System möjliggör tillståndsbaserat järnvägsunderhåll
Ett system som minskar livscykelkostnaderna för landets järnvägar och som samtidigt hjälper tågoperatörerna att optimera sitt hjulunderhåll, det är visionen. På Luleå Tekniska Universitet har man kommit en bra bit när det gäller att förverkliga denna intressanta vision inom tillståndsbaserat underhåll.
- Hjärtat i projektet är en hjulprofilmätare som sedan några år finns installerad på Malmbanan. Den bygger på ny teknik där kamera- och laserteknik kombinerats, säger Asplund.
Vad är syftet med projektet och mätaren?
- Egentligen är det så att vi vill kunna se hur fordonsparken på våra järnvägar egentligen ser ut. Det vet man faktiskt inte riktigt idag och det är en konsekvens av att själva bansystemet ägs av en aktör, Trafikverket, medan järnvägsfordonen ägs av många olika operatörer, ett femtontal. När det gäller tåghjul så finns det både underhålls- och säkerhetsgränser. När vi nu fått igång mätningar med hjulprofilmätaren så ser vi att det faktiskt finns tåg som kör på med hjul som är under säkerhetsgränsen. Genom att ha kontroll på detta så kan vi öka säkerheten på banorna, säger Matthias Asplund.
Säkerheten är alltså en aspekt i detta. Det finns också en ekonomisk.
- Det stämmer. Ett slitet eller felaktigt hjul leder till ett större slitage på banan än vad hjul i bra skick gör. Om bansystemet kan trafikeras med en lägre andel problemhjul så innebär det en bättre ekonomi i form av lägre livscykelkostnader för infrastrukturen, rälen i det här fallet. Det finns alltså två väldigt viktiga aspekter som vi kan adressera med hjulprofilmätaren, konstaterar Matthias Asplund.
System för hjulprofilmätning har funnits länge.
- Men, de flesta tidigare system har krävt att tågen kör förbi mätstationen långsamt. Vårt nya system kan mäta i hastigheter upp till 130 km/h. Det är installerat på en linje där hastigheten är begränsad till 120 km/h, vilket gör att vi i praktiken kan mäta alla hjul som passerar där. Vi var först i norra Europa med ett sådant här system. Nu vet jag att ett liknande system från samma leverantör installerats i Helsingfors, säger Matthias Asplund.
Systemet kommer från USA.
- Där är man långt framme när det gäller den här typen av teknik. När vi inledde projektet så var det på premissen att vi inte skulle utveckla ny teknik, utan utgå från något som redan fanns. Vårt intresse är att förbättra underhållet, inte tekniken som sådan. Men, en del utveckling har vi fått ägna oss åt ändå. Vi har ju ett rätt så speciellt klimat häruppe, men nu är systemet robust och klimatanpassat och jag är faktiskt förvånad över hur många hjul vi lyckas mäta med installationen med tanke på väderförutsättningarna. Mellan 65 och 90 % av alla hjul som passerar mäts och det är jättebra, med tanke på vinterförhållanden med snörök och liknande.
Kräver det här några speciella installationer eller utrustning på tågen?
- Nej, hjulprofilmätaren innehåller allt som behövs för att mäta hjulen. Men, om man verkligen vill ”pinpointa” hjulindivider med problem, så behöver vagnarna IT-taggas. Trafikverket håller på med ett sådant projekt med målet att alla vagnar ska få en IT-tagg. Vår mätare är ju installerad på Malmbanan där LKABs malmtrafik är den största operatöreren. De har redan taggat alla sina vagnar och får nu information om hjulprofilerna på dessa. De håller nu på att ta fram lösningar för att få in dessa data i sina underhållssystem så att man kan fatta beslut om hur vagnsparkens underhåll ska optimeras. Visionen är att något sådant ska finnas på plats hos alla operatörer och att lämpligt antal mätstationer finns på rätt ställe. Då finns i alla fall en teoretisk möjlighet att så gott som alla hjul tas in för underhåll vid rätt tidpunkt, säger Matthias Asplund.
Inom Trafikverket finns det i nuläget ingen plan för ett allmänt införande av systemet.
- Hur det blir med det återstår att se, men det skulle ligga i linje med en önskan som finns kring att få information om hur mycket tågen specifikt bryter ned bansystemet. Från infrastrukturförvaltarens synpunkt skulle det vara en fördel att kunna få betalt från operatörerna för den ”åverkan” som deras trafik ger upphov till. Om operatörerna betalar för ”sitt” slitage så ökar incitamenten att köra med bra utrustning och kör operatörerna med bättre utrustning hela tiden så blir ju livscyklerna längre och livscykelkostnaderna för spåranläggningen blir lägre, konstaterar Matthias Asplund.
Hur stor del av slitaget på spåren kan hänföras till just hjulen?
- Det går nog inte att svara på exakt, men däremot vet vi att 40 till 50 % av de totala UH-kostnaderna för spåren är relaterade till den lilla kontakten mellan hjul och räl. Med andra ord, är denna kontakt optimerad så finns det pengar att spara. Jag har haft kontakter med LKAB och ställt frågan hur mycket av deras UH-kostnader på loken som de relaterar till hjul/rälgränssnittet och de svarar runt 50 %, säger Asplund och fortsätter:
- En annan sak som systemet kan hjälpa till med är att utröna om det finns mer optimala sätt att svarva hjul och slipa räl än de som används idag. Vid både hjulsvarvning och rälslipning görs detta mot en nominell profil. Sedan slits de mot varandra på ett eller annat sätt och om detta är bra eller mindre vet vi egentligen inte. Vi ser att slitaget ofta inte är linjärt, utan går snabbare i början och det antyder i alla fall att den nominella profilen kanske inte är den optimala. Det kanske visar sig att det är mer optimalt att slipa eller svarva mot en sliten profil och i utvärderingen av detta kan hjulprofilmätaren säkert bidra, avslutar Matthias Asplund.
Peter Olofsson
Malmbanan
Malmbanan är ca 500 km lång och går mellan den Norska hamnen i Narvik och Svenska hamnen i Luleå. Mellan hamnarna finns två järnmalmsgruvor som producerar runt 20-30 miljoner ton färdig malm varje år. Malmbanan används för att transportera malmen ut till hamnarna då kunderna är globala. Vidare har Malmbanan Europas högsta axellast på 30 ton, trafiken är blandat på banan med den huvudsakliga tonnaget kommet från malmtågen. Ett malmtåg väger runt 8500 ton, är 750 meter långt, har 284 hjulaxlar och dras av två moderna lokomotiv. Totalt trafikeras Malmbanan dygnet runt av mellan 15 och 20 malmtåg.