Bevezetés

2021 a vasút éve volt az Európai Unióban, amellyel a vasúti közlekedést mint a legbiztonságosabb és fenntartható közlekedési formát kívánták népszerűsíteni [1]. Reformjával kapcsolatos egyik legfontosabb kezdeményezés, a Shift2Rail 2014-ben indult meg, amely zöldebbé, biztonságosabbá és intelligensebbé teszi a közlekedést. Ez a legnagyobb vasúti rendszereket érintő európai kutatási projekt, amely egyfelől olyan területeket érint, mint a digitalizáció, fenntarthatóság, másfelől természetesen magában foglal klasszikus témákat is, mint a költségek és vágányok rendelkezésre állásának optimalizálása [2, 3].
A 70 éves működése alatt ~43 000 kitérőt legyártó VAMAV Kft. tulajdonosain keresztül aktívan részt vesz a Shift2Rail­ben, hiszen üzleti és kutatási partnereivel együtt elkötelezett a vasút versenyképességének növelése mellett. Olyan megoldásokat keresünk, amelyek segítségével meg tudunk felelni azon vevői elvárásoknak, mint a nagyobb idejű üzemképes állapot vagy a kényelmi szempontok, a különleges utazási élmény. Mindezeket fő feladatunkra, a kitérőgyártásra összpontosítva tesszük meg, különös tekintettel a kitérőt alkotó sínekre, biztosítóberendezési elemekre, erőátviteli rendszerekre és különféle diagnosztikai vagy egyéb tradíciót az innovációval ötvöző digitális megoldásokra. Tehát már nemcsak egyszerűen kitérőket, hanem komplett felépítményi rendszereket, komplex megoldásokat, ezzel gyakorlatilag rendelkezésre állást kínálunk ügyfeleinknek.

A hazai kitérőgyártás fejlesztésének fő fókuszai 2030-ig

Az Erópai Unióban az üvegházhatást okozó gázok 25%-ának kibocsátója a közlekedés, amelyből körülbelül 75%-ért a közút, 14%-ért a vízi és légi közlekedés és mindössze 1%-ért a vasút a felelős. Míg Magyarországon például 2016–2020 között a közúti személyautós közlekedés esetében az ötéves fajlagos emisszióérték 176 g CO₂e/utas-km, addig a vasúti közlekedésre ennek negyede, 45 g CO₂e/utas-km volt [4].
Az uniós elvárások alapján 2050-re 90%-kal kell csökkenteni a károsanyag-kibocsátást. Ennek értelmében 2030-ra a 300 kilométernél hosszabb tranzit közúti közlekedés 30%-át, 2050-re pedig az 50%-ot kell fenntartható közlekedési módra terelni, amely Magyarországon gyakorlatilag a vasútat jelenti [5].
Ebből következik, hogy a vasút egyre attraktívabbá és fontosabbá válik a személyszállítás és teherfuvarozás szempontjából, amely növekvő utasszámot és árumennyiséget jelent [6, 7].
Emiatt az infrastruktúra működtetői számára fontos olyan eszközök, berendezések alkalmazása, amelyek megbízhatóan képesek kielégíteni ügyfeleink igényeit, garantálják a biztonságot és a pontosságot. Azért, hogy ezeknek a követelményeknek megfeleljünk, tulajdonosainkkal, a MÁV Zrt.-vel és a voestalpine Railway Systems GmbH-val kooperálva folyamatosan olyan innovatív termékeket, megoldásokat keresünk, amelyekkel ezeknek a feltéteknek eleget tesznek.
Kutatási projektjeink célja olyan kísérleti kitérők, illetve egyéb vasúti berendezések beépítése, valamint szolgáltatások nyújtása a következő három-öt évben, amelyek hosszabb élettartamot biztosítanak, így alacsonyabb élettartamköltséget jelentenek és magasabb rendelkezésre állást eredményeznek a felhasználónak. Ezen fejlesztések által csökkenthető az olyan költségintenzív munkáltatások száma, mint a nagy igénybevételek miatt szükséges ágyazattisztítás vagy a kitérőszerkezetek idő előtti cseréje. A fő irányok meghatározásához alapvető fontosságú a felépítményi szerkezetek élettartamát meghatározó paraméterek vizsgálata.

A vasúti pálya állapotát befolyásoló tényezők

Ezek sokfélék lehetnek, amelyek közül a legfontosabbak [8]:
a) az üzemi igénybevételek nagysága és minőségi paraméterei (átgördült elegytonna, sebesség, tengelyterhelés, vontatási nem stb.);
b) a felépítményi szerkezet minőségi paraméterei (korosság, felépítményi rendszer, ezen belül a sínrendszer, aljtípus, aljtávolság, leerősítések típusa, ágyazat anyaga, vastagsága, és közvetve az alépítmény koronavédelme, a vízelvezetés, valamint az alépítmény teherbírása);
c) a felépítménycserék módszere és gyakorisága;
d) a pályafenntartási munkák időbelisége, mennyisége és minősége.
Míg a c) pontban említett paraméterek pozitív hatása azonnal, addig az a), b) és d) pontban említett paraméterek miatti romlás általában lassabban jelentkezik. Mindegyikben közös azonban, hogy az időbeli lefolyástól függetlenül nagyban tudják befolyásolni az üzemképes idő, a rendelkezésre állás alakulását.

A rendelkezésre állás három alappillére

A nagyobb rendelkezésre állást a kompetenciakörükbe tartozó berendezések:
– üzembiztonságának szavatolásával,
– üzemeltetési folyamatainak egyszerűsítésével,
– és a vasúti pálya forgalomból történő kizárásának minimalizálásával, a javítási idő csökkentésével kívánjuk elérni.
Az üzembiztonság szavatolása érdekében különböző digitális megoldásokat nyújtunk, amelyek fő területei a jármű- és infrastruktúra-diagnosztika. Az üzemeltetési folyamatok egyszerűsítését az alkalmazott eszközök zavarmentes működésével, azok robusztus kialakításával kívánjuk elérni. A vasúti pálya forgalomból történő kizárásának minimalizálása érdekében alacsony karbantartási igényű szerkezeteket, berendezéseket fejlesztünk ki, amelyeket különböző proaktív szolgáltatásokkal támogatunk.

Digitalizáció

A vasúti pálya állapotát befolyásoló tényezők megfigyelése, az adatok gyűjtése és feldolgozása megfelelően megválasztott és telepített szenzorokkal lehetséges. Az így nyert adatokból szerzett információk a felépítményi szerkezetek karbantartási módszereinek kiválasztásán túl a szerkezetek további fejlesztéséhez is felhasználhatók.
Ezek olyan megbízható diagnosztikai és felügyeleti rendszerek, amelyekkel a járművek, infrastruktúra-elemek, vágánykomponensek, valamint az egyéb környezeti jellemzők figyelemmel kísérésére van lehetőség [9–12]. A berendezések kivitelénél a moduláris kialakítást preferáljuk. Ezzel pontosan definiálható, hogy az adott felépítményi szerkezeten milyen fizikai paraméterekkel rendelkező jármű haladt át, mik voltak a környezet legfontosabb jellemzői az áthaladáskor, és ezek hogyan befolyásolták a felépítményi szerkezet funkcionális működését.

Az említett diagnosztikai rendszer a voestalpine Railway Systems GmbH által gyártott új PhoenixMDS platform, ami olyan hálózatba kötött intelligens eszközöket jelent, amelyek legcélszerűbben a pálya egy adott pontjára koncentráltan telepített különféle szenzorok és IOT-megoldások kombinációit jelentik. Az ellenőrző kapu (checkpoint) kialakítása során egyedi vevői igények is figyelembe vehetők (1. ábra).