- och sträckinformation är för grovt). I fall av okulär besiktning måste skadetyperna specificeras enligt kod, ev. bör man kräva att tillståndskontrollanter har certifierad kunskap om rälsskador Statistik över vilka fordon som passerat, tonnage, antal axlar och spårkrafter. Identifikation av fordonstyp och axel Data från forskningsstation kan användas för fordonsklassificering och bör kunna kopplas ihop med nedbrytningen på räl. Omvänt måste också hypoteser listas för när banan förorsakar hjulnedbrytning, t.ex. när friktionen ökar. Minst lika viktigt är att utveckla informationshanteringen från alla typer av detektorer, vilket kräver automatiska identifikation av de vagnar som man önskar följa. Med vagns ID är det möjligt att delge tågoperatörer och infrastrukturägare data som kan användas för trendning och fastställande av lämpliga underhållsgränser.
Utifrån information som insamlas om en bandel kan man fastställa vilka underhållsgränser som tillämpas idag. Detta utgör då grunden för att förändra dessa gränser på ett sådant sätt att både trafikutövare och banförvaltare minskar sina kostnader. Litteraturstudierna visar att tillräckligt med kunskap finns för att påbörja ett sådant arbete. Däremot saknas heltäckande underlag för att säkert kunna säga om åtgärder ger effekt på kort sikt eftersom den historik som idag finns inte är av tillräckligt bra kvalitet. På längre sikt (3 år) är detta inget problem eftersom ett driftsäkerhetstänkande också innebär att även kvalitén på underhållsdata ska säkerställas.

Det fortsatta arbetet bör inriktas mot:
att ringa in de kostnadsdrivare som finns för fordon och bana. Att kartlägga samband mellan specifika hjul- och fordonsskador och räldefekter. Verifiering av effekter från underhållsåtgärder, t.ex. genom att mäta spårkrafterna i asymmetrisk slipade kurvor. En kartläggning av vilka nedbrytningsmodeller/simuleringsmodeller som kan komma till användning för prediktering av underhållsinsatser Koppling mot ekonomi, dvs. beräkning av hur stor påverkan av kostnadsdrivare blir genom att förändra underhållsstrategin.

Författare: Ulla Espling ; Arne Nissen ; Dan Larsson
Utgivare: Luleå tekniska universitet
Utgivningsdatum: 2007
Diarienummer: TRV 2011/58769
ISSN: 1402-1528
Språk: Svenska
Kontaktperson: Per Olof Larsson Kråik, UHjbs