Életciklus-menedzsment

Minden nagy teljesítményű vasúti infrastruktúra kiépítése és karbantartása ügyfélközpontú, igényekhez igazodó és stratégiai szempontból hosszú távra tervezett szemléletmódot kíván meg. Ezen célok elérése érdekében az ÖBB Infrastruktur AG a vasúti infrastruktúra fenntartási rendszerét proaktív életciklusmenedzsmenttel (Life Cycle Management, LCM) bővítette.

Az intézkedésekre irányuló döntések meghozatala az életciklusköltségek értékelésén alapul, ami mind műszakilag, mind gazdaságilag optimalizált döntések születését eredményezi, ezáltal biztosítva az infrastrukturális létesítmények fenntarthatóságát. Az életciklus- menedzsment immár az ÖBB új építési beruházási projektjeinek és fenntartási tervezésének állandó alkotóelemévé vált, ezáltal jelentős mértékben hozzájárul a költséghatékony és nagy teljesítményű vasúti infrastruktúra biztosításához. E cikk az ÖBB Infrastruktur karbantartási stratégiájának egyes fő elemeit ismerteti.

Teljes körű karbantartási stratégia megvalósítása

Az Osztrák Köztársaság 2008. 11. 23-i kormányprogramja rögzíti, hogy „az infrastruktúra fejlesztésének az életciklusköltségek optimalizálására kell irányulnia“. Ezen optimalizált karbantartási stratégia következetes megvalósítása azonban mindenképpen megköveteli a gondos stratégiai átgondolást és az abból következő szükséges lépések megtételét. A karbantartási stratégiát ezen túlmenően folyamatosan igazítani kell a hálózati stratégiához, az üzemviteli és gazdálkodási stratégiához, valamint a létesítményi stratégiához. Az ÖBB karbantartási stratégiájának célja a pótlási beruházásokra irányuló intézkedések és a fenntartási intézkedések közötti optimális egyensúly elérése a megkívánt minőség és a megcélzott rendelkezésre állás követelményének figyelembevételével. Ezek a törekvések az ÖBB szempontjából négy alapelvben foglalhatók össze.

1. A létesítmények aktuális állapotának számszerű leírása

A mennyiségi és a minőségi mérőszámok megállapításának alapja az aktuális állapot ismerete és felügyelete. Ide tartoznak a költségek, teljesítménymennyiségek (km-szabályozás, vágányfelújítás, kmcsiszolás/ köszörülés stb.), de a minőségi jelzőszámok is, zavarok vagy állapotjelző számok formájában.

2. Az optimális teljesítmény kérdése

Meg kell válaszolni azt a kérdést, hogy milyen gazdaságilag ésszerű keretek között oldható meg a stratégiailag szükséges értékteremtés saját házon belüli teljesítéssel: tehát a központi üzleti tevékenységre kell-e összpontosítani vagy a „make-orbuy” (saját termelés és külső beszerzés közötti) döntés stratégiai átültetésére.

3. A hatékonyság ellenőrzése

További előfeltétel az úgynevezett teljesítési stratégia, ezzel együtt pedig a teljesítmény hatékonyságának kérdése. Erre vonatkozóan az ÖBB-nél 2006 óta működik egy hatékonyságnövelő program, amely a pótlási beruházások területén 2012-ig 5%-os megtakarítási potenciált eredményezett, és amellyel az elkövetkezendő években 8%-os megtakarítási célt kívánnak elérni.

4. Szervezeti optimalizálás

A 2. és 3. stratégiák kiegészítéseként a karbantartási szervezet optimalizálása is szükséges. Ez a szervezeti optimalizálás az ÖBB-nél az Infrastruktur Bau AG és az Infrastruktur Betrieb AG összevonásával és a Szakasz- és Állomásmenedzsment Üzletág létrehozásával indult meg. Az összes releváns tevékenység egy integrált szakaszmenedzsmentbe történő összefogásával nagyon hatékonyan sikerült megvalósítani az „egy szakasz, egy felelősség” vezérelvet.

Az életciklusköltség folyamatának érvényesülése a karbantartásban – „megfelelő intézkedés a megfelelő időpontban“

A hosszú távú hálózat-fenntartási stratégia feladata, hogy a létesítmények életciklusköltségeit lehetőség szerint alacsony szinten tartsa. Ehhez három alapvető folyamatot kell összekapcsolni – a karbantartás optimalizálását, a pótlási beruházások helyes időpontjának meghatározását és a pótlási beruházások során optimalizált életciklusú létesítmények létrehozását. A hálózat-fenntartási stratégia ezek szerint három egymással összehangolt részstratégiából épül fel:

• A karbantartási stratégia a felügyelet, a karbantartás, a zavarelhárítás és a javítás folyamatainak optimalizálásával foglalkozik. A karbantartási stratégia célja a létesítmények működésének biztosítása magas rendelkezésre állás mellett és megfelelő minőségben. A karbantartási költségek (a kizárólagos karbantartási költségek és a kapcsolódó üzemakadályoztatási költségek) optimalizálásával párhuzamosan gondoskodni kell a létesítmények állagának megőrzéséről, illetve javításáról.

• A pótlási beruházás optimális időpontja az infrastruktúra-gazdálkodás egyik kulcskérdése, amelyet a gyakorolt karbantartási stratégia erősen befolyásol. A cél a létesítmény megfelelő működésének biztosítása a pótlási beavatkozás időpontjáig a létesítményállomány lehető legteljesebb kihasználtsága mellett. A költségek csökkentésének érdekében az ÖBB-nél egységesített módon végzik el a program felülvizsgálatát a pótlási beruházási tervek és a karbantartási munkák prioritásvizsgálata útján. Figyelembe veszik a sebességkorlátozások üzemakadályoztatási költségeit, és optimalizálják az infrastruktúra rendelkezésre állását. Ez hozzájárul a megbízhatóság növekedéséhez és az infrastruktúra elérendő minőségének biztosításához (sebesség, kapacitás, terhelés).

• Amennyiben sor kerül pótlási beruházásra, olyan felújítási stratégiát kell megvalósítani, amely a konkrét keretfeltételekhez igazodik. Olyan létesítmények építése a cél, amelyek tulajdonságaik – megbízhatóság, rendelkezésre állás, karbantarthatóság és biztonság (angolul RAMS) – és állaguk révén minimális életciklusköltségekkel járnak. A karbantartási stratégia és a pótlási beruházás optimális időpontja a hálózatfenntartás témakörébe tartozik. A felújítási stratégiát mind a hálózatfenntartásnál, mind a hálózatbővítésnél alkalmazzák. A vállalkozási szempontból optimalizált irányítás érdekében szükséges a létesítmények viselkedésére (minőségállapotokra) vonatkozó jelzőszámok és a létesítmények állagára (hátralévő hasznos élettartamára) vonatkozó paraméterek lehető legpontosabb megállapítása. A minőségállapotok a karbantartási intézkedések tervezése szempontjából szükségesek, míg a hátralévő hasznos élettartamok a létesítmények cseréjének (pótlási beruházás) szükségességét adják meg. Az optimalizált infrastruktúra-gazdálkodáshoz szükség van a létesítmények minősége és állaga közötti egyensúlyra. Az ÖBB Infrastruktur LifeCycleManagement csoportja pontosan ezekkel a kérdésekkel foglalkozik. Az ÖBB szakértőivel szoros együttműködésben szakágakra bontva dolgozzák ki a karbantartási és felújítási stratégiákat. Nagyobb beruházások esetében a csere optimális időpontja életciklusköltség-elemzések alapján kerül kidolgozásra.

A felépítmény mint mérvadó létesítmény

Az ÖBB Infrastruktur teljes vasúti hálózatállománya kb. 10 000 km vágányt és kb. 16 000 kitérőt foglal magában. Ebből kb. 6000 km vágány és 6000 kitérő az úgynevezett törzshálózat, az ÖBB fővonali hálózatának részét képezi. A vágányok jelenlegi átlagéletkora 22 év, a kitérőké kb. 25 év köré tehető. A törzshálózat kb. 20 éves átlagos életkora és az átlagban megcélzott 40 éves hasznos élettartam mellett az éves átlagos felújítási szükséglet mintegy 200 km, amely jelenleg szinte teljes mértékben meg is valósul. A vonalhálózat állapota az utóbbi években összességében pozitív irányba fejlődött, amely a nyomtávhibák, a síntörések, a helyi (lokális) hibák stb. csökkenéséből látható. Mindemellett nőtt az észlelt felületi hibák – a sínfej-hajszálrepedések (angolul Head-Checking, HC) – mennyisége, melyek elsősorban a kb. 600 m-től kb. 3000 m-ig terjedő ívsugár-tartományt érintik.

A sínkarbantartás

A vasút megjelenése óta a sín hordozza és vezeti a járművet, azonban a vasúti pályára ható erők az egyre nagyobb tengelyterhelések, sebességek és vontatási erők miatt folyamatosan nőnek. A sín erre a gördülő érintkezésből eredő fáradással, úgynevezett Head Checking (HC) hibákkal reagál, melyek kiküszöbölése az infrastruktúra-üzemeltetőket igen nagy pénzügyi, műszaki és üzemi kihívások elé állítja. A sínek folyamatos karbantartása azonban elkerülhetetlen, mivel ez jelentősen hozzájárul a pálya biztonságához, a sebességkorlátozások megelőzéséhez és az életciklusköltségek csökkentéséhez. Ebben az összefüggésben az ÖBB sínekre vonatkozó életciklusköltség-stratégiájában egyesül az egyik oldalon a reaktív megoldás, mivel a sínkárosodásokat csiszolással/köszörüléssel távolítják el, a másik oldalon a preventív hozzáállás, amely a magasabb sínminőségre összpontosít a megfelelő létesítményviszonyok és vágányterhelések mellett.

A cél az, hogy a sín alacsony fenntartási költségek mellett a lehető leghosszabb ideig a vágányban maradjon, a sín optimális, gazdaságilag hasznos élettartamának elérése érdekében. A sínmegmunkálási program kidolgozásakor ezért különleges jelentőséggel bír a beavatkozási határértékek helyes megválasztása. A karbantartási cél jelenleg az, hogy köszörüléssel/csiszolással kezeljék azokat a szakaszokat, amelyeken 1 mm-es mélységig terjedő HC hibák, valamint a 10 g feletti tengelycsapgyorsulással bejárt, kis sugarú ívekben hullámos kopások léptek fel.

Az ÖBB a sínkárosodások felderítésénél összesíti az ÖBB EM 250-es felépítményi mérőkocsi, valamint a repedésmélységek mérését végző örvényáramos, illetve ultrahangos mérővonatok mérési eredményeinek kiértékelését (1. ábra).

Az örvényáramos mérési eljárás a sínfejet a felszín közelében végzett vizsgálattal 3 mm-es mélységig vizsgálja. A sínmegmunkálás tervezése ezekre a mérésekre, illetve kiegészítő manuális örvényáramos mérésekre épül. Jelenleg az ÖBB-nél évente kb. 700 km vágánycsiszolást/ köszörülést végeznek, ami a jelenlegi vágányterhelés mellett megfelel az éves előirányzott mennyiségnek. A szisztematikusan és következetesen végzett sínkarbantartásnak köszönhetően a síntörések gyakorisága az utóbbi négy évben a 2009-es szint egyharmadára csökkent. Szintén erőteljes csökkenést sikerült elérni a HC kitörések miatt szükségessé vált síncserék tekintetében.

Ha azonban a sín már erősen károsodott, vagy ha tartalékai kimerültek (pl. elkopott), akkor a sín felújításra szorul. A sínkopási ráták és a károsodási viselkedés egész hálózatra kiterjedő kiértékelései, valamint többéves sínminőség vizsgálatok alapján kifejlesztettek egy életciklusköltségstratégiát a sínfelújításra vonatkozóan. Az ÖBB Infrastruktur AG az évente szükségessé váló, átlagosan kb. 550 km-nyi síncserére vonatkozóan a 2. ábrán látható stratégiai alapot dolgozta ki.

A sínek gondozását, illetve a javítási intézkedéseket általában azonban mindig a vágány fennmaradó hasznos élettartamának figyelembevételével kell elvégezni, hogy a létesítményállomány teljes mértékben kihasználható legyen. Az ésszerű karbantartás és a teljes felújítás közötti műszakilag gazdaságos döntés meghozatala az életciklus-menedzsment folyamatának egyik központi feladata. Ha egy pályalétesítmény eléri azt az életkort, amikor a kopás alapján már tekintetbe kell venni a felújítást, akkor elemezni kell, hogy az életciklus-költségek szempontjából egy pótlási költséget jelentő alternatív karbantartási beavatkozást még előnyben lehet-e részesíteni.

A zúzottkő ágyazat hasznos élettartamának meghosszabbítása

Az ÖBB Infrastruktur AG célja az, hogy a felépítmény reális hasznos élettartamát 35-40 évre meghosszabbítsa, és egyidejűleg a karbantartási és javítási költségeket csökkentse. Ezt a feladatot az innováció, a haladó szellemű műszaki tervezés és a pálya minden elemének termék-továbbfejlesztése útján kell megvalósítani. Az innovatív szemléletmódnak köszönhetően az ÖBB időközben figyelemre méltó sikereket ért el, különösen aljpapucsok és rugalmas sínbetétek használatával a vágányokban és kitérőkben (1. kép).

Ez a rugalmas felépítmény azt a célt szolgálja, hogy a dinamikus erőhatásokat és ezzel a zúzottkő ágyazat igénybevételét csökkentse. Az aljpapucsok alkalmazási tapasztalatai azt mutatják, hogy a süllyedési ráták erőteljesen csökkennek, az aljpapucs kíméli a zúzott követ, és a kis sugarú ívekben kevésbé hajlamos a hullámos kopásra. Az aljpapucsok használata csökkenti a javítási szükségletet és meghosszabbítja a hasznos élettartamot, ezért az életciklusköltségek szempontjából nagyon pozitív a megítélése. Az ÖBB 30 000 bruttó tonna feletti vágányterhelés esetén épít be aljpapuccsal ellátott normál és kitérőaljakat.

Jelenleg az ÖBB infrastruktúra-hálózatán már több mint egymillió aljpapuccsal ellátott alj és 650 ilyen kitérő található. A szabályozási időközöket igazolhatóan akár a háromszorosukra is meg lehet hosszabbítani e rugalmas elemek alkalmazásával, ami egyrészt pénzügyileg, másrészt a szakasz rendelkezésre állásának szempontjából is pozitívan hat. A felépítmény süllyedési viselkedésének tekintetében sokatmondó paraméter a hossz-fekszint-jel (EM 250 mérés), mivel ez a jel tükrözi a vágányok tényleges süllyedését. A mozgó átlagolással számított standard eltérés lehetőséget ad a felépítmény változási tendenciáinak szemléletes ábrázolására. A 3. ábra a vágány süllyedési viselkedését ábrázolja a hossz-fekszint-jel standard eltérése alapján, melyet kb. tíz éven keresztül egy kísérleti vágányszakasz aljpapuccsal ellátott, illetve aljpapucs nélküli keresztaljain mértek.

Összegzés

A vasúti infrastruktúrában alkalmazott összes rendszernek és építőelemnek a legfontosabb alapelvként a biztonságos vasútüzem feltételeinek, a műszaki követelményeknek és a rendelkezésre állási elvárásoknak kell eleget tennie. Az ÖBB Infrastruktur AG stratégiai célja, hogy a létesítményeinek tényleges hasznos élettartamát meghosszabbítsa, és ezzel együtt a karbantartási és javítási intézkedéseket csökkentse. Ezt a feladatot csak az innováció, a haladó szellemű műszaki tervezés és a pálya minden elemének termék-továbbfejlesztése útján lehet megvalósítani.

A javítási tevékenységek összeegyeztetése a felújítás tervezésével az infrastruktúra-gazdálkodás szempontjából központi, műszakilag iránymutató fontossággal bír. A vasúti infrastruktúra – és a vasúti pálya – egyik különlegessége a létesítmények hosszú hasznos élettartama. A hasznos élettartamok a létesítmények egyes részeinek megfelelő tervezése és az ehhez megfelelően alkalmazkodó karbantartás útján érhetők el. Az ÖBB a következetes és az innovatív megoldásokat rövid idő alatt megvalósító létesítménymenedzsmenttel korszerű pályainfrastruktúrát tud kínálni a jövőben. Az életciklus-menedzsment, a következő pontok teljesítésével, lényeges mértékben hozzájárul ehhez:

• az életciklusköltség-elemzések a létesítménymenedzsment állandó elemét képezik,

• életciklusköltségeken alapuló sínkarbantartás és sínanyag-stratégia,

• az ideális beruházási időpont megválasztása vágányfelújítások esetében,

• rugalmas felépítmény és a fenntartási ráfordítás csökkentése,

• a költségek és a rendelkezésre állás optimalizálása a szakágakat összefogó, a vasútvonalra érvényes szemlélettel.