Fínska dopravná agentúra chce zlepšiť bezpečnosť železničnej dopravy, znížiť environmentálne nepríjemnosti a znížiť náklady na údržbu pomocou automatického meracieho systému Tamtron Scalex Wild.
Vysoké rýchlosti, ťažké zaťaženia a náročné poveternostné podmienky sú náročné na kolesá železničného vybavenia. Napríklad môžu vzniknúť ploché miesta v dôsledku zablokovaných bŕzd, čo spôsobuje, že koleso sa opotrebováva a stráca tvar a spôsobuje poškodenie železničných vozidiel a koľajníc. Materiálové defekty alebo únava ocele môžu tiež spôsobiť, že kusy kolesa sa uvoľnia.
„Ploché miesto na bežnej ploche kolesa zasahuje do koľajnice pri každej otáčke a ložiská kolesa sú tiež vystavené rovnakej sile. Keď to trvá dostatočne dlho, ložiská sa začnú lámať a nakoniec sa zaseknú. Nakoniec sa môže zlomiť náprava a vykoľajiť vlak,“ vysvetľuje Seppo Mäkitupa, vedúci železničnej jednotky Fínskej dopravnej agentúry.
Vo Fínsku je Fínska dopravná agentúra zodpovedná za údržbu, opravy a rozvoj železničnej siete. Jej povinnosťou je udržiavať železničnú sieť v dobrom stave, aby sa zabezpečila bezpečná a efektívna doprava.
Ak má koleso s obvodom približne tri metre ploché miesto, chyba zasiahne koľajnicu raz každé tri metre. Pri extrémne nízkych teplotách sa na koľajniciach vyvíjajú také vysoké napätia, že keď ploché miesto zasiahne, koľajnica sa môže zlomiť, čo môže viesť k poruchám bezpečnostných zariadení, narušeniam dopravy a nehodám. Chybné železničné kolesá tiež spôsobujú environmentálne nepríjemnosti. Spôsobujú hluk pri jazde a vibrácie v zemi, ktoré rušia ľudí žijúcich v blízkosti železnice.
Zistenie chýb pomocou ucha
„Predtým sme sa snažili zistiť defekty železničných kolies počúvaním zvuku prechádzajúcich vlakov. Kedykoľvek vlak prešiel stanicou, jednou z povinností personálu bolo počúvať kolesá a zvuky, ktoré vydávali. Možno to bolo trochu pracné, ale aj tak sme našli niektoré chyby. V priebehu rokov sa však železničné stanice zatvorili a personál sa znížil, takže sme potrebovali automatizovať zistenie defektov kolies pomocou zariadení nainštalovaných na koľajniciach,“ hovorí Mäkitupa.
Predtým sa tiež robili kontrolné merania kolies státionárnych vlakov. Avšak nebolo možné skontrolovať celé koleso, pretože väčšina z neho je skrytá za brzdou alebo podvozkom alebo proti koľajniciam. Nepravidelnosť sa mohla zistiť iba vykonaním meraní v opravárenskom stredisku, čo robilo kontroly pomalými a drahými.
„Scales Wild zistí defekty kolies sledovaním síl medzi koľajnicami a kolesami v reálnom čase.“
Riešenie prostredníctvom automatického meracieho systému
V rokoch 2010–2011 Fínska dopravná agentúra testovala tri rôzne meracie systémy dodávateľov na detekciu plochých miest na hlavnej trati južne od Oulu a rozhodla sa pre fínsku riešenie vyvinuté spoločnosťou Tamtron. Objednala si celkom 16 meracích systémov Tamtron Scalex Wild, z ktorých 12 bolo nainštalovaných na železničných tratiach a štyri na hraničných prechodoch na ruskej hranici.
Scalex Wild zistí defekty kolies sledovaním síl medzi koľajnicami a kolesami v reálnom čase. Slúži tiež ako váha pre vlaky, ktorá váži každú nápravu, podvozok a voz a reaguje aj na chyby pri nakladaní. Meranie je možné pri rýchlostiach na trati, s rýchlosťou vlaku 20–250 km/h. Scalex Wild má veľmi vysokú meraciu frekvenciu a výsledok je spoľahlivý, pretože zaťaženia kolies sú monitorované počas dvoch úplných otáčok.
„Systém automaticky meria každú jednotku prechádzajúceho zariadenia, alebo motor a voz. Kedykoľvek vlak príde, systém sa aktivuje, meria ho a posiela meracie údaje do technickej kontrolnej miestnosti Fínskej dopravnej agentúry. Tam sa údaje spracovávajú a posielajú do údržbovej jednotky železničných vozidiel,“ hovorí Mäkitupa.
Ak kontrolná miestnosť zaznamená niečo abnormálne v meracích údajoch, ako sú ploché kolesá alebo preťažené vozne, problém sa rýchlo rieši. Poškodenie zariadenia spôsobené plochými miestami a inými defektmi kolies sa dá predísť zastavením chybných vozňov pred tým, ako dôjde k väčšiemu poškodeniu.
Na začiatku sa nepoužívali žiadne limitné hodnoty a systém iba zbieral meracie údaje. Po meraní približne piatich miliónov náprav boli definované limitné hodnoty s cieľom eliminovať defekty kolies, ktoré sú najškodlivejšie pre železnicu a zariadenia. S rastúcim množstvom zariadení a údajov umožnilo používanie limitných hodnôt zlepšiť stav kolies a bolo možné prijať nové, mierne nižšie limitné hodnoty.
Kolesá zostávajú v lepšom stave
Od zavedenia meracieho systému Scalex Wild sa mnohé veci zlepšili pokiaľ ide o stav železničnej siete a zariadení.
„Systém je nestranný a má jednotnú kvalitu v porovnaní s pokusmi o zistenie defektov pomocou ucha na staniciach. Poskytuje nám jednoznačné číselné hodnoty a jasné grafy síl, ktoré môžeme použiť na kontrolu stavu kolesa, ak je to potrebné,“ hovorí Mäkitupa.
Nápravy sa už nezlomili kvôli poruchám ložísk spôsobeným plochými kolesami, čo zvýšilo bezpečnosť železničnej dopravy.
Stav kolies železničného vybavenia sa zlepšil od začiatku používania výsledkov merania v ich údržbe. Pomocou RFID štítkov železničných vozidiel je možné sledovať cestovnú históriu jednotlivého kolesa v rôznych časoch a na rôznych miestach a sledovať, ako sa vyvíjajú defekty kolies. Počiatočné defekty kolies je možné riešiť oveľa skôr ako predtým. Nápravy sa už nezlomili kvôli poruchám ložísk spôsobeným plochými kolesami, čo zvýšilo bezpečnosť železničnej dopravy. Taktiež sa znížil hluk pri jazde a vibrácie v zemi spôsobené v blízkosti železnice.
Podľa Mäkitupu je potrebné monitorovanie počas dlhšieho obdobia, aby sa odhadli dosiahnuté úspory. VR a nákladný železničný operátor Fenniarail už pochválili jasné úspory, ktoré im systém priniesol.
„Kolesá sa nemusia tak často vyhadzovať a môžu sa namiesto toho prepracovať na sústruhu. To je výhodná situácia pre prevádzkovateľa železničnej siete a dopravných dodávateľov,“ hovorí Mäkitupa.
Hladká spolupráca od začiatku
Fínska dopravná agentúra a jej predchodca, Fínska železničná správa, spolupracovali so spoločnosťou Tamtron od začiatku 21. storočia. Nevyhnutné praktické skúšky pri vývoji detektorov zaťaženia kolies sa – a aj dnes – vykonávajú pomocou testovacieho zariadenia nainštalovaného v železničnej sieti štátu.
„Spolupráca s oddaným a kompetentným personálom spoločnosti Tamtron bola od začiatku testovania mimoriadne hladká. Fínska dopravná agentúra si najmä cení vhodnosť systému Scalex Wild, aktívny prístup dodávateľa k problémovým situáciám, dostupnosť služieb a údržby na krátke oznámenie, vynikajúcu dostupnosť kontaktných osôb a hladkú komunikáciu vo všeobecnosti,“ hovorí Mäkitupa.
Sieť zariadení je teraz väčšinou dokončená a Fínska dopravná agentúra bude podporovať vývoj meracieho systému, aby lepšie vyhovoval prevádzkovým potrebám.
