Hogyan védekezhetnek a vasutak az egyre melegebb nyarak ellen?

A klímaváltozás elleni küzdelem a 21. század egyik legnagyobb kihívása. Egyre gyakoribbá válnak az extrém időjárási jelenségek, mint például a hőhullámok és az árvizek, így az infrastruktúra-kezelőknek is alkalmazkodniuk kell a megváltozott körülményekhez.

A vasút természeténél fogva ki van téve mindenféle időjárási körülménynek. Tervezési szabályai miatt a pálya meglehetősen jól ellenáll a magas hőmérsékleteknek: a nagysebességű vonatok megbízhatóan közlekednek az európainál melegebb éghajlatú országokban, például Marokkóban. A közvetlen napsugárzásnak kitett sínek hőmérséklete viszont akár húsz Celsius fokkal is magasabb lehet, mint a levegőé, ennek eredményeként a sínek akár hatvan fokosak is lehetnek negyven fok körüli hőségben. Mivel a sínek acélból készülnek, a melegedés során tágulni és hajlani kezdenek: ezt hívják kivetődésnek. Fennáll annak a veszélye is, hogy a felsővezeték, aminek tökéletesen egyenesen kell feszülnie a megfelelő működés érdekében, kis mértékben megnyúlik. Ezeken felül a pálya közelében található növényzet is meggyulladhat, megakasztva a forgalmat és rongálva az infrastruktúrát.

Európa néhány fontosabb pályahálózat-üzemeltetője, a francia SNCF, a spanyol Adif, a brit Network Rail, a svájci SBB és a német Deutsche Bahn (DB) a Rail Tech-nek nyilatkozott arról, hogy milyen taktikát választott a síneket érő extrém hőség ellen.

Időjárás-előrejelező eszközök

Az Adiftól elmondták, Spanyolországban ezen a nyáron nem történt olyan eset, melynél a hőség vagy a szárazság befolyásolta volna a vasúti üzemet. Mindazonáltal a spanyol vasúthálózat-üzemeltető kifejlesztett egy számítási eszközt a kockázati területek kiértékelésére az előrejelzett hőmérsékletek és a semleges hőmérsékletek (amikor nincs a sínben feszültség) alapján. Ez az eszköz azon kritikus környezeti hőmérséklet kiszámítására szolgál, ahonnan már nagy a kackázata a pálya deformálódásának az oldalirányú kivetődés miatt. Ezzel a módszerrel ideiglenes lassújelet adhatnak ki azon szakaszokra, ahova az előrejelzés nagyon magas hőmérsékleteket jósol. Az eszközt már most is használják, de az Adif szerint továbbra is a fejlesztésre fognak összpontosítani a pontosság és a használhatóság növelése érdekében.

Franciaországban az SNCF Réseau 2021 óta használja a Metigate nevű előrejelző eszközt, mely 13 napra ad előrejelzést a minimális és maximális sínhőmérsékletekről, valamint három napra a levegő hőmérsékletéről; az adatpontokat a teljes francia vasúthálózat körülbelül 180 pontjáról gyűjti be a rendszer. Ezzel az eszközzel a sínhőmérséklet-előrejelzések már nem csak a levegőhőmérséklet-előrejelzéseken alapulnak, hanem olyan meteorológiai paramétereket egyesítenek, mint a felhőtakaró, a napsütés vagy a páratartalom, még pontosabbá téve az előrejelzéseket. Az SNCF Réseau ezeket az előrejelzéseket használja a megfigyelés megszervezésére és az alkalmazkodásra a nyári szezonban és a hőhullámos időszakokban.

A Network Rail a MetDesk Ltd meteorológiai magánszolgáltatótól kapja az időjárás-előrejelzést egy szabványos beszerzési eljáráson keresztül. Habár ez a megközelítés gazdasági előnyökkel jár, hátrányai is vannak, mivel a szolgáltatásokat a beszerzésben meghatározott feltételek alapján rögzítik, és nem tükrözik a szerződés időtartama során elérhetővé váló tudományos vagy technológiai fejlesztéséket. A MetDesk olyan kiemelkedő gyártóktól származó megfigyelési és előrejelzési adatokból szerzi be szolgáltatásait, mint a Met Office és az ECMWF. A két szolgáltató előrejelzései az ECMWF determinisztikus globális előrejelzéseire támaszkodnak tizenkét kilométeres felosztásban, de hiányzik belőlük a valószínűségi részleteknek az időjárási figyelmeztetésekbe történő közvetlen integrálása. A MetDesk csapadék-előrejelzést is ad a Met Office radarjából származó, finomított és interpolált adatok felhasználásával. Különféle adatforrásokat tartalmaznak, például műholdakat és folyók vízszintjét, hogy testreszabott időjárási termékeket kínáljanak a Network Railnek. A jelenlegi időjárás-előrejelzés kezelése magába foglalja az úgynevezett Extrém Időjárás-előrejelző Telekonferenciákat (EWAT) is, melyek az időjárási riasztásokat és döntéseket a biztonság érdekében egy összetett döntési fán keresztül kommunikálják.

Felügyeleti eszközök

A vasútiinfrastruktúra-kezelők az időjárás-előrejelzés mellett egyre inkább figyelemmel kísérik a vágányok állapotát is. Az SNCF Réseau szerint a francia vasúthálózatot nyáron és télen is folyamatosan figyelik és rendszeresen karbantartják: karbantartócsoportok meghatározott körei kísérik figyelemmel az infrastruktúrát és jelzik előre a problémákat. A berendezések meghibásodása esetén a személyzet készen áll a beavatkozásra és a megfelelő biztonsági intézkedések megtételére. Az infrastruktúra elemeihez hasonlóan az alágyazatot is rendszeresen ellenőrzik. A sínek tágulása által a műtárgyakra nehezedő nyomást, valamint hosszan tartó szárazság esetén a töltések zsugorodásából adódó esetleges mozgásokat a zavarok jelzésére alkalmas érzékelők aprólékos figyelemmel, percekénti frissítéssel közlik.

A Deutsche Bahn hőmérséklet-érzékelőket telepített az üzemelés szempontjából különösen fontos biztosítóberendezésekbe. Ezek bizonyos határértékek átlépése esetén automatikusan üzenetet küldenek. A vasúttárság jelenleg további hőmérsékletérzékelőket tesztel a síneken és a szintbeli átjárók biztosítóberendezéseinél, távfelügyelettel a Diana elnevezésű központi diagnosztikai platformon keresztül. A diagnózist és analízist egyesítő – ezért az elnevezés –Diana egy olyan webalapú platform, melyen minden diagnosztikai adat integrálható, összekapcsolható, értékelhető és megjeleníthető, ami elengedhetetlen a németországi prediktív karbantartáshoz. Ezenkívül műszaki és figyelemfelkeltő intézkedéseket is alkalmaznak, hogy a pályákat hőhullámok esetén földmérésekkel vagy az érzékeny infrastruktúra-elemek speciális ellenőrzésével még ellennállóbbá tegyék.

Az Egyesült Királyságban a Network Rail távolról figyeli a kulcsfontosságú helyszíneken található berendezéseket, és jelzést kap, ha az infrastruktúra valahol már kezd túlmelegedni. Ez lehetősé teszi a társaságnak, hogy szakembereket küldjön ki a pontos helyszínekre, hogy előrejelezzék és megelőzzék az infrastuktúra meghibásodását, korlátozva ezzel a pályán eltölteni szükséges időt. A Network Rail hőkamerás drónokat is elkezdett használni, amik megmutatják, ha az infrastruktúra túlmelegedik. Ez segít a szakembereknek csökkenteni a pályán eltöltött időt, valamint hogy pontosan be tudják azonosítani a lehetséges problémákat, és ki tudják azokat javítani, még mielőtt késéseket okoznának. A pályamenti felügyeleti berendezéseknek a töltéseken és bevágásokon való használata szintén segít a hibák előrejelzésében és megelőzésében.

A pálya innovatív tervezése, karbantartása és kezelése

A szélsőséges hőmérsékletek ellensúlyozása és a vasút hatékonyságának fenntartása érdekében innovatív stratégiákat alkalmaznak. Az egyik hatékony módszer a sínek fehérre festése, így tesz a Network Rail és az Adif is – a brit infrastrukúra-kezelő szerint ezzel a módszerrel a sínek hőmérséklete öt–tíz Celsius fokkal is alacsonyabb lehet.

Az SBB viszont úgy véli, a fehérre festés költséges és számos hátránya is van, például a vizsgálóknak sokkal nehezebb észrevenni a sínek repedéseit, ráadásul a festék koszolódásával párhuzamosan az előnye is csökken. Az SBB, a DB és az osztrák ÖBB vizsgálatai alapján a világosra festés körülbelül öt Celsius fokkal csökkenti a sín hőmérsékletét. Az iparág viszont abban egyetért, hogy a technológia nem elég ahhoz, hogy igazán hatékony megelőző megoldást jelentsen.

Az SNCF megnövelt biztonsági határok felvételével alakította át vágányfektetési és karbantartási gyakorlatát. A modernizációs folyamat magába foglalja az olyan tervezési szabályok végrehajtását, melyek növelik a pálya ellenállóképességét. Napjainkban hosszú, hegesztett síneket használnak, melyek hatékonyan nyelik el a hőmérséklet által okozott feszültségeket. Ennek megfelelően a DB stratégiai hőmérséklet-szabályozást alkalmaz: 23 Celsius fokos hőmérsékletnél hegesztik össze a síneket; a technológia lehetővé teszi, hogy a pálya kibírja a mínusz húsz és plusz hatvan Celsius fok közötti hőmérsékletingadozásokat. Az SBB szerint a korszerű sínhegesztési technikák nagymértékben csökkentették a kivetődések számát, az SBB teljes hálózatán évente átlagosan mindössze három–hét vágánykivetődést jegyeznek fel és javítanak ki. A hosszú, hegesztett sínek nélküli vonalak különleges figyelmet kapnak karbantartás szempontjából. Az SNCF Réseau viszont a hőmérsékleti szabványok túllépése esetén vagy korlátozza a vonatok sebességét, vagy akár le is állítja a forgalmat.

Az SBB szerint a vágány deformációjának veszélye csökkenthető vasbeton keresztaljak alkalmazásával a talpfák helyett. A betonaljak jobban elnyelik a keresztirányú erőket, például azt a nyomást, amit a hőnek kitett acélsínek tágulása okoz. A vízszállító tartálykocsikból származó vízzel történő hűtés is hatékony intézkedés sínek deformációjának megelőzése szempontjából, ezt a módszert különösen a tűző napnak kitett helyeken, régi vágányoknál vagy karbantartási munkákat követően alkalmazzák.

A ballaszt, a felsővezeték és a növényzet problémáinak kezelése

Az Adif nyáron proaktív intézkedéseket tesz azon területek azonosítsa érdekében, ahol hiányzik a megfelelő mennyiségű ballaszt (például zúzottkő), mivel ez is oldalirányú kivetődést eredményezhet. Ennek megelőzése érdekében a méteres keskeny nyomtávú hálózat egyes szakaszain innovatív, kivetődésgátló keresztaljakat alkalmaznak.

Néhány helyen a felsővezetéket teszik időjárásállóvá, a lazulást megelőzendő. A Network Rail például nemrégiben kezdte el ezt alkalmazni a nyugati parti fővonalon (West Coast Main Line, WCML), növelve a vasúthálózat általános megbízhatóságát.

Az SNCF Réseau egész évben szabályozza a növényzet mértékét, csökkentve ezzel a tűzveszélyt vagy a fák űrszelvénybe való belógását. A franciák a vágányok közelében kialakuló bozóttüzek esetében vagy korlátozzák a szerelvények sebességét, vagy ideiglenesen le is állítják a forgalmat.

Erősebb légkondicionálással az egyre melegebb nyarak ellen

A vezérlési és biztonsági technológia hő miatti meghibásodásának megelőzése érdekében a Deutsche Bahn több ezer létesítményét látta el légkondicionáló rendszerrel, melyeket rendszeresen karbantartanak, ellenőriznek és korszerűsítenek. A vasúttársaság ezen felül az üzemeltetés szempontjából különösen fontos biztosítóberendezéseknél hőérzékelőket szerelt fel, melyek bizonyos határértékek átlépése esetén automatikusan értesítést küldenek. Ezzel idejekorán, még a meghibásodás előtt ellenőrizhetők a légkondicionáló rendszerek. Az SBB egyes jelző- és biztosítóberendezéseinél is van légkondicionálás a hő okozta rendszerhibák megelőzése érdekében.

A DB a távolsági és a regionális szektorban is új járművekbe fektet be: új távolsági vonatok beszerzésére körülbelül 12 milliárd eurót (hozzávetőlegesen 4500 milliárd forintot) fordít 2030-ig, idén havonta átlagosan három új ICE-vonat áll forgalomba. Ezen vonatokat már erősebb, akár 45 Celsius fokos hőségben is hatékonyan hűtő klímarendszerrel látják majd el. A vasúttársaság idén nyáron húsz százalékkal több ICE- és intercity-vonat közlekedtetett, mint 2022-ben, ez több mint 215 járművet jelent. Ezek mindegyikét már a legkorszerűbb, erős légkondicinálással szerelték fel, mely nemcsak a hatékonyságot növeli, hanem magas megbízhatóságot is, 99 százalékos rendelkezésre állással.

A távolsági és a regionális vonatok légkondicionáló rendszereit is félévente alapos ellenőrzésnek vetik alá. Szükség esetén intenzív karbantartást és műszaki javításokat is elvégeznek, többek között a tisztítást, a szűrők cseréjét, valamint a hűtőközegek és az alkatrészek frissítését. Ezen karbantartások mindkét kategóriában évente több tízmillió eurós (több milliárd forintos) kiadást igényelnek. A vonatszemélyzet a rendszeres képzésnek köszönhetően jól ismeri a légkondicionáló rendszerek kezelését. A klímaberendezés meghibásodása estén a személyzet hamar áttereli az utasokat a többi kocsiba. A távolsági szerelvények bőséges, összesen 65 ezer literes vízkészlettel vannak felszerelve, a nagyobb állomásokon további tartalékok állnak rendelkezésre.

Az SNCF a beszerzendő TGV-flottáját is felkészíti a jövőbeli hőhullámokra: míg a jelenlegi szerelvényeket maximum negyven Celsius fokos melegre tervezték, a 2024-től forgalomba álló TGV M-eket már úgy tervezték, hogy az előttünk álló évtizedekben várható hőmérséklet-növekedést is bírják.

(Nyitóképünkön egy oldalirányú sínkivetődés. Kép forrása: Network Rail Media / railtech.com)