Forrás: NIF Zrt.

Hogy látja, milyen a több mint 175 éves magyar vasút helyzete jelenleg?

– Őszintén szólva vegyes a kép: a magyar vasúti pályahálózat kiépítettsége területéhez viszonyítva rendkívül magas, körülbelül 8000 kilométer. A trianoni határváltozás számos vasút­vonalat vágott keresztbe, melyek így sajnos veszítettek jelentőségükből. Ugyanakkor az elmúlt évtizedekben – elsősorban az EU-s pályázati, finanszírozási lehetőségeknek köszönhetően – komoly források jutottak a vasúti hálózat fejlesztésére, elsősorban a nemzetközi törzs­hálózathoz tartozó vasútvonalakra. Szintén hatalmasat léptünk előre gördülő­állomány tekintetében, egyebek között új IC-kocsikat is fejlesztettek ki és gyártottak le itthon, Budapest agglomerációjában pedig modern, emeletes KISS motorvonatok járnak. Az érezhető eredmények ellenére azonban szívfájdalmam, hogy a 21. század harmadik évtizedében továbbra is közép-emelt sebességi kategória szintjén van a hazai vasút­hálózat: jelenleg is 160 km/órás maximális sebességet tud csak biztosítani. Ráadásul a nem nemzetközi törzs­hálózati vonalak tényleges engedélyezett pálya­sebessége még ennél is alacsonyabb. Minél előbb további fejlesztésekre lenne szükség, hiszen több környező ország is képes volt előrelépni ezen a területen. Természetesen reális célokat kell kitűzni,

személyvonatok szempontjából már a 200 vagy akár a 250 km/órás, a tehervonatok esetében pedig a 160 km/órás szint is óriási előnyt jelentene a vasút versenyképessége szempontjából.

Nincs vesztegetni való időnk sem, hiszen az uniós környezetvédelmi célok ismeretében elvileg központi szerep juthat a vasútnak a személy- és áruszállítás területén a jövőben Európában.

A magyar vasúti pályahálózat kiépítettsége területéhez viszonyítva rendkívül magas, ám a fejlesztések ellenére a hazai vasúthálózat a közép-emelt sebességi kategória szintjén van: jelenleg is 160 km/órás maximális sebességet tud csak biztosítani.

A minap kialakult egy polémia az M7-es háromsávosra bő­vítésének hírére. Vitézy Dávid szerint inkább a vasúti fejlesztésekre kellene helyezni a hangsúlyt. Mire lenne szükség a vasút esetében, hogy valós alternatívája legyen az autópályás közlekedésnek, például a Balatont illetően?

– Elfogultság nélkül állíthatom, hogy a vasút a szén-dioxid-kibocsátás vagy éppen a (kereszt­metszeti) terület­felhasználás tekintetében vitathatatlanul hatékonyabb bármilyen közúti megoldásnál. A Balaton vonatkozásában azonban messzebbre tekintenék: a dél-balatoni fővonal ugyanis tovább fut Horvátország és Szlovénia irányába (az V. számú Helsinki-folyó részeként), és ilyen kontextusban egy okosan megvalósított fejlesztés­sorozattal már nemzetközi szinten is előnyökre tehetnénk szert. A kapacitás bővítésére és a személy­szállítás minőségének javításához elsősorban a fővonal teljes hosszában történő két­vágányúsítást kellene megvalósítani.

A tavaly többszörösére emelkedett villamosenergia-költségek miatt egy több mint tíz éve végzett kutatása ismét aktuálissá vált. 2008 és 2010, majd 2011 és 2012 között azt tanulmányozták, hogy minden egyes nem tervezett meg­állás, lassújel miatt történő lassítás és az ezt követő gyorsítás milyen többlet­költségeket jelent a vasút­vállalatoknak. Mennyiben sikerült előrelépni ebben a kérdésben a hazai vonalakon?

– A tanulmány elsősorban a gyorsítási energiák mérésére és számítására, valamint több kiválasztott vasúti fővonalra számított lassújelek okozta vontatási energia­többlet költségeinek és a lassú­jeleket okozó pályahibák kijavítási költségeinek össze­hasonlítására fókuszált. A folyamatosan szűkülő források miatt a pályahibák nemcsak tovább romlanak, de újabbak is jelenhetnek meg, a pálya­fenntartási előírásokban meghatározott méret­határok túl­lépése esetén pedig korlátozni kell a vonal­szakaszra engedélyezett sebességet, azaz úgynevezett lassújelet kell bevezetni. A személy- és áruszállítás energia­igényét jelentősen befolyásolják a lassújelek és a sebesség­korlátozások, ugyanis egyenletes sebesség esetén jóval kevesebb energiát használnának fel a járművek, mint egyenletes sebességű vontatás, valamint tervezett lassítások és gyorsítások mellett. A fékezés során ráadásul a vontató­járművek, motorvonatok, kocsik féktuskói, kerekei, fékbetétei és féktárcsái is intenzívebben kopnak. Sajnos 2023-ban sem látok kardinális változásokat e tekintetben. Konkrét számokat nem említve, de a jelenleg érvényben lévő lassújelek száma továbbra is jelentős, még fővonalakon is.

A lassújelek bevezetésének okai elsősorban al- és/vagy felépítményi hibák, amelyek kialakulása törvényszerű. Ezek nem néhány évente megvalósuló javításokkal, hanem kizárólag folyamatos karbantartás mellett tarthatók kézben – azaz az adott sebesség­­értékhez tartozó beavatkozási méret­határ-kategóriához kapcsolódó mérethatár­érték alatt. A kutatás egyik érdekességét a mozdony­vezetők vezetési stílusának a vizsgálata adta, ami szintén befolyásolhatja a vontató­jármű vagy a motorvonat energia­felhasználásának mértékét. A méréseinknél azt tapasztaltuk, hogy egy dinamikusabban vezető mozdony­vezető ugyanazon a vonalon, ugyanazon lassújel­állomány esetén több energiát használ el azonos vontató­járművel vontatott azonos tömegű szerelvénnyel vagy motor­vonattal, mint egy nyugodtabban vezető. A kutatás eredménye összességében rendkívül világos volt:

a vizsgált vonalak esetében a pályahibák javításának költségei öt év megtérülési idővel voltak már akkor is kalkulálhatók a megspórolt gázolaj és villamos energiának köszönhetően.

A számításaink szerint csak az 1-es, Budapest–Hegyeshalom vasútvonalon közel kétmilliárd forint fölöslegesen elhasznált elektromos áramot kellett kifizetni egy év alatt, és a javítási munkálatok elmaradásával ez az összeg folyamatosan növekedett azóta is. A kutatás egyben rámutatott arra is, hogy az összes lassújel felszámolásával a jövőben gazdaságosabban működhetne a vasúti vontatás, és a pálya romlása is kontrollálható lenne – természetesen csak úgy, hogy az ezt követő szükséges karbantartási munkála­tokkal megelőzzük a lassújelek kialakulását, és az esetlegesen felmerülő problémákat a lehető legrövidebb időn belül megoldjuk.

Milyen vasúti vágánygeometriai és szerkezeti avulásokat lehet megkülönböztetni?

– Ez a kérdés elég komplex. A vasúti pálya romlásának két, viszonylag nehezen elkülöníthető korszaka van: a geometriai korszak és az anyagi korszak. A geometriai korszakban a vágány geometriai eltérései fokozódnak, majd a mérethatárok túllépésével a geometriai hibák kialakulnak és növekednek. A második, úgynevezett anyagi korszakban pedig a szerkezeti elemek fáradását, a törések bekövetkezését és számuk fokozatos növekedését lehet tapasz­talni. Az elméletileg végső állapotában a vasúti pálya már nem képes a forgalmat biztonságosan lebonyolítani, és kisiklások kö­vetkezhetnek be. Mivel a vasúti pálya minőségét a méret és minőségi eltérések, illetve hibák nagyságával jellemezhetjük, ezért a belőlük képzett pályaminősítő szám értéke minél nagyobb, az annál rosszabb állapotú pályát jelent. A legtöbb esetben a két korszak éles vonallal nem választható el egymástól, s gyakran a bizonyító jelenségek is rejtve maradnak.

A vágánygeometriai jellemzők alapjában véve a felszín (hosszirányú „egyenetlenség” a függőleges síkban), az irány (hosszirányú „egyenetlenség” a vízszintes síkban), a síktorzulás (egy adott hossz­irányban értelmezett, konkrét értékű bázis­hosszra megadott keresztirányú „egyenetlenség”) és a nyomtávolság (a két sínszál legkisebb távolsága a pályasík és a pálya­síkkal párhuzamosan ér­telmezett, a sínkorona­szintek alatt 9-10 vagy 14 milliméterrel lej­jebb lévő sík közötti tartományban – vályús, illetve széles talpú, Vignol-sínek esetén). Ezeket a jellemzőket általában lokális és általános minősítés szerint is vizsgálhatjuk, ezenkívül átlag, mozgóátlag, szórás, mozgószórás, ferdeség, csúcsosság stb. statisztikai jellemzőket is számíthatunk a mért adatsorokra. Megemlíthető, hogy hosszabb pálya­szakaszok, vagy teljes vasút­vonalak esetén akár a hibák eloszlás­függvényeiből ún. Vaszary-féle alak­számok is kalkulálhatók, és ezzel is jellemezhetők az adott nagyobb szakaszok vágány­geometriai állapot szempontjából. (Ezeket az alak­­számokat az eloszlás­függvények jellemzői pontjainak – ún. 15, 50 és 85 százalékos kvantiliseinél történő – leolvasása után tudjuk meghatározni). De természetesen ezek csak általános, apró részletek abból a sok műszaki előírásból és szabványból, ame­lyek erre vonatkoznak.

A szerkezeti romlást illetően a pálya akár minden szer­ke­zeti eleméről külön-külön lehetne részletesen beszélni, ilyenek például a sínek, sínleerősítések, kapcsolószerek, keresztaljak, zúzott­kő ágyazat stb. A sínek tekintetében a kopások, korrózió, futófelületi és vezetőfelületi torzulások, legyűrődések, felületi repedések, szerkezeti repedések, zárványok stb. Minden egyes hibához köt­hetők (feltételezhető) kiváltó okok. Természetesen itt is érvényesül a gyorsuló romlás törvényszerűsége, azaz, hogy minél nagyobb a hiba, annál gyorsabb lesz a romlás, mert a szerelvényektől egyre több energiát „von el” a pályahibán való áthaladás, és ez az energia a hiba további fokozódását váltja ki. Tehát ez egy önmagát gerjesztő, erősítő folyamat, amelyet csak lassítani lehet, megállítani és megfordítani nem.

A kérdésre végül, de nem utolsósorban, arra hívnám fel a figyelmet, hogy a fenti megállapítások vágány­geometriai szempontból mindegyik, de pálya­szerkezeti szempontból főként csak a hagyományos, zúzottkő ágyazatú vasúti pályákra igazak. Fontos kitérni arra is, hogy ezenkívül léteznek még úgynevezett zúzottkő ágyazat nélküli felépítmények is, ilyenek például a vasbeton lemezes felépítmények. A szakirodalomban megtalálható ezeknek a pontos kategorizálása, de érdekesség­képpen megemlíteném, hogy a magyar­országi közúti vasutak (villamosok) tekintetében például hétféle különböző, jól elkülöníthető kategóriát határoztak meg. Ugyanígy meghatározták a metró, HÉV, nagyvasúti stb. pályaszerkezeteket is.

Miben fejlődtek az utóbbi időben a nagygépes technológiák, amelyekkel könnyebben javíthatók a vasúti pályák?

– A nagygépek tekintetében elsősorban egyedi gépeket, valamint gépláncokat értünk. Mindegyik speciális munkafolyamatra, vagy több munkafolyamat együttesére képes. Ezek a nagygépek időről időre fejlődnek, a legújabbak már áttértek a hibrid (elektromos-dízel, figyelembe véve akár az akkumulátoros üzemeket is) meghajtásra, ezenkívül egyrészt a kisebb energiafogyasztás mellett a teljesítményüket növelik és/vagy a környezeti zajcsökkentést, fenntarthatóság növelését helyezik előtérbe, másrészt pedig speciális felhasználási módokat is fejlesztenek ki rájuk. Például egyes alépítmény-átépítő gépláncok a zúzottkő ágyazat újrahasznosítását is képesek megoldani: rostálják, pattintják és mossák a kibontott köveket, és azonnal vissza tudják építeni azokat, valamint képesek akár alépítményi szemcsés kiegészítő rétegnek átalakítani az elaprózódott, sok finom szemcsét tartalmazó ágyazatot, ezzel költséget és időt is spórolva. Ezek a nagy gépláncok általában kivitelező cégek tulajdonában vannak, és a magas üzemeltetési költségeik miatt szinte csak a maximális kihasználtság mellett rentábilisak.

A legtöbb esetben már komoly informatikai alapú vezérléssel rendelkeznek, de a jövőben itt is számolnunk kell majd a mesterséges intelligencia jelentős térhódító hatásával.

Természetesen manapság is fontosak a kisgépes technológiák vagy akár a hagyományos, például Platov-darus (azaz hagyományos vágány­mezőkkel dolgozó) vágány(át)építések is. Nagygépeket pálya­karbantartás esetén is használnak, erre jó példa a zúzottkő ágyazat­rostáló gép vagy akár az úgynevezett FKG géplánc, azaz a felépítmény-karbantartó gép­lánc. Ez utóbbi klasszikus módon három fő gépegységből áll: az automatikus vágány­szabályozó és aláverő gépből (ASA), az ágyazat­rendező gépből (ARG), valamint az ágyazat­­szél- és aljköz­tömörítő gép(ek)ből (AKT). Az AKT-t helyettesíteni lehet dinamikus vágány­stabilizátorral (DVS) vagy akár – ha például nem szükséges ARG alkalmazása – az ASA-val kombinálni is lehet: ebben az esetben beszélünk dinamikus alá­verő expresszek­­ről, amelyek az ASA és a DVS funkcióit garantálják ágyazatszél-tömörítő egység kiegészítésével. Az ASA-k (főként a dinamikus aláverő expresszek) rohamos fejlődésnek indultak a 2000-es évek elején, és jelenleg már óránként több mint 2000 méter az aláverési teljesítményük. Külön megemlítendők a kitérő-aláverő gépek (KIAG) is, amelyekkel a vasúti kitérők hatékony pálya­geometriai szabályozása végezhető el.

A nagygépes technológiáknál a gépláncok speciális munkafolyamatra, vagy több munkafolyamat együttesére is képesek. Például egyes alépítmény-átépítő gépláncok a zúzottkő ágyazat újrahasznosítását is képesek megoldani: rostálják, pattintják és mossák a kibontott köveket, és azonnal vissza tudják építeni azokat.

Az utóbbi években egyre nagyobb szerepet kap a károsanyag-kibocsátástól mentes pályafenntartás. Milyen alternatív megoldások a legnépszerűbbek?

– Az előző válaszomnál is felvetett akkumulátoros üzem lehet a megoldás erre a kérdéskörre. Ez akár nagygépek, akár kézi kisgépek esetén is megvalósított és megvalósítható. Természetesen olyan, hogy károsanyag­kibocsátás-mentes műszaki megoldás nem létezik. A villamos energia lokális elhasználása lehet esetleg károsanyag­kibocsátás-mentes – vagy redukált káros­anyag-kibo­csátású –, de a mérnöki-műszaki látásmódhoz hozzátartozik az is, hogy figyelembe és számításba vesszük ezen villamos áram megtermeléséhez és akár a használt, rossz akkumulátorok megsemmisítéséhez is szükséges technológiákat, valamint az ezeknek az anyagoknak az előállítása, szállítása stb. során kibocsátott káros anyagokat. Mindezek a megújuló energiákkal kapcsolatban is felmerülnek, akár a napelemek előállításánál, akár a szélerőművek generátorainak gyártásánál, és sorolhatnánk tovább.

Milyen érdekesebb kutatási témákkal foglalkozik az Ön által vezetett, SZE-RAIL névre keresztelt kutatócsoport alapítása, 2022 júliusa óta?

– A kutatócsoport – korábbi mentoraim, dr. Horvát Ferenc professzor emeritus és dr. Kiss Ferenc nyugalmazott főiskolai docens inspirációja alapján – a hagyományos vasúti rendszer strukturális alrendszereinek (vasúti pálya és műtárgyak, energiaellátás, ellenőrző, irányító-, jelző- és biztosítóberendezések, forgalmi szolgálat és üzemirányítás, továbbá jármű) a kutatásával foglalkozik. A kutatócsoport tagjai tudományos fokozattal rendelkező és nem rendelkező építőmérnök, gépészmérnök, villamosmérnök, közlekedés- és járműmérnök oktatók, kutatók, valamint ezekhez a szakokhoz tartozó hallgatók. A céljaink direkt és indirekt módon a kötöttpályás közlekedés alábbi javításai: biztonság(osság), energia- és költséghatékonyság növelése, környezetbarát, gazdaságos és költségoptimalizált üzemeltetési lehetőségek kutatása, új mérési és eszközrendszerek kidolgozása, a személyszállítás esetén a közösségi közlekedés szerepének növelési lehetőségei a „modal split”-en belül, továbbá a pontosság, az utazási idő, az utazás­kényelem fejlesztése, a teherszállítás esetén a szállítási kapacitás, az eljutási (szállítási) idő és a pontosság növelése, a meglévő kutatási irányok fejlesztése és javítása, új irányok kijelölése, a vasúti közlekedésben alkalmazott anyagok fejlesztése tömegcsökkentési és energiahatékonysági szempontok figyelembevételével.

Három témát emelnék ki az utóbbi hónapok kutatásaiból és publikációiból. Az első a DIC (digitális képkorreláció) technológia alkalmazása építőmérnöki és gépészmérnöki területeken, ebben dr. Szalai Szabolcs egyetemi adjunktus kollégám a szakértő. Az ő irányításával vasúti jármű-karosszéria acél- és alumíniumanyagú lemezeken végeztünk festékmegfelelőség-vizsgálatokat különböző tisztítószerek, primerek és festék spray-k alkalmazása esetén. Ezek a festékek a DIC technológiához szükségesek (jelen esetben a GOM Aramis mérőrendszerhez), mert a mérendő alkatrészekre, próbatestekre felvitt festékek közvetítik ezek deformációit, a festékeken kialakított véletlenszerű kontrasztos mintázat segítségével lehet követni ezeknek az elemeknek az alakváltozásait. A nem megfelelően tapadt és rossz rugalmasságú festék mérési hibát okoz.

A második kiemelendő terület az interjú korábbi részében említett, a vasúti vontatásnál tárgyalt villamos­venergia-fogyasztás. Dr. Kocsis Szürke Szabolcs egyetemi adjunktus kollégámmal együtt készítettünk egy cikket a szerbiai Facta Universitatis – Series: Mechanical Engineering című folyóiratba a hiba­detektálásról (azaz a nagy energia­­fogyasztású helyek lokalizációjáról), ennek az algoritmusáról korábbi railjetes mérésekre alapozva. Szintén ebben a folyóiratban jelent meg a kétlépcsős ugrású sínminőségi kategóriájú sínek (azaz esetünkben R260 és R400HT) alumino­termikus sínhegesztési eljárásairól normál és fejedzett hegesztési adagokkal, normál hegesztési hézag alkalmazása esetén. A cikkben a varrat hőhatás-övezetének részletes anyag­tudományi szempontú vizsgálatait és ezek tudományos szempontú eredményeit publikáltuk. Ennél a kutatásnál Horváth-Borsné Harangozó Dóra egyetemi tanársegéd kolléganőnk, valamint Kocsis Bence egye­temi tanársegéd és Brautigam András főmérnök kollégánk emelendő ki. További érdekes témákról a kutatócsoport weblapján lehet olvasni.•