Projektowanie, Budowa I Utrzymanie Infrastruktury W Transporcie Szynowym

miesięcznik naukowo-techniczny stowarzyszenia inżynierów i techników komunikacji RP 6 2018 rocznik LXXIII cena 25,00 zł przegląd w tym 5% VAT komunikacyjny UKAZUJE SIĘ OD 1945 ROKU Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Praca podkładu kolejowego jako konstrukcji o zmiennym przekroju poprzecznym – zagadnienie ekwiwalentnego przekroju. Drgania sieci trakcyjnej spowodowane przejazdem pociągu dużych prędkości przez nierówność progową toru kolejowego. Przekładki podszynowe i podpłytowe o indywidualnie projektowanej sztywności. 2018 rokiem Ernesta Malinowskiego Badanie i ocena sztywności nawierzchni kolejowej w oparciu o nową metodę pomiaru. Działania niezbędne dla uruchomienia atrakcyjnego systemu kolei aglomeracyjnej na eISSN przykładzie Wrocławia. Bezpieczeństwo systemów srk a nowe technologie informacyjne. 2544-6037 Zarządzanie majątkiem technicznym jako podstawa racjonalnego planowania ISSN rozwoju i utrzymania infrastruktury kolejowej – założenia i przegląd systemów. 0033-22-32 Kalkulacja stawek dostępu do infrastruktury kolejowej w świetle prawa unijnego Podstawowe informacje dla Autorów artykułów

„Przegląd Komunikacyjny” publikuje artykuły związane z szeroko rozumianym transportem oraz infrastrukturą transportu. Obejmuje to zagadnienia techniczne, ekono- miczne i prawne. Akceptowane są także materiały związane z geografią, historią i socjologią transportu.

Artykuły publikowane w „Przeglądzie Komunikacyjnym” dzieli się na: „wnoszące wkład naukowy w dziedzinę transportu i infrastruktury transportu” oraz „pozostałe”. Prosimy Autorów o deklarację (w zgłoszeniu), do której grupy zaliczyć ich prace. Materiały do publikacji: zgłoszenie, artykuł oraz oświadczenie Autora, należy przesyłać w formie elektronicznej na adres redakcji: [email protected]

W zgłoszeniu należy podać: imię i nazwisko autora, adres mailowy oraz adres do tradycyjnej korespondencji, miejsce zatrudnienia, zdjęcie, tytuł artykułu oraz streszczenie (po polsku i po angielsku) i słowa kluczowe (po polsku i po angielsku). Szczegóły przygotowania materiałów oraz wzory załączników dostępne są ma stronie: www.przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl

W celu usprawnienia i przyspieszenia procesu publikacji prosimy o zastosowa- Artykuły wnoszące wkład naukowy podlegają procedurom recenzji merytorycznych nie się do poniższych wymagań dotyczących nadsyłanego materiału: zgodnie z wytycznymi MNiSW, co pozwala zaliczyć je, po opublikowaniu, do dorobku naukowego (z punktacją przyznawaną w toku oceny czasopism naukowych – aktu- 1. Tekst artykułu powinien być napisany w jednym z ogólnodostępnych progra- alnie jest to 8 punktów). mów (np. Microsoft Word). Wzory i opisy wzorów powinny być wkomponowa- ne w tekst. Tabele należy zestawić po zakończeniu tekstu. Ilustracje (rysunki, Do oceny każdej publikacji powołuje się co najmniej dwóch niezależnych recenzen- fotografi e, wykresy) najlepiej dołączyć jako oddzielne pliki. Można je także wsta- tów spoza jednostki. Zasady kwalifi kowania lub odrzucenia publikacji i ewentualny wić do pliku z tekstem po zakończeniu tekstu. Możliwe jest oznaczenie miejsc formularz recenzencki są podane do publicznej wiadomości na stronie internetowej w tekście, w których autor sugeruje wstawienie stosownej ilustracji lub tabeli. czasopisma lub w każdym numerze czasopisma. Nazwiska recenzentów poszczegól- Obowiązuje odrębna numeracja ilustracji (bez rozróżniania na rysunki, fotogra- nych publikacji/numerów nie są ujawniane; raz w roku (w ostatnim numerze oraz na fi e itp.) oraz tabel. stronie internetowej) czasopismo podaje do publicznej wiadomości listę recenzen- 2. Całość materiału nie powinna przekraczać 12 stron w formacie Word (zalecane tów współpracujących. jest 8 stron). Do limitu stron wlicza się ilustracje załączane w odrębnych plikach (przy założeniu że 1 ilustracja = ½ strony). Przygotowany materiał powinien obrazować własny wkład badawczy autora. Redak- 3. Format tekstu powinien być jak najprostszy (nie stosować zróżnicowanych styli, cja wdrożyła procedurę zapobiegania zjawisku Ghostwriting (z „ghostwriting” mamy wcięć, podwójnych i wielokrotnych spacji itp.). Dopuszczalne jest pogrubienie, do czynienia wówczas, gdy ktoś wniósł istotny wkład w powstanie publikacji, bez podkreślenie i oznaczenie kursywą istotnych części tekstu, a także indeksy górne ujawnienia swojego udziału jako jeden z autorów lub bez wymienienia jego roli w i dolne. Nie stosować przypisów. podziękowaniach zamieszczonych w publikacji). Tekst i ilustracje musząbyć orygi- 4. Nawiązania do pozycji zewnętrznych - cytaty (dotyczy również podpisów ilu- nalne i niepublikowane w innych miejscach (w tym w internecie). Możliwe jest za- stracji i tabel) oznacza się numeracją w nawiasach kwadratowych [...]. Numera- mieszczanie artykułów, które ukazały się w materiałach konferencyjnych i podobnych cję należy zestawić na końcu artykułu (jako „Materiały źródłowe”). Zestawienie (na prawach rękopisu) z zaznaczeniem tego faktu i po przystosowaniu do wymogów powinno być ułożone alfabetycznie. publikacyjnych „Przeglądu Komunikacyjnego”. 5. Jeżeli Autor wykorzystuje materiały objęte nie swoim prawem autorskim, powinien uzyskać pisemną zgodę właściciela tych praw do publikacji (niezależnie od Korespondencję inną niż artykuły do recenzji prosimy kierować na adres: podania źródła). Kopie takiej zgody należy przesłać Redakcji. [email protected]

Redakcja pisma oferuje objęcie patronatem medialnym konferencji, debat, seminariów itp. Szczczegóły na: http://przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl/patron.html Ceny są negocjowane indywidualnie w zależności od zakresu zlecenia. Możliwe są atrakcyjne upusty. Patronat obejmuje: • ogłaszanie przedmiotowych inicjatyw na łamach pisma, • zamieszczanie wybranych referatów / wystąpień po dostosowaniu ich do wymogów redakcyjnych, • publikację informacji końcowych (podsumowania, apele, wnioski), • kolportaż powyższych informacji do wskazanych adresatów. www.przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl

Ramowa oferta dla „Sponsora strategicznego” czasopisma Przegląd Komunikacyjny Sponsor strategiczny zawiera umowę z wydawcą czasopisma na okres roku kalendarzowego z możliwością przedłużenia na kolejne lata. Uprawnienia wydawcy do zawierania umów posiada SITK O. Wrocław.

Przegląd Komunikacyjny oferuje dla sponsora strategicznego następujące świadczenia: ! zamieszczenie logo sponsora w każdym numerze, ! zamieszczenie reklamy sponsora w jednym, kilku lub we wszystkich numerach, ! publikacja jednego lub kilku artykułów sponsorowanych, ! publikacja innych materiałów dotyczących sponsora, ! zniżki przy zamówieniu prenumeraty czasopisma.

Możliwe jest także zamieszczenie materiałów od sponsora na stronie internetowej czasopisma. Przegląd Komunikacyjny ukazuje się jako miesięcznik. Szczegółowy zakres świadczeń oraz detale techniczne (formaty, sposób i terminy przekazania) są uzgadniane indywidualnie z Pełnomocnikiem ZO Wrocław SITK. Prosimy o kontakt z: dr hab. inż. Maciej Kruszyna na adres mailowy: [email protected]

Cena za świadczenia na rzecz sponsora uzależniana jest od uzgodnionych szczegółów współpracy. Zapłata może być dokonana jednorazowo lub w kilku ratach (na przykład kwartalnych). Część zapłaty może być w formie zamówienia określonej liczby prenumerat czasopisma. Na okładce: Dworzec kolejowy, fot. Igor Gisterek 6/2018 przegląd rocznik LXXIII komunikacyjny

Drodzy Czytelnicy! W numerze

Bieżący numer Przeglądu Komunikacyjnego w całości dotyczy problematyki projektowania, budo- Praca podkładu kolejowego jako konstrukcji wy i utrzymania infrastruktury w transporcie szynowym zawartej aż w ośmiu artykułach. Pierwszy o zmiennym przekroju poprzecznym – z nich opisuje pracę podkładu kolejowego jako konstrukcji o zmiennym przekroju poprzecznym zagadnienie ekwiwalentnego przekroju w kontekście zagadnienia ekwiwalentnego przekroju. Przy wykorzystaniu modelu analitycznego Włodzimierz Czyczuła, Dorota Błaszkiewicz, oraz numerycznego określono przemieszczenia pionowe oraz naprężenia dla dwóch typów pod- Małgorzata Urbanek 2 kładu. Porównanie metod pozwala na wyznaczenie ekwiwalentnego momentu bezwładności do Drgania sieci trakcyjnej spowodowane obliczeń analitycznych, a zwłaszcza dynamicznych. Drugi artykuł dotyczy drgań sieci trakcyjnej przejazdem pociągu dużych prędkości przez spowodowanych przejazdem pociągu dużych prędkości przez nierówność progową toru kolejo- nierówność progową toru kolejowego wego. W koncepcji algorytmu symulacyjnego uwzględniono interakcję dynamiczną pomiędzy Danuta Bryja, Adam Popiołek 7 pantografami i górną siecią jezdną oraz nieliniowość wynikającą ze specy( ki pracy linek wieszako- Przekładki podszynowe i podpłytowe o wych. Uwzględniono także sprzężenie drgań toru i pojazdów szynowych. Kolejne dwie pozycje są z indywidualnie projektowanej sztywności zakresu nawierzchni torowej, a przedmiotem rozważań Autorów są: przekładki podszynowe i pod- Igor Gisterek 13 płytowe o indywidualnie projektowanej sztywności oraz badanie i ocena sztywności nawierzchni kolejowej w oparciu o nową metodę pomiaru. Badanie i ocena sztywności nawierzchni kolejowej w oparciu o nową metodę pomiaru Następnie prezentujemy działania niezbędne dla uruchomienia atrakcyjnego systemu kolei aglo- Juliusz Sołkowski, Dawid Siemieński 18 meracyjnej na przykładzie Wrocławia. Autor analizuje zakres niezbędnych działań inwestycyjnych oraz pozainwestycyjnych. Zwraca uwagę na problemy braku koordynacji działań, dylematy wybo- Działania niezbędne dla uruchomienia ru alternatywnych rozwiązań oraz możliwe zagrożenia. W podsumowaniu proponuje nowy spo- atrakcyjnego systemu kolei aglomeracyjnej sób podejścia do planowania i realizacji analizowanych zagadnień. Autor kolejnego artykułu ana- na przykładzie Wrocławia Jacek Makuch 22 lizuje bezpieczeństwo systemów sterowania ruchem kolejowym w kontekście nowych technologii informacyjnych. Przyjęta dla systemów przekaźnikowych zasada „fail-safe” opierała się na bardzo Bezpieczeństwo systemów srk a nowe dużej niezawodności przekaźników oraz rygorystycznej procedurze utrzymania. Implementacja technologie informacyjne systemów komputerowych zmody( kowała pojęcie bezpieczeństwa w kierunku tolerowalnego Andrzej Lewiński 29 poziomu ryzyka. Technologie bezprzewodowe uwzględniły zaś zagrożenia i ich wpływ na funkcjo- Zarządzanie majątkiem technicznym jako nalność, dostępność i niezawodność systemów srk. Nie zabrakło również aspektów prawnych. W podstawa racjonalnego planowania rozwoju ostatnich dwóch artykułach znajdziecie Państwo problematykę zarządzania majątkiem technicz- i utrzymania infrastruktury kolejowej – nym jako podstawa racjonalnego planowania rozwoju i utrzymania infrastruktury kolejowej oraz założenia i przegląd systemów omówienie procedur kalkulacji stawek dostępu do infrastruktury Maciej Kaczorek, Aleksandra Falana 39 kolejowej w świetle prawa unijnego. Kalkulacja stawek dostępu do infrastruktury kolejowej w świetle prawa unijnego Z uszanowaniem: Juliusz Engelhard 44 Maciej Kruszyna (z-ca red. nacz. PK)

Wydawca: Rada naukowa: Artykuły opublikowane w „Przeglądzie Komunikacyjnym” Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Marek Ciesielski (Poznań), Antanas Klibavičius (Wil- są dostępne w bazach danych 20 bibliotek technicznych Komunikacji Rzeczpospolitej Polskiej no), Jozef Komačka (Žilina), Elżbieta Marciszewska oraz są indeksowane w bazach: 00-043 Warszawa, ul. Czackiego 3/5 (Warszawa), Bohuslav Novotny (Praga), Andrzej S. BAZTECH: http://baztech.icm.edu.pl www.sitk-rp.org.pl Nowak (Lincoln, Nebraska), Tomasz Nowakowski Index Copernicus: http://indexcopernicus.com (Wrocław), Victor V. Rybkin (Dniepropietrovsk), Ma- Redaktor Naczelny: rek Sitarz (Katowice), Wiesław Starowicz (Kraków), Prenumerata: Antoni Szydło Hans-Christoph Thiel (Cottbus), Krystyna Wojewódzka- Szczegóły i formularz zamówienia na stronie: -Król (Gdańsk), Elżbieta Załoga (Szczecin), Andrea Zuzu- www.przeglad.komunikacyjny.pwr.wroc.pl Redakcja: lova (Bratysława) Krzysztof Gasz, Igor Gisterek, Bartłomiej Krawczyk, Rada programowa: Obecna Redakcja dysponuje numerami archiwalnymi Maciej Kruszyna (Z-ca Redaktora Naczelnego), Mirosław Antonowicz, Dominik Borowski, Leszek począwszy od 4/2010. Agnieszka Kuniczuk - Trzcinowicz (Redaktor językowy), Krawczyk, Marek Krużyński, Leszek W. Mindur, Andrzej Numery archiwalne z lat 2004-2009 można zamawiać Piotr Mackiewicz (Sekretarz), Wojciech Puła (Redaktor Żurkowski w Oddziale krakowskim SITK, statystyczny), Wiesław Spuziak, Robert Wardęga, ul. Siostrzana 11, 30-804 Kraków, Czesław Wolek Deklaracja o wersji pierwotnej czasopisma tel./faks 12 658 93 74, [email protected] Główną wersją czasopisma jest wersja elektroniczna. Adres redakcji do korespondencji: Na stronie internetowej czasopisma dostępne są pełne Druk: Poczta elektroniczna: wersje artykułów oraz streszczenia w języku polskim (od HARDY Design, 52-131 Wrocław, ul. Buforowa 34a [email protected] 2010) i angielskim (od 2016). Przemysław Wołczuk, [email protected]

Poczta „tradycyjna”: Czasopismo jest umieszczone na liście Ministerstwa Nauki Reklama: Piotr Mackiewicz, Maciej Kruszyna i Szkolnictwa Wyższego (8 pkt. za artykuł recenzowany). Dział Marketingu: [email protected] Politechnika Wrocławska, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław Redakcja zastrzega sobie prawo dokonywania zmian w Nakład: 800 egz. Faks: 71 320 45 39 materiałach nie podlegających recenzji. 1 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Praca podkładu kolejowego jako konstrukcji o zmiennym przekroju poprzecznym – zagadnienie ekwiwalentnego przekroju Work of a railway sleeper as a structure with variable cross-section - the issue of an equivalent cross-section

Włodzimierz Czyczuła Dorota Błaszkiewicz Małgorzata Urbanek

Prof. dr hab. inż. Mgr inż. Mgr inż.

Politechnika Krakowska, Wydział Politechnika Krakowska, Wydział Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej, Instytut Inżynierii Lądowej, Instytut Inżynierii Lądowej, Instytut Inżynierii Drogowej i Kolejowej, Inżynierii Drogowej i Kolejowej, Inżynierii Drogowej i Kolejowej, Katedra Infrastruktury Transportu Katedra Infrastruktury Transportu Katedra Infrastruktury Transportu Szynowego i Lotniczego Szynowego i Lotniczego Szynowego i Lotniczego

[email protected] [email protected] [email protected]

Streszczenie: W pracy przedstawiono analizę pracy podkładu jako konstrukcji o zmiennym przekroju oraz sposobu wyznaczenia ekwiwalentnego przekroju, stałego na długości, którego zastosowanie, dawałby zbliżone kształt linii ugięcia i naprężeń zginających w odniesieniu do rzeczywistego, zmiennego przekroju poprzecznego. Przy wykorzystaniu modelu analitycznego oraz numerycznego określono przemieszczenia pionowe oraz naprężenia dla dwóch typów podkładu PS-94 i PS-08. Porównanie metod pozwala na wyznaczenie ekwiwalentnego momentu bezwładności do obliczeń analitycznych, zwłaszcza dynamicznych.

Słowa kluczowe: Nawierzchnia kolejowa; Moment bezwładności podkładu; Model analityczny; Model numeryczny

Abstract: The article presents an analysis of the work of a sleeper as a construction with variable section, and of the method of determining an equivalent section, constant throughout the length, the utilisation of which would have similar shapes of deﬂ ection and bending stress lines in relation to the real, variable cross section. Using an analytical and a numerical model, vertical displacements and stresses for two types of sleepers – PS-94 and PS-08 – were determined. The comparison of the methods allows for calculating an equivalent moment of inertia for analytical calculations, speciﬁ cally the dynamic ones.

Keywords: Railway surface; Moment of inertia of sleeper; Analytical model; Numerical model

W analizie modeli dynamicznych Analizę ograniczono do dwóch typów nawierzchni kolejowej zazwyczaj podkładów: jednego z najbardziej po- podkłady traktowane są jako bryły pularnych na polskiej sieci kolejowej sztywne (por. [5]). Prace [2,4] stanowią podkładu PS-94 oraz ciężkiego pod- nieliczne przykłady analizy zmienne- kładu PS-08, również eksploatowane- go przekroju podkładu, ograniczając go na sieci PKP-PLK S.A. się do analizy statycznej. W pracy [1] zaproponowano, by – w przypadku Opis modeli belek o dwóch wyraźnie rozróżniają-

cych się przekrojach poprzecznych Narzędzie określania zastępczego 1. Model przekroju poprzecznego wykorzysty- – zastosować średnią harmoniczną. momentu bezwładności podkładu wany do wyznaczenia zastępczych momentów W analitycznych modelach dynamicz- kolejowego bezwładności dla podkładu strunobetonowego. nych zastosowanie zmiennego prze- Źródło własne. kroju poprzecznego podkładu znacz- Opracowanie modelu ﬁ zycznego ma elementami trapezowymi. nie utrudnia analizę. podkładu kolejowego jest zadaniem Do obliczenia zastępczych mo- Dlatego w niniejszej pracy podjęto bardzo złożonym. Wynika to z faktu, mentów bezwładności dla różnych próbę wyznaczenia przekroju ekwi- iż układ jaki tworzą poszczególne ele- przekrojów podkładu strunobetono- walentnego, tzn. takiego przekroju o menty podłoża rusztu torowego, tzn. wego stworzono schemat, przedsta- stałej wartości momentu bezwładno- podsypki i warstwy gruntu jest nieli- wiony na rysunku 1. ści, którego zastosowanie dałoby zbli- niowy i niejednorodny. W pracy przy- Zastępczy moment bezwładności żone wartości odpowiedzi statycznej jęto stałą podatność podłożą podkła- wyliczano korzystając z twierdzenia podkładu (zwłaszcza przemieszczeń) dów, opisaną jednym parametrem Steinera, dzieląc przekrój poprzeczny w odniesieniu do rzeczywistego, sprężystym. Rzeczywisty przekrój po- na dwa trapezy. Przy wykorzystaniu zmiennego przekroju poprzecznego. przeczny podkładu zastąpiono dwo- tak stworzonego algorytmu wyzna-

2 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

2. Wykres zastępczych momentów bezwładności podkładu PS-94 3. Wykres zastępczych momentów bezwładności podkładu PS-08

4. Model 3D podkładu PS-94 w Autodesk Simulation Multiphysics 5. Model 3D podkładu PS-94 z przeskalowanym obrazem ugięcia czone kolejne wartości zastępczych Model analityczny Podkład został obciążony układem sił momentów bezwładności. Analizie rozłożonych na długości podkładek poddane zostały dwa podkłady tj. PS- Do opisu modelu analitycznego podszynowych w postaci rozkładu 94 oraz PS-08. przyjęto jednowarstwowy model prostokątnego. Do wyznaczenia sta- Wynikiem obliczeń są otrzymane nawierzchni w postaci belki Berno- łych, występujących w rozwiązaniu poniższe wykresy zastępczych mo- ulliego-Eulera. Obliczenia dla tego równania jednorodnego, przyjęto ze- mentów bezwładności. Poszczególne modelu wykonywano przy użyciu rowanie się drugiej i trzeciej pochod- wartości momentów bezwładności programu Mathcad: model oblicze- nej na końcach podkładu, czyli zero- dla podkładu PS-94 przedstawione na niowy został opracowany w Katedrze wania momentu zginającego M i siły rysunku 2. Infrastruktury Transportu Szynowego poprzecznej Q na końcach podkładu. Analizując powyższy wykres, moż- i Lotniczego Politechniki Krakowskiej. Rozwiązanie równania niejednorod- na zaobserwować duże zróżnicowa- W modelu ugięcia podkładu opisano nego przyjęto stosując metodologię, nie wartości momentu bezwładności poprzez równanie różniczkowe: opisaną w pracach [3,5], tzn. rozwija- na całej długości podkładu. Wartość jąc linię ugięcia i obciążenie w szereg x4 v4 maksymalna wynosi 27 000 cm4, a ̿̓ Ǝ' ƍ *ͭ Ɣ ͥʚ6ʛ (1) Fouriera w przedziale [0,λ], gdzie λ Φx Φv minimalna 8884 cm4. Wartość maksy- oznacza długość podkładu: malna nie jest usytuowana w miejscu w którym, parametry E, S, I oraz U są p a ∞ 0 Ω⋅+Ω⋅+= przyłożenia obciążającej siły (pomię- stałe na długości podkładu i oznacza- xq )( B i cos( i i i xbxa );sin 2 = dzy kotwami podkładu). Wartość mi- ją: i 1 (2) 2π ⋅i x λ];,0[ =Ω∈ nimalna jest natomiast w miejscu naj- E – moduł Younga materiału podkła- i λ bardziej podatnym na pęknięcia, czyli du [N/m2] y ∞ w osi podkładu. I – moment bezwładności podkładu 0 Ω⋅+Ω⋅+= p xy )( B i cos( i i i xBxA );sin 2 = Na rysunku 3 przedstawiono wyni- [m4] i 1 (3) 2π ⋅i ki obliczeń zastępczych momentów S – siła sprężająca w podkładzie (- x λ];,0[ =Ω∈ i λ bezwładności dla podkładu PS-08. oznacza siłę rozciągającą) [N]

Podkład PS-08 charakteryzuje się U – współczynnik sztywności podpar- Stałe ao, ai oraz bi wyznaczono na pod- niewielkimi zmianami momentu bez- cia podkładu [N/m2] stawie rozwinięć znanego obciążenia władności na długości, wartość mak- y – przemieszczenie pionowe pod- w szereg Fouriera na podstawie wzo- 4 symalna wynosi 32 030 cm , a mini- kładu [m] rów analitycznych, natomiast stałe yo, 4 malna 28 860 cm . q(x) – jednostkowe obciążenie piono- Ai oraz Bi wyznaczono, po zrózniczko- we podkładu [N] waniu wyrażeń (3) i podstawieniu do równania (1) wyrażeń (2) i (3).

3 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

7 6. Linia ugięcia podkładu PS-94 dla maksymalnej średniej i minimalnej war- 7. Linia ugięcia podkładu PS-94 dla maksymalnej średniej i minimalnej war- tości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu C =75 MN/m3 tości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu C =115MN/m3 b b

8. Linia ugięcia podkładu PS-94 dla maksymalnej średniej i minimalnej 9. Porównanie linii ugięcia podkładu PS-94 dla metody numerycznej i ana- wartości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu litycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I =8884 cm4. Wartość p C =155MN/m3 współczynnika podłoża C =115MN/m3 b b Model numeryczny nobetonowych PS-94 oraz PS-08. Z modelu analitycznym wykorzystano wykorzystaniem modelu analityczne- do obliczeń trzy różne wartości mo- W celu wykonania modelu numerycz- go a także numerycznego, porówna- mentu bezwładności podkładu (max, nego opartego na Metodzie Elemen- no wartości ugięcia dla trzech wskaź- min i średnią).

tów Skończonych służącego do ana- ników podłoża podkładu Cb: 75 MN/ Na rysunkach 6, 7 i 8 przedstawio- lizy stanu naprężeń i przemieszczeń m3, 115 MN/m3 oraz 155 MN/m3. W no linię ugięcia podkładu PS-94 dla stworzono trójwymiarowe bryły pod- Tab. 1. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-94 dla metody numerycznej i analitycznej z kładów. Posłużył do tego program uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =75MN/m3 p b Autodesk Inventor, gdzie stworzono Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-94 [Wskaźnik podłoża podkładu 75MN/m3] modele podkładów PS-94 oraz PS-08. Numeryczna Analityczna Następnie w programie Autodesk Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 Simulation Multiphysics, przepro- 27000 cm4 17127 cm4 8884 cm4 wadzono analizę statyczną modeli. min 0,9208 7,05% 0,9907 5,30% 0,9738 1,85% 0,9378 Opracowanej wcześniej bryle nadano max 1,0746 2,71% 1,0463 1,86% 1,0560 0,28% 1,0776 właściwości materiałowe odpowiada- jące elementom występującym w to- Tab. 2. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-94 dla metody numerycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =115MN/m3 rze. Podsypkę i podtorze zastąpiono p b elementami typu string o stosownej Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-94 [Wskaźnik podłoża podkładu 115MN/m3] sztywności. Obciążenie od sił przeno- Numeryczna Analityczna szonych przez szyny zostały rozłożone Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 na powierzchni odpowiadającej polu 27000 cm4 17127 cm4 8884 cm4 podkładki podszynowej. min 0,5774 5,85% 0,6359 4,36% 0,6210 1,28% 0,5902 Analiza statyczna modelu została max 0,7117 2,35% 0,6882 1,47% 0,6970 0,52% 0,7170 przeprowadzona dla trzech różnych wartości wskaźników podłoża pod- Tab. 3. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-94 dla metody numerycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =155MN/m3 p b kładu Cb. Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-94 [Wskaźnik podłoża podkładu 155MN/m3] Analiza parametryczna Numeryczna Analityczna Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 27000 cm4 17127 cm4 8884 cm4 Przeprowadzono analizę parame- min 0,4332 3,17% 0,4649 1,82% 0,4515 0,91% 0,4241 tryczną dla dwóch podkładów stru- max 0,5258 1,11% 0,5146 0,29% 0,5229 1,61% 0,5419

4 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

10. Porównanie wartości naprężeń w podkładzie PS-94 dla metody nume- 11. Linia ugięcia podkładu PS-08 dla maksymalnej średniej i minimalnej rycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności Ip=8884 wartości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu cm4. Wartość współczynnika podłoża C =115MN/m3 C =75 MN/m3 b b

12. Linia ugięcia podkładu PS-08 dla maksymalnej średniej i minimalnej 13. Linia ugięcia podkładu PS-08 dla maksymalnej średniej i minimalnej wartości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu wartości momentu bezwładności i wskaźnika podłoża podkładu C =115 MN/m3 C =155 MN/m3 b b maksymalnej, średniej i minimalnej w analizie analitycznej. Na rysun- metodach, zwiększa się wraz ze wzro- wartości momentu bezwładności ku 9 przedstawiono porównanie linii stem wartości momentu bezwładno- przy wykorzystaniu modelu analitycz- ugięcia podkładu PS-94 uzyskaną w ści. Dla minimalnej wartości momen- nego oraz różnych wartości wskaźni- metodzie numerycznej z wynikami tu bezwładności porównano również ka podłoża podkładu. analizy analitycznej dla najmniejsze- wartości naprężeń uzyskanych z me-

W wyniku przeprowadzonej anali- go momentu bezwładności Ip=8884 tody numerycznej oraz metody analizy porównawczej zauważano, że na cm4. Przedstawiono wynik dla jednej tycznej. Na rysunku 10 przedstawiono linię ugięcia podkładu strunobeto- wartości współczynnika podłoża pod- wyniki tej analizy. 3 nowego typu PS-94 duży wpływ ma kładu Cb=115MN/m , pozostałe wyni- Analogiczne obliczenie przeprowa- przyjęty moment bezwładności. Po- ki kształtują się analogicznie. dzono również dla podkładu struno- równując wyniki otrzymane w ana- W tabelach (Tab. 1, 2 i 3) zestawio- betonowego typu PS-08. Na rysun- lizie analitycznej z tymi otrzymany- no wartości minimalne i maksymalne kach 11, 12 i 13 przedstawiono linię mi z analizy numerycznej – okazuję przemieszczeń podkładu dla wszyst- ugięcia podkładu PS-08 dla maksy- się, że uzyskane wyniki z obu metod kich współczynników podłoża. malnej, średniej i minimalnej wartości 3 mają najbardziej zbliżone wartości Dla współczynnika Cb=115MN/m momentu bezwładności oraz różnych w przypadku przyjęcia minimalnego można zauważyć, że różnica wartości wartości wskaźnika podłoża podkła- momentu bezwładności podkładu przemieszczeń obliczonych w obu du.

14. Porównanie linii ugięcia podkładu PS-08 dla metody numerycznej i 15. Porównanie wartości naprężeń w podkładzie PS-08 dla metody nume- analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I = 288860 cm4. rycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I =288860 p p Wartość współczynnika podłoża C =115MN/m3 cm4. Wartość współczynnika podłoża C =115MN/m3 b b

5 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Po analizie uzyskanych wyników Tab. 4. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-08 dla metody numerycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =75MN/m3 stwierdzono, że przyjęty moment p b bezwładności ma dużo mniejszy Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-08 [Wskaźnik podłoża podkładu 75MN/m3] wpływ na linię ugięcia podkładu stru- Numeryczna Analityczna nobetonowego typu PS-08 niż miało Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 to miejsce w przypadku podkładu 32030 cm4 30098 cm4 28860 cm4 PS-94. Zależność ta wynika z faktu iż, min 0,9910 0,46% 0,9956 0,29% 0,9939 0,17% 0,9927 przekrój podkładu PS-08 jest znaczne max 1,0539 1,00% 1,0435 0,94% 1,0445 0,83% 1,0452 mniej zróżnicowany a poszczególne momenty bezwładności (minimalny, Tab. 5. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-08 dla metody numerycznej i analitycznej z uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =115MN/m3 średni i maksymalny) różnią się wzglę- p b dem siebie w niewielkim stopniu. Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-08 [Wskaźnik podłoża podkładu 115MN/m3] Na rysunku 14 przedstawiono po- Numeryczna Analityczna równanie linii ugięcia podkładu PS-80 Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 uzyskaną w metodzie numerycznej z 32030 cm4 30098 cm4 28860 cm4 wynikami analizy analitycznej dla naj- min 0,6457 0,54% 0,6404 0,70% 0,6388 0,81% 0,6377 mniejszego momentu bezwładności max 0,6889 0,32% 0,6857 0,23% 0,6866 0,17% 0,6872 4 Ip=8884 cm . Przedstawiono wynik dla jednej wartości współczynnika podło- Tab. 6. Porównanie wartości przemieszczeń podkładu PS-08 dla metody numerycznej i analitycznej z 3 uwzględnieniem momentu bezwładności I . Wartość współczynnika podłoża C =155MN/m3 ża podkładu Cb=115MN/m , pozosta- p b łe wyniki kształtują się analogicznie. Wartości przemieszczeń dla podkładu PS-08 [Wskaźnik podłoża podkładu 155MN/m3] Zestawienie wartości minimalnych Numeryczna Analityczna i maksymalnych przemieszczeń pod- Ip = Ip = Ip = różnica [%] 1 różnica [%] 2 różnica [%] 3 kładu PS-08 dla wszystkich współ- 32030 cm4 30098 cm4 28860 cm4 czynników podłoża zawarto w tabe- min 0,4631 0,60% 0,4690 0,45% 0,4676 0,35% 0,4666 lach (Tab. 4. do Tab. 6) max 0,5242 1,20% 0,5122 1,12% 0,5131 1,06% 0,5137 Powyższe zastawienie wskazuje na średniej wartości wskaźnika podłoża Materiały źródłowe bardzo dobrą zgodność uzyskanych 3 podkładów Cb = 115 MN/m wynosi wyników ( różnice na maksymalnym około 3%. [1] Buczkowski W.: Rozwiązywanie be- poziomie 1,20 %. Dla współczynnika Porównując wyniki otrzymane w lek o zmiennej sztywności metodą C =115MN/m3 można zauważyć, że b analizie analitycznej z tymi otrzyma- różnic skończonych. Architektura, 8 wartości przemieszczeń obliczonych nymi z analizy numerycznej – oka- (3-4), 2009, s. 49-64 [2] Bednarek W.: Wpływ pionowych w obu metodach, różnią się nieznacz- zuję się, że uzyskane wyniki ugięć z odkształceń nawierzchni i podto- nie dla najmniejszej wartości momen- obu metod mają najbardziej zbliżone tu bezwładności – średnio o 0,49%. rza na pracę toru bezstykowego. wartości w przypadku przyjęcia mi- Rozprawy Politechniki Poznańskiej, Dla minimalnej wartości momentu nimalnego momentu bezwładności bezwładności porównano również nr 506, Wydawnictwo Politechniki podkładu w analizie analitycznej. W Poznańskiej, Poznań 2013 wartości naprężeń uzyskanych z me- przypadku naprężeń występują więk- [3] Czyczuła W., Kozioł P., Błaszkiewicz tody numerycznej oraz metody anali- sze różnice – zgodnie z pokazaną D. - On the Equivalence between tycznej. Na rysunku 15 przedstawiono metodą można tak dobrać wartość Static and Dynamic Railway Track wyniki tej analizy. mementu bezwładności aby zmini- Response and on the Euler-Berno- malizować różnice zarówno w sensie ulli and Timoshenko Beams Ana- Wnioski naprężeń, jak i przemieszczeń. Nale- logy, Shock and Vibration, Volume ży zatem zauważyć, że przyjęta me- 2017 (2017), Article ID 2701715 [4] Kroczak S., Mazur S., Dudek Z.: Teo- Przyjęty, minimalny moment bez- todologia pozwala na wyznaczenie retyczna analiza wpływu zmiennej władności ma dużo mniejszy wpływ ekwiwaletnego, stałego na długości sztywności I sposobu podparcia na linię ugięcia podkładu strunobeto- podkładu momentu bezwładności, nowego typu PS-08 niż ma to miejsce podkładu kolejowego na jego pra- co może mieć zastosowanie do analiz cę. Materiały VII Konferencji “Drogi w przypadku podkładu PS-94. Za- modelowych nawierzchni kolejowej, leżność ta wynika z faktu iż, przekrój Kolejowe”, 1993, s. 141-150 zwłaszcza modeli dynamicznych. [5] Odrowąż M.: Obroty podkładów podkładu PS-08 jest znaczne mniej jako efekt nierównomiernego ob- zróżnicowany i na całej długości jest ciążenia toków szynowych. Praca zbliżony do prostokątnego. Tym nie- dyplomowa napisana pod kierun- mniej różnice uzyskane w przypadku kiem W. Czyczuły, Politechnika Kra- podkładu PS-94 nie są znaczące – przy kowska, Kraków 2016

6 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Drgania sieci trakcyjnej spowodowane przejazdem pociągu dużych prędkości przez nierówność progową toru kolejowego Vibrations of the overhead catenary caused by the passage of a highspeed train through the track sti' ness discontinuity

Danuta Bryja Adam Popiołek

Dr hab. inż. prof. PWr Mgr inż.

Katedra Mostów i Kolei, Wydział Katedra Mostów i Kolei, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Budownictwa Lądowego i Wodnego, Politechnika Wrocławska Politechnika Wrocławska

[email protected] [email protected]

Streszczenie: W pracy przedstawiono metodykę symulacji drgań kolejowej sieci trakcyjnej, spowodowanych przejazdem pociągu przez nierówność progową toru. W koncepcji algorytmu symulacyjnego uwzględniono interakcję dynamiczną pomiędzy pantografami i górną siecią jezdną oraz nieliniowość wynikającą ze specyﬁ ki pracy linek wieszakowych, które nie przenoszą ściskania – przenoszą tylko siły rozcią- gające. Uwzględniono także sprzężenie drgań toru i pojazdów szynowych. Zgodnie z ﬁ zyką zjawiska nie uwzględniono natomiast wpływu drgań sieci trakcyjnej przenoszonych przez pantografy na pojazd kolejowy, co pozwoliło podzielić algorytm symulacyjny na dwa etapy i opracować dwa programy komputerowe o ustalonej hierarchii działania. W pierwszym etapie symulacji wyznaczane są przebiegi czasowe drgań i prędkości drgań tych członów pociągu, na których zamontowane są pantografy. W drugim etapie, wyznaczone wcześniej przebiegi stanowią dane wejściowe a obliczane są charakterystyki drgań sieci trakcyjnej i przebieg zmian w czasie siły kontaktowej między pantografem i przewodem jezdnym. W pracy przedstawiono przykłady symulacji drgań pojazdu szynowego obserwowanych w czasie rzeczywistym w teoretycznym punkcie zamocowania podstawy pantografu. Pokazano także wyniki drugiego etapu symulacji: wybrane przebiegi drgań pantografu i pięcioprzęsłowego odcinka sieci trakcyjnej oraz oscylacje siły nacisku stykowego pantografu na przewód jezdny. Oceniono wpływ efektu progowego związanego z nierównością progową toru kolejowego.

Słowa kluczowe: Symulacja drgań; Sieć trakcyjna; Pantografy; Pociąg dużych prędkości; Tor kolejowy; Nierówność progowa

Abstract: The paper presents the methodology for simulating vibrations of the railway catenary, caused by the passage of the train through the track stiff ness discontinuity. The concept of the simulation algorithm takes into account the dynamic interaction between pantographs and the overhead contact wire as well as nonlinearity resulting from the specifi city of the droppers behaviour, which do not carry com- pression - they only carry tensile forces. The coupling of track and rail vehicles vibrations is also included. According to physics, the eff ect of vibrations of the catenary carried by pantographs on the railway vehicle was not taken into account, which allowed to divide the simulation algorithm into two stages and develop two computer programs with a defi ned hierarchy of operation. In the fi rst stage of the simulation, the time-histories of vibrations and vibration velocities of those train cars, on which the pantographs are mounted, are calculated. In the second stage, the previously calculated time-histories are set as the input data and the vibration characteristics of the catenary and contact force between pantograph and the contact wire are calculated. The paper presents examples of vibration simulations of a rail vehicle observed in real time at the theoretical point of the pantograph base. The results of the second stage of the simulation were also shown: selected vibration time-histories of the pantograph and the fi ve-span section of the catenary, and oscillations of the contact force between pantograph and the contact wire. The impact of the track stiff ness discontinuity on catenary vibration was assessed.

Keywords: Vibration simulations; Overhead catenary; Pantographs; High-Speed train; Railway track; Track tti+ ness discontinuity

W ostatnich dwudziestu latach pojawi- [2]. W wymienionych pracach, a także siecią jezdną. Fakt ten uzasadnia duże ło się w literaturze światowej dużo pu- w pracy [3] można znaleźć szczegóło- zainteresowanie naukowców metoda- blikacji poświęconych dynamice kole- wy opis warunków eksploatacji sieci mi symulacji drgań sieci trakcyjnych jowych sieci trakcyjnych. Przedmiotem trakcyjnych i pantografów, a w tym z uwzględnieniem ich współpracy z wielu z nich jest formułowanie i testo- czynników wpływających na jakość pantografami. Ma też odzwierciedle- wanie różnych metod obliczeniowych odbioru prądu oraz stan techniczny nie w przepisach, m. in. w normach przeznaczonych do symulacji oddzia- sieci jezdnej i nakładek stykowych pan- [4], [5] i w Rozporządzeniu Komisji (UE) ływania dynamicznego pomiędzy pan- tografów. Za jeden z głównych czyn- nr 1301/2014 wprowadzającym tech- tografem i górną siecią jezdną trakcji ników, a nawet za czynnik zasadniczy niczną specyﬁ kację interoperacyjności elektrycznej. Obszerny przegląd tego w przypadku kolei dużych prędkości (TSI) podsystemu „Energia” [6], którego typu publikacji przedstawiony jest np. uznaje się wzajemne oddziaływanie składnikiem jest sieć trakcyjna. w pracach zespołu prof. J. Pombo [1], dynamiczne między pantografem i Według normy [4]: „badania teore-

7 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

nie uwzględniono natomiast wpływu drgań sieci trakcyjnej przenoszonych przez pantografy na pojazd kolejowy, co pozwoliło podzielić algorytm symulacyjny na dwa etapy i opracować dwa programy komputerowe o usta- 1. Schemat sprzężonego układu tor – pociąg – sieć trakcyjna lonej hierarchii. W pierwszym etapie

wyznaczane są przebiegi czasowe drgań i prędkości drgań tych członów pociągu, na których zamontowane są pantografy. W drugim etapie symulacji, wyznaczone wcześniej przebiegi sta- nowią dane wejściowe a obliczane są charakterystyki drgań sieci trakcyjnej i przebieg zmian w czasie siły kontaktowej między pantografem i przewo-

dem jezdnym. W pracy przedstawio- 2. Model dynamiczny podukładu tor – pociąg z zaznaczeniem stopni swobody pojazdu szynowego no przykłady symulacji drgań pojazdu szynowego obserwowanych w czasie tyczne dynamicznego oddziaływania Przez nierówność progową rozumie- rzeczywistym w teoretycznym punkcie między pantografem a siecią jezdną my nagłą, skokową zmianę sztywności zamocowania podstawy pantografu. górną za pomocą symulacji kompute- podłoża toru, pojawiającą się wskutek Pokazano także wyniki drugiego eta- rowej umożliwiają uzyskanie większej nieciągłości konstrukcji nawierzchni pu symulacji: wybrane przebiegi drgań ilości informacji o systemie i minima- kolejowej lub podtorza – na przykład pantografu i pięcioprzęsłowego odcin- lizację kosztów badań sieci”. Mając w miejscu zmiany nawierzchni pod- ka sieci trakcyjnej oraz oscylacje siły na- powyższe na uwadze, autorzy metod sypkowej na bezpodsypkową, na wy- cisku stykowego pantografu na prze- symulacyjnych ciągle udoskonalają jazdach lub wjazdach na obiekty in- wód jezdny. Oceniono wpływ efektu opracowane algorytmy, tak, aby coraz żynieryjne (mosty, tunele, przepusty). progowego związanego z nierówno- lepiej opisywały rzeczywiste warunki Przejazd pociągu przez nierówność ścią progową toru kolejowego. eksploatacji sieci. Mimo tych starań, progową znacząco zwiększa oddzia- jak dotąd nie uwzględniano wpływu ływania dynamiczne, ma niekorzystny Model obliczeniowy sprzężonego wymuszenia kinematycznego drgań wpływ zarówno na pojazd jaki i na- układu tor – pociąg – sieć trakcyjna pantografów na drgania sieci. Zwykle wierzchnię szynową [8] – [10]. Wstęp- pomija się pionowe drgania podstawy ne stwierdzenie, czy ten niekorzystny W układzie tor – pociąg – sieć trakcyjna, pantografu zamocowanej do dachu wpływ przenosi się także na sieć trak- pokazanym schematycznie na rys. 1, nadwozia pojazdu szynowego, chociaż cyjną przyjęto za praktyczny cel tej pra- wyróżniono dwa podukłady: (1) tor – w rzeczywistości rejestrowane są drga- cy. Zostaną pokazane pierwsze wyniki pociąg i (2) sieć trakcyjna – pantografy, nia pojazdu w układzie pociąg – tor. badań numerycznych przeprowadzo- które są elementem konstrukcyjnym Wyjątkiem jest praca zespołu J. Ambró- nych za pomocą dwóch autorskich pociągu. W obu podukładach wystę- sio i in. [7], w której zasygnalizowano programów obliczeniowych, opraco- puje wewnętrzne sprzężenie zwrotne problem wymuszenia kinematyczne- wanych na podstawie algorytmów między głównymi elementami, tzn. od- go, ale nie przedstawiono jasnej proce- opisanych przez autorów w pracach [9] działywanie między torem a pociągiem dury obliczeniowej, która pozwoliłaby – [12]. jest wzajemne i wzajemne jest oddzia- zbadać wpływ tego wymuszenia na Głównym celem niniejszej pracy jest ływanie między pantografami i siecią drgania sieci trakcyjnej. Należy tu pod- przedstawienie metodyki symulacji trakcyjną. Fizycznym miejscem styku kreślić, że z uwagi na efektywne reso- drgań sieci trakcyjnej spowodowanych dwóch wyróżnionych podukładów: (1) rowanie pociągów dużych prędkości, przejazdem pociągu przez nierówność i (2) jest podstawa pantografu (rys. 2 i wpływ ten jest prawdopodobnie po- progową toru. W koncepcji algoryt- 3). Przyjęto, że jest to styk punktowy – mijalnie mały, jeśli drgania pojazdów mu symulacyjnego uwzględniono dwupunktowy, jeśli w układzie są dwa są wymuszone tylko drobnymi nierów- interakcję dynamiczną pomiędzy pan- pantografy a jednopunktowy w przy- nościami powierzchni tocznej szyn lub tografami i górną siecią jezdną oraz padku jednego pantografu. Sprzężenie niewielkim zużyciem obręczy kół. Może nieliniowość wynikającą ze specyﬁ ki między podukładami jest tzw. sprzę- być natomiast istotny w przypadku in- pracy linek wieszakowych, które nie żeniem wprzód – w kierunku od po- cydentalnych drgań spowodowanych przenoszą ściskania – przenoszą tylko dukładu (1) do (2), tzn. nie uwzględnia przejazdem pociągu przez nierówność siły rozciągające. Uwzględniono tak- się wpływu drgań podukładu (2) na (1). progową toru, szczególnie przejazdu z że sprzężenie drgań toru i pojazdów Model obliczeniowy układu tor – po- dużą prędkością. szynowych. Zgodnie z ﬁ zyką zjawiska

8 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym ciąg – sieć trakcyjna jest modelem 2D (płaskim), docelowo ukierunkowanym na analizę pionowych drgań przewodu jezdnego sieci trakcyjnej i analizę dynamicznej siły kontaktowej między pantografem i przewodem jezdnym.

Podukład (1)

Model dynamiczny podukładu pokazano na rys. 2. Założono, że pociąg jest elektrycznym zespołem trakcyjnym 3. Model podukładu sieć trakcyjna – pantografy z zaznaczeniem stopni swobody pantografów złożonym z powtarzalnych członów, poruszającym się ze stałą prędkością. Wiotkie linki wieszakowe są modelo- ̈ʚͥʛʚͨʛ̱ʗ ʚͥʛʚͨʛ ƍ ̉ʚͥʛʚͨʛ̱ʖ ʚͥʛʚͨʛ ƍ wane za pomocą nieinercyjnych więzi Na dwóch wybranych członach po- ciągu lub jednym są zamontowane sprężystych, które nie przenoszą ściska- łącznie co najwyżej dwa pantografy. ƍ ̑ʚͥʛʚͨʛ̱ʚͥʛʚͨʛ Ɣ ̦ʚͥʛʚͨʛ (1) nia, są to zatem więzi o charakterystyce Każdy człon pociągu ma niezależne nieliniowej. Ich sztywność na rozciąga- ͟ " dwustopniowe zawieszenie i składa Rozwiązaniem układu równań (1) są nie jest jednakowa i stała, wynosi Π . się ze sztywnego nadwozia, dwóch przebiegi czasowe współrzędnych W odróżnieniu od modelu wyjściowe- sztywnych wózków jezdnych i czterech uogólnionych ̱ʚͥʛʚͨʛ% oraz ich prędko- go, linki wieszakowe mogą mieć przy zestawów kołowych. Jest układem dy- ści ̱ʖ ʚͥʛʚͨʛ i przyspieszeń ̱ʗ ʚͥʛʚͨʛ. ściskaniu sztywność zerową, ale mogą namicznym o 10-ciu dynamicznych Zbiór współrzędnych uogólnionych też zachowywać niewielką sztywność stopniach swobody. obejmuje ugięcia i obroty węzłów po- resztkową (rezydualną) charakteryzu- Tor kolejowy jest belką Eulera – Ber- działu toru na elementy skończone jącą zachowanie linek w trakcie tzw. noulliego, spoczywającą na podłożu oraz przemieszczenia i obroty tarcz poluźniania, czyli utraty kształtu, któ- sprężystym Winklera z tłumieniem. Na masowych tworzących dynamiczny ra jest odpowiednikiem wyboczenia. model pociągu. Sztywność wieszaków na ściskanie granicy odcinków toru o długościach L1 zdefi niowano wzorem ͟Ρ Ɣ ͟Π, gdzie i L2 (por. rys. 1) występuje nierówność progowa w postaci nagłej skokowej Podukład (2) współczynnik κ określa wartość sztyw- zmiany sztywności podłoża spręży- ności resztkowej jako niewielki procent Przyjęty model dynamiczny podukładu sztywności na rozciąganie – np. 1%. stego: od wartości k1 do k2. Tor z nie- równością progową jest modelowany został przedstawiony schematycznie Przyjęcie κ = 0 jest równoznaczne z ze- przy użyciu MES w ujęciu Galerkina, z na rys. 3. Model ten jest analogiczny do rową sztywnością linek na ściskanie. zastosowaniem belkowych elemen- opisanego szczegółowo w pracach [11] Drgania wieszara cięgnowego z cią- tów skończonych Eulera z ciągłym roz- i [12], ale zawiera niewielkie modyfi ka- głym rozkładem masy są wyznaczane kładem masy, spoczywających na cią- cje w zakresie defi nicji linek wieszako- metodą aproksymacyjną Lagrange’a – głym nieinercyjnym podłożu liniowo wych i pantografów. Górna sieć jezdna, Ritza, przy założeniu, że przewód jezd- lepko-sprężystym. Przyjęto założenie, podobnie jak w modelu wyjściowym ny jest obciążony przejazdem panto- że koła pojazdów pozostają cały czas w jest wieszarem cięgnowym złożonym z grafów. Pantografy są traktowane jako pełnym kontakcie z szyną, co jest pew- wieloprzęsłowej liny nośnej i przewodu płaskie układy dynamiczne o dwóch ną niedomogą modelu, ale może być jezdnego, który jest podwieszony do stopniach swobody (rys. 3), ale można stosunkowo łatwo poprawione przez liny za pośrednictwem linek wieszako- je łatwo rozbudować do układów o kil- wprowadzenie więzi kontaktowej typu wych. Lina nośna jest wiotkim cięgnem ku stopniach swobody. W odróżnieniu Hertza. podpartym przesuwnie na sztywnych od modelu wyjściowego opisanego w Równania ruchu sprzężonego ukła- podporach zlokalizowanych na tym pracach [11] i [12], podstawa panto- du tor – pociąg wyprowadzono sto- samym poziomie. W stanie nieobciążo- grafu nie jest nieruchoma, jej ruch w sując metodę opisaną szczegółowo w nym, trasa liny nośnej jest paraboliczna kierunku pionowym jest determino- pracach [9] i [10]. Są to równania róż- w obrębie każdego przęsła a przewód wany drganiami pojazdu szynowego niczkowe drugiego rzędu względem jezdny jest cięgnem prostoliniowym, w teoretycznych punktach styku po- czasu, o zmiennych w czasie współ- czyli struną. Oba te elementy są na- dukładów (1) i (2). Przyjęto zatem, że czynnikach. Układ równań ruchu spro- pięte siłami naciągu, które wynikają z pionowy ruch podstawy pantografu Ξ ͑ʖ Ξʚͨʛ wadza się do znanej w literaturze po- działania urządzeń naprężających sieć jest opisany funkcjami ͑ ʚͨʛ i staci macierzowej jezdną. Analizowany odcinek sieci skła- określającymi przemieszczenie i pręd- da się z zadanej liczby przęseł, która kość drgań w punkcie styku J, który jest obejmuje jedną sekcję naprężania. równocześnie numerem pantografu.

9 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Funkcje te wyznacza się na podstawie cyjnej przenoszonych przez panto- kroku iteracji, do korekty macierzy rozwiązania układu równań ruchu (1). grafy na pojazd kolejowy. To założenie sztywności wykorzystuje się rozwiąza- Po uwzględnieniu opisanych mody- pozwoliło podzielić algorytm symula- nie liniowe w obrębie danego kroku fi kacji, równania ruchu podukładu sieć cyjny na dwa etapy i opracować dwa czasowego, bazujące na równaniu ko- trakcyjna – pantografy można zapisać programy komputerowe o ustalonej lokacji metody Newmarka ([13]) zapi- w ogólnej postaci macierzowej hierarchii działania. Pierwszy program sanym przy założeniu Ɣ S (tzn. wie- realizuje obliczenia w podukładzie (1), szaki są więziami liniowo-sprężystymi o bazujące na rozwiązaniu równania (1), sztywności ͟Π ). ̈ ̱ʗ ʚͨʛ ƍ ̉ ̱ʖ ʚͨʛ ƍ ƫ̑ ƍ ʚͦʛ ʚͦʛ ʚͦʛ ʚͦʛ ΑΝΜΡ΢ które wyznacza się przez całkowanie W każdym kroku symulacji i, na pod- numeryczne z użyciem bezwarun- stawie przemieszczeń uogólnionych ƍ ̑ȩ Ǝ ʚS Ǝ ʛ̑ȩ ʚ̱ʛ ƍ ̑ȱʚͨʛƯ ̱ ʚͨʛ ̱ ʚͨ ʛ ͨ$ ΑΝΜΡ΢ ΥΡ ʚͦʛ ʚͦʛ kowo stabilnego wariantu metody ʚͦʛ $ wyznaczonych w chwili Newmarka. Na podstawie tego roz- oblicza się wielkości wynikowe – siłę Ɣ ̦ ʚͨʛ wiązania generowane są przebiegi cza- kontaktową, uniesienie przewodu ʚͦʛ (2) Ξ sowe drgań ͑ ʚͨʛ i prędkości drgań jezdnego na wsporniku, przemiesz- ʖ Ξ czenie ślizgacza pantografu, itp. Tak która różni się od postaci równań po- ͑ ʚͨʛ w teoretycznych punktach danych w pracy [12]: wprowadzeniem styku podukładów, a więc odniesione wygenerowane przebiegi czasowe za- współczynnika κ określającego sztyw- do tych członów pociągu, na których danych wielkości wynikowych mogą ność resztkową linek wieszakowych zamontowane są pantografy. Przebie- być przedmiotem dalszej analizy – np. przy ściskaniu oraz uwzględnieniem gi te stanowią podgrupę danych wej- statystycznej. wymuszenia kinematycznego drgań ściowych do drugiego programu, któ- pantografów w wektorze wzbudzania. ry bazuje na rozwiązaniu równania (2) Dane wejściowe i symulacja efektu Z punktu widzenia uwzględnienia nie- uzyskiwanym także przez całkowanie progowego liniowego zachowania wieszaków naj- numeryczne metodą Newmarka. Waż- istotniejsza jest postać macierzy sztywne jest zatem, aby krok czasowy całko- Do badań przyjęto fragment drogi ko- ności, rozdzielonej na cztery składniki. wania numerycznego obu równań był lejowej o długości 300 m, przy czym Zmienny w czasie składnik ̑ȱʚͨʛ wy- jednakowy, a ujmując problem dokład- nierówność progowa toru występuje nika z dynamicznej interakcji między niej – aby dyskretny zapis przebiegów w punkcie środkowym, zatem długość Ξ ʖ Ξ odcinka najazdowego wynosi L = 150 siecią jezdną i pantografami. Stały funkcji ͑ ʚͨʛ i ͑ ʚͨʛ był zgodny z 1 m. Założono, że sztywność podłoża składnik ̑ΑΝΜΡ΢ zależy tylko od cech krokiem numerycznego całkowania na odcinku najazdowym wynosi k = sprężystych wieloprzęsłowej liny no- przyjętym do obliczeń w drugim ko- 1 8 2 śnej i przewodu jezdnego, natomiast dzie programowym. k = 1,1·10 N/m , na odcinku drugim ȩ jest pięćdziesięciokrotnie większa lub wydzielony stały składnik ̑ΑΝΜΡ΢ za- Układ równań ruchu (2) jest dość mniejsza: k = 50k lub k = k/50. Pa- wiera wszystkie elementy macierzy trudny do rozwiązania, ponieważ rów- 2 2 rametr tłumienia podłoża jest stały na sztywności zależne od linek wiesza- nania są nieliniowe. Do ich rozwiązania długości toru i wynosi 2,8667·105 Ns/ kowych, obliczone przy wyjściowym zastosowano schemat rekurencyjno- m2. Sztywność giętna belki modelują- założeniu, że wszystkie linki wieszako- -iteracyjny. W każdym kroku oblicze- cej dwie szyny toru kolejowego wynosi we mają jednakową sztywność ͟Π" za- niowym numerycznego całkowania 1,2831·107 Nm2, a jej masa jednost- równo przy rozciąganiu jak i ściskaniu. kontrolowano stan układu poprzez identyfi kację linek wieszakowych kowa 1,21·102 kg/m. W obliczeniach Składnik ̑ȩ ΥΡƳ̱ʚͦʛƷ ma identyczną ȩ uwzględniono tłumienie materiałowe strukturę jak ̑ΑΝΜΡ΢, ale dotyczy tylko podlegających ściskaniu. Następnie w szynach z czasem retardacji 2,1·10-5 linek zidentyfi kowanych w chwili t jako przeprowadzano bezpośrednią korek- s. Drgania toru kolejowego są wzbu- ściskane. Jest zatem zależny od współ- tę macierzy sztywności przez odjęcie ȩ dzane przejazdem pociągu typu Shin- ̱ składnika ʚS Ǝ ʛ̑ΥΡƳ̱ʚͦʛƷ , który rzędnych uogólnionych ʚͦʛ określają- kansen, który składa się z ośmiu 25-me- cych stan przemieszczenia podukładu, redukuje wpływ linek wieszakowych ȩ znajdujących się w danej chwili w sta- trowych powtarzalnych pojazdów. a po odjęciu od macierzy ̑ΑΝΜΡ΢ z nie ściskania. Korekta jest przeprowa- Rozstawy osiowe wózków jezdnych uwzględnieniem mnożnika ʚS Ǝ ʛ pokazano na rys. 4. Parametry masowe redukuje sztywność linek ściskanych dzana iteracyjnie w danym kroku, aż do osiągnięcia zadanej dokładności wek- i charakterystyki zawieszeń pociągu do wartości ͟Ρ Ɣ ͟Π. tora rozwiązania ̱ʚͦʛ W pierwszym Shinkansen przyjęto według danych z monografi i [14]. Aby skrócić czas symu- Metoda symulacji numerycznej

Zgodnie z przyjętym założeniem o jednostronnym sprzężeniu (tzw. sprzę- żeniu w przód) wyróżnionych dwóch podukładów, nie uwzględnia się w obliczeniach wpływu drgań sieci trak- 4. Rozstawy osiowe wózków jezdnych pociągu

10 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Tab. 1. Charakterystyki geometryczne i materiałowe elementów sieci trakcyjnej oraz parametry Po pierwsze należy zauważyć, że w pantografu pierwszej fazie ruchu pojazdu (najaz- Masa jednostkowa liny nośnej 1,07 kg/m Prędkość pantografu 60 i 80 m/s dowej), w tym pantografu, obserwuje Naciąg liny nośnej 16 kN Masa ślizgacza pantografu 7,2 kg się drgania spowodowane wjazdem Sztywność osiowa liny nośnej 12 MN Masa ramy pantografu 15,0 kg pojazdu na badany odcinek toru, w Masa jednostkowa przewodu jezdnego 1,35 kg/m Siła nacisku statycznego pantografu 120 N którym szyny są utwierdzone na le- Naciąg przewodu jezdnego 20 kN Sztywność górnej sprężyny pantografu (k ) 4 200 N/m wym brzegu. Utwierdzenie wynika z 1 przyjętego modelu toru – modelu o Sztywność wieszaka przy rozciąganiu 100 kN/m Sztywność dolnej sprężyny pantografu (k ) 50 N/m 2 skończonej długości (por. rys. 1). Moż- Długość przęsła 60 m Parametr górnego tłumika pantografu (c ) 10 Ns/m 1 na uznać, że długość odcinka najaz- Liczba przęseł 5 Parametr dolnego tłumika pantografu (c ) 90 Ns/m 2 dowego (150 m) jest wystarczająca, Liczba wieszaków w przęśle 9 Sztywność sprężyny kontaktowej (k ) 50 kN/m c aby uzyskać ustalony stan odpowiedzi Liczba tłumienia materiałowego liny nośnej 0,5% Liczba tłumienia materiałowego przewodu jezdnego 0,5% pojazdu – prędkości i przyspieszenia lacji w przedstawianych tu pierwszych długości badanego odcinka toru. Sy- zanikają prawie do zera, a przemiesz- testach metody symulacyjnej, rozwa- mulacje w czasie rzeczywistym prze- czenie ustala się na poziomie stałego, żono hipotetyczny przejazd tylko jed- prowadzono przy dwóch prędkościach dynamicznego ugięcia szyn, śledzące- nego członu pociągu, wyposażonego jazdy pociągu: 60 m/s i 80 m/s, przyj- go ruch pojazdu i zależnego od jego w jeden pantograf umieszczony w osi mując krok czasowy numerycznego prędkości (por. [9]). Przejazd pojazdu przedniego wózka jezdnego. całkowania równy 0,001 s. przez nierówność progową w postaci Przyjęte do obliczeń parametry ﬁ - Na rys. 5 pokazano przebiegi pio- pięćdziesięciokrotnego zmniejszenia zyczne podukładu pantografy – sieć nowych drgań podstawy pantografu sztywności podłoża skutkuje nagłym trakcyjna zostały zestawione w tabeli (przemieszczenia, prędkości i przyspie- wzbudzeniem drgań pojazdu, o po- 1. Przyjęto je na podstawie danych mo- szenia), wygenerowane przy dwóch czątkowej amplitudzie rzędu kilkuna- delu referencyjnego, który jest opisany prędkościach jazdy pociągu (216 km/h, stu milimetrów. Drgania oscylacyjnie w załączniku do normy [4]. Długość 288 km/h), przy założeniu skoku sztyw- gasną dążąc do stałej wartości – więk- badanego odcinka testowego sieci ności podłoża toru od k do 50k i od k do szej niż przed nierównością progową z składającego się z pięciu jednakowych k/50, który występuje po przejeździe uwagi na mniejszą sztywność podłoża przęseł wynosi 300 m, czyli jest równa odcinka o długości 150-ciu metrów.

a) 0.018 a) -0.07 0.016 -0.06 0.014 -0.05 0.012 -0.04 0.010 -0.03 0.008 -0.02 0.006

pantografu pantografu [m] -0.01 0.004 0 60 120 180 240 300 0.002 0.00 Przmieszczenie podstawy Przmieszczenie podstawy Pozycja pantografu [m] 0.000 Przemieszczenie przewodu [m] 0.01 0 60 120 180 240 300 Pozycja pantografu [m] -0.002 0.02

b) 0.080 b) -0.10 -0.09 0.060 -0.08 0.040 -0.07 -0.06 lizgacza [m] podstawy podstawy 0.020 V L -0.05

drga 0.000 -0.04 V4 0 60 120 180 240 300

pantografu pantografu [m/s] -0.03

dko -0.020 B Pozycja pantografu [m] -0.02 Pr Przemieszczenie Przemieszczenie -0.040 -0.01 60 120 180 240 -0.060 0.00 Pozycja pantografu [m] c) 250 c) 0.800

0.600 200

] 0.400 2 150 podstawy podstawy L 0.200 100 0.000 0 60 120 180 240 300

pantografu pantografu [m/s -0.200 50 Pozycja pantografu [m] -0.400 Siła nacisku stykowego [N]

Przyspieszenie drga 0 60 120 180 240 -0.600 Pozycja pantografu [m] -50 v = 60 m/s; nierównoV4 50k v = 60 m/s; nierównoV4 k/50 v = 60 m/s; nierównoV4 50k v = 60 m/s; nierównoV4 k/50 v = 80 m/s; nierównoV4 50k v = 80 m/s; nierównoV4 k/50 v = 80 m/s; nierównoV4 50k v = 80 m/s; nierównoV4 k/50

5. Przebiegi pionowych drgań podstawy pantografu: a) przemieszczenia, b) 6. Przebiegi czasowe: a) przemieszczenia przewodu jezdnego na lewym prędkości c) przyspieszenia, w zależności od prędkości jazdy pociągu wsporniku środkowego przęsła odcinka testowego, b) przemieszczenia i nierówności progowej ślizgacza pantografu, c) siły nacisku stykowego, w zależności od prędkości jazdy pociągu i nierówności progowej 11 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

toru. Podobny efekt obserwuje się w jest skuteczny i może być przydatny 2014 r. w sprawie technicznych przypadku prędkości i przyspieszeń do analizy wpływu efektu progowego specyﬁ kacji interoperacyjności drgań, z tą różnicą, że dążą one oscy- na drgania pojazdów szynowych i sie- podsystemu „Energia” systemu kolei lacyjnie do zera. Obserwowany dyna- ci trakcyjnych. Główny cel pracy został w Unii. miczny efekt progowy jest podobny do zatem osiągnięty. [7] J. Ambrósio, J. Pombo, M. Pereira, P. przebiegu odpowiedzi na obciążenie Dalsze badania w tym obszarze Antunes, A. Mósca: Recent Deve- impulsowe. Ze względu na bardzo do- mogą być ukierunkowane na analizę lopments in Pantograph-Catenary bre, dwustopniowe zawieszenie nad- występujących w praktyce nierów- Interaction Modelling and Analy- wozia pojazdu, obserwowane drgania ności progowych, aby ustalić typowe sis, International Journal of Railway mają małe amplitudy, a maksymalne parametry skoku sztywności podłoża Technology, Vol. 1(1), 2012, pp. 249- wzbudzone przyspieszenia wpływają- toru, występujące w praktyce eksplo- 278. ce na komfort jazdy nie przekraczają atacyjnej, i określić ich wpływ na drga- [8] J. Sołkowski: Zarys analizy efek- 1 m/s2. Warto zauważyć, że większy nia innych, mniej skutecznie resorowa- tu progowego przy łączeniu na- efekt progowy występuje przy niższej nych pojazdów szynowych i następnie wierzchni podsypkowych z inny- z dwóch rozpatrywanych prędkości – na drgania sieci trakcyjnych. mi typami nawierzchni, Technika pojazdu, w odróżnieniu od efektu pro- Transportu Szynowego, r. 12, 2009, gowego występującego w drganiach Materiały źródłowe str. 59-65. szyn, który ewidentnie rośnie wraz z [9] D. Bryja, I. Gisterek, A. Popiołek: prędkością ([9]). Ponadto, w przypadku [1] J. Ambrósio, J. Pombo, M. Pereira, P. Analiza numeryczna wpływu nie- drgań szyn efekt progowy wynikają- Antunes, A. Mósca: A Computatio- równości progowej na drgania toru cy ze zwiększenia sztywności podłoża nal Procedure for the Dynamic Ana- kolejowego spowodowane prze- toru skutkuje dużymi oscylacjami przy- lysis of the Catenary-Pantograph jazdem pociągu dużych prędkości, spieszeń ([9]), natomiast w przypadku Interaction in High-Speed Trains, Inżynieria i Budownictwo, r. 71, nr drgań nadwozia pojazdu (czyli i drgań Journal of Theoretical and Applied 10, 2015, s. 532-536. podstawy pantografu) wpływ nierów- Mechanics, Vol. 50(3), 2012, pp. 681- [10] D. Bryja, I. Gisterek, A. Popiołek: A ności progowej rzędu pięćdziesięcio- 699. computational method for acce- krotnego zwiększenia sztywności toru [2] J. Pombo, P. Antunes, J. Ambrósio: leration analysis of a railway track jest praktycznie pomijalny. A Study on Multiple Pantograph with a stiﬀ ness discontinuity, Proc. Można się spodziewać, że pokazane Operations for High-Speed Catena- of the Fifteenth Int. Conf. on Ci- na rys. 5 niewielkie drgania podstawy ry Contact, Proceedings of the Ele- vil, Structural and Environmental pantografu, spowodowane przejaz- venth International Conference on Engineering Computing, Prague dem przez dwie analizowane nierów- Computational Structures Techno- - Czech Republic, 1-4 September ności progowe, nie będą miały istotne- logy, B.H.V. Topping, (Editor), Civil- 2015, ed. by J. Kruis, Y. Tsompanakis go wpływu na drgania sieci trakcyjnej i -Comp Press, Stirlingshire, Scotland, and B.H.V. Topping, Stirlingshire, Ci- pantografu, który jest wyposażony we 2012, paper 139. vil-Comp Press, 2015, pp. 1-13. własne tłumiki drgań. Na rys. 6 przed- [3] G. Poetsch, J. Evans, R. Meisinger, W. [11] D. Bryja, D. Prokopowicz: Dyskret- stawiono wyniki przeprowadzonych Kortüm, W. Baldauf, A. Veitl, J. Wal- no-ciągły model obliczeniowy symulacji, które uwzględniają kinema- laschek: Pantograph/Catenary Dy- sprzężonego układu dynamiczne- tyczne wzbudzenie drgań pantografu. namics and Control, Vehicle System go: pantograf - napowietrzna sieć Zgodnie z oczekiwaniami, efekt progo- Dynamics, No. 28, 1997, pp. 159- trakcyjna, Przegląd Komunikacyjny, wy manifestuje się jedynie w przebie- 195. r. 71, nr 5, 2016, s. 44-51. gu drgań ślizgacza pantografu, ale jest [4] PN-EN 50318: Zastosowania kole- [12] D. Bryja, A. Popiołek: Analiza drgań pomijalnie mały. jowe – Systemy odbioru prądu – wieszara cięgnowego jako modelu Walidacja symulacji oddziaływania kolejowej sieci trakcyjnej obciążo- Podsumowanie dynamicznego pomiędzy panto- nej ruchem pantografów, Journal grafem a siecią jezdną górną, PKN, of Civil Engineering, Environment Bardzo skuteczne resorowanie pojazdu Warszawa 2003. and Architecture, t. 34, z. 64, nr 2, szynowego pociągu dużych prędkości [5] PN-EN 50367: Zastosowania kole- 2017, s. 177-190. typu Shinkansen powoduje, że efekt jowe – Systemy odbioru prądu – [13] Langer J.: Dynamika budowli, Wyd. progowy spowodowany przejazdem Kryteria techniczne dotyczące wza- Politechniki Wrocławskiej, Wrocław przez badane nierówności progowe jemnego oddziaływania między 1980. jest na tyle mały, że praktycznie nie pantografem a siecią jezdną górną [14] Klasztorny M., Dynamika mostów przenosi się na drgania pantografu i (w celu uzyskania wolnego dostę- belkowych obciążonych pociąga- górnej sieci jezdnej. Niemniej, pokaza- pu), PKN, Warszawa 2012. mi szybkobieżnymi, Wydawnictwa ne wyniki obliczeń świadczą o tym, że [6] Rozporządzenie Komisji (UE) nr Naukowo-Techniczne, Warszawa zaproponowany algorytm symulacyjny 1301/2014 z dnia 18 listopada 2005

12 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Przekładki podszynowe i podpłytowe o indywidualnie projektowanej sztywności Resilient pads with custom designed sti" ness

Igor Gisterek

Dr inż.

Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego; Katedra Mostów i Kolei

[email protected]

Streszczenie: W pracy przytoczono przykłady stosowania wibroizolacji w dokumentacji projektowej. Przedstawiono metodykę badań oraz wyniki pomiarów charakterystyk sprężystych komponentów przytwierdzeń szyn w postaci przekładek podszynowych oraz przekładek pod- płytowych pod podkładką żebrową. Podkreślono wysoką precyzję projektowania i wykonawstwa podkładek sprężystych o określonej charakterystyce. Wskazano niedociągnięcia krajowego prawodawstwa w tym zakresie. W podsumowaniu określono pożądane kierunki zmian tego niekorzystnego stanu rzeczy.

Słowa kluczowe: Przekładka szynowa; Kolej; Tor kolejowy

Abstract: The paper deals with examples of using vibration insulation in project documentation. The research methodology and the results of measurements of elastic characteristics of rail fastening components in the form of rail pads and baseplate pad was presented. High preci- sion of designing and manufacturing of elastic elements with a speciﬁ c characteristic was emphasized. Shortcomings of national legislation in this area have been pointed out. In the summary, the desired directions of changes in this unfavorable situation were deﬁ ned.

Keywords: Resilient pad; Railway; Railway track

Prowadzone ciągle inwestycje w za- materiałów, żeby zminimalizować ich wzorcowy dla wszystkich tego typu kresie infrastruktury transportu szy- koszty zakupu i utrzymania w całym inwestycji. W jego pierwszej części nowego miejskiego i dalekobieżnego okresie eksploatacji, przy jednocze- opisano pokrótce różnice i zależności zmuszają inwestorów, projektantów i snym zachowaniu wysokich parame- między drganiami, hałasem pierwot- wykonawców do znajdowania kom- trów eksploatacyjnych. nym i hałasem wtórnym, następnie promisów pomiędzy optymalizacją wskazano kilka dostępnych metod kosztów przedsięwzięcia a zachowa- Dobór rodzaju nawierzchni – obniżania tych oddziaływań. Część niem odpowiadającego dzisiejszym przykład pozytywny druga zawiera opis dwóch stanowisk normatywom i oczekiwaniom niskie- pomiarowych: w Luksemburgu, w 20 go poziomu emisji drgań i hałasu. Ko- W roku 2015 rozpoczęto prace bu- wytypowanych wcześniej punktach nieczne staje się stosowanie nowych dowlane przy nowej linii tramwajowej pomiarowych, oraz w Brukseli, przy technologii oraz komponentów za- w Luksemburgu. Kluczowe etapy pro- torze referencyjnym podczas przejaz- równo przy projektowaniu nowych jektu, postęp prac oraz inne istotne du tramwajów. Na tym etapie ziden- obiektów infrastruktury szynowej, jak dane podawano w dość szczegóło- tyﬁ kowano już miejsca wymagające i przy modernizacji konstrukcji ist- wych opracowaniach do wiadomości szczególnej ochrony (np. ﬁ lharmonia), niejących. W tym drugim przypadku publicznej [10]. Jednym z opracowań jak i elementy toru generujące zwięk- szczególnie istotne stają się ogranicze- przygotowawczych było określenie szone oddziaływania (rozjazdy, łuki o nia przestrzenne, powiązane z bliskim stanu zabudowy ulic stanowiących małych promieniach). W trzecim eta- sąsiedztwem zabudowy, historycznym korytarz, którym miała przebiegać pie zaproponowano rozmieszczenie ukształtowaniem przebiegu tras w projektowana linia tramwajowa, w konkretnych środków ochronnych, terenie intensywnie zagospodarowa- celu doboru odpowiednich środków zarówno w formie tabelarycznej, jak nym czy obecnością obiektów pod- ochrony. W obszernym tomie [4] wska- i planów sytuacyjnych. Fragment ta- ziemnych. Racjonalny jest więc taki zano algorytm postępowania, któ- beli z opisem punktów pomiarowych dobór zastosowanych technologii i ry zdaniem autora może służyć jako pokazano na rys. 1, natomiast rys. 2

13 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

najskuteczniejsze […] przewidziano rozwiązanie w postaci bezpośredniej izolacji poziomej – zabudowę mat podtłuczniowych”) czy materiału wi- broizolacyjnego i jego struktury („nale- ży zastosować jednorodny, spieniony elastyczny poliuretan”; „rowki lub we- wnętrzne jamy nie są dopuszczalne”). Wątpliwości budzi również rozmieszczenie przestrzenne projektowanych mat: nie zastosowano ich na obiekcie mostowym o konstrukcji blachowni- cowej, położonym w odległości około 20m od pierzei kamienic; mata urywa się na długości projektowanego bu- dynku nastawni, odległego ok. 7m od osi toru na zewnątrz dość ciasnego łuku, za to jej ułożenie jest przewidzia- 1. Tabelaryczny opis punktów pomiarowych przy projektowanej trasie tramwaju w Luksemburgu, za [4] ne pod torem odstawczym zakończo- nym kozłem oporowym, a nawet poza nim, mimo że projekt nie wspomina o jego przyszłym przedłużeniu (rys. 3). Na tej podstawie można założyć, że rodzaj i zasięg projektowanego roz- wiązania nie były przedmiotem pogłę- bionej analizy. Należy wnioskować, że skoro nie założono jasno określonego efektu ograniczenia oddziaływań na budowle w pobliżu torów, niemożliwa będzie również właściwa ocena efek- tów funkcjonowania wdrożonych roz- wiązań, co w zasadzie czyni całe przed- sięwzięcie wątpliwym z inżynierskiego punktu widzenia. Zawarte w powyż- szym akapicie rozważania są nieaktu- alne, jeżeli dostarczona do analizy dokumentacja była niepełna lub została później uzupełniona dodatkowymi opracowaniami, nieznanymi autorowi podczas powstawania niniejszej pracy. Porównanie dwóch powyższych 2. Proponowane rozmieszczenie specjalnych konstrukcji toru w projektowanej trasie tramwaju w przykładów prowadzi do wniosku, że Luksemburgu, za [4] właściwym trybem projektowania roz- przedstawia wycinek planu sytuacyj- Dobór rodzaju nawierzchni – wiązań ochrony wibroizolacyjnej jest nego z naniesionymi rozwiązaniami, przykład mniej pozytywny rozpoznanie stanu istniejącego, zało- gdzie HRR oznacza High Resilient Rail żenie pożądanych efektów w postaci (szynę o zwiększonej podatności pod- W roku 2017 wykonano dokumentację utrzymania poziomu drgań i hałasu parcia), zaś 16Hz MFS – Masse Feder projektową przebudowy układu to- poniżej określonych wartości, a na- System (system masowo – sprężysty rowego jednej ze stacji kolejowych w stępnie - w razie konieczności - dobór o częstości własnej wynoszącej 16Hz). południowej Polsce. Zdaniem autora, konkretnego rozwiązania w postaci W grudniu 2017 oddano do użytku doboru środków ochrony przed drga- ulepszonej nawierzchni torowej lub pierwszy fragment trasy, pomiędzy niami i hałasem dokonano w niej arbi- dodatkowej infrastruktury przytoro- położoną w północno – wschodniej tralnie, nie oglądając się na założone wej. Niestety, często praktykowane jest części miasta zajezdnią, a stacją kolejo- efekty, tylko sugerując zastosowanie postepowanie odwrotne, w którym wą Pfaﬀ enthal – Kirchberg, zaś po za- konkretnego produktu obecnego na bazuje się na parametrach drugorzęd- kończeniu budowy w 2021 tramwaje rynku. Przedstawiony w niej tok po- nych (grubość maty wibroizolacyjnej, mają kursować od lotniska do Cloche stępowania nie wydaje się właściwy sztywność statyczna i dynamiczna, d’Or, zatem realizacja projektu nadal zarówno pod względem ograniczania współczynnik przesztywnienia, wska- trwa. doboru samej konstrukcji toru („jako

14 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

3. Fragmenty omawianego w tekście rysunku planu, kreskowaniem w kolorze zielonym zaznaczono zasięg układania maty wibroizolacyjnej zanie konkretnego tworzywa itp.), cję linii kolejowych, od prowadzenia charakterystyka może być precyzyjnie natomiast wartości liczbowe efektów lekkiego ruchu pasażerskiego z dużą projektowana. Dotyczy to zarówno tłumiennych pozostają nieokreślone, częstością, po linie obciążone inten- właściwości mechanicznych materiału, czyli liczy się fakt zastosowania okre- sywnym ruchem towarowym, celowe takich jak sztywność czy wydłużenie, ślonego rozwiązania, a nie jego sku- wydaje się wdrożenie pomocniczych ale też jego wewnętrznej struktury w teczność. kryteriów dla wspomagania bardziej postaci odpowiednio rozmieszczo- precyzyjnego doboru poszczególnych nych mikropęcherzyków o pożądanej Nowe podejście – projektowanie składowych. Dość nieprecyzyjny zapis średnicy. Najwyższą powtarzalność sztywności przekładek zawarty w rozdz. II par. 3 przepisów [8]: struktury daje obecnie druk trójwy- „Standard konstrukcyjny nawierzchni miarowy, jednak ze względu na koszty Jak wskazano w przykładach zamiesz- określa minimalne wymagania tech- technologia ta nie ma dziś zastosowa- czonych we wprowadzeniu, dobór niczne dla materiałów konstrukcyj- nia przy wytwarzaniu setek tysięcy po- właściwego rozwiązania wibroizolacyj- nych dla danej klasy torów, to jest: wtarzalnych akcesoriów kolejowych. nego jest zagadnieniem wieloaspekto- typ szyn, podkładów i przytwierdzeń, Natomiast umiejętne sterowanie wym, o znacznym stopniu złożoności maksymalny rozstaw podkładów oraz procesem wytwarzania i przetwór- oraz wymagającym szeroko zakrojo- minimalną grubość warstwy podsyp- stwa tworzyw sztucznych pozwala na nego frontu prac przygotowawczych. ki pod podkładem, a także parametry zachowanie wystarczająco wysokiej Nie mniej istotny jest właściwy algo- techniczne wymienionych materia- powtarzalności wyrobów, przy możli- rytm postępowania, w wyniku które- łów” można rozumieć intuicyjnie w wości oferowania całego typoszeregu go otrzymuje się skuteczne rozwiąza- przypadku rozstawu podkładów czy elementów powstających ze wspól- nie. Tymczasem złożoność zagadnień grubości podsypki, ale jak porównać nego surowca. Przykładem mogą być związanych z właściwym doborem minimalne wymagania techniczne przekładki podszynowe oraz przekład- ochrony wibracyjnej stale wzrasta. Sto- przytwierdzeń SB i Skl? Drugim faktem ki podpłytowe pod podkładką żebro- sunkowo nowym zjawiskiem na rynku rodzącym pewne trudności jest stop- wą wykonane ze spienionego EPDM jest możliwość indywidualnego zapro- niowe wyewoluowanie z rozwiązań (polimer z monomerów etylenowo- jektowania sztywności zarówno prze- bazowych całych rodzin produktów, -propylenowo-dienowych). kładki podszynowej, jak i przekładki mających wspólny lub zbliżony kształt, Według danych producenta [5], podpłytowej (tj. umieszczanej między lecz zupełnie różne charakterystyki, materiały te mogą być stosowane podkładką żebrową, stanowiącą płytę czego standardy techniczne zupełnie w zasadzie we wszystkich rodzajach przytwierdzenia, a podkładem). nie uwzględniają. Kolejnym zagadnie- transportu szynowego, od ruchu tram- Dotychczasowe podejście opiera niem jest coraz szybciej postępujący wajowego do kolei dużych prędkości, się na stosowaniu przytwierdzenia rozwój nowych i unowocześnionych dzięki możliwości niemal indywidu- jako systemu. Klasyczny sposób dobo- zagranicznych konstrukcji komponen- alnego doboru sztywności przekładki ru rozwiązania to użycie Tabeli 3.2 w tów toru, w tym przytwierdzeń, które podszynowej w szerokim zakresie od przepisach [11], a następnie przejście jak do tej pory nie są obecne na ryn- 20 do 200 kN/mm, a przekładki pod- do standardów technicznych zawar- ku krajowym. Cały ten nie do końca płytowej od 5 do 60kN/mm. Łączne tych w Załączniku 2 przepisów [8], Ta- klarowny tok postępowania stanowi stosowanie obu tych rodzajów prze- bele 1- 6. W zależności od standardu poważną barierę dla wprowadzania kładek daje szeroki wachlarz kombina- technicznego nawierzchni, dostępne nowych rozwiązań i sprzyja raczej kon- cji, co pozwala na możliwie efektywne rodzaje przytwierdzeń to SB, Skl i K, serwatywnemu schematyzmowi pro- tłumienie drgań szyn we wskazanych bez wskazania konkretnych kryte- jektowemu. pasmach tercjowych, a przez to niwe- riów doboru elementów składowych Postęp w technologii materiałowej lowanie niekorzystnego oddziaływa- tych systemów mocowania szyn do tworzyw sztucznych umożliwia obec- nia na otoczenie. Należy jednak wspo- podkładów. Tymczasem, ze względu nie realizowanie elementów o stosun- mnieć, że zastosowanie w zasadzie na zarówno postępującą specjaliza- kowo niewielkich rozmiarach, których wszystkich technik wibroizolacji toru

15 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

4. Widok boczny przekładki podszynowej ze spienionego EPDM, za [5] 5. Stanowisko pomiarowe do badań zmęczeniowych przekładek, za [1] powoduje w konsekwencji zwiększo- wych produktów jest jedną z ich naj- szczególnie interesujący jest sposób ne ugięcia szyn, co może w nich po- ważniejszych cech. Prowadzi ona do wyznaczania sztywności statycznej

wodować przyspieszone powstawanie niezmienności pracy konstrukcji toru Cstat 18/68, gdzie w ujęciu graﬁ cznym wad, w szczególności zmęczeniowych jako całości podczas całego okresu stanowi ona sieczną wykresu krzywej [3]. Trwałość charakterystyk materiało- jego wieloletniej eksploatacji. Istotne obciążania w pętli histerezy pomiędzy wych opisywanych przekładek oraz ich jest, aby parametry materiałów, zwłasz- wartościami 18 i 68kN, z których war- przydatność niezależnie od wpływu cza sprężystych, nie zmieniały się zna- tość minimalna jest traktowana jako czynników środowiskowych musiała cząco również pod wpływem działania ekwiwalent obciążenia przekładki do- zostać potwierdzona stosownymi ba- niskich i wysokich temperatur czy za- ciskiem sprężyn przytwierdzenia, zaś daniami, które opisano poniżej. wilgocenia. Dlatego zlecenia klientów, maksymalna pochodzi z przemnoże- chcących dokładnie sprawdzić swoje nia siły projektowej 85kN przez współ- Badania laboratoryjne przekładek wyroby, czasami przekraczają wymogi czynnik 0,8 [1]. normowe zawarte w opracowaniu [6] W opracowaniu [1] zaprezentowano Trwałość charakterystyk materiało- czy [9]. W przytoczonych przepisach metodę pomiarową oraz wyniki badań przekładek podszynowych. W ramach testów określono:

- statyczną sztywność pionową w temperaturze pokojowej, - dynamiczną sztywność pionową w temperaturze pokojowej, - stopień zmęczenia materiału po 3 mln cykli, - ponownie statyczną sztywność pionową w temperaturze pokojowej po badaniu zmęczeniowym, - ponownie dynamiczną sztywność pionową w temperaturze pokojowej po badaniu zmęczeniowym.

Badania prowadzono w rzeczywistym przytwierdzeniu typu Skl (fot. 5) oraz w prasie hydraulicznej. W toku pomiarów stwierdzono, że współczynnik przesztywnienia dynamicznego dla trzech 6. Przykładowy wykres zależności przemieszczenie – obciążenie po 3 mln cykli, badanie na stanowi- badanych częstości drgań, tj. 5, 10 i sku z fot. 5. Kolorem niebieskim pokazano przemieszczenie poziome na zewnątrz toru, czerwonym 20Hz pozostaje niezmienny i wynosi – pionowe do wnętrza toru, zielonym – pionowe na zewnątrz toru, za [1] 1,1 co jest wartością korzystną (war-

16 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym tość dopuszczalna wynosi aż 1,5). -20oC, do 22kN/mm przy 50oC, cały i hałasu na ludzi i budynki poniżej Ze względu na metodę pomiarową, czas pozostając w granicach wartości wartości dopuszczalnych. Szczegóło- w której przez ukośne ułożenie szyny dopuszczalnych. W wyniku pomiarów we opracowania czy wyprzedzające pod siłownikiem uzyskuje się symula- dynamicznych stwierdzono, że współ- symulacje skuteczności wykonywane cję sił pionowych i poziomych oddzia- czynnik przesztywnienia dynamiczne- są tylko w bardzo nielicznych przy- łujących na przekładkę, możliwy jest go również jest powiązany z tempe- padkach, brakuje też zapisanego w jednoczesny pomiar przemieszczeń w raturą otoczenia, przyjmując wartości dokumentacji wymogu dokonywania kierunku pionowym na zewnątrz toru, od 1,72 przy -20oC, do 1,00 przy 50oC. poprawek tak długo, aż zostaną osią- pionowym wewnątrz toru oraz pozio- Również i te wartości swobodnie gnięte założenia projektowe. mym na zewnątrz toru. Innymi słowy, mieszczą się w dopuszczalnych grani- przez przyłożenie siły do główki szyny cach. Materiały źródłowe pod odpowiednim kątem szyna jest obracana w przytwierdzeniu. Przykła- Podsumowanie [1] Fengler W., Sami Elmaci M.: Bericht dowy wykres, obrazujący zależność 17.11a: Ermittlung der Dauerfestig- przemieszczenie – obciążenie po ba- Coraz częściej spotyka się projekty, w keit einer elastischen Zwischenla- daniu zmęczeniowym, pokazano na których wykorzystanie elementów i ge Zw 1000 (Calenberg) an einem rys. 6. systemów wibroizolacji jest przemy- Stützpunkt in Anlehnung an [DBS W wyniku pomiarów stwierdzono, ślane, oszczędne, celowe i skuteczne. 918 235]. TU Dresden, 05.2017 że badanie zmęczeniowe nie miało Kierunek ten należy ocenić jako słusz- [2] Freudenstein S., Nottbeck A.: Be- istotnego wpływu na charakterystykę ny z dwóch powodów: po pierwsze, richt nr 3562: Prüfung der stati- podkładki – stwierdzono zwiększe- rośnie świadomość społeczna doty- schen und dynamischen Steiﬁ gke- nie sztywności statycznej o zaledwie cząca ochrony budowli i osób przed iten von Zwp 104-NT nach DBS 918 1,7% przy dopuszczalnej wartości szkodliwym działaniem drgań i hałasu. 235:2017, TU Munchen, 04.2017 wynoszącej 15%. Również porówna- Po drugie, obecnie modernizowana i [3] Geisler K., Freudenstein S., Molter nie sztywności dynamicznych przed i budowana infrastruktura dróg szyno- T., Missler M., Stolz Ch.: Ballastless po badaniu prowadzi do wniosku, że wych bardzo często przebiega przez tracks. John Wiley and Sons, 2018 wymagania normowe zachowane są z tereny intensywnie zurbanizowane, [4] Heiland D., Mistler M.: Bau einer ca. bardzo dużym zapasem. gdzie oczekuje się poziomów emisji o 10 km langen Straßenbahnlinie in W opracowaniu [2] zaprezentowano znacznie mniejszych wartościach, niż Luxemburg - Erschütterungstech- metodę pomiarową oraz wyniki badań na szlakach pozamiejskich. Naprzeciw nische Untersuchung, Abschnitt 2 przekładek podpłytowych. W ramach oczekiwaniom rynku wychodzą pro- und 3. Raport, 2011 testów określono: ducenci, którzy potraﬁ ą w bardzo pre- [5] Civicell (Zw) und Ciplacell (Zwp), cyzyjny sposób kształtować właściwo- Zwischenlagen und Zwischen- - statyczną sztywność pionową w ści swoich wyrobów. Niestety, mimo platten für hochelastische Schie- temperaturze pokojowej, 50, 0, -10 ciągłego postępu i doskonalenia, za- nenbefestigungsysteme. Materiał i -20oC, równo po stronie producentów, jak i informacyjny Calenberg Ingenieu- - dynamiczną sztywność pionową kadr projektowych, zdarzają się przed- re, 04.2016 w temperaturze pokojowej dla 5, sięwzięcia budowalne, gdzie umiesz- [6] Deutsche Bahn Standard DBS 918 10 i 20Hz, cza się wibroizolację bez zrozumienia 235 - dynamiczną sztywność pionową istoty jej działania czy pogłębionej [7] DIN 45673: Mechanical vibration – w temperaturze 50, 0, -10 i -20oC analizy nakładów i korzyści. Resilient elements used in railway przy 10Hz, Przedstawione w pracy przykłady tracks - stopień zmęczenia materiału po 3 badań laboratoryjnych pokazują, że ry- [8] Id-1 (D-1). Warunki techniczne mln cykli, nek rodzimy nie nadąża za postępem utrzymania nawierzchni na liniach - ponownie statyczną sztywność płynącym z innych krajów. Przede kolejowych. PKP PLK 2005, ze zm. pionową w temperaturze pokojo- wszystkim brakuje wystarczająco ja- 2015 wej po badaniu zmęczeniowym, snych zasad i wytycznych stosowania [9] PN-EN 13146-9+A1:2012: Kolej- - ponownie dynamiczną sztywność specjalnych komponentów toru i infra- nictwo – Tor – Metody badań sys- pionową w temperaturze pokojo- struktury przytorowej, w tym środków temów przytwierdzeń - Część 9: wej po badaniu zmęczeniowym. ochrony wibracyjnej. Dla ratowania określenie sztywności sytuacji importowane są opracowania [10] Rapport d’activite 2015, 2016. Badania prowadzono w prasie hydrau- zagraniczne, jednak nie tworzą one www.luxtram.lu, dostęp 03.2018 licznej, stosując odpowiednie otuliny spójnej całości i nie wyczerpują w spo- [11] Rozporządzenie MTiGM w sprawie w postaci papieru ściernego. Wyniki sób wystarczający tego w znacznym warunków technicznych, jakim po- pomiarów statycznych dowodzą, że stopniu złożonego zagadnienia. Nie winny odpowiadać budowle kole- wpływ temperatury na sztywność wskazuje się również podstawowego jowe i ich usytuowanie. Dz.U.151 z przekładki jest istotny - zmienia się celu stosowania tych środków: utrzy- 1998, ze zm. 2014 ona w zakresie od ok. 32kN/mm przy mania negatywnego wpływu drgań

17 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Badanie i ocena sztywności nawierzchni kolejowej w oparciu o nową metodę pomiaru Testing and evaluation of railway pavement construction sti" ness based on a new testing method

Juliusz Sołkowski Dawid Siemieński

Dr hab. inż. Mgr inż.

Politechnika Krakowska, Wydział Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii Lądowej, Katedra Inżynierii Lądowej, Katedra Infrastruktury Transportu Infrastruktury Transportu Szynowego i Lotniczego Szynowego i Lotniczego

[email protected] [email protected]

Streszczenie: Niniejsze opracowanie opiera się na poszukiwaniu metody pomiaru i oceny konstrukcji nawierzchni kolejowej. Autorzy za- uważają pewne analogie między nawierzchniami drogowymi oraz kolejowymi, zarówno pod względem konstrukcji, jak i obciążenia dynamicznego. Już w latach 60. opracowano metodę pomiaru ugięć nawierzchni drogi pod obciążeniem dynamicznym za pomocą urządzenia Falling Weight Deﬂ ectometer. Przez wiele lat ulepszano metodę pomiaru, technikę oraz metodę analizy wyników. Urządzenie FWD zostało przystosowane także do użytku na nawierzchniach kolejowej. Pierwsze testy zostały wykonane w terenie i przyniosły wiarygodne wyniki. Metody oceny dla urządzenia pomiarowego dla nawierzchni są w trakcie opracowywania.

Słowa kluczowe: Nawierzchnia kolejowa; Pomiary; Diagnostyka Nawierzchni; FWD; Sztywność

Abstract: This project is based on search for the method of measuring and evaluation the railway pavement construction. The authors note some analogies between road and railway, both in terms of construction and the dynamic load. Already in the 1960s a method for measuring road pavement defl ections under dynamic load was developed using Falling Weight Defl ectometer. During years the device and the results analysis method were developed and currently commonly used. The FWD device was adapted for use on railway pavement construction. The fi rst tests were done in the fi eld and have brought reliable results. The device and measuring and pavement evaluation methods are under development.

Keywords: Railway pavement; Measurements; Ppavement diagnostics; FWD; Sti# ness

Nawierzchnia drogi kolejowej jako li- nieniszczących oraz szybkopostępują- wie zdiagnozować stan obiektu ja- niowy obiekt, jest budowlą trudną cych staje się jednym z celów. Przed- kim jest nawierzchnia? W przypadku pod względem utrzymania jednoli- miotem rozważań jest opracowanie dróg samochodowych metody badań tej sztywności/sprężystości. Głównie takiej metody badań oraz interpretacji, i interpretacji wyników szczegółowo w obszarach obiektów inżynierskich, która zbliży nas do odpowiedzi między opracowała Generalna Dyrekcja Dróg gdzie efekt stref przejściowych jest innymi na pytania: jaka jest nośność Krajowych i Autostrad w ramach doku- szczególnie widoczny [9]. Z drugiej nawierzchni, jej sztywność, a w konse- mentu DSN [6]. Na tym opracowaniu strony ciągłe oddziaływania dynamicz- kwencji – trwałość. Przy czym pomiar bazują również Zarządcy pozostałych ne pochodzące od poruszających się powinien odbywać się w warunkach dróg. W przypadku nawierzchni kole- pojazdów zmieniają sztywność kon- zbliżonych do warunków pracy na- jowej mówimy o Warunkach Technicz- strukcji nawierzchni w czasie, obniżając wierzchni. Jak się okazuje podobne nych oraz Instrukcjach z serii „Id” wpro- tym samym jej nośność. Stąd pojawia rozwiązanie już od lat 60-tych jest sto- wadzonych do stosowania poprzez się pytanie: czym i jak badać sztywność sowane w drogownictwie. W ten spo- zarządzenia Zarządu PKP Polskie Linie nawierzchni. sób zrodziła się koncepcja adaptacji do Kolejowe s.a. Stan toru oceniany jest na Wiedza na temat stanu toru jest nawierzchni kolejowych. podstawie pomiaru [8]: szerokości toru, niezwykle ważna we właściwej ocenie różnic wysokości torów szynowych, oraz planowaniu wzmocnień i remon- Obecne metody oceny stanu wichrowatości toru, nierówności pozio- tów. Niestety wzmożony ruch kolejowy technicznego toru w Polsce mych i pionowych toków szynowych, ogranicza, a w niektórych przypadkach wartości syntetycznego wskaźnika uniemożliwia zajęcie toru na dłuższy Obowiązek właściwego utrzymania stanu toru „J” oraz pomiarów dodatko- czas. Spowodowane jest to koniecz- infrastruktury kolejowej spoczywa wych jak: położenie toru w płaszczyź- nością czasowego zamknięcia odcinka na Właścicielu lub Zarządcy. Wyni- nie, wartości przesunięć toków szy- i wyłączenia z ruchu na czas badań i ka to w szczególności z przepisów nowych i wartości luzów na stykach. pomiarów. Dlatego też poszukiwanie prawa budowlanego. Jakie badania i Diagnostyce poddawane są również metod pomiarowych automatycznych, pomiary przeprowadzić, aby właści- poszczególne elementy nawierzchni.

18 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

tów Duńskiego Uniwersytetu Technicz- nego. Główną ideą było wprowadzenie urządzenia generującego obciążenie dynamiczne symulujące rzeczywisty ruch pojazdów. W 1965 roku inżynier J. B. Villadsen założył ﬁ rmę A/S PHONIX, która skon- struowała pierwszy model FWD trans- 1. Pomiar ugięcia szyny w oparciu o kamerę oraz układ laserów [4] portowany na ciężarówce. Kolejnym modelem był FWD na przyczepie.

Firma A/S PHONIX (obecnie Sweco Pavement Consultants) stała się pierw- szą, która skomercjalizowała FWD. W la-

tach 1968-1969, 65 sztuk maszyn FWD zostało wyprodukowanych i sprzeda- nych. W roku 1979 Dynatest A/S roz- 2. Pomiar ugięcia szyny w oparciu o układ lase- 3. Pomiar ugięcia szyny przy zastosowaniu poczęła produkcję FWD i przerwała rów przy zadanym obciążeniu statycznym [2] dwóch wagonów [5] współpracę z A/S PHONIX, ale do tego Szyny analizowane są w szczególności pracy [2] wykorzystano wagon wypo- czasu FWD było „know-how” fi rmy A/S pod względem wizualnym zewnętrz- sażony w dodatkową oś umieszczoną PHONIX i Dynatest A/S. Jednak począ- nych wad i uszkodzeń, pomiary zużycia w połowie długości wagonu, która jest tek był w DTU we współpracy z A/S główki szyny, defektoskopię, pomiary opuszczana i podnoszona siłownikiem PHONIX w 1965r. i do czasu, kiedy nie- falistego zużycia powierzchni tocznej, hydraulicznym wywołującym obciąże- którzy z członków zespołu FWD utwo- ustalenie liczby pęknięć. W przypadku nie statyczne od 4 do 267kN. W oparciu rzyli fi rmę Dynatest A/S. W 1979 roku podkładów mówimy głównie o wzro- o różnicę ugięć wywołaną maksymal- Dynatest przedstawił pierwszy FWD, a kowym wykrywaniu wad oraz pomia- nym oraz minimalnym naciskiem, wy- w 1981 A/S PHONIX wprowadza FWD rze rozstawu i wielkości skoszenia. znaczana jest sztywność toru. Ugięcie z jedną płytą obciążającą i 6 geofonami. Podsypka analizowana jest w oparciu o wyznaczane jest w układzie trzech lase- Obecnie jest wielu producentów urzą- ustalenie jej grubości, pomiar szeroko- rów umieszczonych na ramie referen- dzeń o różnych cechach i wyposażeniu, ści pryzmy, ocenę wypełnienia okienek cyjnej. lecz zbliżonym działaniu, umożliwiające pomiędzy podkładami, ocenę stanu Ciekawą metodę opisano w [5] (Chi- stosowanie obciążeń do 350kN. zachwaszczenia, stanu zagęszczenia, ny). Tutaj sztywność szyny określana Zauważając potrzeby rynku kole- występowanie wychlapek i stopnia za- jest w oparciu o różnicę ugięć szyny jowego i korzystając z aktualnych do- nieczyszczenia podsypki. Dodatkowo pod lekkim i ciężkim wagonem. świadczeń stosowanych w drogownic- oceniane są złączki, a osobnej diagno- Inną metodę pomiaru przedstawio- twie pojawiła się koncepcja adaptacji styce poddawane są tor bezstykowy, no w [3]. W tym przypadku sztywność drogowego ugięciomierza dynamicz- rozjazdy, przejazdy kolejowe i przejścia wyznaczana jest z pomiaru przyspie- nego FWD do rozwiązań kolejowych dla pieszych. Nośność, trwałość na- szeń osi wagonu, przy uwzględnieniu oraz przeprowadzenie testów tereno- wierzchni oraz jej właściwości tłumiące siły nacisku, wyposażonego dodatko- nie są oceniane w ramach okresowych wo w układ oscylujących mas. przeglądów, lub określa się je w spo- Podobną metodę pomiaru zastoso- sób pośredni np. poprzez pogorszenie wano w ramach badania dynamiczne- parametrów geometrii toru lub innych go toru [7]. Jednak w tym przypadku wizualnych defektów nawierzchni. zastosowano niewielką masę wzbudza- jącą drgania o wysokiej częstotliwości. Obecne metody oceny sztywności toru Nowa koncepcja 4. Ocena sztywności toru i podłoża z wielkości Aktualnie istnieją różne metody po- Ocena sztywności/sprężystości na- dynamicznych pod oscylującą masą pionową [3] miaru tej wielkości. Prace [1, 4] opisują wierzchni dróg samochodowych od- pomiar ugięcia szyny w oparciu o dane bywa się głównie dwoma metodami: z kamer oraz laserów, których promień pomiar ugięć nawierzchni metodą pada na szynę pod znanym kątem. Za- belki Benkelmana oraz przy zastosowa- leżnie od wielkości ugięcia szyny, odle- niu ugięciomierza dynamicznego FWD głość „d” pomiędzy miejscami padania (Falling Weight Defl ectometer). Urzą- wiązek, jest zmienna i rejestrowana w dzenie jest powszechnie stosowane w sposób ciągły przez kamerę podczas drogownictwie do oceny nośności oraz jazdy. trwałości nawierzchni drogowej. Lasery mierzące odległość od emite- Pierwsze zastosowanie FWD do ra do elementu mierzonego mogą być określania nośności zostało zastosowa- 5. Wzbudnik bezwładnościowy rotacyjny wraz z też wykorzystywane w inny sposób. W ne w 1964 roku przez dwóch studen- siłownikami pałąkowymi [7]

19 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

6. Ugięciomierz dynamiczny FWD $ rmy SWECO – Denmark A/S wych. Projekt ma ogromne znaczenie dla rozwoju modeli nawierzchni kolejowej (szynowej) ze szczególnym 7. Schemat stopy obciążającej uwzględnieniem sztywności dyna- wierzchni o podkładach drewnianych Podsumowanie micznej oraz nieliniowości odpowiedzi oraz strunobetonowych. nawierzchni na wymuszenie. Właściwo- Na wykresach 10 i 11 przedstawiono Dotychczas przeprowadzone pomiary ści urządzenia pozwalają na wywołanie wartości ugięcia w zależności od przy- testowe potwierdzają, że FWD może obciążenia nawierzchni, które symulo- łożonej siły. Jak widać wzrost ugięcia być stosowany również do pomiarów wać będzie poruszający się po szynie jest wprost proporcjonalny do wzrostu na nawierzchni szynowej. Uzyskane pojazd o różnej prędkości oraz nacisku. siły. W przypadku nawierzchni o pod- wyniki są realistyczne, zarówno praca Ponadto urządzenie ma możliwość kładach drewnianych, przy sile około czujników jak i rejestracja wartości prze- rejestrowania wartości ugięcia dzięki 85 kN zarejestrowano ugięcie ponad biegają bez większych zakłóceń. Pewne geofonom, umieszczonym w różnych 2.2 mm, podczas gdy dla podkładów analizy uzyskanych wyników zostały już odległościach na długości szyny. W strunobetonowych dla tej samej siły, wykonane, jednak wymagają dalszych ten sposób uzyskujemy czaszę ugięcia wartość ugięcia jest niemal o połowę testów terenowych, w szczególności na szyny zarówno w miejscu przyłożenia niższa. Jest to zrozumiałe, ze względu różnych typach nawierzchni. Koniecz- obciążanie jak i w pewnej odległości. na wyższą sztywność strunobetonu ne jest uzyskanie powtarzalności wy- Ponadto dzięki funkcji “Time history” niż drewna. Ponadto widoczny jest li- ników oraz uzyskanie numerycznego/ urządzenie rejestruje przyrost wartości niowa zależność pomiędzy wartością matematycznego modelu nawierzchni siły oraz ugięcia w czasie. W ten sposób siły a ugięciem, co pozwala wyznaczyć odwzorowującego uzyskiwane wyniki można dokładniej analizować uzyskane sztywność nawierzchni. pomiarów terenowych. wyniki. Pierwsze pomiary testowe były Kolejne wykresy numer 12 i 13, dzięki poprzedzone adaptacją ugięciomierza funkcji urządzenia „Time history”, przed- do rozwiązań kolejowych. W tym celu stawiają wartości sił i ugięcia w czasie konieczne były zmiany konstrukcyjne dla dwóch maksymalnych wartości sił urządzenia. Najważniejszą stanowiło 37.79kN oraz 80.75kN. przeprojektowanie stopy urządzenia, Urządzenie FWD posiada w standar- aby obciążenie było przykładane bez- dzie minimum 9 czujników przemiesz- pośrednio na szynę kolejową. Schema- czeń. W naszym przypadku zastoso- tyczne rozwiązanie przedstawia rysu- wano 14 geofonów. W ten sposób nek 7. uzyskujemy informację jak szyna ugina się na pewnym odcinku, a nie tylko bez- Pomiary testowe pośrednio pod obciążeniem, uzyskując 8. Urządzenie pomiarowe FWD podczas pomiarów przy tym tak zwaną czaszę ugięcia. Takie Dzięki ścisłej współpracy z duńskim dane uzyskane w pomiarach wykony- producentem tego typu urządzeń uda- wanych na nawierzchni dróg samocho- ło się opracować prototyp urządzenia dowych są wykorzystywane do oceny do rozwiązań kolejowych. Pierwsze nośności podłoża jak i nawierzchni jako testy wykonane w Danii przyniosły całości. W tym celu wykorzystywana obiecujące rezultaty. Dzięki zdobytym jest tak zwana metoda „back calcula- doświadczeniom wprowadzono pew- tion” (metoda analizy wstecznej). Pole- ne poprawki w konstrukcji urządzenia. ga ona na zasymulowaniu w programie Kolejnym etapem było wykonanie po- komputerowym ugięcia pod obciąże- miarów testowych w Polsce. niem i metodą iteracyjną program tak dobiera moduły sztywności/sprężysto- Uzyskane wyniki ści warstw konstrukcji nawierzchni do momentu uzyskania wartości ugięć Pomiary wykonano na torach kolejo- równych bądź zbliżonych do tych uzy- wych jednej ze stacji w Krakowie. Wy- skanych podczas pomiaru. 9. Rozmieszczenie czujników (geofonów) do brane zostały dwie lokalizacje dla na- pomiaru ugięć

20 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Dalsze prace nad urządzeniem i Deﬂ ection from Unsprung Mass Ac- Zwolski, Badania dynamiczne toru metodą pomiaru/interpretacji są pro- celeration Data” Proceedings from kolejowego, Przegląd komunikacyjny wadzone, jednak już dzisiaj można po- Railway Engineering Conference, 11/2012. wiedzieć, że uzyskiwane wyniki są obie- London 2007 [8] Warunki techniczne utrzymania na- cujące. [4] US Department of Transportation wierzchni na liniach kolejowych Id-1 (Shane Farritor) „Real-time measure- (D-1), załącznik do zarządzenia nr Materiały źródłowe ment of truck modulus from a mo- 14/2008 Zarządu PKP Polskie Linie ving car” DOT/FRA/ORD-05/2005 Kolejowe s.a. z dnia 18 maja 2005r. [1] FRA report RR04-03, A Preliminary De- [5] Wangqing, Z. Geming, Z. Kaiming, L. [9] J. Sołkowski, D. Kudła, Wykonawstwo sign of a System to Measure Vertical Lin, Development of Inspection Car stref przejściowych do obiektów Track Modulus from a Moving Railcar, from Measuring Railway Track Elasti- mostowych iAspekty modelowania January 2004, http://www.fra.dot. city, Proceedings from 6th Interna- numerycznego oddziaływania po- gov/downloads/-Research/-rr0403. tional Heavy Haul Conference, Cape jazdnawierzchnia- Podtorze, Zeszyty pdf Town 1997 Naukowo-Techniczne Stowarzysze- [2] Li D., R. Thompson, S. Kalay, Deve- [6] Diagnostyka stanu nawierzchni i jej nia Inżynierów i Techników Komu- lopment of Continuous Lateral and elementów, Załącznik do Zarządze- nikacji w Krakowie. Seria: Materiały Vertical Track Stiﬀ ness Measurement nia nr 34 Generalnego Dyrektora Konferencyjne; Drogi Kolejowe 2013 Techniques, Proceedings Railway En- Dróg Krajowych i Autostrad z dnia (23-25.10.2013) ; Krynica Zdrój, Polska gineering, London 2002. 30.04.2015 roku [3] Sussmann T.R. „Track Geometry and [7] M. Krużyński, E. Kwiatkowska, J. 2300 2300 2100 2100 1900 1900 1700 y = 9.8893x + 301.72 1700 1500 R² = 0.9978 1500

cia [mm cia[mm 1000] x y = 23.33x + 340.93 B 1300 cia[mm 1000] x B 1300 R² = 0.9979

ugi 1100 1100 ugi V4

900 V4 900 700 700 Warto

500 Warto 500 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 WartoV4 siły [kN] WartoV4 siły [kN] 10. Wykres ugięć szyny w zależności od wartości przyłożonej siły – na- 11. Wykres ugięć szyny w zależności od wartości przyłożonej siły – nawierzchnia z podkładem drewnianym. Sztywność nawierzchni wynosi wierzchnia z podkładem strunobetonowym. Sztywność nawierzchni 97.63 kN/mm wynosi 43.7 kN/mm

]`<7`Q0 Z%$1VH1: ]`<7`Q0 Z%$1VH ]`<7`Q0 Z01C7 ]`<7`Q0 Z01C7

R R

12. Wykres przyrostu obciążenia i ugięcia w czasie dla siły 37.79kN 13. Wykres przyrostu obciążenia i ugięcia w czasie dla siły 80.75kN

1200 1200 1100 1100 1000 1000 900 900 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 Ugiecie [mm 1000] x [mm Ugiecie 300 300 200 200 100 100 0 1000] x [mm Ugiecie 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 OdległoV4 od płyty obci=baj=cej [mm] OdległoV4 od płyty obci=baj=cej [mm] 14. Czasza ugięcia (wartości ugięć) zmierzone na 14 czujnikach (geofo- 15. Czasza ugięcia (wartości ugięć) zmierzone na 14 czujnikach (geofo- nach) dla siły 37.79kN nach) dla siły 80.75kN 21 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Działania niezbędne dla uruchomienia atrakcyjnego systemu kolei aglomeracyjnej na przykładzie Wrocławia Activities indispensable for starting of an attractive suburban rail system on the example of Wrocław

Jacek Makuch

dr inż.

Politechnika Wrocławska, Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego; Katedra Mostów i Kolei

[email protected]

Streszczenie: W artykule przeprowadzono krótki przegląd dotychczasowych działań mających na celu zwiększenie poziomu wykorzystania kolei w obsłudze ruchu miejskiego we Wrocławiu. Odwołano się do przykładu berlińskiej kolei S-Bahn. Przedstawiono autorską propozycję systemu kolei aglomeracyjnej dla Wrocławia. Przeanalizowano zakres niezbędnych działań inwestycyjnych oraz pozainwestycyjnych. Zwró- cono uwagę na problemy braku koordynacji działań, dylematy wyboru alternatywnych rozwiązań oraz możliwe zagrożenia. W podsumowaniu zaproponowano nowy sposób podejścia do planowania i realizacji analizowanych zagadnień.

Słowa kluczowe: Kolej aglomeracyjna; Infrastruktura transportu szynowego

Abstract: The article reviews the up to date activities dedicated to enlarge the level of rail utilization in service of the city traﬃ c in Wrocław. An example of Berliner S-Bahn was called. Author's proposal of a suburban rail system for Wrocław was presented. The range of indispensable investment and non-investment activities was analyzed. The problem of lack of coordination of activities, dilemmas related to the choice of alternative solutions and possible threats were pointed out. In the article’s recapitulation a new way of planning and execution in regard of the analyzed problems was proposed.

Keywords: Suburban rail; Rail transport infrastructure

Jesienią 2017 roku Politechnika Wro- było 35,26 % podróży wykonywanych jakości życia w mieście (zakorkowanie cławska wykonała na zlecenie Urzędu w mieście - w tym koleją niestety tylko ulic i zanieczyszczenie powietrza). We Marszałkowskiego Województwa Dol- 0,10 % ! Wrocławiu, w okresie od 2007 do 2012 nośląskiego opracowanie dotyczące Tak marginalny udział kolei w obsłu- roku, czyli na przestrzeni tylko pięciu lat możliwości i warunków funkcjonowa- dze ruchu miejskiego może dziwić, bio- nastąpił wzrost tego wskaźnika aż o 22 nia Wrocławskiej Kolei Aglomeracyjnej rąc pod uwagę fakt, iż w porównaniu % (z 441 do 540 samochodów zareje- [1], której uruchomienie samorząd wo- z innymi polskimi miastami Wrocław strowanych na 1000 mieszkańców) [2]. jewództwa, w porozumieniu z miasta- posiada bardzo dobrze rozwiniętą in- Lokalne władze, dostrzegając ten mi i gminami aglomeracji wrocławskiej frastrukturę kolejową. Linie kolejowe ze problem, od pewnego czasu próbują planuje od pewnego czasu. stacjami: Główny, Mikołajów, Nadodrze włączyć kolej do systemu obsługi trans- Autor niniejszego artykułu zastał (kiedyś również Świebodzki) okrążają portem publicznym ruchu miejskiego zaproszony do udziału w zespole wy- rejon centrum miasta od południa, za- i aglomeracyjnego. Od kilku lat w gra- konującym to opracowanie. Jego za- chodu i północy i rozchodzą się pro- nicach Wrocławia można podróżować daniem było zaproponowanie i analiza mieniście aż w 11 kierunkach. Na przed- koleją w oparciu o miejski system ta- wariantu pośredniego pomiędzy roz- mieściach są uzupełnione elementami ryfowy (Urbancard), o czym informują wiązaniem „minimalnym” (bez rozbu- tras obwodowych obsługujących ruch schematy umieszczane na przystan- dowy infrastruktury), a „maksymalnym”. towarowy. Tak dobrze rozwinięty układ kach i w internecie (rys.1). Zwiększa Celem niniejszego artykułu jest zapre- wynika z uwarunkowań historycznych się również co roku dzienna liczba zentowanie wniosków z przeprowa- - Wrocław do roku 1945 leżał w gra- połączeń oferowanych na poszczegól- dzonych rozważań i analiz. nicach Niemiec, które od początków nych trasach. Działania takie na razie rozwoju kolejnictwa znajdowały się w są możliwe do osiągnięcia poprzez in- Wykorzystanie kolei do obsługi światowej czołówce państw pod tym westowanie jedynie w nowy tabor, z ruchu miejskiego we Wrocławiu względem. pominięciem infrastruktury. Taka moż- Brak atrakcyjnej alternatywy dla po- liwość wkrótce się jednak wyczerpie Z przeprowadzonych na przełomie lat dróży wykonywanych samochodami - kiedy wykorzystane zostaną rezerwy 2010 i 2011 kompleksowych badań generuje bardzo niepokojące zjawisko, przepustowości „drzemiące” jeszcze w ruchu we Wrocławiu [2] wynika, że jakim jest wzrost wskaźnika motoryzacji, infrastrukturze, a będące wynikiem re- komunikacją zbiorową realizowanych co skutkuje znacznym pogorszeniem gresu, jaki dokonał się w pasażerskim

22 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

1. Możliwość przejazdu koleją na bilety miejskie we Wrocławiu [3] ruchu kolejowym po okresie transfor- W ostatnich latach reaktywowane zo- publicznym aglomeracji wrocławskiej macji ustrojowej (zmniejszenie liczby stały kolejowe przewozy pasażerskie na zauważany jest już od dłuższego czasu. pociągów, zawieszenia i likwidacje linii). dwóch trasach: w 2009 - z Psiego Pola Na przestrzeni ostatnich 40 lat powsta- W celu zachęcenia mieszkańców do Trzebnicy, a w 2017 - z Sołtysowic do ło wiele koncepcji uruchomienia we miasta do większego wykorzystania Wojnowa. W najbliższym czasie plano- Wrocławiu kolei miejskiej lub aglome- kolei w codziennych podróżach, od wane są kolejne reaktywacje: z Wojno- racyjnej. Koncepcje te (w liczbie 29 !) pewnego czasu w lokalnych mediach wa do Jelcza Miłoszyc oraz z Wrocławia autor przedstawił w osobnym referacie zwraca się uwagę na bardzo atrakcyjne Głównego do Świdnicy przez Sobótkę. wygłoszonym na konferencji INFRA- czasy przejazdu koleją - w stosunku do W ostatnich latach wybudowano rów- SZYN [6]. analogicznych podróży odbywanych nież trzy nowe przystanki kolejowe: w tramwajami albo autobusami [4]. Nie- 2011 Wrocław Stadion, w 2014 - Wro- Berliński S-Bahn stety mamy tu do czynienia z pewnego cław Grabiszyn, a w 2015 - Wrocław Ró- rodzaju niedopowiedzeniem (małym żanka. Na świecie systemy kolei miejskich lub oszustwem), gdyż prezentowane czasy W celu ułatwienia pasażerom zapo- aglomeracyjnych funkcjonują w róż- nie uwzględniają średniego czasu ocze- znawania się z ofertą pasażerskich po- norakich układach: średnicowych, pro- kiwania na rozpoczęcie podróży, który łączeń kolejowych, przewoźnik samo- mienistych, obwodowych, albo jako ich wynika wprost z częstotliwości kur- rządowy (Koleje Dolnośląskie) stosuje kombinacje. Nie da się jednoznacznie sowania pojazdów, a ta w przypadku w swoich rozkładach i schematach lite- stwierdzić, który z wymienionych mo- tramwajów i autobusów jest kilkukrot- rowo-cyfrowy format opisu linii (D1, D3, deli jest najkorzystniejszy, gdyż przy nie korzystniejsza, niż w przypadku po- ... ) [5]. Wraz z korektą rozkładów jazdy zróżnicowanych uwarunkowaniach ciągów. Przykładowo: ze stacji Wrocław w grudniu 2017 roku Koleje Dolnoślą- lokalnych niekiedy odmienne układy Mikołajów do stacji Wrocław Główny skie uruchomiły linię: D7 (pierwszą o pozwalają osiągnąć najkorzystniejsze (pomiędzy którymi podróż pociągiem charakterze miejskim) - przebiegającą efekty. trwa 6 minut, a tramwajem - 22 minu- tranzytowo przez stację Wrocław Gł. W niniejszym rozdziale zdecydo- ty) odjeżdżają 83 pociągi na dobę, na- Podobne rozwiązanie, choć z nieco wano się na krótki opis systemu funk- tomiast linie tramwajowe z przystanku gorszymi częstotliwościami, zastoso- cjonującego w Berlinie, gdyż stał się „Zachodnia” na ul. Legnickiej w kierun- wały Przewozy Regionalne PKP już w on dla autora artykułu swego rodzaju ku centrum w dzień roboczy realizują 2003 roku dla dwóch tras: z Oleśnicy poziomem odniesienia dla własnej, au- łącznie 528 kursów - czyli ponad 6 razy do Strzelina (AGLO 1) i ze Żmigrodu do torskiej propozycji - przedstawionej w więcej, podobnie z Zakrzowa - w kie- Jelcza-Laskowic (AGLO 2), niestety roz- następnym rozdziale. runku centrum odjeżdża 16 pociągów wiązanie to funkcjonowało tylko przez W przypadku Berlina i jego przed- na dobę, natomiast linie autobusowe kilka lat. mieść rolę transportu szynowego o 128 i 130 realizują łącznie 95 kursów - Problem braku należytego wyko- charakterze miejsko-aglomeracyjnym czyli również około 6 razy więcej. rzystania kolei do obsługi transportem pełni kolei S-Bahn (rys.2). W centrum

23 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

2. Trasy kolei S-Bahn w centrum Berlina w 2016 [7] miasta przecinają się jej dwie trasy śred- czyli łącznie również średnio co 3 i 1/3 nieco mniejsza - trzykrotna), dlatego nicowe: minuty, podobnie na Sudkreuz - razem wzorowanie się na jego przykładzie od- • na kierunku wschód-zachód tzw. z S45 - co 20 min oraz z S46 - również nosi się nie tyle do skali rozwiązania, co „Stadtbahn” zbudowany na estaka- co 20 min - czyli łącznie również śred- samego modelu. dzie, nio co 3 i 1/3 minuty. W proponowanym rozwiązaniu dla • na kierunku północ-południe tzw. Przejazdy koleją S-Bahn w Berlinie Wrocławia (rys.3) zakłada się wykre- „Nord-Süd S-Bahn” zbudowany czę- stanowią aż 28 % podróży odbywa- owanie dwóch tras średnicowych kolei ściowo w tunelu. nych środkami transportu publiczne- aglomeracyjnej (roboczo będą one na- Punkt przecięcia tych tras to „Friedrich- go, co stanowi 7,5 % ogólnego udziału zywane „czerwoną” i „niebieską”) prze- strasse” - stacja przesiadkowa, nie tylko wszystkich rodzajów podróży [8]. Jeśli cinających się niemalże prostopadle, pomiędzy pociągami kolei S-Bahn, ale dodamy do tego berliński U-Bahn (me- z możliwością przesiadki w tym prze- również dalekobieżnej i regionalnej, tro), to udziały te będą wynosić odpo- cięciu. W przeciwieństwie do Berlina, metra, tramwajów i autobusów, po- wiednio: 62 % oraz 16,7 %. średnica na kierunku wschód-zachód łożona w ścisłym centrum miasta. Na Pociągi S-Bahn w Berlinie i na jego (niebieska), ze względu na wrocław- przedmieściach obie średnice rozgałę- przedmieściach, ze względu na od- skie uwarunkowania, kończy się „ślepo” ziają się w kilku osobnych kierunkach. mienny sposób zasilania pojazdów w przed obszarem ścisłego centrum (w Berliński S-Bahn posiada jeszcze tra- energię elektryczną (trzecia szyna, za- miejscu stacji Wrocław Świebodzki) - sę obwodową wokół centrum - tzw. miast górnej sieci jezdnej), kursują wy- tak na prawdę możemy ją nazwać „pół- „Ringbahn” albo „Hundekopf” (psi łeb - łącznie po sobie tylko przeznaczonych średnicą”, choć nie jest przesądzone, że od kształtu przebiegu). torach (nie współdzielą ich z torami dla stan taki należy traktować jako doce- Według rozkładów jazdy z grudnia pociągów regionalnych i dalekobież- lowy. Teoretycznie istnieje możliwość 2017, w godzinach szczytu dni robo- nych), choć znaczna część ich tras prze- poprowadzenia trasy w tunelu pod ob- czych na centralnym odcinku średnicy biega równolegle do linii kolei klasycz- szarem centrum i włączenia np. w linię wschód-zachód pociągi S-Bahn kurso- nej, wykorzystując wspólne torowiska. 292 na Swojczycach (linia „kropkowana” wały z częstotliwościami: S3 - co 20 min, na rys.3) [10]. S5 - co 10 min, S7 - co 10 min, S9 - co Autorska propozycja systemu kolei Również w przeciwieństwie do 20 min - czyli łącznie średnio co 3 i 1/3 aglomeracyjnej dla Wrocławia Berlina, w nieatrakcyjnym miejscu minuty. Analogicznie dla średnicy pół- wypada lokalizacja węzła przesiadko- noc-południe: S1 - co 10 min, S2 - co 10 Proponowane rozwiązanie w pewnym wego nazwanego roboczo „Góralska”, min, S25 - co 20 min, S26 - co 20 min - stopniu wzorowane jest na modelu położonego na przecięciu obu zapro- czyli łącznie również średnio co 3 i 1/3 kolei S-Bahn funkcjonującej w Berlinie. ponowanych tras średnicowych (duże minuty. Na długości zaś linii obwodo- Wrocław, który w 2016 roku zamiesz- brązowe kółko na rys.3). Obecnie są to wej - tam gdzie kursują jedynie okólne kiwało 637 tysięcy mieszkańców jest obrzeża zakładów przemysłowych albo S41 i S42 - co 5 minut, tam zaś gdzie są miastem ponad pięciokrotnie mniej- ogródków działkowych - choć nie jest wspomagane innymi liniami - jeszcze szym od Berlina liczącego 3,4 miliona powiedziane, że w niedalekiej przyszło- częściej: na Ostkreuz - razem z S8 - co mieszkańców (choć porównując po- ści miasto nie „przybliży się” w te rejo- 20 min oraz z S85 - również co 20 min - wierzchnie miast dysproporcja jest już ny. Także w przeciwieństwie do Berlina

24 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

3. Propozycja tras kolei aglomeracyjnej na terenie Wrocławia (w tle wykorzystano [9]) proponowany węzeł „Góralska” pozwoli rzyste - dla linii średnicy czerwonej, a linią kolejową 274), linie autobuso- na uboższy „wachlarz” możliwych prze- parzyste - dla niebieskiej. Dla średnicy we, ciągi piesze, nowa trasa tram- siadek - bez pociągów dalekobieżnych czerwonej przeciwległe kierunki skoja- wajowa (np. z pl. Orląt Lwowskich), i regionalnych. rzono ze względu na: 4. rewitalizacji linii kolejowej 285 do W proponowanym rozwiązaniu prze- • rodzaj trakcji i „jednotorowość” - Świdnicy przez Sobótkę (z opcją widziano określony zakres oddziaływa- kierunek „trzebnicki” z „kobierzyc- odbudowy linii 310 do Niemczy), nia systemu, czyli zakończenia tras linii kim” (A5), 5. rewitalizacji linii kolejowej 292 na kolei aglomeracyjnej w regionie (poza • zbliżone parametry linii (A1 i A3), odcinku: Wrocław Sołtysowice - granicami Wrocławia). W niniejszym • możliwość wykreowania linii okręż- Jelcz Miłoszyce, artykule zagadnienia te zostały jednak nej (A7). 6. rewitalizacji linii kolejowej 292 na pominięte, gdyż z punktu widzenia for- odcinku: Wrocław Sołtysowice - mułowanych wniosków - okazują się Niezbędne działania inwestycyjne Wrocław Osobowice (z ponowną być nieistotne. jej elektryﬁ kacją), W proponowanym rozwiązaniu za- Realizacja przedstawionego w po- 7. odbudowy łącznicy kolejowej 762 łożono, że na każdej z dwóch średnic przednim rozdziale proponowanego Jeżyny - Teresin wraz z posterunka- (czerwonej i niebieskiej) kursowałyby rozwiązania wymaga następujących mi, po 4 linie kolei aglomeracyjnej, co przy niezbędnych działań inwestycyjnych: 8. budowy nowej linii kolejowej od takcie wynoszącym 30 minut dawałoby 1. przywrócenia funkcji obsługi połą- stacji Wrocław Żerniki do terminalu na centralnych odcinkach obu średnic czeń kolejowych na stacji Wrocław Portu Lotniczego. pociągi z częstotliwością co 7,5 minuty. Świebodzki, Wykonanie powyższych działań nie za- Przy odpowiedniej synchronizacji roz- 2. częściowego odtworzenia układu pewni jednak możliwości wprowadze- kładów jazdy na obu średnicach, moż- torowego linii 274 („wałbrzyskiej”) nia na obu średnicach 30 minutowego liwe byłoby zminimalizowanie czasu pomiędzy posterunkiem odgałęź- taktu pociągów kolei aglomeracyjnej, przesiadki w węźle „Góralska” pomiędzy nym WSB a stacją Wrocław Świe- gdyż wiązałoby się to ze znacznym dwoma prostopadłymi kierunkami do 3 bodzki, ograniczeniem pozostałego ruchu ko- i 3/4 minuty. 3. budowy nowego węzła przesiad- lejowego (pociągi dalekobieżne, regio- Zastosowane oznaczenia linii kolei kowego „Góralska”, z podłączeniem nalne, towarowe) - co należy uznać za aglomeracyjnej: A1, A2, itd. odwołują go do infrastruktury transportowej: rozwiązanie obecnie nie do przyjęcia. się do pierwszej litery słowa „aglo”, cyfry nowa ulica (np. połączenie ul. Gó- W celu uzyskania postulowanego taktu zaś przypisano według zasady: niepa- ralskiej i Tęczowej z wiaduktem nad 30 minutowego konieczne są kolejne

25 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

następujące działania inwestycyjne: 18. bezkolizyjny rozplot torów dla gać rozbudowanej infrastruktury, wy- 11. przebudowa głowic torowych sta- pociągów „z Nadodrza” (linia 143) starczą dwa tory z dwoma peronami cji Wrocław Gł. z obu stron, w celu w stosunku do pociągów „do Po- jednokrawędziowymi, albo z jednym umożliwienia pociągom kolei aglo- znania” (linia 271) pomiędzy stacją wyspowym - dwukrawędziowym. Dru- meracyjnej zatrzymywania się przy Wrocław Mikołajów, a rozejściem ga z nich będzie jednak pełniła funkcję obecnych peronach 5 i 6 (albo no- się linii 271 i 143 (rejon wiaduktów czołowej stacji początkowej / końco- wozbudowanym wyspowym dwu- nad ulicami Ścinawska, Starogra- wej dla pociągów aglomeracyjnych krawędziowym peronie 5), niczna - Gnieźnieńska), - co wymaga znacznie większej liczby 12. bezkolizyjne przeprowadzenie 19. dobudowanie dodatkowych torów torów i peronów. Na szczęście stacja dwóch torów przeznaczonych wy- w celu ominięcia przez pociągi to- Wrocław Świebodzki - kilkukrotnie roz- łącznie dla pociągów aglomera- warowe stacji Wrocław Mikołajów, budowywana w swojej historii, posiada cyjnych ponad albo poniżej torów 20. dobudowanie drugiego toru dla niezbędny potencjał. Zakłada się, aby łączących perony od 1 do 4 stacji pociągów aglomeracyjnych w cią- na potrzeby postulowanego taktu 30 Wrocław Gł. z torami wagonowni i gu łącznicy 757 (pomiędzy propo- minutowego reaktywować 4 krawędzie lokomotywowni (w celu uniknięcia nowanym węzłem przesiadkowym peronowe (jednokrawędziowy peron kolizji ruchu pociągów aglomera- „Góralska”, a stacją Wrocław Mucho- 1, dwukrawędziowy wyspowy peron 2 cyjnych z ruchem podstawianych bór) i jednokrawędziowy peron 4). albo odstawianych pociągów dale- 21. bezkolizyjne przeprowadzenie linii Kolejnymi zadaniami inwestycyjny- kobieżnych i regionalnych), 292 w stosunku do linii 143 na stacji mi koniecznymi dla uzyskania taktu 13. przeznaczenie torów 203 i 204 na Wrocław Sołtysowice. 30 minutowego w ruchu pociągów odcinku pomiędzy stacją Wrocław Zadania oznaczone numerami od 11 aglomeracyjnych jest wykonanie w od- Gł. a planowanym nowym przy- do 17 mają na celu uzyskanie na śred- powiednich lokalizacjach mijanek na li- stankiem Wrocław Armii Krajowej nicy czerwonej - na odcinku od stacji niach, które planuje się pozostawić jako (zlokalizowanym pod wiaduktem Wrocław Mikołajów przez Wrocław Gł., jednotorowe - zarówno już będących w ciągu tejże ulicy) wyłącznie dla do planowanego nowego przystan- w eksploatacji: 326 (do Trzebnicy) jak i ruchu pociągów aglomeracyjnych, ku Wrocław Armii Krajowej - osobnej planowanych do reaktywacji: 292 (Jelcz natomiast torów 201 i 202 - dla pary torów (w dwóch przeciwnych Miłoszyce - Wrocław Osobowice), 285 ruchu pociągów dalekobieżnych i kierunkach) przeznaczonych wyłącznie (do Świdnicy) oraz 310 (do Niemczy). regionalnych, zarówno dla linii 132 dla ruchu pociągów aglomeracyjnych, Na koniec należy wymienić działania („opolskiej”) jak i 276 („strzelińskiej”), równolegle do analogicznej pary torów inwestycyjne, które nie są warunkami 14. bezkolizyjny rozplot torów dla przeznaczonych dla ruchu pociągów koniecznymi ani ze względu na potrze- pociągów aglomeracyjnych w dalekobieżnych i regionalnych. Działa- bę uzyskania taktu 30 minutowego, stosunku do torów dla pociągów nia takie są niezbędne dla wykreowania ani też ze względu na potrzebę uru- dalekobieżnych i regionalnych po- atrakcyjnego systemu kolei aglomera- chomienia ośmiu proponowanych linii między planowanym nowym przy- cyjnej, co potwierdzają liczne przykła- przedstawionych na rys.3, są natomiast stankiem Wrocław Armii Krajowej, dy zagraniczne, a nawet krajowe: war- niezbędne do tego, aby proponowane a rozejściem się linii 132, 276 i 285 szawska linia średnicowa, trójmiejska rozwiązanie było atrakcyjne dla pasaże- (rejon wiaduktów w ciągu ulic Ga- SKM, realizowana obecnie „dobudowa” rów, a są to następujące działania: zowa - Karwińska), torów na odcinku Kraków Gł. - Kraków • budowa nowych przystanków ko- 15. dobudowanie czwartego toru na Zabłocie. lejowych (propozycje ich lokalizacji długości odcinka pomiędzy sta- Nieco łatwiej jest w przypadku pro- pokazano małymi zielonymi kółka- cją Wrocław Gł. a posterunkiem ponowanej półśrednicy niebieskiej, mi na rys.3), odgałęźnym Wrocław Grabiszyn i gdyż na odcinku reaktywowanego ru- • poprawa integracji istniejących przeznaczenie jednej pary torów chu pociągów do stacji Wrocław Świe- przystanków kolejowych z komu- wyłącznie dla ruchu pociągów bodzki nie przewiduje się ruchu pocią- nikacją tramwajową i autobusową, aglomeracyjnych, a drugiej - dla gów dalekobieżnych i regionalnych. na przykład na stacjach: Wrocław ruchu pociągów dalekobieżnych i Problemem jest jedynie jednotorowa Mikołajów (nowe dojście dla pasa- regionalnych, łącznica pomiędzy stacją Wrocław Mu- żerów); Wrocław Nadodrze i Wro- 16. bezkolizyjne przeprowadzenie chobór, a posterunkiem odgałęźnym cław Różanka (przeprowadzenie li- dwóch torów przeznaczonych wy- WSB - stąd konieczność wykonania nii tramwajowych i autobusowych łącznie dla ruchu pociągów aglo- zadania o numerze 20, w przypadku pod linią kolejową - podobnie jak meracyjnych ponad posterunkiem którego dla kierunku „do Muchoboru” to zrobiono w Dreźnie pod stacją odgałęźnym Wrocław Grabiszyn (w proponuje się częściowe wykorzystanie Dresden Mitte, a zamierza się wy- celu uniknięcia kolizji ruchu pocią- śladu „rozebranej” łącznicy 760. konać pod przystankiem Dresden- gów aglomeracyjnych z ruchem Oprócz planowanego węzła prze- -Strehlen). pociągów dalekobieżnych i regio- siadkowego „Góralska” dwoma kolej- nalnych), nymi najważniejszymi elementami Niezbędne działania 17. dobudowanie dwóch nowych to- opisywanego rozwiązania sieci kolei pozainwestycyjne rów przeznaczonych wyłącznie dla aglomeracyjnej będą stacje Wrocław ruchu pociągów aglomeracyjnych Gł. i Świebodzki. Pierwsza z nich, tak Dla uzyskania postulowanego taktu 30 na odcinku od posterunku odga- na prawdę stanie się dla pociągów minutowego w ruchu pociągów aglo- łęźnego Wrocław Grabiszyn do sta- aglomeracyjnych przelotowym przy- meracyjnych, oprócz wymienionych w cji Wrocław Mikołajów, stankiem - dlatego nie będzie wyma- poprzednim rozdziale inwestycji infra-

26 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym strukturalnych, konieczna jest również przebiegające nad kanałem powodzio- aglomeracyjnych do centrum w miej- zmiana „ﬁ lozoﬁ i” układania rozkładów wym Odra-Widawa. Inwestycja zosta- scu planowanego nowego przystanku jazdy na kolei w skali całego kraju, gdyż ła wykonana w ramach modernizacji przy osiedlu Sobieskiego będzie dwu- praktycznie niewykonalne (ale i też nie- Wrocławskiego Węzła Wodnego. Szko- krotnie mniejsza, niż w miejscu o jeden wskazane) jest aby pociągi aglomera- da, że nie pomyślano, aby nowy most przystanek dalej w stronę centrum cyjne w Polsce korzystały wyłącznie z drogowy zbudować po południowej, - czyli na Psim Polu. Pojawia się więc własnych torów - niezależnie od ruchu a nie tak jak poprzedni - po północnej wątpliwość: czy nie lepiej zrezygno- pociągów dalekobieżnych i regional- stronie mostu kolejowego. Pozwoliłoby wać z budowy przystanku kolejowego nych (tak jak w Berlinie). Dlatego kon- to na wykreowanie bajpasu łączącego przy osiedlu Sobieskiego, w zamian za struując rozkład jazdy należałoby w ul. Swojczycką ze Strachocińską z po- zapewnienie wygodnych przesiadek z pierwszej kolejności rozplanować ruch minięciem dwóch przejazdów kolejo- linii autobusowych 141, 150 i D na po- pociągów aglomeracyjnych we wszyst- wych, które w przypadku uruchomienia ciągi aglomeracyjne na Psim Polu? kich węzłach kolejowych posiadających linią kolejową pociągów aglomeracyj- W 2017 roku prowadzone były pra- taki rodzaj ruchu, a dopiero w drugiej nych będą znacznie częściej zamykane. ce projektowe związane z rewitalizacją kolejności, pomiędzy te pociągi „wpa- Wydawałoby się, że to dobrze - niech jednotorowej linii 292 na odcinku Jelcz sowywać” ruch pociągów regionalnych podróżujący tą trasą przesiądą się do Miłoszyce - Wrocław Sołtysowice. Jest to oraz dalekobieżnych - czyli dokładnie pociągów, tyle tylko że dla mieszkań- odcinek o długości około 21,5 km. Wie- na odwrót, jak to się robi obecnie. ców Strachocina i Wojnowa podstawo- le lat temu, w okresie prowadzenia linią Przy takim sposobie układania roz- wym środkiem transportu publicznego zarówno ruchu towarowego jak i pasa- kładów jazdy korzystna okazuje się być jest linia autobusowa 115 pokonująca żerskiego, krzyżowanie się pociągów zasada stosowania cyklicznych godzin właśnie oba te przejazdy. Linia kolejowa oprócz stacji końcowych było możliwe odjazdów również dla pociągów danie jest w stanie zastąpić tego połącze- jeszcze w trzech miejscach: w Nadoli- lekobieżnych [11, 12], oczywiście pod nia, gdyż zmierza do centrum zupełnie cach, Dobrzykowicach i Swojczycach. warunkiem, że takt zastosowany w innym, znacznie mniej atrakcyjnym Tymczasem jednostka projektowa za- przypadku pociągów dalekobieżnych przebiegiem. rekomendowała jako najkorzystniejszy będzie wielokrotnością taktu zastoso- Ponad 30 lat temu pomiędzy „sta- - wariant w ogóle bez mijanki ! Wybór wanego dla pociągów aglomeracyj- rym” Zakrzowem, a linią kolejową 143 uzasadniała najkrótszym czasem prze- nych i regionalnych. zbudowano osiedle blokowe „Sobie- jazdu uzyskiwanym w tym wariancie. skiego”. Od tego czasu planuje się wy- Na szczęście zamawiający nie uległ tej Problemy braku koordynacji działań budowanie przystanku kolejowego w argumentacji i wymógł na jednostce tym miejscu. Jeszcze do niedawna, po projektowej wykonanie „po drodze” W 2015 roku na linii 274 uruchomiono drugiej (południowej) stronie linii kole- co najmniej jednej mijanki. Z punktu planowany od wielu lat nowy przy- jowej 143 w tym miejscu, znajdowały widzenia zapewnienia elastyczności stanek kolejowy Wrocław Grabiszyn. się ogródki działkowe i pola uprawne. infrastruktury - na wypadek losowych Osiem lat wcześniej, w 2007 roku w tym Istniała możliwość przeznaczenia tych opóźnień, zdaniem autora artykułu samym miejscu wybudowano estaka- terenów również pod budownictwo wskazane byłoby odtworzenie wszyst- dę przeprowadzającą bezkolizyjnie ul. mieszkaniowe, co pozwoliłoby uzyskać kich trzech mijanek. Klecińską (będącą elementem obwod- rozwiązanie podobne do warszawskich nicy śródmiejskiej) nad linią kolejową Włoch - osiedla z centralnie położonym Zagrożenia 274 (wcześniej znajdował się tam prze- przystankiem kolejowym i układem jazd kolejowy kat. A). Ulicą Klecińską ciągów komunikacyjnych promieniście Głównym celem przyświecającym idei od wielu lat kursują linie autobusowe rozchodzących się od tego punktu. Nie- powołania kolei aglomeracyjnej jest łączące południową część Wrocławia stety miasto zdecydowało się przezna- polepszenie obsługi transportem pu- z osiedlami blokowymi: Nowy Dwór, czyć te tereny pod zabudowę przemy- blicznym - postrzeganym jako jedna Kuźniki, Kozanów - obecie są to trzy słową. całość. Niestety należy mieć świado- linie: 126, 134 i 136. Przejeżdżają one mość czyhających pułapek i zagrożeń. nad nowozbudowanym przystankiem Dylematy wyboru alternatywnych Dobrym przykładem mogą tu być po- kolejowym, niestety bez możliwości rozwiązań łudniowe osiedla Wrocławia: Ołtaszyn, wysadzenia i zabrania pasażerów, a do Wojszyce i Jagodno. Przywrócenie ru- najbliższych przystanków autobuso- Tak jak wspomniano w poprzednim chu kolejowego na linii 285 spowoduje wych zarówno w jedną stronę (FAT) jak rozdziale, na linii kolejowej 143 w miej- częste zamykanie przejazdów kolejo- i drugą (ROD Oświata) jest około 500 m. scu, gdzie po północnej jej stronie znaj- wo-drogowych położonych w ulicach: W momencie projektowania i budowy duje się osiedle blokowe „Sobieskiego”, Zwycięskiej, Ołtaszyńskiej, Grota-Ro- estakady wiadomo było, że w przyszło- planuje się od wielu lat wybudowanie weckiego i Buforowej, przez które prze- ści powstanie tam przystanek kolejowy przystanku kolejowego. Z osiedla tego jeżdżają kluczowe dla obsługi wymie- - zbudowano jednak „autostradę” dla do centrum miasta kursują dwie linie nionych osiedli linie autobusowe: 110, samochodów, a kompletnie zignoro- autobusowe (141 i D), a od kilku lat 112, 113, 127, 133, 612, 900L, 900P, 910. wano potrzeby mieszkańców odbywa- również krótka linia „dowozowa” (150) - Może się okazać, że korzyści osiągnięte jących podróże środkami miejskiego tylko do Psiego Pola. W przypadku uru- z tytułu uruchomienia kolei aglomera- transportu publicznego. chomienia pociągów aglomeracyjnych cyjnej zostaną zniweczone pogorsze- W 2017 roku oddano do użytku zarówno linią kolejową 143 jak i 326, niem obsługi zapewnianej dotychczas nowe mosty: kolejowy i drogowy po- która włącza się w linię 143 dopiero autobusami. między Swojczycami i Strachocinem, na Psim Polu, częstotliwość pociągów

27 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Podsumowanie • układy średnicowe (ewentualnie W zakresie podejmowanych kolejo- średnicowe rozgałęźne), a nie pro- wych działań inwestycyjnych koniecz- W zakresie tworzenia systemów kolei mieniste, na jest ich koordynacja z pozostałymi aglomeracyjnej brak jest w Polsce szer- • przystanki (stacje) - w miejscach elementami infrastruktury miejskiej szych doświadczeń. Można powiedzieć, najbardziej atrakcyjnych ze wzglę- (głównie układu drogowego). że funkcjonujące obecnie rozwiązania du na wygodę pasażerów, a nie Należy być również świadomym za- takie jak: warszawska SKM, łódzka ŁKA, potrzeby ruchowe albo uwarunko- grożeń jakie mogą towarzyszyć wpro- gdańska PKM, czy Krakowska SKA do- wania terenowe, wadzanym zmianom (upośledzenie piero „raczkują”. Jedynym wyjątkiem jest • krótszy tabor, z większą liczbą miejskiej komunikacji autobusowej), tak trójmiejska SKM, działająca od ponad drzwi. aby potrafi ć zminimalizować bądź zre- sześćdziesięciu lat - lecz ze względu na Przykładowo - odnosząc powyższe za- kompensować ich negatywne skutki. układ trasy (jedna „nitka” łącząca sąsia- sady do wrocławskich uwarunkowań: dujące ze sobą miasta) można ją po- • obecnie na stacji Wrocław Gł. więk- traktować jako przypadek specyfi czny. szość pociągów kończy albo rozpo- Wrocław w porównaniu z innymi czyna trasy, a tylko nieliczne (część Materiały źródłowe polskimi miastami może pochwalić się dalekobieżnych) przejeżdżają prze- imponującą liczbą zaproponowanych zeń tranzytowo; w przypadku po- [1] Kruszyna M., Makuch J., Popiołek dotychczas koncepcji uruchomienia ciągów aglomeracyjnych należy A., Gasz K.: Koncepcja rozwoju pa- kolei aglomeracyjnej [6]. Niestety z re- zrobić dokładnie na odwrót - więk- sażerskiego transportu kolejowego alizacją jakiejkolwiek z nich - jest już szość z nich powinna przejeżdżać w Aglomeracji Wrocławskiej po- znacznie gorzej. Fakt ten skłania do przez Wrocław Gł. tranzytowo, a przez uruchomienie Wrocławskiej refl eksji: czy sam sposób podejścia do planowania i realizacji takiego zadania jedynie pojedyncze kursy (na po- Kolei Aglomeracyjnej; Politechnika jest aby na pewno właściwy? czątku lub końcu dnia albo okre- Wrocławska, Wydział Budownictwa Większość autorów pomysłów oraz sów szczytu) mogą zaczynać lub Lądowego i Wodnego, Raport serii zamierzających je realizować decy- kończyć tam trasę, SPR nr 32/2017 dentów jest już obecnie świadoma ko- • obecnie pociągi wyjeżdżające [2] Żabiński M.: Miasto dla ludzi (pre- nieczności podjęcia pewnych niezbęd- w kierunku zachodnim ze stacji zentacja); Wrocławskie Forum Mo- nych działań inwestycyjnych - zarówno Wrocław Gł. na posterunku odga- bilności, Wrocław 17.10.2015 w zakresie taboru jak i infrastruktury. łęźnym Wrocław Grabiszyn mogą [3] https://www.wroclaw.pl/files/ko- Ale może nie wystarczy „chcieć więcej”, „rozjechać” się w kilku różnych kie- munikacja/kolej_15_01_2018.pdf może oprócz tego trzeba też „chcieć runkach - niestety w sposób koli- (dostęp: 31.03.2018) nieco inaczej”? zyjny; pociągi aglomeracyjne lepiej [4] Gazeta Wrocławska 22.07.2009 Tworząc dotychczasowe koncepcje aby „objeżdżały” bezkolizyjnie ten [5] https://www.kolejedolnoslaskie. kolei aglomeracyjnej dla Wrocławia od- posterunek, natomiast możliwość eu/rozklady/obecne/schemat.png woływano się do doświadczeń rozwoju jazdy w kilku różnych kierunkach (dostęp: 31.03.2018) kolei „tradycyjnej” (intensyfi kacji ruchu wskazane jest realizować poprzez [6] Makuch J.: Dotychczasowe koncep- pociągów regionalnych i dalekobież- zapewnienie wygodnych przesia- cje uruchomienia we Wrocławiu nych) stosując znane metody działań, dek w proponowanym węźle „Gó- kolei miejskiej lub aglomeracyjnej a modyfi kując je jedynie poprzez zasto- ralska”, (prezentacja), Konferencja INFRA- sowanie: • dla odcinka Wrocław Mikołajów SZYN,18-20.04.2018 • krótszych tras, - Wrocław Psie Pole, w przypad- [7] http://silesiainfotransport.pl/ • mniejszych odległości pomiędzy ku niewybudowania dodatkowej wp-content/uploads/2016/02/ przystankami. osobnej pary torów przeznaczo- Topographischer_Netzplan_de- Zdaniem autora podejście takie okazu- nych wyłącznie dla pociągów r_S-Bahn_Berlin.png (dostęp: je się być jednak niewystarczające. Ko- aglomeracyjnych, należy „oszczęd- 31.03.2018) nieczne jest sięgnięcie po elementy sto- nie” planować lokalizację nowych [8] https://en.wikipedia.org/wiki/ sowane w przypadku funkcjonowania przystanków albo pogodzić się ze Transport_in_Berlin (dostęp: nieco odmiennych środków miejskiego „spowolnieniem” ruch pociągów 31.03.2018) transportu publicznego - takich jak me- regionalnych i dalekobieżnych na [9] http://www.openstreetmap.org tro, a nawet tramwaje, poprzez zastoso- tym odcinku, (dostęp: 31.03.2018) wanie następujących - właściwych tym • w przypadku stacji Wrocław Żerni- [10] Makuch J.: Nowoczesne rozwiąza- środkom transportu zasad: ki, Psie Pole, Swojczyce warte roz- nia w transporcie szynowym miast • mniej wariantów tras, za to większa ważenia są propozycje zmiany ich i aglomeracji a dylematy urucho- częstotliwość, lokalizacji (jeśli nie całych stacji, to mienia we Wrocławiu kolei miej- • mniejsza kolizyjności tras, za to wię- przynajmniej położenia ich pero- skiej; Przegląd Komunikacyjny 2011 cej możliwych wygodnych przesia- nów) w celu przybliżenia ich do nr 1-2, s. 41-43 dek (w miejscach bezkolizyjnych obecnego rozlokowania sąsiadują- [11] Massel A.: Technika Transportu Szy- przecięć tych tras), cej zabudowy mieszkaniowej. nowego 2006 nr 3, s. 60-69 • na trasach - ruch równomierny (bez W zakresie proponowanego „chcieć [12] Chyliński P.: Krajowy zintegrowa- wyprzedzania), nieco inaczej” mieści się również zmiany cykliczny rozkład jazdy (KZCRJ), • zakończenia tras - na peryferiach, a nie w centralnych punktach syste- na metody układania rozkładów jazdy Przegląd Komunikacyjny 2017 nr 4, mu, (cyklicznie, z priorytetem dla pociągów s. 25-29 aglomeracyjnych).

28 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Bezpieczeństwo systemów srk a nowe technologie informacyjne Security of Railway Control Systems and new information technologies

Andrzej Lewiński

Prof. dr hab. inż.

Wydział Transportu i Elektrotechniki Uniwersytetu Technologiczno- Humanistycznego w Radomiu

[email protected]

Streszczenie: Nowe technologie informacyjne, czyli techniki komputerowe, bezprzewodowe (otwarte) standardy transmisji oraz systemy satelitarne wykorzystywane do pozycjonowania miały istotny wpływ na inne podejście do kryterium bezpieczeństwa systemów sterowania ruchem kolejowym. Przyjęta dla systemów przekaźnikowych zasada „fail-safe” opierała się na bardzo dużej niezawodności przekaźników (gwarantowana liczba zadziałań) oraz rygorystycznej procedurze utrzymania (legalizacji). Implementacja nadmiarowych, redundantnych systemów komputerowych zmodyﬁ kowała pojęcie bezpieczeństwa w kierunku tolerowalnego poziomu ryzyka (THR), gdzie bezpieczeń- stwo komputerowych systemów wyrażono w formie intensywności zdarzeń krytycznych uwzględniających testowanie. Technologie bezprzewodowe uwzględniły z kolei zagrożenia i ich wpływ na funkcjonalność, dostępność i niezawodność systemów srk.

Słowa kluczowe: Systemy Sterowania Ruchem Kolejowym; Fail-Safe; Tolerowalny poziom ryzyka; Prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzenia krytycznego

Abstract: The new information technologies, such computer techniques, wireless (open) transmission standards and satellite systems applied for positioning have a important infl uence for diff erent approach to safety criteria of railway control systems. The “fail-safe” rule assumed for relay control systems is based on high reliability of applied relays (guaranteed number of switches) and rigorous maintenance (homo- logation) procedure. The implementation of redundant, parallel computer systems has modifi ed the concept of safety towards Tolerable Hazard Rate, where safety of computer systems is defi ned as an intensity of critical (dangerous, catastrophic) failures including self-testing. The wireless technologies respect the threats and their infl uence for functionality, availability and reliability of railway control systems (defi - ned as probability).

Keywords: Railway Control Systems; Fail-Safe; Tolerable hazard rate; Probability of critical failure

Od początku kolejnictwa pojawił się żającej części spowodowanej przez jowym, związanych z Kolejami Dużych problem zapewnienia bezpieczeństwa błąd człowieka, rzadziej przez nieza- Prędkości takich jak system ERTMS/ ruchu pociągów. Bezpieczeństwo było wodność urządzeń zabezpieczenia ETCS kontrolowane są również pa- zależne od człowieka – dyżurnego ruchu. rametry pociągu w kontekście bez- ruchu i podległych mu służb związa- Wprowadzenie urządzeń elektrycz- piecznego przemieszczania na tzw., nych z zapewnieniem prawidłowego nych: najpierw przekaźnikowych, „widzialność elektryczną”, gdzie są za- przejazdu pociągu na szlaku oraz w potem komputerowych, a następnie pewnione odległości między pociąga- obrębie stacji kolejowych [25]. Czyn- przyszłościowych z otwartą transmi- mi i bezpieczna droga hamowania. ności te wykonywali odpowiedzialni, sją radiową wprowadziło stopniową Artykuł przedstawia ewolucję kry- przeszkoleni zdyscyplinowani pracow- eliminację wpływu człowieka na bez- teriów bezpieczeństwa na przestrzeni nicy, dla których praca była „służbą”. pieczeństwo systemów zarządzania i wielu lat, odpowiadających zarówno Pierwsze urządzenia zależnościowe sterowania ruchem kolejowym. Proces normom UE jak też metodom nauko- (kluczowe) i wprowadzenie łączności kontroli najpierw objął dyżurnego ru- wym wynikających bezpośrednio z telefonicznej uzależniało bezpieczeń- chu eliminując możliwość błędnego tych zaleceń. Autor chciałby w tym stwo ruchu pociągów od człowieka: ustawienia przebiegu, ale w następ- miejscu podziękować dr inż. Andrze- dyżurnego ruchu, nastawniczego praz nym kroku uwzględnił również po- jowi Toruniowi z Instytutu Kolejnictwa osób odpowiedzialnych za utrzymanie prawność zachowania maszynisty w Warszawie oraz dr hab. inż. Toma- infrastruktury, Pomimo rygorystycznie – jego reakcję na sygnalizację przyto- szowi Perzyńskiemu, profesorowi nad- przestrzeganych procedur dochodziło rową. We współczesnych systemach zwyczajnymi na Wydziale Transportu i do poważnych wypadków, w przewa- zarządzania i sterowania ruchem kole- Elektrotechniki Uniwersytetu Techno-

29 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

logiczno – Humanistycznego w Rado- przestawienia zwrotnicy, ….). Osią- których wykorzystywane były za- miu za udostępnienie wyników wielu gnięcie stanu bezpiecznego powodu- sady projektowania oparte o albu- prac naukowo – badawczych wspól- je określone ograniczenia w dostęp- my schematów typowych a zasady nie prowadzonych w tym zakresie ności systemu do sterowania lecz nie bezpiecznego prowadzenia ruchu powoduje sytuacji zagrożenia w ruchu zdefi niowane były w zależności od Bezpieczeństwo systemów kolejowym. Podstawowo bezpieczeń- układu torowego i charakterystyki przekaźnikowych stwo obwodów elektrycznych osiąga- ruchowej obiektu (stacji) w postaci ne było przez: tablicy zależności lub kart przebie- Znaczącym krokiem w rozwoju urzą- gów, dzeń zabezpieczenia ruchu pociągów a) zastosowanie odpowiednich b) urządzenia geografi czne - zblo- było zastosowanie w latach 40 ubie- elementów konstrukcyjnych ob- kowane (budowane w strukturze głego wieku urządzeń elektrycznych wodów tj. przekaźniki zabezpie- modułowej tj. IZH 111, CBP83, (przekaźnikowych). Ten fragment od- czeniowe określonej klasy, trans- SUP-3, SUP-3M) defi niowane jako nosi się do opracowania [4], ale zasady formatory, przekładniki prądowe, graf powiązania typowych modu- projektowania, eksploatacji i utrzyma- dławiki, bezpieczniki, łów funkcjonalnych. nia systemów przekaźnikowych moż- b) odpowiednie ukształtowanie ob- na znaleźć [ [1] i [6]. wodu elektrycznego, zgodnie z Zasada: fail-safe jako nadrzędne wy- Przekaźnikowe systemy srk projek- opracowanymi przez uprawnione maganie bezpieczeństwa sprowadza- towane były jako systemy bezpiecz- jednostki kolejowe albumy typo- ła się do wykrycia usterki krytycznej i ne oparte na regule fail-safe – żadne wych układów dla poszczegól- bezpiecznej reakcji systemu na wykry- pojedyncze uszkodzenie nie może nych systemów zabezpieczenia tą usterkę. W praktyce zdefi niowane prowadzi do błędnego wysterowania ruchu kolejowego. zostały zarówno zasady bezpieczne- urządzeń zewnętrznych (sygnalizatora, go projektowania jak i sklasyfi kowa- zwrotnicy). Oznacza to, iż w przypadku Ze względu na sposób projektowania ne zostały usterki w zależności od ich przekaźnikowych urządzeń srk poje- i montażu urządzenia przekaźnikowe wpływu na bezpieczeństwo działania dyncze uszkodzenie musi wymuszać urządzenia sterowania ruchem kole- systemów: zmianę stanu systemu na taki, który jowym sklasyfi kowane zostały na dwie zdefi niowany jest jako stan bezpiecz- podstawowe grupy: a) usterki niekrytyczne (bezpieczny (np. uniemożliwienie wyświetlenia ne), które powodują ograniczenie sygnału zezwalającego, wykluczenie a) urządzenia projektowane indywi- funkcjonalności systemu, powo- możliwości nastawienia przebiegu, dualnie (np. stacyjne typu E), dla dując zakłócenia w ruchu pocią-

A1/2 C2,D1,E2 ToA A1/2

100m 100m 100m min 1000m

[Bielawy]

E2/m 2 2 A 2 E

JTA 1 D1/m A1 D1 Tm2 2 C2/m 2 2 A 3 C 3

Tm3 "Ts"

Wk1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Przebiegi poci=gowe Przebiegi manewrowe Zwrotnice i wykolejnice Odcinki izolowane Lp Opis przebiegu Tm Tm2 Tm Tm13 12 14 A2 A1 A2 C D E S2 S2 S1 M2 L1 K2 Cm Dm Em Mm Lm Km 1 2 3 10 11 Przebieg 3 1 2 3 1 2 1 1 1 3 5 213 11 5 213 Wk1 Wk6 13 15 Torowe Zwrotnicowe 2 3 1 A 3 Ze st. Bielawy na tor 3 A,3 1,2, /Wk1 1 2 A 1 Ze st. Bielawy na tor 1 A,1 1,2 3 A2 Ze st. Bielawy na tor 2 A,2 1 2 1. Przykładowy układ torowy stacji wraz z tablicą zależności 30 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

gów ale bez możliwości spowodo- wania kolizji pociągów, b) usterki krytyczne – (niebezpiecz- ne), które wprowadzają bez- pośrednie zagrożenie bezpie- czeństwa i mogą prowadzić do powstania sytuacji niebezpiecznej – kolizji.

W praktyce realizacja zasady „fail – safe” opiera się na stosowaniu odpowiednich elementów – przekaźników klasy I (N), gdzie wykorzystuje się ich wła- ściwości asymetryczności uszkodzeń polegającą na przyjęciu założenia że bardziej prawdopodobne przyjmuje się zdarzenie niewzbudzenia się prze- kaźnika (przy zamknięciu obwodu wzbudzenia) na skutek np. przerwy w obwodzie cewki przekaźnika, oraz jako nieprawdopodobne ze wzglę- 2. Przykładowy sposób powiązania modułów systemu JZH 111 dów konstrukcyjnych wystąpienie cza przebiegi sprzeczne oraz kontrolu- niania przebiegu, doraźnego zwalnia- przypadku pozostania przekaźnika w je warunki bezpiecznego nastawiania i nia przebiegu. Przykładowy sposób stanie wzbudzonym po zaniku zasila- zwalniania dróg przebiegów. powiązania modułów systemu JZH nia uzwojenia cewki tego przekaźnika. System ten najlepiej sprawdza się w 111 przedstawia rysunek 2: A w przypadku przekaźników klasy II przypadku stacji małej i średniej wiel- W praktyce na stacjach eksploato- (C), jako prawdopodobne przyjmuje kości, ponieważ dla dużych stacji kło- wanych przez PKP PLK S.A. spotkać się wystąpienie obu wyżej opisanych potliwe jest odpowiednie zaprojekto- można wiele systemów przekaźni- zjawisk (uszkodzeń np. pozostanie w wanie obwodów tak aby możliwe było kowych srk zarówno wykonanych w stanie wzbudzonym na skutek skleje- osiągnięcie optymalnych wskaźników technice przebiegowej (urządzenia nia styków). eksploatacyjno – ruchowych dla stacji typu E, PB) jaki i zblokowanej (IZH 111, Na rys. 1 przedstawiono fragment (głównie w przypadku deﬁ niowania SUP-3, OSA-H, …), które coraz częściej przykładowego układu torowego sta- wykluczeń przebiegów sprzecznych). dostosowywane są do współpracy z cji wraz z przykładowymi zapisami System przekaźnikowych urządzeń komputerowymi pulpitami nastaw- zależności zamieszczonymi w Tablicy zblokowanych JZH 111 przedstawio- czymi oraz podlegają centralizacji ste- Zależności. System ten (E} [15], cha- ny na rys. 2 [15], [26], [27], wyróżnia rowania w ramach budowy lokalnych rakteryzuje się dość ograniczonym, ale się w swojej budowie zastosowaniem centr sterowania. Świadczy to o tym wystarczającym do prowadzenia ru- określonych, powtarzalnych bloków że urządzenia te spełniają zakładane chu na stacji, zestawem realizowanych przekaźnikowych odpowiadających za funkcje ruchowe, ponadto jak wyka- funkcji i podstawowo zapewnia możli- obsługę i sterowania jednego określo- zały to doświadczenia ponad 50 lat wość indywidualnego sterowania po- nego typu urządzenia na stacji (zwrot- eksploatowania urządzeń przekaźni- szczególnymi obiektami tj. zwrotnica, nicy, sygnalizatora, …) wykonanych w kowych na sieci PKP, charakteryzują wykolejnica, sygnalizator. Oznacza to formie zamkniętego uniwersalnego , się one dużą trwałości i niezawodno- w praktyce indywidualne wybieranie powtarzalnego, wielo-przekaźnikowe- ścią oraz gwarantują wymagany po- i nastawianie dróg przebiegów, przy go zmontowanego modułu. ziom bezpieczeństwa technicznego jednoczesnej kontroli elementów tych Poszczególne moduły łączone są (pod warunkiem zachowania zasad dróg przebiegów (niezajętości odcin- między sobą odpowiednimi ścieżkami ich utrzymania i eksploatacji, co staje ków izolowanych torów i zwrotnic, logicznymi, poniżej wymienione zo- się ze względu na upływ czasu coraz położenia zwrotnic i wykolejnic, stany stały przykładowe ścieżki logiczne: wy- trudniejsze zapewnienie właściwych sygnalizatorów, ….). Dla zapewnienia bierania elementów drogi przebiegu, elementów niezbędnych do ich bez- bezpieczeństwa prowadzenia ruchu kontroli dostępu do modułu, poszu- piecznej eksploatacji (tj. przekaźniki na posterunku dodatkowo oprócz kiwania ochrony bocznej, nastawiania których produkcja jest kosztowna ze kontroli stanu elementów dróg prze- elementów drogi przebiegu, utwier- względu na konieczność utrzymywa- biegów, system na podstawie indy- dzania modułów, kontroli prędkości nia drogiej technologii oraz spadające widualnie projektowanej dla każdego (obrazu sygnałowego), przekaźników zapotrzebowanie na rynku). posterunku tablicy zależności wyklu- sygnałowych, automatycznego zwal-

31 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Tab. 1. Bezpieczeństwo systemów sterowania ruchem kolejowymw UE bezpieczeństwa oparta na teorii nieza- Założenia Intensywność usterek (na godzinę) [h-1] wodności [2]. Koncepcja bezpiecznych 10-4 systemów komputerowych stosowa- Dopuszczalna wypadkowość spowodowana niebezpieczną usterką Dla całego systemu kolei w UE (wszystkie instalacje systemów nych w kolejnictwie zakłada bardzo techniczna = 1 wypadek rocznie w UE ) małą intensywność usterek, co przy 10-3 całkowitej niezależności kanałów prze- 1 niebezpieczna usterka na 10 prowadzi do wypadku Dla całego systemu kolei w UE (wszystkie instalacje systemów ) twarzania (2 lub 3) gwarantuje zniko- 10-4 me prawdopodobieństwo wystąpie- 1 usterka na 10 jest usterką systemu sterowania ruchem kolejowym Dla całego systemu sterowania ruchem kolejowym w UE nia usterki podwójnej lub wielokrotnej (wszystkie instalacje srk) – decydującej o uszkodzeniu katastro- 10-5 Margines bezpieczeństwa 10:1 zapewniający odpowiedni poziom fi cznym (krytycznym). Podstawą ana- Dla całego systemu sygnalizacji kolejowej w UE (wszystkie tolerancji instalacje sygnalizacji) lizy jest akceptowalny, dopuszczalny poziom ryzyka. 10-8 1000 kompletnych systemów sygnalizacji w UE Dla kompletnego systemu sygnalizacji (np. sterowanie w Zgodnie z normą [9] bezpieczeń- obszarze lub na linii) stwo systemu zależy nie tylko od in- 10-9 10 podsystemów wchodzących w skład jednego kompletnego systemu tensywności uszkodzeń, ale od czasu Dla podsystemu sygnalizacji (np. duży scentralizowany system sygnalizacji zależnościowy) detekcji uszkodzeń pojedynczych i podwójnych (wielokrotnych). W tym 10-11 100 elementów systemowych w jednym podsystemie Dla jednego elementu systemowego (sterownik zwrotnicy, celu wprowadzono współczynnik to- sygnalizatora) lerowalnego poziomu uszkodzeń (THR 10-11 (dla Poziomu Bezpieczeństwa 4) - Tolerable Hazard Rate). Współczynnik 10-9 (dla Poziomu Bezpieczeństwa 3) Współczynnik 100:1 pomiędzy sąsiednimi Poziomami Bezpieczeństwa ten można obliczyć z zależności: 10-7 (dla Poziomu Bezpieczeństwa 2) -5 10 (dla Poziomu Bezpieczeństwa 1) n n λ 1 i − THR −1 ⋅= Btd ∏ i (1) i=1 t i=1 Bezpieczeństwo systemów tów podsystemów srk. Przyjęcie takich d i komputerowych intensywności prowadzi do średniej gdzie: λi – intensywność uszkodzeń dla intensywności uszkodzeń scentrali- -1 kanału i, td – czas reakcji systemu na Filozofi a bezpieczeństwa wprowadza- zowanego systemu sterowania rzędu błąd od czasu powstania dla kanału i. nych w latach 70 ubiegłego wieku 10-5/h, co daje średnią intensywność Zgodnie z zaleceniami UIC i CENELEC - systemów komputerowych zakłada- uszkodzeń rzędu 10 3/h w całym ko- dla systemów bezpiecznych przyjmu- ła jednakowe prawdopodobieństwo lejnictwie w UE (średnio jedno niebez- je się współczynnik 100:1 pomiędzy in- b b przekłamań 1 0 i 0 1. Spowodo- pieczne uszkodzeni w ciągu roku). tensywnościami usterek dla sąsiednich wało to inne podejście do pojęcia bez- Podstawą projektowanych syste- poziomów bezpieczeństwa. Koncep- pieczeństwa – usterka krytyczna była mów były systemy nadmiarowe (ang. cja bezpiecznych systemów kompu- wynikiem wystąpienia więcej niż jed- redundant systems) – wielokanałowe terowych stosowanych w kolejnictwie nego uszkodzenia, powinno wystąpić systemy komputerowe z niezależnym zakłada bardzo małą intensywność co najmniej dwie niezależne usterki w zasilaniem, zwielokrotnionym i nieza- usterek, co przy całkowitej niezależ- odizolowanych od siebie niezależnych leżnymi i kanałami transmisji oraz ry- ności kanałów przetwarzania (2 lub kanałach przetwarzania, Dodatkowo gorystycznie przestrzeganymi standar- 3). Z bezpieczeństwem systemów srk każda usterka pojedyncza, niekrytycz- dami oprogramowania i konfi guracji zakwalifi kowanych do poziomu SIL- na powinna być wykryta w określo- sprzętowej. Określały to normy grupy 4 wiąże się również czas diagnostyki nym (przez normę) czasie. EN 5012x, obowiązujące w Polsce po usterek pojedynczych: Tabela 1 przedstawia fi lozofi ę bez- 2005 roku. Podstawą wprowadzonych k pieczeństwa, jak od podstawowego nowych kryteriów bezpieczeństwa był T = sf 1000 ⋅ λ (2) założenia (jedno zdarzenie krytyczne, Tolerowalny Poziom Ryzyka THR (ang. katastrofi czne, czyli wypadek z ofi ara- //Tolerable Hazard Risk) [3], [10], którego oraz usterek podwójnych: mi w ludziach, przekłada się na nieza- zasady zostaną poniżej przedstawione. 2

wodność systemów , podsystemów, Realizacja bezpieczeństwa syste- T2 = sf λ (3) urządzeń i zastosowanych podze- mów komputerowych stosowanych społów. Interpretując Tabelę I można w kolejnictwie oparta jest o zasadę gdzie: k - współczynnik nadmiarowo- stwierdzić, że wyjściowe założenie fail-safe [5]. W kolejnictwie występuje ści równy 1 dla systemów „2z2” i 0.5 – jedno zdarzenie krytyczne rocznie wiele systemów, które ze względu na dla systemów ‘2z3”, λ - suma średnich na terenie UE stanowi minimum ja- potencjalne zagrożenia wynikające z intensywności uszkodzeń elementów, kim jest dopuszczalny poziom ryzyka ich uszkodzenia, zostały odpowiednio których jednoczesne uszkodzenie THR, przekłada się to na zredukowaną sklasyﬁ kowane [3]. W tabeli 1. przed- może prowadzić do zagrożenia. intensywność uszkodzeń komponen- stawiona została nowa koncepcja Ze wzoru (1) wynika, ze dla syste-

32 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym mów z jednym kanałem przetwarza- Tab. 2. Klasy% kacja bezpieczeństwa w systemach zarządzania i sterowania ruchem w UE nia wartość THR odpowiada inten- Wymagany stan Konsekwencje Charakterystyka systemu Nazwa systemu stosowana POZIOM sywności uszkodzeń λ . Z kolei dla bezpieczeństwa wystąpienia błędu w kolejnictwie w kolejnictwie systemu złożonego z dwóch kanałów Zabezpieczenie przed 4 Bardzo wysoki Utrata życia ludzkiego System bezpieczny Fail-safe system przetwarzania wzór przyjmuje postać wykolejeniem i kolizją pociągów Zapewnienie poprawnego System o wysokim poziome λ$2td/tTF, co oznacza, że intensywność 3 Wysoki Obrażenia i utrata zdrowia uszkodzeń krytycznych została zredu- prowadzenia pociągu bezpieczeństwa Zapewnienie kiero wania ruchem System o znaczącym poziomie 2 Średni Skażenie środowiska kowana w stopniu 2td/tTF, gdzie td jest pociągu bezpieczeństwa czasem reakcji na uszkodzenie, zaś t TF System o niskim poziome 1 Niski Utrata mienia Zapewnienie obsługi pasażerów jest średnim czasem do wystąpienia bezpieczeństwa uszkodzenia w kanale. Utrata informacji nie Zapewnienie prawidłowego 0 Nie dotyczy mających wpływu na Nie związany z bezpieczeństwem Wspomniane w tabeli poziomy utrzymania kolei bezpieczeństwa odnoszą się do syste- bezpieczeństwo mów zarządzania i sterowania ruchem następnego etapu. (specyfi kacja wy- magań, projekt., implementacja, itp.). Tab. 3. Dopuszczalne wartości THR zgodne kolejowym, systemy srk są zaliczone zobowiązującymi normami do najwyższego, czwartego poziomu Norma PN-EN 50128 określa pro- SIL (Safety Integrity THR (na godzinę na funkcję) bezpieczeństwa (SIL4). cedury i wymagania techniczne dla Level) W związku z wejściem Polski do projektowania oprogramowania bez- 10−9 <≤ 10−8 4 struktur unijnych obowiązujące stały piecznego systemu elektronicznego THR dla sterowania i zabezpieczenia na ko- się normy oznaczone odpowiednio: 10−8 THR <≤ 10−7 3 PN-EN 50126 [17], PN-EN 50128 [18] lei, [98]. Należy stwierdzić, iż norma ta oraz PN-EN 50129 [19]. nie jest w pełni obligatoryjna. 10−7 THR <≤ 10−6 2 W normie PN-EN 50126 określono Norma PN-EN 50129 defi niuje wy- 8 7 niezawodność, gotowość, dostępność magania dotyczące projektowania, te- 10− THR <≤ 10− 1 stowania, odbioru i zatwierdzania elek- i bezpieczeństwo (RAMS - Reliability, wykrycia, czas reakcji systemu na błąd tronicznych systemów, podsystemów Availability, Maintainability and Safety), od czasu powstania, czas cyklicznego i urządzeń sygnalizacji związanych z jako proces oparty o cykl życia syste- testowania elementu systemu, śred- bezpieczeństwem w zastosowaniach mu (ang. system life-cycle). W procesie nie czasy T składowych systemu, kolejowych]. MBF tym zdefi niowano poszczególne eta- można wyznaczyć współczynnik THR. Uwzględniając takie parametry jak: py systemu i procedury związane z Dopuszczalne wartości współczynnika czas reakcji systemu na błąd od czasu zatwierdzaniem przed przejściem do THR dla poziomów bezpieczeństwa SIL

3. Dwukanałowa realizacja samoczynnej sygnalizacji przejazdowej RASP-4F 33 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym !"!#$%&'()

4. Kaseta samoczynnej sygnalizacji przejazdowej RASP-4F

przedstawia tabela 3 [9]. uszkodzeń) na podstawie danych pro- nia spełniający warunek ,tsf <= k/(1000 Co oznacza, że intensywność uszko- ducenta/dystrybutora sprzętu (ﬁ rma  a), gdzie k = 1.0 dla systemów „2 z 2”, dzeń krytycznych została zreduko- Astor Kraków): a – 1/MTBF.

wana w stopniu 2td/tTF, gdzie td jest Autorzy przyjęli do obliczeń współ-

czasem reakcji na uszkodzenie, zaś tTF a) kaseta bazowa IC695CHS012 – 761 czynnika THR następujące wartości: jest średnim czasem do wystąpienia 000 [h] uszkodzenia w kanale. b) zasilacz prądu stałego - czas cyklicznego testowania W ten sposób można było ocenić IC695PSD140 – 1 092 000 [h] wejść/wyjść (T) 250ms bezpieczeństwo typowego syste- c) jednostka centralna IC695CPU310 - czas reakcji na błąd (NT) 1s, mu sygnalizacji przejazdowej (RASP4 – 638 000 [h] produkcji KOMBUD S.A [29], [30].) za- d) interfejs komunikacyjny co daje wartość czasu reakcji na błąd liczonego do najwyższego poziomu IC695ETM001 – 992 000 [h] (SDT) równą 0.0003125 [h] i w efek- bezpieczeństwa SIL4. Jest to typowy e) moduł wejść dyskretnych cie daje wartość THR poniżej co 10e- system dwukanałowy (rys. 3), dwa IC694MDL660 – 6 393 000 [h] 1, zgodnie z normą PN-EN 50129 dla niezależne sterowniki PLC realizują f) moduł wyjść dyskretnych poziomu SIL4. Obliczony czas wykry- wszystkie funkcje wyszczególnione w IC694MDL754 – 553 000 [h]. cia błędów pojedynczych (TSF) speł- normach i zarządzeniach. nia kryterium wynikające z granicznej Sterowniki PLC zbudowane są w opar- Konﬁ guracja sterowników zawiera róż- wartości odniesionej do oszacowanej ciu o dwa identyczne zestawy zbu- ne ilości modułów, co przy założeniu wartości MTBF dla systemu „2 z 2” po- dowane na kasetach tworząc dwa najgorszego przypadku (szeregowa dane w normie PN-EN 50129. niezależnie działające sterowniki ze struktura niezawodnościowa) prowa- Współczynnik THR można również wzajemną wymianą danych i syn- dzi do wypadkowej wartości MTBF dla określić n a podstawie: chronizacją pracy poprzez magistralę poszczególnych zestawów: Ethernet. W skład pojedynczego ste- - danych eksploatacyjnych (czyli rownika wchodzą: 1 zestaw z 2 modułami e) i 1 modu- systemów obecnie eksploatowa- łem f) – 144 374.4267 [h] nych) na podstawie danych po- • kaseta bazowa IC695CHS012, 2 zestaw z 3 modułami e) i 1 modu- chodzących z eksploatacji (wyma- • zasilacz prądu stałego łem f) – 141 185.9945 [h] gany do weryﬁ kacji czas to ponad IC695PSD140, 3 zestaw z 4 modułami e) i 1 modu- 10 lat [x]), • jednostka centralna typu IC695C- łem f) – 138 135.3490 [h] - danych z prognozowania obliczo- PU310, 4 zestaw z 6 modułami e) i 2 modu- nych na podstawie reguł szacowa- • interfejs komunikacyjny łami f) – 106 832.6186 [h]. nia niezawodności urządzeń elek- IC695ETM001, tronicznych w oparciu o standard • moduł wejść dyskretnych Autorzy zapewnili dostatecznie krótki MIL [xx}. IC694MDL660, czas wykrywania pojedynczego uszko- • moduł wyjść dyskretnych dzenia i przejście do stanu bezpiecz- Obie wymienione metody uzupełnia-

IC694MDL754 nego. (Czas ten, tsf, jest znacznie krót- ją ocenę bezpieczeństwa zgodnie z szy niż oczekiwany średni czas między wymienionymi normami i regulacjami Dla zastosowanego sprzętu autorzy uszkodzeniami obu komputerów.) krajowymi. podali następujące wartości MTBF Zgodnie z normą PN-EN 50129 czas (średni czas pomiędzy wystąpieniem wykrywania pojedynczego uszkodze-

34 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Bezpieczeństwa systemów bardziej efektywnych standardów z nowymi technologiami transmisji radiowej w tym LTE lub informacyjnymi WiFi [9].

Bardzo dobrym przykładem wpływu Pociągi wyposażone w urządzenia pokłado- nowych technologii informatycz- we systemu ERTMS/ETCS będą informowane nych na bezpieczeństwo systemów o tym, które z poziomów ERTMS są obsługi- zarządzania i sterowania ruchem w wane w danym obszarze z chwilą minięcia transporcie jest Europejski System Za- grupy balis informujących o zbliżaniu się do rządzania i Sterowania Ruchem pocią- danego obszaru ERTMS/ETCS. Urządzenia 5. Uniwersalny model sterowania i kontrolo gów ERTMS (ang. European Rail Tra& c pokładowe (zgodnie z kompatybilnością pociągu Management System) obligatoryjnie części pokładowej z przytorową) po ode- z obwodów torowych i liczników osi. wdrażany w państwach członkow- braniu informacji wjazdu w obszar przełączą Jazda pociągu z punktu widzenia skich UE. Podsystem odpowiedzialny się do poziomu systemu ERTMS/ETCS, który urządzeń sterowania ruchem kolejo- bezpośrednio za bezpieczeństwo po- zdeﬁ niowany jest w ramach realizacji projek- wym mogą być przedstawiane podej- ciągu ETCS (ang. European Train Control tu zabudowy systemu. ściem prezentowanym przez proces System) został zdeﬁ niowany dla trzech Poziom pierwszy stanowi nakładkę stochastyczny. W wielu pracach [[8], poziomów sterowania, w kolejnictwie na urządzenia stacyjne i liniowe zacho- [10], [12] do opisu przejść między sta- polskim został wdrożony na wybranych wującą rozproszony charakter stero- nami odpowiadającymi za typowe odcinkach linii poziom 1, trwają prace wania ruchem kolejowym. Urządzenia zachowania pociągu wskazywany jest nad wdrażaniem poziomu 2 co wiąże ERTMS/ETCS poziomu 1 zapewniają, jednorodny, stacjonarny i ergodyczny się bezpośrednio z bezpieczeństwem że pociąg nie przejedzie poza miej- proces Markowa. pociągów o podwyższonej prędkości sce ograniczające ustawioną i utwier- Taki proces kontroli pociągu zapre- (linia CMK) [5], [14]. Wprowadzenie, dzoną drogę przebiegu, oraz że nie zentowany jest na rysunku 5 [14]. jako obowiązkowego systemu ERTMS/ przekroczy prędkości dopuszczalnej Zaprezentowane stany odpowiadają ETCS wykorzystującego transmisję ra- na żadnym odcinku drogi przebiegu. następującym sytuacjom: diową powinno zapewnić osiągnięcie, Tor wyposażony w urządzenia pozio- jako główny cel wysokiego poziomu mu pierwszego wykorzystuje euro- 0 – stan prawidłowej jazdy według funkcjonalności i interoperacyjności balisy przełączalne i nieprzełączalne. ostatniej otrzymanej informacji, w obsłudze pociągów pasażerskich, w Dodatkowo może być wyposażony w maszynista prowadząc pojazd tym kontroli i monitorowania sieci linii europętle lub radio wykorzystywane trakcyjny według ostatnio otrzy- kolei dużych prędkości (KDP). do uaktualniania informacji przekazy- manego pozwolenia na jazdę aż W przypadku implementacji syste- wanej poprzez eurobalisy lub do dwu- do odebrania następnej informacji mu ETCS przyjęte zostało następują- kierunkowej komunikacji tor-pojazd w o nowym zezwoleniu na jazdę, ce kryterium bezpieczeństwa: nowe celu prowadzenia wstępnej obróbki 1 – stan poprawnej realizacji proce- rozwiązania technologiczne nie mogą informacji przez urządzenia przytoro- dury kontroli (zgodnie z zobrazo- obniżyć istniejącego poziomu bezpie- we. waniem sygnałowym prezentowa- czeństwa. Przypadku systemu ETCS Poziom drugi ERTMS/ETCS to ste- nym na sygnalizatorze lub według można było odwołać się do syste- rowanie ruchem w oparciu o ciągłą, zaleceń komputera pokładowe- mów tradycyjnych (eksploatowanych cyfrową, dwukierunkową transmisję go), obecnie systemów ze stałym odstę- radiową. Tor jest wyposażany poza eu- 2 – stan awaryjnego zatrzymania lub pem blokowym opartych na odcin- robalisami dodatkowo w radiowe cen- zmniejszenia prędkości wynikają- kach izolowanych i blokadą liniową) i tra sterowania (RBC). Jednocześnie z ce z zaistnienia sytuacji, w której pokazać jak nowe technologie rady- toru można usunąć semafory, gdyż ich utracona została kontrola (awaryj- kalnie zmniejszają prawdopodobień- funkcje przejmuje ciągła transmisja cy- ne hamowanie wymuszone przez stwo błędu krytycznego. Podstawowe frowa. Informacje zmienne łatwo moż- system ATP – w warunkach Rzecz- zagadnienia związane z systemem na przekazywać poprzez kanał radio- pospolitej Polskiej – system SHP ERTMS/ETCS odnoszą się do: wy, dzięki temu eurobalisy nie muszą klasy AWS). już być przełączalne. Poziom trzeci sta- - poprawy bezpieczeństwa (moni- nowi rozwinięcie poziomu drugiego Przejścia pomiędzy stanami związane toring maszynisty), poprzez przeniesienie kontroli zajęto- są z występowaniem podstawowych - zwiększenie przepustowości linii ści torów z urządzeń przytorowych do parametrów w wykonywanych pro- kolejowych, zwłaszcza linii KDP, urządzeń pojazdowych. Pozwala to na cedurach realizowanych w urządze- - wdrożenie nowego standardu ko- sterowanie następstwem pociągów niach sterowania ruchem kolejowym. munikacji wykorzystującego sys- według zasady ruchomego odstępu W dalszych rozważaniach, zakładamy tem ERTMS/GSM-R, a w przyszłości blokowego oraz umożliwia rezygnację przyjęcie maksymalnej długości od-

35 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

stępu blokowego wynoszącą 1500 m o następnym działaniu – proce- – μ2 – intensywność obsługi awaryj- (minimalna odległość 1300 m nie jest dura jazdy pociągu z uwzględnie- nej wynosząca 72 h-1 (odwrotność w tych analizach obligatoryjna) dla niem warunków bezpieczeństwa, czasu obsługi awaryjnej 50 s) -1 maksymalnej prędkości 160 km/h, oraz – μ2 – czasu niezbędnego maszyni- parametry λ i μ określające: ście do rozpoczęcia jazdy po auto- po podstawieniu do powyższych rów- matycznym zatrzymaniu pociągu. nań i dokonaniu obliczeń otrzymuje-

– λ1 – intensywność wymaganych my wartość dla stałego odstępu blo- -5 jazd dla poprawnie otrzymanych W istniejących urządzeniach srk, które kowego wynoszącą P2FBD =2,40110 . zezwoleń na jazdę wynoszącą są wykorzystywane do prowadzenia System ERTMS/ETCS jest inteligent- 106,67h-1 (odpowiadająca czasowi pociągu opartego na stałym odstępie ną nakładką na istniejące zapewnia- przygotowania do wyświetlenia blokowym (zajętość kolejnych odcin- jące wysoki poziom bezpieczeństwa pojazdowi trakcyjnemu sygnału ków) następuje na podstawie wyświe- kolejowe systemy kontroli i zarządza- zezwalającego 33,75s), tlenia sygnału zezwalającego na jazdę nia ruchem kolejowym. Wszystkie po-

– μ1 – intensywność typowej obsłu- z jednoczesnym uzyskaniem informa- ciągi niewyposażone w urządzenia po- gi wynosząca 300 h-1 (odwrotność cji o zajętości od przemieszczającego kładowe systemu ERTMS/ETCS będą czasu obsługi 12s), się po linii kolejowej pojazdu trakcyj- odbierały zezwolenie na jazdę (MA)

– λ2 – intensywność dla błędnych nego. poprzez wyświetlone zobrazowanie interpretacji względem wymagań Oczywisty jest sens powyższej se- sygnałowe na sygnalizatorze. Pojazdy (wskaźnik awaryjności) wynoszący kwencji zdarzeń. Dlatego stan P2 trakcyjne wyposażone w pokłado- 0,000227687 h-1 (związany z wy- może być traktowany jako współczyn- we urządzenia systemu ERTMS/ETCS stąpieniem 2 jazd zakończonych nik operacyjny (funkcjonalny), który poziomu 1 otrzymują zezwolenie na zatrzymaniem awaryjnym w roku), odpowiedzialny jest za skuteczność jazdę po przejechaniu nad grupą ba-

– λ12 – intensywność pojawiających sterowania. Oznacza to, że sposób ste- lis umieszczona przed sygnalizatorem, się błędnych interpretacji wzglę- rowania pociągiem odniesiony jest do natomiast w przypadku poziomu 2 dem wymagań (wskaźnik awaryj- zdolności przepustowości linii kolejo- zezwolenie na jazdę będzie odbiera- ności) 0,005952381 h-1 (związana wej wynikającej z możliwości zajmo- ne przez pojazd trakcyjny z radiowego z czasem występującym podczas wania kolejnych odcinków torowych. centrum sterowania (RBC) za pośred- jazd awaryjnych, 1 w tygodniu) Zakładając maksymalną długość nictwem bezpiecznej sieci kolejowe-

– μ2 – intensywność obsługi awaryj- odstępu blokowego wynoszącą 1500 go globalnego systemu komunikacji nej wynosząca 72 h-1 (odwrotność m i maksymalną prędkości 160 km/h ruchomej ERTMS/GSM-R. Urządzenia czasu obsługi awaryjnej 50 s). oraz parametry dla modelu Markowa trakcyjne posiadają możliwość pracy przedstawione na rysunku 5 wynoszą- według różnych planów (poziomów i Wykorzystywane do opisu przejść po- ce: trybów) przy uwzględnieniu zgodno- między stanami równania różniczko- ści urządzeń pokładowych z urządze-

we oparte są na: – λ1 – intensywność wymaganych niami przytorowymi. Istniejące zasady jazd dla poprawnie otrzymanych współpracy urządzeń pokładowych z – parametrach odległości oraz pręd- zezwoleń na jazdę wynoszącą odpowiednimi urządzeniami przyto- kości zaprezentowanych powyżej oraz 106,67h-1 (odpowiadająca czasowi rowymi zapewniają współpracę w tzn

– λ1 – intensywności zdarzeń zwią- przygotowania do wyświetlenia “dół”, tj. Pojazd trakcyjny wyposażony zanych z wyjazdem pociągu na pojazdowi trakcyjnemu sygnału w urządzenia poziomu 2 może jeździć sygnał zezwalający lub otrzyma- zezwalającego 33,75s), po liniach kolejowych z zainstalowa-

ne zezwolenie na jazdę (MA) oraz – μ1 – intensywność typowej obsługi nymi urządzeniami poziomu 2 jak i po- otrzymaną informacją o kolejnej wynosząca 300 h-1 (odwrotność ziomu 1, natomiast pojazdy trakcyjne procedurze jazdy, czasu obsługi 12 s), wyposażone w urządzenia poziomu

– λ12 – intensywności zdarzenia – λ2 – intensywność dla błędnych 1 mogą poruszać się tylko po liniach związanego z błędną reakcją ma- interpretacji względem wymagań kolejowych wyposażonych w ten sam szynisty lub niewłaściwego działa- (wskaźnik awaryjności) wynoszący poziom. nia systemu ATP, 0,000227687 h-1 (związany z wy- Pociągi wyposażone w urządzenia

– λ2 – intensywności zdarzenia zwią- stąpieniem 2 jazd zakończonych pokładowe systemu ERTMS/ETCS będą zanego z wdrożeniem przez sy- zatrzymaniem awaryjnym w roku), informowane o objęciu ich kontrolą w

gnał alarmowy hamowania (bez – λ12 – intensywność pojawiających określonym obszarze kolejowym ogra- udziału maszynisty) trwającego aż się błędnych interpretacji wzglę- niczonym balisami określającymi także do całkowitego zatrzymania po- dem wymagań (wskaźnik awaryj- odpowiedni poziom systemu. ciągu, ności) 0,005952381 h-1 (związana Poziom 1 jest nakładką na urządze- -1 – μ1 – czasu niezbędnego do wy- z czasem występującym podczas nia sterowania ruchem kolejowym sto- świetlania maszyniście informacji jazd awaryjnych, 1 w tygodniu) sowane na stacjach oraz na szlakach i

36 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym jest traktowany jako rozproszony sys- dokonaniu obliczeń otrzymujemy wartość datkowo analizuje się minimalizację tem kontroli. Urządzenia poziomu 1 dla ERTMS/ETCS poziomu 1 P2ETCS L1 = czasu opóźnień (spowodowanych np. systemu ERTMS/ETCS zapewniają to, 3,003·10-8. zanikiem lub przekłamaniem transmi- że nadzorowany pojazd trakcyjny nie Przeprowadzone obliczenia ana- sji i związana z tym koniecznością po- przejedzie po za wyznaczone zezwo- lityczne pokazują jak nowy system wtórzeń itp.) co pozwoliło zapewnić lenie na jazdę na szlaku po którym się (ETCS) w istotny sposób minimalizuje identyczny poziom funkcjonalności co porusza oraz jazda pojazdu trakcyjne- wystąpienie zdarzenia katastrofi czne- w systemach realizowanych dotych- go odbywa się z nadzorowaniem nie- go (P2). czas, tych komputerowych jak i prze- przekroczenia dozwolonej prędkości kaźnikowych. na przemierzanej drodze kolejowej. W Wnioski W każdym zaprezentowanym mo- torze, na którym zabudowany jest po- delu (stały odstęp blokowy, poziom ziom 1, w obszarach kontrolnych, wy- W artykule pokazano ewolucję poję- 1) prawdopodobieństwo stanu 2 jest korzystywane są eurobalisy, zarówno cia bezpieczeństwa systemów zarzą- istotne z punktu widzenia niedostęp- w wersji przełączalnej jak i nieprzeła- dzani i sterowania ruchem kolejowym ności systemu (stan 2 odpowiada czalnej. Dodatkowo torowa infrastruk- na przestrzeni ostatnich lat. Punktem niekontrolowanemu awaryjnemu za- tura kolejowa może być wyposażona wejściowym było przyjęcie poziomu trzymaniu pojazdu trakcyjnego spo- w europętlę lub radio wykorzystywane bezpieczeństwa przekaźnikowych wodowanego przez wadliwe działanie jako uaktualnienie informacji przeka- systemów srk. Przedstawione rozwią- urządzeń sygnalizacyjnych lub urzą- zywanej pomiędzy torem a pojazdem zania systemów JZH i E oparte były na dzeń automatycznej kontroli pojazdu trakcyjnym lub do dwukierunkowej koncepcji bezpiecznego przekaźnika, trakcyjnego). Możemy zauważyć, że komunikacji pojazdu trakcyjnego słu- którego najbardziej prawdopodob- każdy następny poziom kontroli po- żącej do aktualizacji informacji o po- ne uszkodzenie nie miało wpływu na jazdu trakcyjnego zmniejsza prawdo- jeździe po stronie urządzeń przytoro- bezpieczne wysterowanie urządzeń podobieństwo wystąpienia stanu 2, wych [14]. zewnętrznych. więc dostępność całego systemu ule- Zakładając maksymalną długość od- Omówione powszechnie stoso- ga polepszeniu. Jest to związane z ideą stępu blokowego wynoszącą 1500 m wane systemy komputerowe oparte systemu ERTMS/ETCS: lepszą przepu- oraz w tym przypadku dla maksymal- były na nadmiarowości i stosunkowo stowością, dostępnością i w konse- nej prędkości 160 km/h oraz parame- krótkim czasie wykrywania usterek. kwencji lepszymi parametrami ruchu trów dla modelu Markowa przedsta- Wynikowym parametrem był THR (To- kolejowego, w tym także kolei dużych wionych na rysunku 5 wynoszących: lerowalny Poziom Ryzyka), którego prędkości [2, 6]. Prace te zawierają rów- wartości były zdefi niowane w obowią- nież podobną analizę dla poziomu 2 i zujących normach (PN EN 50 159). – λ’1 – intensywność połączenia 3 systemu ETCS, pokazującą istotne przed balisą (semaforem) wyno- Kolejnym krokiem było wprowadze- zmniejszenie (o trzy rzędy wielkości) -1 nie otwartych standardów transmi- szącą λ1=166,67h (w odniesieniu prawdopodobieństwa wystąpienia do 21,6s), sji opartych na publicznych sieciach, zdarzenia katastrofi cznego. głównie bezprzewodowych [9]. Ba- – μ’1 – oszacowane (intensywności) Do analizy bezpieczeństwa można usług wynoszące 360000 h-1 (zwią- dania potwierdzają, że zastosowanie stosować też inne metody [20], [21], zane z max 10 ms) jest związane z typowych standardów komunikacji takie jak np. analiza drzewa usterek założeniem czasu synchronizacji opartych na bezprzewodowym do- FTA (ang. Fault Tree Analysis) uzupełnio- przy przejechaniu 1 m, stępie do Internetu przy zastosowaniu na o zależności czasowe [13] staje się odpowiednich procedur, a zwłaszcza – λ’12 – intensywność uszkodzonych silnym narzędziem zapewnienia bez- telegramów z balis prowadzących metod kryptografi cznych, pozwala pieczeństwa. do zatrzymania pociągu wynoszą- zapewnić ten sam poziom bezpie- Podsumowując, nowe technolo- ca 0,3310-9/h , czeństwa co w przypadku dotychczas gie informacyjne wprowadzane na stosowanych transmisji kablowych w – λ’2 – intensywność awarii urządzeń przestrzeni ostatnich lat zapewniają pokładowych wynosząca zgodnie rozproszonych systemach kompute- poziom bezpieczeństwa, nie gorszy z THR dla urządzeń pokładowych rowych. Generalnie począwszy od sys- niż w systemach przekaźnikowych tra- 110-9, temów przekaźnikowych po przyszłe dycyjnie uznane za bezpieczne. Nowe realizacje oparte na transmisji otwartej – μ’2 – intensywność przełączeń technologie informacyjne kontrolują urządzeń pokładowych do try- stosowana jest ta sama zasada fail- człowieka (maszynistę, dyżurnego ru- bu dedykowanego dla pociągów -safe: każde pojedyncze uszkodzenie chu) minimalizując wystąpienie zda- niewyposażonych wynosząca nie może prowadzić do sytuacji nie- rzenia krytycznego określonego przez 0,03333 h (związana z 120 s, cza- bezpiecznej. W systemach kompute- zredukowaną intensywność (THR) lub sem wdrożenia jazdy w trybie po- rowych wyznaczany jest dodatkowo prawdopodobieństwo wystąpienia ta- ciągu niewyposażonego) czas detekcji usterki. W systemach kiego zdarzenia. po podstawieniu do powyższych równań i opartych na sieciach publicznych do-

37 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Materiały źródłowe geable Block Distance System Ana- przetwarzania danych i sterowania lysis”, Communications in Compu- ruchem. Elektroniczne systemy sy- [1] Dąbrowa – Bajon M. „Podstawy ste- ter and Information Science (104), gnalizacji związane z bezpieczeń- rowania ruchem kolejowym” – ISBN Springer-Verlag Berlin Heidelberg stwem. 83-7207-343-0 Ofi cyna Wydawni- 2010 [20] Norma PN-EN 60812:2009 Techniki cza Politechniki Warszawskiej 2002, [12] Lewiński A., Torun A., Perzyński T.: analizy nieuszkadzalności syste- [2] Jaźwiński J., Ważyńska – Fiok K.: "The Analysis of Open Transmission mów. Procedura analizy rodzajów i „Bezpieczeństwo i niezawodność Standards", materiały Międzynaro- skutków uszkodzeń (FMEA), systemu sterowania ruchem kole- dowej Konferencji Transport Sys- [21] Norma PN-EN 61025:2007 Analiza jowym”, Zeszyt 95, WKiŁ, Warszawa tems Telematics Tst2014, Monogra- drzewa niezdatności (FTA), 1982 fi a, Communications In Computer [22] Norma PN-EN 61078:2006 Techniki [3] Lewiński A., Perzyński T.: „Akcepto- And Information Sience, Telema- analizy niezawodności – Metoda walny poziom ryzyka jako kryte- tics – Support Of Transport, Nr 329, schematów blokowych niezawod- rium bezpieczeństwa w transpor- Springer-Verlag Berlin Heidelberg ności oraz metody boolowskie, cie kolejowym”, prace konferencji 2012 in Railway Control and Mana- [23] Norma PN-IEC 60300-3-9:1999 Wydziału Transportu Politechniki gement Analiza ryzyka w systemach tech- Radomskiej Logi-Trans 2007 [13] Magott J., Skrobanek P., Timing ana- nicznych, [4] Lewiński A., Perzyński T., Toruń A., lysis of safety properties using fault [24] Wymagania bezpieczeństwa dla „Tendencje rozwojowe systemów trees with time dependencies and urządzeń sterowania ruchem kole- srk, na przestrzeni ostatnich lat”, timed state-charts, Reliability Engi- jowym – DG PKP KA nr KA2b-5400- Problemy Kolejnictwa, Zeszyt 3, neering & Systems Safety, 2012, vol. 01/98 z dnia 06.02.1998r., 2014, 97, Nr 1 [25] Norma PN-EN 50159: 2010. Zasto- [5] Lewiński A., Perzyński T., Toruń A, [14] Lewiński A., Toruń A., Gradowski P: sowania kolejowe. Łączność, sy- „ETCS jako metoda poprawy funk- “Modeling of ETCS with respect to gnalizacja i systemy sterowania. cjonalności i przepustowości na functionality and safety including [26] Album schematów – zbiór przykła- liniach kolejowych”,materiały kon- Polish Railways conditions”, mate- dowych rozwiązań – geografi czny ferencji LOGITRANS2015 riały Międzynarodowej Konferen- system stacyjnych przekaźniko- [6] Karaś S. „Urządzenia zabezpiecze- cji Transport Systems Telematics wych urządzeń srk typu CBP83, nia ruchu kolejowego” wyd. 3, WKiŁ Tst2014, Monografi a, Communica- 1985r. W-wa 1986, tions In Computer And Informa- [27] Geografi czny, zblokowany system [7] Lewiński A., Toruń A. The change- tion Sience, Telematics – Support urządzeń stacyjnych zrk typu JZH able block distance system analy- Of Transport, Nr471, Springer-Ver- 111 – dokumentacja techniczna, sis, Springer – Verlag Heilderberg lag Berlin Heidelberg 2014 Katowice 1977 2010 – J. Mikulski (Ed.) TST 2010 [15] Mickiewicz T., Mikulski A., „Elek- [28] Grant MNiI pt:„Wpływ nowych CCIS 104, 2010 tryczne urządzenia zabezpieczenia technologii informacyjnych na [8] Lewiński A. „Problemy oprogramo- ruchu kolejowego – urządzenia poprawę funkcjonalności i bez- wania bezpiecznych systemów stacyjne” WKiŁ Warszawa 1968, pieczeństwa ruchu pociągów” nr komputerowych w zastosowa- [16] Miksza E., „Zblokowany system ste- 4T12C00529. Politechnika Radom- niach transportu kolejowego” Poli- rowania ruchem kolejowym na sta- ska 2006. technika Radomska Monografi e nr cjach typu IZH 111” WKiŁ Warszawa [29] Kombud – materiały Zakładu Auto- 49/2001 1979, matyki KOMBUD S.A. w Radomiu [9] Lewiński A., Perzyński T., Toruń A.,: [17] Norma PN-EN 50126:2002 (U) [30] Kontron – materiały Kontron East “Risk Analysis as a Basic Method of Zastosowania kolejowe. Specyfi - Europe sp. z o.o Safety Transmission System Certifi - kowanie i wykazywanie Nieusz- [31] JaźwińskiI J., Ważyńska - Fiok K.: cation”. Communications in Com- kadzalności, Gotowości, Obsługi- „Bezpieczeństwo systemów”, PWN puter and Information Scienc 239), walności i Bezpieczeństwa (RAMS). Warszawa 1993 Springer-Verlag Berlin Heidelberg Część 1: Wymagania podstawowe i [32] Military Hand Book, Reliability Pre- 2011 procesy ogólnego przeznaczenia. diction of Electronic Equipment, [10] Lewiński A., Perzyński T.: The relia- [18] Norma PN-EN 50128:2002 (U) Za- USA Department of Defense bility and safety of railway control stosowania kolejowe. Łączność, [33] Quality of Service Test Specifi cation systems based on new information sygnalizacja i systemy sterowania. form 11.09.2003 and parameters: technologies. Communications In Oprogramowanie dla kolejowych GSM-R Interfaces Class 1 Require- Computer and Information Scie- systemów sterowania i zabezpie- ments. SUBSET-093 z 11.10.2005r. nece 104. Springer 2010’. Transport czenia. [34] Winter P. and other: Compendium Systems Telematics [19] Norma PN-EN 50129:2007 Zastoso- on ERTMS. ISBN 978-3-7771-0396- [11] Lewiński A., Toruń A.,: “ The Chan- wania kolejowe. Systemy łączności, 9, UIC, (1st edition 2009)

38 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym Zarządzanie majątkiem technicznym jako podstawa racjonalnego planowania rozwoju i utrzymania infrastruktury kolejowej – założenia i przegląd systemów Technical asset management as basis for rational planning of railroad infrastructure maintenance and development – assumptions and systems review

Maciej Kaczorek Aleksandra Falana

Mgr inż.

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Mgr inż. Biuro Strategii i Rozwoju Politechnika Warszawska, Wydział PKP Polskie Linie Kolejowe S.A., Transportu Biuro Strategii i Rozwoju

[email protected] [email protected]

Streszczenie: Artykuł porusza problematykę zastosowania metody i systemów zarządzania majątkiem technicznym w procesie planowania utrzymania i rozwoju infrastruktury kolejowej. Ze względu na skalę działalności zarządców infrastruktury kolejowej warunkiem skuteczności tego działania staje się w coraz większym stopniu zastosowanie odpowiednich metod zarządczych i narzędzi informatycznych wspierają- cych podejmowanie decyzji. Zarządzanie majątkiem technicznym, jako część zarządzania zasobami (ang. Asset Management) to działalność zmierzająca do osiągnięcia stanu równowagi pomiędzy czynnikami takimi jak: koszty, ryzyko, wydajność w taki sposób, aby zrealizować założone cele zarządcy infrastruktury. W artykule przedstawiono założenia i najważniejsze cechy i funkcjonalności systemów służących do zarządzania majątkiem technicznym. Przedstawiono przegląd systemów uwzględniający ocenę ich zaawansowania i główne wdrożenia w podmiotach związanych z infrastrukturą kolejową. Jako efekt przeglądu systemów wskazano kluczowe obszary przyszłego wykorzystania i związane z nimi korzyści.

Słowa kluczowe: Zarządzanie majątkiem technicznym; Zarządzanie zasobami; Utrzymanie infrastruktury kolejowej; Inwestycje; rozwój infrastruktury kolejowej.

Abstract: The paper deals with the application of the method and systems for technical asset management in the process of the planning of railroad infrastructure maintenance and development. Due to the scale of operations of rail infrastructure managers, the application of ap- propriate management methods and IT tools supporting decision making, keeps increasingly resulting in the condition of the eff ectiveness for this measure. Technical asset management as part of Asset Management is an activity aimed at achieving a balance between factors such as: costs, risk, and effi ciency, in such a way so as to meet the objectives of the infrastructure manager. The paper presents assumptions and the most important features with functionalities of systems used to manage technical assets. A review of systems including an assessment of their advanced technology and main implementations in entities related to railroad infrastructure have been presented. As a result of systems review, key areas of future use and related benefi ts have been identifi ed.

Keywords: Technical asset management; Asset management; Railroad infrastructure maintenance; Investment; Railroad infrastructure development.

Diagnoza postawiona przez autorów Sama zmiana strukturalna jest jed- Uwarunkowanie rozwoju Białej Księgi z 1996 roku [1] wskazuje na nak jedynie szansą dla poprawy efek- i utrzymania infrastruktury kolejowej potrzebę zwiększenia konkurencyjności tywności i konkurencyjności sektora sektora kolejowego wobec transportu kolejowego. W tym obszarze zasadni- W Polsce do przedsiębiorstw prowadzą- lotniczego i drogowego. Jako kluczo- cze znaczenie ma formułowanie, przez cych działalność z zakresu zarządzania wą przyczynę stale zmniejszającego się zobowiązane do ﬁ nansowania infra- infrastrukturą kolejową w skali całego udziału kolei w przewozach zidentyﬁ ko- struktury kolejowej [2] państwa człon- kraju można zaliczyć jedynie PKP Polskie wano w tym dokumencie m. in. niesa- kowskie, wymagań wobec zarządców Linie Kolejowe S.A. Zarządca narodowej tysfakcjonujące jakość i cenę usług oraz infrastruktury stymulujących do realnej sieci kolejowej 31.12.2017 r. władał m.in. ogólny brak zdolności przedsiębiorstw poprawy funkcjonowania. Ze względu [3]: kolejowych w zakresie dostosowania na skalę działalności zarządców infra- • 18 513 km eksploatowanych linii ko- się do zmieniających się wymagań ryn- struktury kolejowej warunkiem sku- lejowych, ku transportowego. Odpowiedzią na te teczności tego działania staje się jednak • 39 482 rozjazdów, negatywne zjawiska stała się głęboka zastosowanie odpowiednich metod • 25 324 obiektów inżynieryjnych, reforma ustroju kolei w Unii Europej- zarządczych i narzędzi informatycznych • 14 442 przejazdów kolejowych, skiej. Opiera się ona w szczególności wspierających podejmowanie decyzji. • 14 108 budowli (m. in. peronów, na wdrażanym do tej pory rozdzieleniu wiat, ekranów akustycznych). zarządzania infrastrukturą od realizacji Stan techniczny infrastruktury na prze- przewozów. strzeni lat 2010-2016 ulegał sukcesyw-

39 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Q Q Q Q -- Systemy zarządzania -- Wytyczne Q Q Q Q dotyczące stosowania Q Q Q Q ISO 55001 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q W jej myśl zarządzanie majątkiem, to Q Q Q skoordynowane podejście w wyniku Q którego organizacja kompleksowo za- Q rządza swoimi zasobami infrastruktu- RQG`: RQ0 : VH

40 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym cję zadań bez pełnej odpowiedzialności podmiotom np. dla organów nadzoru Program ciągłego rozwoju za czas, koszt oraz zakres prac na organi- lub przewoźników. zację zorientowaną na procesy, w której W kontekście bazy danych istotne Zarządzanie zasobami wymaga ciągłe- menadżerowie stają się odpowiedzialni jest zapewnienie jakości i aktualności go rozwoju. Związane jest to z rozwojem za realizację tych procesów mając kon- danych co osiągane jest przez opraco- samych metod zarządzania, rozwojem trolę nad realizacją i wynikami: czasem, wanie procesu monitorowana stanu techniki czy nowych narzędzi pojawia- zakresem prac, kosztem. Przed wdroże- elementów infrastruktury oraz procesu jących się na rynku. W programie cią- niem BPM zasadne jest zorganizowanie aktualizacji bazy danych. Ze względu na głego rozwoju istotne znaczenie ma poszczególnych procesów w sposób duży zakres danych konieczne staje się cykl jakości Deminga: zaplanuj, wykonaj, jednolity w całej organizacji. W ramach wykorzystywanie rozwiązań technicz- sprawdź, popraw. Są to główne czynno- wdrożenia należy określić istniejące pro- nych do inwentaryzacji linii kolejowych ści, dzięki którym możliwe będzie ciągłe cesy, ustalić do nich dane wejściowe wykorzystujących np. dane fotograme- doskonalenie efektywności i kosztów oraz wyniki, przydzielić zadania, kompe- tryczne. we wszystkich procesach. tencje i odpowiedzialności. Następnie W przypadku systemów zarządzania powinny zostać zidentyfi kowane proce- Zasada optymalizacji majątkiem technicznym proces decy- sy, które należy zoptymalizować. z perspektywy cyklu życia zyjny dotyczący prac utrzymaniowych opiera się na ocenie stanu technicznego, Informatyzacja procesów Analizy kosztów cyklu życia (Life Cykle ryzyka, kosztu cyklu życia elementów Cost - LCC) są podstawą wyborów do- infrastruktury, wskaźników wydajności Niewątpliwą cechą profesjonalnego za- konywanych przez profesjonalnego za- linii kolejowych. Informacje te powinny rządzania zasobami jest informatyzacja rządcę infrastruktury. Narzędzia takie po- być także wykorzystywane w procesie procesów. W tym obszarze konieczne siadają funkcjonalność, która umożliwia planowania rozwoju infrastruktury, gdyż jest przejście od odizolowanej, osobistej generowanie kilku wariantów podejść umożliwiają ustalenie priorytetów inwe- wiedzy i informacji do udostępnianej do analizowanego przypadku. Dzięki stycyjnych oraz wstępną ocenę wyma- wiedzy i informacji. Wymaga to spełnie- temu możliwy jest wybór preferowane- ganych nakładów inwestycyjnych. nia kilku warunków: go wariantu, charakteryzującego się naj- • opracowana jednoznacznej struktu- lepszym rozwiązaniem pod względem Przegląd systemów ry zasobów, nakładów fi nansowych oraz efektywno- • opracowana jednoznacznej metody ści. Jest to możliwe jedynie w przypadku Rozwiązania informatyczne klasy en- opisu funkcjonalności elementów posiadania bazy danych z informacjami terprise dla zarządzania majątkiem infrastruktury, o kosztach oraz o przewidywanym okre- technicznym oferowane są przez wiele • ustandaryzowany przegląd wszyst- sie użytkowania. Analizy kosztów cyklu dostawców oprogramowania. Repre- kich możliwych czynności utrzyma- życia wskazują alternatywy i są mocnym zentują one różny stopień komplek- nia i remontów dla każdej branży. narzędziem do informowania osób de- sowości oferowanych funkcji oraz za- Zastosowanie rozwiązania komplekso- cyzyjnych o konsekwencjach fi nanso- awansowania. Kompleksową analizę wego, czyli wdrożenie systemu Enterpri- wych podejmowanych przez nich dzia- oferowanych systemów IT od wielu lat se Asset Management doprowadzi m.in. łań. prowadzi amerykańska fi rma Gartner, do: Inc. To przedsiębiorstwo z niemalże • jednej niezawodnej i kompletnej Zarządzanie ryzykiem i jego 40-letnim doświadczeniem wykorzystu- bazy danych elementów infrastruk- integracja z procesami decyzyjnymi je do syntetycznej oceny metodę ma- tury, gicznego kwadratu (magic quadrant) • jednego źródła dla wszystkich in- Ryzyko określa w sposób jednoznacz- uwzględniającą zestaw zunifi kowanych formacji wpływających na efektyw- ny i spójny relacje między kosztami a kryteriów [7]. Jest to ocena uniwersalna ność, efektywnością. Umiejętności oraz jakość i w przypadku każdego zastosowania • jednego źródła danych dla kontroli i organizacji zarządzającej infrastrukturą wymagane jest zweryfi kowanie oceny pomiarów, pozwala na odpowiednią ocenę strefy względem konkretnych celów zarząd- • jednego rzetelnego długotermino- wpływu ryzyka co wpływa na optymal- cy infrastruktury. Gartner, Inc. defi niuje wego planu fi nansowego utrzyma- ne realizowanie założonych celów Spół- cztery pola magicznego kwadratu (rys. nia i remontów, ki. Analizowanie ryzyka powinno być in- 3.) • jednego źródła danych związanych tegralną częścią podejmowania decyzji Systemy zarządzania majątkiem tech- z jednostkowymi kosztami utrzyma- związanych z utrzymaniem i remontami. nicznym wdrażane są przez wielu zania i remontów, rządców infrastruktury na całym świecie. • stworzenia bazy informacji o zreali- Tablice wskaźników na wszystkich Oprogramowanie to stosowanie jest zowanych kosztach elementów in- poziomach organizacji także przez przedsiębiorstwa budow- frastruktury i linii kolejowych, lane zajmujące się utrzymaniem infra- • stworzenia bazy informacji o historii Efektywność i koszty muszą być zarzą- struktury. W tabeli 1 przedstawiono ze- utrzymania i remontów, dzane w sposób skoordynowany. Dla- stawienie dostawców oprogramowania • wdrożenia narzędzi do analiz kosz- tego też potrzebne są tablice wskaźni- i zarządców infrastruktury, którzy wdro- tów cyklu życia, ków do kontrolowania efektywności, żyli tego typu oprogramowanie. • wdrożenie narzędzi do zarządzania kosztów, jakości technicznej w relacji z Na podstawie analizy dostępnych ryzykiem. zdefi niowanymi celami. Tablice wskaźni- informacji dotyczących powyższych Ponadto możliwe stanie się udostępnia- ków powinny być połączone z jednym systemów powstał przegląd ich funk- nie, na bazie utworzonej bazy danych, źródłem informacji i obliczane w sposób cjonalności. Szczególnie istotne w pro- wybranych informacji uprawnionym automatyczny. cesie planowania rozwoju i utrzymania

41 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Pretendenci (Challengers) Liderzy (Leaders) sprawni dzisiaj albo mog=cy sprawni w odniesieniu do swojej zdominowa4 duby segment rynku, obecnej wizji i dobrze ukierunkowani na ale nie wykazuj= zrozumienia przyszłoV4 kierunków rozwoju rynku

magiczny kwadrat

Niszowi (Niche players) Wizjonerzy (Visionaries) uczestnicy rynku z powodzeniem rozumiej= dok=d zmierza rynek lub skoncentrowani na małych segmentach maj= wizjB zmiany regół rz=dz=cych rynku albo nie s= skoncentrowani i nie rynkiem, ale jeszcze nie działaj= s= bardziej innowacyjni lub nie maj= sprawnie lepszych efektów od innych

3. De# nicje pól magicznego kwadratu Gartner, Inc. Źródło: [7] infrastruktury cechy i funkcjonalności systemów EAM można podzielić na trzy główne obszary: • danych, • analiz i prognoz, • wspomaganie decyzji. W obszarze danych szczególnie istotne są następujące cechy i funkcjonalności 4. Magiczny Kwadrat narzędzi informatycznym do zarządzania majątkiem tech- systemów: nicznym. Źródło: [7] • jedno źródło informacji i repozy- torium danych - dane dotyczące stanu technicznego, żądanie pracy/zlecenia, utrzymania i bezpieczeństwa są za- - łatwe i szybkie sortowanie oraz fi l- • funkcjonalności do zarządzania ry- rządzane w ramach systemu, wyni- trowanie danych, zykiem oraz optymalizacji RAMS (re- ki obchodów, diagnostyki i kontroli - liniowe/przestrzenne lub punktowe liability, availability, maintainability, mogą być łącznie oceniane i warto- odniesienie dla wszystkich właści- and safety), ściowane, wości (atrybutów), • standaryzacja i optymalizacja proce- • narzędzia do importu istniejący da- • zastosowanie modeli degradacji i sów utrzymania i transfer wiedzy w nych i gromadzenia nowych danych prognoz stanu utrzymania elemen- systemie, o elementach infrastruktury kolejo- tów infrastruktury, • zintegrowane i zautomatyzowa- wej (również bezpośrednio z tere- • łatwy dostęp do informacji na temat ne planowanie i monitorowanie nu), elementów infrastruktury, które są wszystkich wykonanych prac i zwią- • wprowadzanie danych odbywa niezbędne do wymiany (zarządza- zanych z nim kosztów robocizny, się w sposób zautomatyzowany i nie gospodarką materiałową do pla- materiałów i usług oraz ich pełna jednocześnie proces ten podlega nowanych prac), przejrzystość, również optymaliza- kontroli (kontrolą objęte są również • generowanie KPI, cja kosztów remontów. dane, które są modyfi kowane), • priorytetyzacja alarmów i usterek w • możliwość bezpośredniego pobie- oparciu o ocenę ryzyka, Podsumowanie rania danych z różnych urządzeń • funkcjonalności systemów informa- (m.in. z komputerów, z pojazdów cji geografi cznej (GIS) lub integracja Planowanie rozwoju i utrzymania in- pomiarowych, z urządzeń mobil- z wiodącymi systemami GIS, frastruktury jest działaniem złożonym nych) dzięki czemu wyelimino- • monitoring aktualnie wykonywa- wymagającym uwzględnienia wie- wana może zostać nadmiarowa nych prac utrzymaniowych. lu uwarunkowań nie tylko o naturze dokumentacja papierowa, nie ma Wspomaganie decyzji: technicznej i technologicznej, ale także konieczności wprowadzania da- • zarządzanie cyklem życia elemen- społecznej, ekonomicznej czy demo- nych do osobnych baz danych, co tów infrastruktury kolejowej, grafi cznej. Analizowane zagadnienie zacznie przyspiesza obieg informa- • wsparcie identyfi kacji i likwidacji systemowego zrządzania majątkiem cji. wąskich gardeł, technicznym, wychodzi na przeciw po- W obszarze analiz i prognoz: • symulacje scenariuszy prac utrzy- trzebie wspomagania podejmowania • zapewnienie powiązania fi zycznego maniowych i remontów, pozwala decyzji w zakresie planowania. Za klu- i logicznego między elementami in- symulować różne scenariusze przez czowe obszary wykorzystania i związa- frastruktury, co możliwe jest zapewnienie rów- ne z nimi korzyści należy uznać: • zestaw funkcji do przechowywania, nowagi między pracami utrzyma- Obszar danych – aktualne, wiarygodne i przeglądania, wizualizacji i analizo- niowymi a inwestycjami, dostępne dane o infrastrukturze. Umoż- wania kondycji i wydajności zaso- • opracowanie budżetu na podsta- liwia w procesie decyzyjnym posługi- bów: wie historii wykonywanej pracy, wanie się poprawnymi danymi, które - możliwość modelowania elemen- kosztów zasobów, poziomu usterek dzięki jednorodnej strukturze mogą być tów infrastruktury zarówno jako za- oraz na podstawie zasymulowanych sprawnie i precyzyjnie porównywane sobów liniowych/przestrzennych, scenariuszy w celu utrzymania ist- i agregowane. Zgromadzenie danych jak i punktowych, niejącej infrastruktury i planowania w jednym miejscu zapewnia ponadto - mapy i raporty (również grafi czne) nowych inwestycji, szybki dostęp, co ma zasadnicze znacze- zawierające przegląd aktualnego • automatyczne przekształcanie wy- nie przy ich analizie w trakcie bieżących ników badań diagnostycznych w procesów biznesowych.

42 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Projektowanie, budowa i utrzymanie infrastruktury w transporcie szynowym

Obszar analiz – prognozowanie Tab. 1. Zestawienie wdrożenia systemów EAM u zarządców infrastruktury i przedsiębiorstw utrzymaniowych Producent oprogramowa- zmian stanu infrastruktury stosownie Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo do planowanych zakresów prac utrzy- nia/nazwa maniowych. Umożliwia przejście od po- Jernbaneverket (zarządca infrastruktury kolejowej) Norwegia dejmowanie decyzji głównie w oparciu SNCF Réseau (zarządca infrastruktury kolejowej) Francja o aktualny stan techniczny do progno- Российские железные дороги - РЖД - RŻD - koleje rosyjskie Rosja zowania zmian stanu technicznego z Stany Zjednoczone Amtrak (zarządca infrastruktury kolejowej) uwzględnieniem czynników różnicują- IBM Ameryki cych związanych z intensywnością (np. Kiwi Rail (zarządca infrastruktury kolejowej) Nowa Zelandia obciążenia ruchem o różnym charak- CNR – Country Region Network (zarządca infrastruktury kolejowej) Australia terze), czy warunkami eksploatacji (np. SBB CFF FFS (zarządca infrastruktury kolejowej) Szwajcaria ukształtowanie terenu). Slovenske zeleznice (zarządca infrastruktury kolejowej) Słowenia Obszar wspomagania decyzji – za- rządzanie cyklem życia elementów Firmy wykonujące prace utrzymaniowe Państwo infrastruktury i symulacje scenariuszy BAM Rail Holandia prac utrzymaniowych. Tworzą warunki Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo ABB do odejścia od reaktywnego podejmo- Ellipse (EAM) Network Rail (zarządca infrastruktury kolejowej) Wielka Brytania wania działań w zakresie utrzymania, Brookfiield Rail (dawniej WestNet Rail - zarządca infrastruktury kolejowej) Australia na rzecz proaktywnego decydowania o RailCorp (Spółka zajmująca się obsługą i utrzymaniem podmiejskiej i dalekobieżnej Australia (Sydney) podjęciu tych działań zanim jeszcze doj- infrastruktury kolejowej Sydney) dzie do awarii danego elementu infra- Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo struktury. Stanowią również wskazanie Căile Ferate Române CFR (zarządca rumuńskiej sieci kolejowej) Rumunia do podjęcia działań inwestycyjnych, je- Infor EAM Infraspeed (zarządca kolei dużych prędkości HLS-Zuid) Holandia żeli dalsza interwencja w zakresie utrzy- FEPSA / SCP (zarządca infrastruktury towarowej – sieć i pociągi) Argentyna mania i remontów miałaby być nieopła- calna. Firmy wykonujące prace utrzymaniowe Państwo Asset Rail (jedna z firm, która prowadzi utrzymanie holenderskiej infrastruktury Holandia kolejowe) Materiały źródłowe SAP Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo EAM/LAM [1] Biała księga „Strategia restruktu- ProRail (zarządca infrastruktury kolejowej) Holandia ryzacji wspólnotowych kolei” - Queensland Rail Australia COM(96)421 wersja ostateczna z Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo 30.7.1996 r. MERIDIUM [2] Dyrektywa Parlamentu Europejskie- MERIDIUM APM Rete Ferroviaria Italiana (zarządca infrastruktury kolejowej) Włochy go i Rady 2012/34/UE z dnia 21 listo- (Asset Performance) Firmy wykonujące prace utrzymaniowe Państwo Strukton Rail (jedna z firm, która prowadzi utrzymanie holenderskiej infrastruktury pada 2012 r. w sprawie utworzenia Holandia jednolitego europejskiego obszaru kolejowe) kolejowego Dz.U. L 343 z 14.12.2012. OXAND Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo [3] www.plk-sa.pl Simeo™ SBB CFF FFS (zarządca i przewoźnik) Szwajcaria (Asset Performance SNCF Réseau (zarządca infrastruktury kolejowej) Francja [4] Opracowanie Urzędu Transportu Solution) Kolejowego, Sprawozdanie ze stanu Infrabel (zarządca infrastruktury kolejowej) Belgia bezpieczeństwa ruchu kolejowego TPG (operator transportu publicznego w Genewie) Szwajcaria w 2016 r., Warszawa 2017 Zarządca infrastruktury olejowej Państwo [5] Program wieloletni Pomoc w zakre- Mer Mec RAMSYS (Railway Maintenance Decision Rete Ferroviaria Italiana (zarządca infrastruktury kolejowej) Włochy sie ﬁ nansowania kosztów zarządza- Support System) nia infrastrukturą kolejową, w tym Mumbai Railway Vikas Corporation, MVRC (zarządca podmiejskiej kolei) Indie jej utrzymania i remontów do 2023 Brookfield Rail (dawniej WestNet Rail - zarządca infrastruktury kolejowej) Australia INSPECTION TECHNOLOGY Network Rail (zarządca infrastruktury kolejowej) Wielka Brytania roku, Uchwała nr 7/2018 Rady Mini- SYSTEMS RAMSYS strów z dnia 16 stycznia 2018 r. RailCorp (zarządca infrastruktury kolejowej na południu Australii) Australia [6] EIM asset management working Zarządca infrastruktury kolejowej Państwo group „Good practice guide to asset ProRail (zarządca infrastruktury kolejowej) Holandia management planning for rail infra- Slovenske zeleznice d.d., (zarządca i przewoźnik) Słowenia structure management”, 2014 Banedanmark (zarządca infrastruktury kolejowej) Dania [7] Gartner, Inc. https://www.gartner. Jernbaneverket (zarządca infrastruktury kolejowej) Norwegia com/technology/research/metho- ERDMANN IRISSYS® dologies/research_mq.jsp International Railway NetworkRail (zarządca infrastruktury kolejowej) Wielka Brytania Inspection and Services HighSpeed1(zarządca linii dużych prędkości HS1) Wielka Brytania [8] Międzynarodowy Związek Kolei System (UIC), Guidelines for the Application Israel Railways ltd (zarządca i przewoźnik) Izrael of Asset Management in Railway In- Office National des Chemins de Fer du Maroc (zarządca i przewoźnik) Maroko frastructure Organisations, 2010 DB Netz AG (zarządca infrastruktury kolejowej) Niemcy [9] PN-ISO 55000 Zarządzanie aktywa- Železnice Srbije a.d. – spółka akcyjna serbskich kolei Serbia mi -- Informacje ogólne, zasady i ter- Российские железные дороги - РЖД - RŻD - koleje rosyjskie Rosja minologia Liikennevirasto - fińska agencja transportowa, zarządca infrastruktury kolejowej, Finlandia drogowej oraz transportu śródlądowego Źródło: opracowanie własne 43 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Prawo w transporcie Kalkulacja stawek dostępu do infrastruktury kolejowej w świetle prawa unijnego Calculation of access charges for rail infrastructure in the light of european union’s regulations

Juliusz Engelhardt

Prof. zw. dr hab.

Uniwersytet Szczeciński, Wydział Zarządzania i Ekonomiki Usług

[email protected]

Streszczenie: Artykuł jest poświęcony omówieniu ewolucji przepisów Unii Europejskiej dotyczących zasad kalkulacji stawek dostępu do infrastruktury kolejowej. W przeciwieństwie od odpłatnego korzystania z infrastruktury drogowej, portowej czy lotniskowej, odpłatne udo- stępnianie infrastruktury kolejowej operatorom przewozów (przewoźnikom kolejowym) jest zagadnieniem relatywnie nowym w europej- skim kolejnictwie, gdyż pojawiło się ono dopiero w 1991 r. w związku z podjęciem systemowych reform unijnego sektora kolejowego. W części wstępnej artykułu wskazano na dyrektywę 91/440, jako historycznie pierwszy akt prawny, który odnosił się do zagadnienia kalkulacji stawek dostępu do infrastruktury kolejowej. Następnie wskazano na przepisy dyrektywy 2001/14 przyjętej w ramach tzw. pierwszego pakietu kolejowego oraz na niejasności interpretacyjne w tym zakresie, które doprowadziły do procesów przed Trybunałem Sprawiedliwości Unii Europejskiej, przy czym najważniejszym z nich był proces przeciwko Polsce, zakończony wyrokiem z 30 maja 2013 r. W końcowej części arty- kułu znalazły się odniesienia do tego wyroku, a także do nowych przepisów w sprawie kalkulacji stawek dostępu do infrastruktury kolejowej zawartych w dyrektywie 2012/34 oraz wydanym na jej podstawie rozporządzeniu wykonawczym 2015/909.

Słowa kluczowe: Infrastruktura kolejowa; Stawki opłat; Różnicowanie opłat

Abstract: The article presents evolution of EU’s regulations referring to the rules of calculation of access charges for rail infrastructure. In the opposite to payable utilization of road, harbor or airport infrastructure, payable access to the rail infrastructure for transport operators (rail carriers) is a relatively new issue in the European railways, because it emerged just in 1991 in relation with taken up system reforms of EU’s rail sector. In the introductory part of the article, the Directive 91/440 has been indicated as a historically fi rst law act that referred to the issue of calculation of access charges for rail infrastructure. Next, there were presented regulations of the Directive 2001/14 adopted within so called fi rst railway package and vagueness in their interpretation, which led to the trials before the European Court of Justice, whereas the most important was the one against Poland, ended with the sentence on the 30th of May 2013. The fi nal part of the article presents references to this sentence and to the new regulations referring to the charges for the access to rail infrastructure, included in the Directive 2014/34 and executive ordinance 2015/909 issued on its basis.

Keywords: Rail infrastructure; Charges; Charges di' erentiating

Zasady kalkulacji stawek dostępu infrastruktury kolejowej w 1991 r. było nięcie dyskryminacji przedsiębiorstw do infrastruktury kolejowej po raz jednym z fi larów nowej polityki Unii kolejowych, może w szczególności pierwszy zostały określone w dyrek- Europejskiej w sektorze kolejowym i w uwzględniać ilość kilometrów, skład tywie 91/440 w sprawie rozwoju kolei sposób oczywisty łączyło się z innym pociągu i wszelkie specyfi czne wymo- wspólnoty uchwalonej w lipcu 1991 fi larem tej polityki w postaci ustano- gi, takie jak prędkość, obciążenie na oś roku. Art. 8 przywołanej dyrektywy wienia zasady oddzielenia funkcji za- oraz stopień lub okres korzystania”. Po stanowił, że „Jednostka zarządzająca rządzania infrastrukturą kolejową od wejściu w życie dyrektywy 91/440, w infrastrukturą pobiera opłaty za ko- funkcji eksploatacji (wykonywania latach 1992 – 1995, pojawiło się wiele rzystanie z infrastruktury kolejowej, przewozów) w przedsiębiorstwach praktycznych problemów i trudności za którą jest odpowiedzialna. Opłaty kolejowych. Dyrektywa 91/440 je- związanych z wdrażaniem jej funda- ponoszone są przez przedsiębiorstwa dynie w sposób bardzo ogólny od- mentalnych zasad. Zarysowany nowy kolejowe i grupy międzynarodowe nosiła się do zasad kalkulacji opłaty model funkcjonowania sektora kole- korzystające z infrastruktury. Po kon- za dostęp do infrastruktury, poprzez jowego w państwach członkowskich sultacji z jednostką zarządzającą, pań- dość lakoniczne stwierdzenie w przy- był, bowiem na wskroś rewolucyjny stwa członkowskie ustanowią zasady wołanym art. 8, że „Opłata wnoszona a jednocześnie na tyle ogólny, że po- określania takiej opłaty”. Ustanowie- przez użytkownika, która obliczana jawiło się szereg pytań i wątpliwości. nie zasady odpłatnego korzystania z jest w sposób pozwalający na unik- Rewolucyjność nowego modelu po-

44 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Prawo w transporcie legała w szczególności na zaleceniu pociągami.” jest „kosztem krańcowym” strona pol- wydzielenia ze „starych” przedsię- Wprowadzenie w życie tego prze- ska uznała za bezpodstawne i podkre- biorstw kolejowych infrastruktury kopisu oraz utrzymywanie zasady, że to ślała, że szczególnie przy braku deﬁ - lejowej i ustanowieniu nowych zasad państwa członkowskie we własnym nicji unijnej tego pierwszego pojęcia, zarządzania tym segmentem kolei. zakresie określają szczegółowe zasa- Państwa Członkowskie mają pewną Ponadto pojawiło się szereg wątpli- dy taryfowe stawek, spowodowało, że swobodę w zakresie określenia, co wości na tle zasad ustanawiania, kal- w latach 2001 – 2012 poszczególne wchodzi w skład takiego kosztu bez- kulacji i pobierania opłat za dostęp do kraje wprowadziły systemy kalkulacyj- pośredniego i oparcia na nim wyso- infrastruktury kolejowej. ne stawek dostępu do infrastruktury kości opłat za dostęp do infrastruktury Po kilkuletnich dyskusjach i przygo- kolejowej w oparciu własne interpre- kolejowej. towaniach, w celu ułatwienia procesu tacje treści pojęcia „kosztu, który jest Rzecznik Generalny Trybunału nie wdrożenia postanowień dyrektywy bezpośrednio ponoszony jako rezultat podzielił stanowiska Komisji Europej- 91/440 Rada Wspólnot Europejskich wykonywania przewozow pociągami”. skiej w sprawie restrykcyjnego – jego przyjęła 19 czerwca 1995 roku między Podkreślić przy tym należy, iż Komisja zdaniem – poglądu, co do równo- innymi dyrektywę oznaczoną nume- Europejska stosowała na swój użytek ści kategorii „kosztów krańcowych” i rem 95/19, która dotyczyła alokacji własną interpretację tego pojęcia, „kosztów bezpośrednich ponoszo- potencjału infrastruktury kolejowej dalece odmienną o stanowisk wielu nych, jako rezultat wykonywania i pobierania opłat za infrastrukturę. krajów członkowskich, co doprowa- przewozów pociągami”. Wyraził też Przepisy tej dyrektywy, nie wnosiły dziło spekatularnych procesów przez pogląd, iż próba podania dokładne- jednak nowych elementów, co do Trybunałem Sprawiedliwości Unii go znaczenia prawnego tego pojęcia zasad kalkulacji stawek dostępu do in- Europejskiej, które Komisja Europej- prawa Unii jest zbędna, gdyż chodzi frastruktury kolejowej, w porównaniu ska wytoczyła w październiku 2010 r. o pojęcie z zakresu nauk ekonomicz- z dyrektywą 91/440. Nadal brakowało przeciwko Polsce i kilku innym krajom. nych, którego stosowanie wywołuje precyzyjnego określenia, jakie katego- poważne trudności w praktyce. Uznał rie kosztowe powinny być uwzględ- Sprawa C – 512/10 przeciwko też prawidłowość polskich przepisów niane w kalkulacji stawek dostępu do Polsce ustawowych odnośnie kalkulacji sta- infrastruktury, a jakie nie powinny. Po- wek. Jednakże Rzecznik podniósł inną nadto nieznany był katalog potencjal- Postępowanie przed Trybunałem w argumentację. Zakwestionował okre- nych ulg, które można udzielać użyt- tej sprawie zasadzało się na zarzucie ślenie, w przepisach wykonawczych kownikom infrastruktury kolejowej Komisji Europejskiej, że Polska nie do ustawy o transporcie kolejowym, oraz zasad udzielania tych ulg. Taka wdrożyła zasady wynikającej z dyrek- bazy wyjściowej do kalkulacji sta- sytuacja niedookreślenia przepisów tywy 2001/14 zgodnie, z którą „opłaty wek, która – pomocniczo do ustawy wywoływała słuszne postulaty wobec za minimalny pakiet dostępu i dostęp – została zapisana w Rozporządzeniu Komisji Europejskiej, ażeby ustanowić do torów w celu obsługi urządzeń zo- Ministra Infrastruktury i stwierdził, że nowe, bardziej precyzyjne zasady od- staną ustalone po koszcie, który jest te przepisy w nieunikniony sposób nośnie opłat za dostęp do infrastruk- bezpośrednio ponoszony, jako rezul- prowadzą do uwzględnienia przy tury kolejowej. tat wykonywania przewozów pocią- ustaleniu opłaty pobieranej za mini- gami” (art. 7, ust. 3). Zdaniem Komisji malny pakiet dostępu oraz za dostęp Dyrektywa 2001/14 zacytowany przepis odwoływał się do do urządzeń związanych z obsługą pojęcia „kosztów krańcowych”, które pociągów, kosztów, które nie mogą Ostatecznie dyrektywa 95/19 została oznacza jedynie koszty, jakie powstają być uznane za koszty bezpośrednio uchylona dyrektywą 2001/14/WE Par- wskutek faktycznego przejazdu i prze- ponoszone, jako rezultat wykonywa- lamentu Europejskiego i Rady z dnia wozu pociągiem, a nie koszty stałe, nia przewozów pociągami. W szcze- 26 lutego 2001 r. w sprawie alokacji które obejmują oprócz kosztów zwią- gólności, zdaniem Rzecznika, koszty zdolności przepustowej infrastruktury zanych z przejazdem i przewozem utrzymania lub prowadzenia ruchu kolejowej i pobierania opłat za użyt- pociągiem, również koszty ogólnego kolejowego wymienione w przepi- kowanie infrastruktury kolejowej oraz funkcjonowania infrastruktury, pono- sach wykonawczych tylko częściowo przyznawania świadectw bezpieczeń- szone nawet, jeśli przejazd pociągiem mogą być uznane za koszty bezpo- stwa, przyjętą w ramach tzw. pierw- nie następuje. W ramach toczącego średnio ponoszone, jako rezultat wy- szego pakietu kolejowego. Art. 7, ust. się postępowania strona polska ar- konywania przewozów pociągami, 3 przywołanej dyrektywy 2001/14 gumentowała, że polskie przepisy gdyż obejmują koszty stałe, jakie musi określał, że „…opłaty za minimalny pa- ustawowe dokładnie odzwierciedlają ponieść zarządca po dopuszczeniu kiet dostępu i dostęp do torów w celu ob- przepisy dyrektywy 2001/14. Nato- do ruchu odcinka sieci kolejowej sługi urządzeń zostaną ustalone po kosz- miast twierdzenie Komisji, że „koszt, nawet, jeśli przejazd pociągiem nie cie, który jest bezpośrednio ponoszony bezpośredni ponoszony, jako rezultat następuje, natomiast bez związku z jako rezultat wykonywania przewozów wykonywania przewozów pociągami” wykonywaniem przewozów pociąga-

45 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Prawo w transporcie

Tab. 1. De# nicje kosztów uwzględnianych w kalkulacji opłat za dostęp do infrastruktury kolejowej zasad pierwszego pakietu kolejowe- Rodzaj kosztu Definicja go, w tym przeciwko Polsce w spra- Koszt bezpośredni Koszt, który jest bezpośrednio ponoszony jako rezultat przejazdu pociągu. wie nieprawidłowości w systemie kalkulacyjnym stawek dostępu do Bezpośredni koszt Bezpośredni koszt za pociągokilometr, pojazdokilometr, bruttotonokilometr pociągu lub ich połączenie. jednostkowy infrastruktury kolejowej, trwały inten- Różnica między kosztami zapewniania usług minimalnego pakietu dostępu i dostępu do infrastruktury sywne prace na tzw. przeróbką pierw- łączącej obiekty infrastruktury usługowej z jednej strony, a z drugiej strony kosztami niekwalifikowanymi. szego pakietu kolejowego. 21 listopa- W szczególności następujące koszty: da 2012 r. Parlament Europejski i Rada • koszty personelu niezbędnego do zapewnienia eksploatacji danego odcinka linii, jeżeli wnioskodawca zwraca się o wykonywanie danego przewozu pociągiem poza zwykłymi godzi- przyjęły dyrektywę 2012/34 w spra- nami otwarcia tej linii, Koszty bezpośrednie całej wie utworzenia jednolitego e uropej- • koszty tej części infrastruktury punktowej, łącznie z rozjazdami i skrzyżowaniami, która sieci jest narażona na zużycie w wyniku przejazdu pociągu, skiego obszaru kolejowego. W art. 31, • część kosztów remontów i utrzymania przewodu napowietrznego lub zelektryfikowanej ust. 3 tej dyrektywy zawarto zmody- trzeciej szyny oraz urządzeń wspomagających linii napowietrznej, bezpośrednio ponoszonych ﬁ kowany przepis odnośnie kategorii jako rezultat wykonywania przewozów pociągami, • koszty personelu niezbędnego do przygotowania przydzielania tras pociągów i rozkładów kosztowej, na której powinny opierać jazdy, w zakresie, w jakim są bezpośrednio ponoszone jako rezultat przejazdu pociągu. się stawki dostępu do infrastruktury

Średnie bezpośrednie kolejowej, w brzmieniu: „…opłaty za Koszty bezpośrednie na całej sieci podzielone przez całkowitą liczbę prognozowanych lub rzeczywistych koszty jednostkowe dla minimalny pakiet dostępu i za dostęp pojazdokilometrów, pociągokilometrów lub bruttotonokilometrów. całej sieci do infrastruktury łączącej obiekty infra- Źródło: Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2015/909 …, op. cit. struktury usługowej ustala się po koszcie, który jest bezpośrednio ponoszony jako Tab. 2. Koszty obligatoryjnie nieuwzględniane w kalkulacji stawek dostępu do infrastruktury kolejowej rezultat przejazdu pociągu”. W porów- • Koszty stałe związane z udostępnianiem odcinka linii, które zarządca infrastruktury musi naniu z analogicznym przepisem z ponosić nawet w przypadku braku ruchu pociągów, dyrektywy 2001/14 zmiana polegała • Koszty, które nie odnoszą się do płatności dokonanych przez zarządcę infrastruktury, jednie na obligatoryjnym włączeniu • koszty lub centrów kosztów, które nie są bezpośrednio związane z zapewnianiem usług mini- do systemów kalkulacyjnym opłat malnego pakietu dostępu lub dostępu do infrastruktury łączącej obiekty infrastruktury usługowej, „za dostęp do infrastruktury łączącej • Koszty nabycia, sprzedaży, demontażu, dekontaminacji, rekultywacji lub dzierżawy gruntu obiekty infrastruktury”, natomiast ka- lub innych środków trwałych, tegoria „kosztu, który jest bezpośred- • Koszty pośrednie w całej sieci, w tym pośrednie koszty wynagrodzeń i emerytur, nio ponoszony jako rezultat przejazdu • Koszty związane z postępem technologicznym lub wyjściem z użycia, pociągu” pozostała bez zmian. Wobec • Koszty finansowania, tego, można stwierdzić, że przyjęcie • Koszty wartości niematerialnych i prawnych, dyrektywy 2012/34 nie miało już żad- • Koszty przytorowych czujników, przytorowych urządzeń komunikacyjnych i urządzeń sygnali- nego znaczenia dla toczącego się w zacyjnych, jeżeli nie są bezpośrednio ponoszone w wyniku przejazdu pociągu, Koszty Luksemburgu procesu przeciwko Pol- niekwalifikowalne • Koszty informacji, urządzeń komunikacyjnych nieznajdujących się przy torach lub urządzeń telekomunikacyjnych, sce. Istotna natomiast była zawarta w • Koszty dotyczących poszczególnych przypadków działania siły wyższej, wypadków i zakłóceń dyrektywie zapowiedź przyjęcia przez przewozów, Komisję przed dniem 16 czerwca • Koszty zasilania elektrycznego trakcji, jeżeli nie są bezpośrednio ponoszone w wyniku 2015 r. zasad obliczania kosztów, któ- wykonywania przewozów pociągami. Bezpośrednie koszty przejazdu pociągu, który nie wyko- re są bezpośrednio ponoszone w wy- rzystuje urządzeń zasilania elektrycznego, nie obejmują kosztów korzystania z urządzeń zasilania elektrycznego, niku prowadzenia ruchu pociągów. • Koszty związane z dostarczaniem informacji, chyba że są ponoszone jako rezultat przejazdu Oznaczało to wyznaczenie terminu, w pociągu, którym Komisja Europejska zobowią- • Koszty administracyjne ponoszone w ramach systemów różnicowania opłat, zywała się do bardziej szczegółowe- • Koszty amortyzacji, która nie jest określana na podstawie rzeczywistego zużycia infrastruktu- go określenia, obowiązującego jed- ry w wyniku przejazdu pociągu, nolicie wszystkie kraje członkowskie, • Część kosztów utrzymania i remontów infrastruktury cywilnej, które nie są bezpośrednio zasad system kalkulacyjnego stawek ponoszone w wyniku przejazdu pociągu. dostępu do infrastruktury kolejowej. Źródło: Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2015/909 …, op. cit.

mi pozostają koszty ﬁ nansowe. Pod- Przeróbka (recast) pierwszego Wyrok Trybunału Sprawiedliwości sumowaniem stanowiska Rzecznika pakietu kolejowego – dyrektywa UE z 30 maja 2013 r. Generalnego było stwierdzenie, że 2012/34 Rzeczpospolita Polska naruszyła od- Trybunał Sprawiedliwości orzekł osta- powiedni przepis dyrektywy 2001/14. W czasie, kiedy w Luksemburgu to- tecznie, że „umożliwiając, przy oblicza- czyły się procesy wytoczone przez niu opłaty za minimalny pakiet dostę- Komisję Europejską grupie 12 krajów pu i dostęp do urządzeń związanych członkowskich z powodu naruszenia z obsługą pociągów, uwzględnienie

46 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 Prawo w transporcie kosztów, które nie mogą być uznane Tab. 3. Różnicowanie bezpośrednich kosztów jednostkowych dla celów kalkulacji opłaty za dostęp do za bezpośrednio ponoszone, jako re- infrastruktury kolejowej zultat wykonywania przewozów po- • długość pociągu lub liczba pojazdów w pociągu ciągami, Rzeczpospolita Polska uchy- • masa pociągu, biła zobowiązaniom, które na niej • rodzaj pojazdu, szczególnie jego masa nieresorowana, ciążą na mocy art. 7 ust. 3 dyrektywy • prędkość pociągu, 2001/14/WE Parlamentu Europejskie- Parametry różnico- • moc trakcyjna pojazdu silnikowego, go i Rady z dnia 26 lutego 2001 r. w wania średnich bez- • nacisk osi lub liczba osi, sprawie alokacji zdolności przepusto- pośrednich kosztów jednostkowych w • odnotowana liczba kół z płaskimi miejscami lub skuteczne zastosowanie sprzętu służącego wej infrastruktury kolejowej i pobie- celu uwzględnienia ochronie przed poślizgiem kół, różnych poziomów rania opłat za użytkowanie infrastruk- • sztywność wzdłużna pojazdów i siły poziome mające wpływ na tor, tury kolejowej oraz przyznawania zużycia infrastruktury • wykorzystana i zmierzona energia elektryczna lub dynamika pantografów lub ślizgaczy łyżwo- świadectw bezpieczeństwa, zmie- wych jako parametr opłaty za zużycie przewodu napowietrznego lub zelektryfikowanej szyny, nionej dyrektywą 2004/49/WE Par- • parametry toru, w szczególności promienie zakrętów, lamentu Europejskiego i Rady z dnia • wszelkie inne parametry związane z kosztami, jeżeli zarządca infrastruktury potrafi wykazać 29 kwietnia 2004 r.” Wyrokiem tym organowi regulacyjnemu, że wartości dla każdego parametru, w tym w stosownych przypadkach Trybunał zakwestionował polski sys- zmiany w ramach każdego parametru, są obiektywnie mierzone i rejestrowane. Źródło: Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2015/909 …, op. cit. tem kalkulacyjny stawek dostępu do infrastruktury kolejowej, który można chu kolejowego … powinny być państwa, przy czym, w umowach ta- było określić, jako system kalkulacji uznane za koszty tylko częściowo kich obligatoryjnie mają znajdować wynikowej. W systemie tym punktem bezpośrednio ponoszone, jako re- się również tzw. zachęty do zmniej- wyjściowym kalkulacji stawek dostę- zultat wykonywania przewozów szania kosztów zapewniania infra- pu były koszty całkowite świadczenia pociągami, struktury i wielkości opłat za dostęp. usług dostępu do infrastruktury, od • koszty pośrednie i koszty fi nan- Trybunał, z natury swoich kom- których odejmowano kwotę dotacji sowe … nie mają w oczywisty petencji, zajmował się przepisami budżetowej „zastępującej”, a konkret- sposób żadnego bezpośredniego prawa i unikał zajęcia stanowiska w nie fi nansującej część tych kosztów, związku z wykonywaniem prze- sprawach ekonomii zarządców in- określając w ten sposób tzw. koszty wozów pociągami, frastruktury, nie mniej jednak nie do kalkulacyjne, czyli tą część kosztów, • w zakresie, w jakim amortyzacja końca mógł odejść od problematyki która później była dzielona przez pra- nie jest dokonywana na podsta- ekonomicznej. Odrzucił wprawdzie cę eksploatacyjną, w celu wyznacze- wie rzeczywistego zużycia infra- lansowaną przez Komisję Europejską nia poziomu stawek jednostkowych. struktury wynikającego z ruchu kategorię „kosztów krańcowych”, jako Warto przytoczyć również niektóre kolejowego, lecz zgodnie z zasa- bazę do kalkulacji stawek, ale wpro- wskazówki dla konstrukcji sytemu dami rachunkowości, również nie wadził do obiegu prawnego kate- kalkulacyjnego stawek dostępu do może być ona uznana za wynika- gorię ekonomiczną „kosztów stałych” infrastruktury kolejowej, jakie wyni- jącą bezpośrednio z wykonywa- ponoszonych, jako rezultat wykony- kają z uzasadnienia Wyroku. Według nia przewozów pociągami. wania przewozów pociągami, które Trybunału: nie mogą być włączane do kalkulacji Można zauważyć, że zasada ogólna stawek oraz „pozostałych kosztów” • koszty związane z sygnalizacją, systemu kalkulacyjnego stawek do- ponoszonych, jako rezultat wykony- prowadzeniem ruchu, utrzyma- stępu do infrastruktury kolejowej, w wania przewozów pociągami, które niem i naprawami mogą różnić świetle Wyroku, całkowicie abstrahuje mają być podstawą kalkulacji stawek. się, przynajmniej częściowo, w od kwot dotacji budżetowych udzie- Tym samym Trybunał, wprawdzie po- zależności od natężenia ruchu i lanych zarządcy infrastruktury. Należy, średnio, wskazał na kategorię „kosz- w rezultacie mogą być uznane za więc uznać, że koszty uwzględniane tów zmiennych” ponoszonych, jako koszty, które są w części bezpo- w kalkulacji stawek, ich rodzaj i zakres rezultat wykonywania przewozów średnio ponoszone, jako rezultat to zupełnie autonomiczna kwestia w pociągami, jako bazę do kalkulacji wykonywania przewozów pocią- stosunku do dotacji budżetowej na stawek dostępu do infrastruktury ko- gami, utrzymanie infrastruktury. Ta ostatnia lejowej. Natomiast fakt, że w ekono- • w zakresie, w jakim obejmują one powinna być udzielana zarządcy na mii teoretyczne pojęcie „kosztu krań- koszty stałe związane z dopusz- odrębnych zasadach, przy czym pra- cowego” rozumianego, jako przyrost czeniem do ruchu odcinka sie- wo unijne nie wprowadza tu więk- kosztów całkowitych wynikających z ci kolejowej, jakie musi ponieść szych ograniczeń, wskazując jedynie, przyrostu produkcji o jednostkę, jest zarządca nawet, jeśli przejazd że państwo powinno zawierać z za- równoznaczne z praktyczną kategorią pociągiem nie następuje, koszty rządcą infrastruktury umowy obej- występującą w przedsiębiorstwach utrzymania lub prowadzenia ru- mujące okresy nie krótsze niż trzy lata, w postaci „jednostkowego kosztu przewidujące fi nansowanie ze strony zmiennego” produkcji, to już zupeł-

47 6 / 2018 przegląd komunikacyjny Prawo w transporcie

nie inna sprawa. Teoretyczna kate- w dyrektywie 2012/34 („przeróbka” w całej opisanej wyżej sprawie jest fakt, goria ekonomii określana, jako „koszt pierwszego pakietu kolejowego), w że z jednej strony Trybunał w swoim krańcowy” to w praktyce funkcjono- którym Komisja powinna była precy- Wyroku wobec Polski zakwestionował wania przedsiębiorstw wielkość rów- zyjnie zdefi niować pojęcie „kosztów, tzw. wynikowe określanie kosztów noznaczna kategorii „jednostkowego które są ponoszone bezpośrednio, bezpośrednich ponoszonych, jako kosztu zmiennego” rozpatrywanego jako rezultat przejazdu pociągu”. Roz- rezultat przejazdu pociągu (koszty w krótkim okresie czasu. Ponieważ porządzenie zostało wydane, wiąże w całkowite zarządcy infrastruktury ko- zmiana kosztów całkowitych w krót- całości i jest bezpośrednio stosowane lejowej minus dotacja budżetowa słu- kim okresie może być spowodowana od 1 sierpnia 2015 roku we wszyst- żąca pokryciu, a więc sfi nansowaniu, tylko zmianą kosztów zmiennych cał- kich państwach członkowskich. Przy- kosztów innych niż bezpośrednie) a kowitych, dlatego też koszty krańco- wołane rozporządzenie rozczarowuje nawet nie wspomniał, że taki właśnie we (marginalne) można określić, jako jednak przyjętym sposobem zdefi nio- stan faktyczny miał miejsce w Polsce przyrost kosztów zmiennych całkowi- wania najistotniejszej dla obowiązują- w czasie rozpatrywania skargi Komi- tych o jednostkę. cego systemu kalkulacyjnego stawek sji. Z drugiej strony Komisja w 2015 W związku z wprowadzeniem (po- dostępu do infrastruktury kolejowej roku wprowadziła rozporządzenie średnio) zasady kalkulacji stawek do- kategorii kosztowej. Zapisano w nim, wykonawcze, w którym „koszty bez- stępu do infrastruktury kolejowej w że po pierwsze, tak jak w dyrektywie pośrednie ponoszone, jako rezultat oparciu o kategorię kosztów zmien- 2012/34 „koszt bezpośredni” oznacza przejazdu pociągu” oblicza się właśnie nych bezpośrednich ponoszonych, koszt, który jest bezpośrednio pono- metodą wynikową (koszty całkowite jako rezultat wykonywania przewo- szony, jako rezultat przejazdu pociągu, zarządcy infrastruktury kolejowej mi- zów pociągami, będących w istocie a po drugie, że „koszty bezpośrednie nus koszty niekwalifi kowalne, czyli te kosztami krańcowymi (marginalnymi), na całej sieci oblicza się, jako różnicę koszty, które mają być pokryte, a więc można przewidywać pojawienie się między kosztami zapewniania usług sfi nansowane, dotacją budżetową). pewnych trudności merytorycznych minimalnego pakietu dostępu i do- Można oczywiście podnosić, że pol- z prawidłową implementacją nowych stępu do infrastruktury łączącej obiek- ski system nakazywał uwzględnienie zasad kalkulacji stawek dostępu do ty infrastruktury usługowej z jednej kwoty dotacji przy tym wyliczeniu, a infrastruktury kolejowej według Wy- strony, a z drugiej strony kosztami nie- więc elementu związanego niewąt- roku Trybunału, nie tylko w Polsce, ale kwalifi kowanymi” zob. tabela 1. Z kolei pliwie z prowadzoną polityką trans- też w innych krajach członkowskich koszty niekwalifi kowane to zapisana portową, a system określony w rozpo- Unii Europejskiej, o ile Komisja Euro- z użyciem zwrotu „w szczególności”, rządzeniu Komisji 2015/909 nakazuje pejska będzie dążyć do powszech- czyli w sposób niewyczerpujący, lista uwzględnienie enumeratywnie wy- nego stosowania tych zasad. Można kilkunastu pozycji niekwalifi kujących szczególnionych pozycji kosztowych, też przyjąć, że do momentu, kiedy się do kosztów bezpośrednich, na jako kosztów do pokrycia z dotacji, na poziomie całej Unii Europejskiej czele z pozycją „koszty stałe związa- czyli że jest potencjalnie lepszy, bar- nie zostanie ujednolicone pojęcie ne z udostępnianiem odcinka linii, dziej precyzyjny i właściwy oraz zgod- „kosztów, które są bezpośrednio po- które zarządca infrastruktury musi ny z prawem unijnym, ale nie zmienia noszone w wyniku prowadzenia ru- ponosić nawet w przypadku braku ru- to faktu, że ma charakter wynikowy, chu pociągów” nadal będą utrzymy- chu pociągów” - zob. tabela 2. W ten który uprzednio został zakwestiono- wały się systemy kalkulacyjne stawek sposób, cytowane rozporządzenie w wany przez Trybunał. dostępu, deklaratywnie oparte na kwestii kosztów, które są ponoszone kosztach bezpośrednich, ale kształto- bezpośrednio, jako rezultat przejazdu wane indywidualnie w zależności od pociągu i które są fundamentem ca- wewnętrznej polityki danego kraju i łego systemu kalkulacyjnego stawek, możliwości fi nansowych pokrycia do- niczego do końca nie rozstrzyga, po- Materiały źródłowe tacjami pozostałych, niepokrytych ze zostawiając państwom członkowskim stawek, kosztów działalności opera- nadal duży margines własnych moż- [1] Dziennik Urzedowy Unii Europej- cyjnej zarządców infrastruktury. liwości interpretacji tych przepisów, skiej 1991, L 237/25 ale też i narażając je potencjalnie na [2] Dziennik Urzędowy Wspólnot Eu- Rozporządzenie wykonawcze możliwe w przyszłości postępowania ropejskich 1995, L 143/75. 2015/909 sporne. Dodatkowym czynnikem da- [3] Dziennik Urzędowy Wspólnot Eu- jącym szerokie możliwości interpreta- ropejskich 2001, L 75. W ziązku ze wskazanymi wątpliwo- cyjne zasad kalkulacji stawek dostepu [4] Dziennik Urzędowy Wspólnot Eu- ściami, pewne nadzieje wiązano z do infrastruktury kolejowej jest szeroki ropejskich 2012, L 343/32. nowym rozporządzeniem Komisji katalog potencjalnych kryteriów roż- [5] Wyrok Trybunału z dnia 30 maja Europejskiej, które miało być wyda- nicowania tych stawek - zob. tabela 3. 2013 roku w sprawie C – 512/10. ne na podstawie delegacji zawartej Wydaje się, że dużym paradoksem

48 przegląd komunikacyjny 6 / 2018 REKLAMA REKMA Sp. z o.o. ul. Szlachecka 7 32-080 Brzezie tel. +48 12/633 59 22 fax +48 12/397 52 20 www.rekma.plwww.rekma.pl

• Dylatacje bitumiczne EMD typ Rekma • Dylatacje mechaniczno-asfaltowe SILENT-JOINTRESA • Szczeliny dylatacyjne w nawierzchniach betonowych i asfaltowych • Naprawa spękań nawierzchni • Specjalistyczne cięcie nawierzchni betonowych i asfaltowych • Wypełnianie szczelin dylatacyjnych w torowiskach tramwajowych • Natrysk środkami hydrofobowymi i hydrofilowymi • Rowkowanie (grooving) nawierzchni • Specjalistyczne wiercenie otworów pod kotwy i dyble • Kruszenie nawierzchni betonowych metodą ultradźwiękową – RMI

SPECJALISTYCZNE PRACE DROGOWE PN-EN ISO 9001:2009