Finská dopravní agentura chce pomocí automatického měřicího systému Tamtron Scalex Wild zvýšit bezpečnost železničního provozu, snížit dopady na životní prostředí a omezit náklady na údržbu.
Vysoké rychlosti, těžké náklady a náročné povětrnostní podmínky kladou na kola železničních vozidel velké nároky. Například v důsledku zablokovaných brzd se na nich mohou vytvořit plochá místa, což vede k ztrátě kruhovitosti kol a způsobuje poškození kolejových vozidel i kolejnic. K uvolnění částí kola mohou vést také materiálové vady nebo únava oceli.
„Ploché místo na běhounu kola naráží při každé otáčce na kolejnici a ložiska kola jsou rovněž vystavena odpovídající síle. Pokud tento stav trvá dostatečně dlouho, ložiska se začnou poškodit a nakonec se zaseknou. V konečném důsledku může dojít k zlomení nápravy a vykolejení vlaku,“ vysvětluje Seppo Mäkitupa, vedoucí železniční jednotky Finské dopravní agentury.
Ve Finsku odpovídá za údržbu, opravy a rozvoj železniční sítě Finská dopravní agentura. Jejím úkolem je udržovat železniční síť v dobrém stavu, aby byla zajištěna bezpečná a efektivní doprava. Pokud má kolo s obvodem přibližně tři metry ploché místo, bude tato vada narážet na kolejnici jednou za tři metry. Při extrémně nízkých teplotách vznikají v kolejnici tak vysoké napětí, že při nárazu plochého místa může dokonce dojít k jejímu zlomení, což může mít za následek selhání bezpečnostních zařízení, narušení provozu a nehody. Vadná kola vlaků také způsobují obtěžování životního prostředí. Vytvářejí hluk a vibrace půdy, které ruší lidi žijící v blízkosti železnice.
Detekce závad sluchem
„Dříve jsme se snažili odhalovat závady na kolech vlaků tím, že jsme naslouchali zvukům projíždějících vlaků. Kdykoli vlak projížděl stanicí, patřilo mezi povinnosti personálu poslouchat kola a zvuky, které vydávala. Možná to bylo trochu pracné, ale i tehdy se nám podařilo některé závady odhalit. V průběhu let však byly železniční stanice uzavřeny a počet zaměstnanců se snížil, takže jsme museli detekci závad kol automatizovat pomocí zařízení instalovaného na kolejích,“ říká Mäkitupa.
Dříve se také prováděly namátkové kontroly kol stojících vlaků. Nebylo však možné zkontrolovat celé kolo, protože jeho většina je skrytá za brzdou, konstrukcí podvozku nebo u kolejnic. Odchylky od kruhovitosti bylo možné zjistit pouze měřením v opravně, což kontroly zpomalovalo a prodražovalo.
„Scales Wild detekuje závady kol sledováním sil mezi kolejnicemi a koly v reálném čase.“
Řešení pomocí automatického měřicího systému
V letech 2010–2011 finská dopravní agentura otestovala na hlavní trati jižně od Oulu měřicí systémy tří různých dodavatelů určené k detekci plochých kol a rozhodla se pro finské řešení vyvinuté společností Tamtron. Objednala si celkem 16 měřicích systémů Tamtron Scalex Wild, z nichž 12 bylo nainstalováno na železničních tratích a čtyři na hraničních přechodech na ruské hranici.
Systém Scalex Wild detekuje vady kol tím, že v reálném čase monitoruje síly působící mezi kolejnicemi a koly. Slouží také jako železniční váha, která váží každou nápravu, podvozek a vagón a reaguje i na chyby v naložení. Měření je možné při provozní rychlosti vlaku 20–250 km/h. Systém Scalex Wild má velmi vysokou měřicí frekvenci a výsledek je spolehlivý, protože rázová zatížení kol jsou monitorována po dobu dvou úplných otáček.
„Systém automaticky měří každou jednotku přejezdového zařízení, respektive lokomotivu a vagón. Kdykoli přijede vlak, systém se aktivuje, provede měření a odešle naměřená data do technické dispečerské místnosti Finské dopravní agentury. Tam jsou data zpracována a předána jednotce údržby kolejových vozidel,“ říká Mäkitupa.
Pokud dispečink zaznamená v naměřených datech něco neobvyklého, jako jsou plochá kola nebo přetížené vagony, je tento problém rychle vyřešen. Poškození zařízení způsobenému plochými místy a jinými vadami kol lze předejít zastavením vadných vagónů dříve, než dojde k větším škodám.
Zpočátku se žádné mezní hodnoty nepoužívaly a systém pouze shromažďoval naměřená data. Po změření přibližně pěti milionů náprav byly definovány mezní hodnoty s cílem odstranit vady kol, které jsou pro železnici a zařízení nejškodlivější. S rostoucím počtem zařízení a dat umožnilo použití mezních hodnot zlepšit stav kol a bylo možné přijmout nové, mírně nižší mezní hodnoty.
Kola zůstávají v lepším stavu
Od zavedení měřicího systému Scalex Wild došlo k mnoha zlepšením, pokud jde o stav železniční sítě a vozového parku.
„Tento systém je objektivní a poskytuje jednotnou kvalitu výsledků na rozdíl od pokusů o detekci závad poslechem na stanicích. Poskytuje nám jednoznačné číselné hodnoty a přehledné grafy sil, které můžeme v případě potřeby využít ke kontrole stavu kola,“ říká Mäkitupa.
Již nedochází k lámání náprav v důsledku poruch ložisek způsobených plochými koly, což zvýšilo bezpečnost železničního provozu.
Stav kol železniční techniky se zlepšil od té doby, co se výsledky měření začaly využívat při jejich údržbě. Pomocí RFID štítků kolejových vozidel lze sledovat historii pohybu jednotlivých kol v různých časech a na různých místech a pozorovat, jak se vady kol vyvíjejí. Počínající závady kol lze řešit mnohem dříve než dříve. K poruchám náprav v důsledku vad ložisek způsobených plochými koly již nedochází, což zvýšilo bezpečnost železničního provozu. Snížil se také hluk při jízdě a vibrace půdy v okolí železnice.
Podle Mäkitupy je k odhadu dosažených úspor zapotřebí dlouhodobější sledování. Společnost VR a provozovatel nákladní železniční dopravy Fenniarail již ocenili zřetelné úspory, které jim tento systém přinesl.
„Kola není nutné tak často vyřazovat z provozu, ale lze je místo toho přetvarovat na soustruhu. Jedná se o situaci, z níž mají prospěch jak provozovatel železniční sítě, tak dopravci,“ říká Mäkitupa.
Hladká spolupráce od samého začátku
Finská dopravní agentura a její předchůdce, Finská železniční správa, spolupracují se společností Tamtron již od počátku 21. století. Nezbytné praktické zkoušky v rámci vývoje snímačů nárazového zatížení kol byly – a jsou i dnes – prováděny pomocí testovacího zařízení nainstalovaného ve státní železniční síti.
„Spolupráce s oddanými a kompetentními zaměstnanci společnosti Tamtron probíhá od začátku testování mimořádně hladce. Finská dopravní agentura oceňuje zejména vhodnost systému Scalex Wild, aktivní přístup dodavatele k problémovým situacím, dostupnost servisu a údržby v krátké lhůtě, vynikající dostupnost kontaktních osob a celkově hladkou komunikaci,“ říká Mäkitupa.
Síť zařízení je nyní z větší části kompletní a Finská dopravní agentura bude podporovat vývoj měřicího systému, aby ještě lépe vyhovoval provozním potřebám.
