Liikennevirasto haluaa parantaa junaliikenteen turvallisuutta, vähentää ympäristöhaittoja ja alentaa kunnossapitokustannuksia automaattisen Tamtron Scalex Wild -mittausjärjestelmän avulla.

Suuret nopeudet, painavat kuormat ja haastavat sääolosuhteet laittavat junakaluston pyörät koville. Niihin voi syntyä esimerkiksi lukkojarrutuksissa lovia, jolloin pyörä muuttuu epäpyöreäksi ja aiheuttaa kulumista ja vaurioita niin liikkuvalle kalustolle kuin kiskoille. Myös materiaaliviat tai teräksen väsyminen voivat irrottaa pyöristä paloja.

– Junan pyörän kulkupinnan lovi iskee kiskoon joka pyörähdyksellä ja vastaava voima kohdistuu myös pyörän laakerointiin. Kun tätä jatkuu riittävän pitkään, laakeri alkaa rikkoutua ja lopulta niin sanotusti leikkaa kiinni. Lopulta akseli saattaa mennä poikki, ja juna suistua raiteelta, selvittää Liikenneviraston ratateknisen yksikön päällikkö Seppo Mäkitupa.

Liikennevirasto vastaa Suomessa rataverkon ylläpidosta, kehittämisestä ja kunnossapidosta. Sen tehtävänä on pitää rataverkko kunnossa, jotta liikennöinti on turvallista ja tehokasta.

Jos ympärysmitaltaan noin kolmemetrisessä pyörässä on yksi lovi, tämä viallinen kohta iskee kiskoon vastaavasti aina kolmen metrin välein. Kovalla pakkasella kiskoon syntyy suuria jännityksiä, jolloin loven iskiessä kisko voi jopa katketa, mikä voi johtaa turvalaitevikoihin, liikennehäiriöihin ja onnettomuuksiin.

Viallisista junan pyöristä on myös ympäristöhaittaa. Ne aiheuttavat kulkumelua ja maaperän tärinää, jotka häiritsevät radanvarren asukkaita.

 

Ennen havainnoitiin korvakuulolta

– Junien pyörävikoja pyrittiin aiemmin löytämään ohittavan junan kulkua kuuntelemalla. Aina, kun juna ohitti aseman, henkilökunnan yhtenä tehtävänä oli kuunnella pyöriä ja niistä kuuluvia ääniä. Se oli ehkä vähän työlästä, mutta kyllä vikoja silloinkin löytyi. Vuosien mittaan asemia on kuitenkin suljettu ja henkilökuntaa on vähennetty, joten meille tuli tarve hoitaa pyörävikojen havainnointi automaattisesti rataan asennetuilla laitteilla, Mäkitupa kertoo.

Myös paikallaan olevien junien pyöriä tarkastettiin ennen satunnaisesti. Koko pyörää ei kuitenkaan pystytty tarkastamaan, koska suuri osa siitä on piilossa jarrun tai telirakenteen takana tai rataa vasten. Lisäksi epäpyöreyttä voitiin havaita vain mittaamalla korjaamolla, mikä teki tarkastuksista hitaita ja kalliita.

 

Scalex Wild havaitsee pyöräviat tarkkailemalla raiteiden ja pyörien välisiä voimia reaaliaikaisesti.

 

Ratkaisuksi automaattinen mittausjärjestelmä

Vuosina 2010–11 Liikennevirasto koekäytti pääradalla Oulun eteläpuolella kolmen eri toimittajan mittausjärjestelmiä lovipyörien tunnistamiseen ja päätyi Tamtronin kehittämään kotimaiseen ratkaisuun. Se tilasi käyttöönsä yhteensä 16 Tamtron Scalex Wild -mittausjärjestelmää, joista 12 asennettiin ratalinjoille ja neljä raja-asemille Venäjän rajalle.

Scalex Wild havaitsee pyöräviat tarkkailemalla raiteiden ja pyörien välisiä voimia reaaliaikaisesti. Lisäksi se toimii akseli-, teli- ja vaunukohtaisesti punnitsevana junavaakana, joka reagoi myös kuormausvirheisiin. Mittaus on mahdollista linjanopeuksissa junan kulkiessa 20–250 kilometriä tunnissa. Mittaustahti on erittäin taaja, ja tulos on luotettava, sillä pyörävoimia mitataan kahden kokonaisen pyörähdyksen ajan.

– Järjestelmä mittaa jokaisen ylikulkevan kalustoyksikön eli veturin tai vaunun täysin automaattisesti. Aina kun juna tulee, järjestelmä kytkeytyy päälle mitaten ja lähettäen mittaustiedot edelleen Liikenneviraston tekniseen valvomoon. Siellä tieto käsitellään ja välitetään eteenpäin liikkuvan kaluston kunnossapidolle, Mäkitupa selvittää.

Jos valvomossa huomataan mittaustiedoissa jotain poikkeuksellista, kuten lovipyöriä tai vaunuissa ylikuormaa, niihin puututaan nopeasti. Lovien ja muiden pyörävikojen aiheuttamat kalustovauriot pystytään välttämään, kun viallisen vaunun matka pysäytetään ennen suurempien vaurioiden syntymistä.

Aluksi käytössä ei ollut raja-arvoja, vaan järjestelmästä kerättiin vain mittaustietoja. Noin viiden miljoonan akselin mittauksen jälkeen raja-arvot määritettiin niin, että radalle ja kalustolle kaikkein haitallisimmat pyöräviat saadaan pois. Laitemäärän lisäännyttyä ja aineiston kertymisen myötä pyörien kunto on raja-arvoja noudattamalla saatu paranemaan, ja uudet, aiempaa alhaisemmat raja-arvot on voitu ottaa käyttöön.

 

Pyörät pysyvät paremmassa kunnossa

Scalex Wild -mittausjärjestelmän käyttöönoton myötä moni asia on kehittynyt parempaan suuntaan rataverkon ja kaluston kunnon suhteen.

– Järjestelmä on puolueeton ja tasalaatuinen verrattuna korvakuulolta tehtyihin vikahavaintoihin asemilla. Saamme siitä yksiselitteisiä numeroarvoja ja selkeät voimakuvaajat, joista voidaan tarvittaessa tarkistaa pyörän kunto, Mäkitupa jatkaa.


 

Akseleita ei ole enää katkennut lovipyörien aiheuttamien laakerivikojen takia, mikä on lisännyt rautatieliikenteen turvallisuutta.

 

Junakaluston pyörien kunto on parantunut, kun mittaustuloksia on hyödynnetty niiden kunnossapidossa. Liikkuvan kaluston radiotaajuustunnisteiden avulla yksittäisen pyörän kulkuhistoriaa voidaan seurata eri aikoina ja eri paikoissa sekä nähdä, miten pyöräviat kehittyvät.

Alkaviin pyörävikoihin on mahdollista puuttua paljon aikaisemmin kuin ennen. Akseleita ei ole enää katkennut lovipyörien aiheuttamien laakerivikojen takia, mikä on lisännyt rautatieliikenteen turvallisuutta. Myös radan ympäristölle aiheutuu vähemmän kulkumelua ja maaperän tärinää.

Mäkituvan mukaan saatujen säästöjen arviointi vaatii pidemmän ajan seurantaa. VR ja tavaraliikenteen operaattori Fenniarail ovat jo ehtineet kiitellä laitteiston niille tuomia selkeitä säästöjä.

– Pyöriä ei tarvitse niin usein pistää romuksi vaan ne voidaan sorvaamalla kunnostaa. Tämä on win-win-tilanne sekä rataverkon haltijalle että liikennöitsijöille, Mäkitupa toteaa.

 

Sujuvaa yhteistyötä alusta alkaen

Liikennevirasto ja sen edeltäjä Ratahallintokeskus ovat tehneet yhteistyötä Tamtronin kanssa 2000-luvun alusta lähtien. Pyörävoimailmaisimien kehittämisessä välttämättömät käytännön kokeet on tehty – ja tehdään edelleen – valtion rataverkolle asennetulla koelaitteella.

– Yhteistyö Tamtronin sitoutuneen ja osaavan henkilöstön kanssa on ollut erittäin sujuvaa testikäyttöjen alusta alkaen. Liikennevirasto arvostaa erityisesti Scalex Wild -järjestelmän tarkoituksenmukaisuutta, toimittajan aktiivista otetta ongelmatilanteissa, huolto- ja kunnossapitotoimenpiteiden saatavuutta lyhyillä vasteajoilla sekä yhteyshenkilöiden hyvää tavoitettavuutta ja yhteydenpidon sujuvuutta yleisestikin, Mäkitupa sanoo.

Laiteverkosto on nyt pääosin valmiina, ja Liikennevirasto tukee mittausjärjestelmän kehittämistä edelleen käyttötarpeita yhä paremmin vastaavaksi.