Livscykelkostnad och

reinvesteringsbeslut

för banöverbyggnad

Transportforum

Linköping

Arne Nissen

11 Januari 2012

2 2012-01-11

Presentation

• Funktion hos banöverbyggnad

• Fördelningsmodell

• Tekniskt data

• Tekniskt tillstånd

• Livscykelmodell

• Drivare för underhållskostnader

• Tillämpning av livscykelkostnadstänkande

– Teknisk utveckling

– Reinvestering

– Strategi för underhåll

3 2012-01-11

Funktion hos banöverbyggnad• Utgöra ett sammanhållet transportsystem över hela

landet

• Erbjuda tåglägen motsvarande det som efterfrågas

• Genomföra säkra och punktliga transporter

Säkerställa funktioner• Förebyggande underhåll

• Tillståndsbaserat

• Manuell (visuell) inspektion

• Mätningar

• Schemalagt

• Avhjälpande underhåll

• Uppskjutet

• Akut

• Reinvesteringar

• Nya investeringar

4 2012-01-11

Övergripande fördelningsmodell

BehovUndershållsbehov

Reinvesteringsbehov

Uppdämt reinvesterings-

behov

Teknisk data• Banöverbyggnad

• Geometri (R<800,

Lutning 2 ‰)

• Trafikdata

EXEMPEL: SPÅR

Tekniskt tillstånd• OFP

• Besiktningsanmärkningar

• Säkerhetsfel

Kostnadsdata• Underhållskostnad per

spårmeter (givet bruttoton)

• Reinvesteringskostnad per

spårmeter (givet ålder)

• Samhällskostnad för

förseningar (givet tekniskt

tillstånd)

Modell tekniskt tillstånd• Tekniskt tillstånd och drivare

• Nedbrytning

Modell kostnadsutveckling• Underhållskostnad f(bruttoton/år)

• Reinvestering f(tid)

• Samhällskostnad f(tillstånd)

Förväntad livslängd• Lägsta totala kostnad

• Säkerhet

• Driftsäkerhet

5 2012-01-11

Teknisk data

Banöverbyggnad

Rälvikt: SJ50/UIC60

Sliper: Trä/Betong

Befästning: Hambo/Heyback/Pandrol

Ålder: År/MBrt (0-60/0-500)

Geometri

Radie: <800/800-1500/>1500 m

Lutning: < 2 ‰/2-10 ‰/>10 ‰

Spår: Normal/Avvikande/Sido

Spårväxel

Rälvikt: SJ50/UIC60

Sliper: Trä/Betong

Befästning: Fast/Elastisk

Ålder: År/MBrt(0-60/0-300)

Geometri

Radie: 190/300/600/760/1200

Vinkel: 1:9/1:12/1:15/1:18,5

Spår: Normal/Avvikande/Sido

Trafik

Typ av tåg: Resande/Gods

Axelvikt: 5/15/20/22,5/25/30

Hastighet: <100/100-160/160-200/200-250

6 2012-01-11

0

10

20

30

40

0 200 400 600Be

sanm

ärkn

inga

r/år

/spå

rväx

elTotal last [MBrt]

Antal bes.anm. per spårväxel&årUIC60 -760-1:15

Indviduella anm

Spårväxel

y = 0,05x + 5,86R² = 0,71

0

10

20

30

40

0 200 400 600B

esa

nm

ärkn

inga

r/år

/sp

årvä

xel

Total last [MBrt]

Medelantal besiktningsanmärkningar/årUIC60-760-1:15

Medelvärde

Teori 1

Teori 2

Linjär (Medelvärde)

y = 0,05x + 5,86R² = 0,71

0

10

20

30

40

0 200 400 600B

esa

nm

ärkn

inga

r/år

/sp

årvä

xel

Total last [MBrt]

Medelantal besiktningsanmärkningar/årUIC60-760-1:15

Medelvärde

Linjär (Medelvärde)

Tekniskt tillstånd NedbrytningsmodellBanöverbyggnad

1010 st EV-UIC60-760-1:15

-129 st avvikande huvudspår/sidospår

-475 st < 10 MBrt/år

-89 st > 15 MBrt/år

-96 st ofullständig koppling mellan databaser

221 st

7 2012-01-11

Livscykelmodell

Årlig inspektion2 personer 45 minuter 6 gånger per år

Restid + väntetid 30 minuter

Mankostnad 500 kr/h

Bilkostnad 250 kr/h

9 375kr

UnderhållInspektion

Justera

Reparera

Utbyte

Faser i livscykeln

Systemuppdelning

Kostelement

Arb

ets

mom

ent

8 2012-01-11

Drivare för underhållskostnader

Banöverbyggnad

Spårjustering/-riktning

Slipning

Utbyte

Räls

Passbitar

Isolerskarvar

Spårväxel

Spårjustering/-riktning

Slipning

Utbyte

Tunganordning

Korsning

Isolerskarv

Växelvärmeelement

Injustering av kontrollanordning

Snöröjning

√

(√)X

X

√

X

X

X

√

9 2012-01-11

Beslut som tas inom Trafikverket

• Teknisk utveckling

• Reinvesteringar

• Strategi för underhåll

• Metoder vid installation/byggande av ny järnväg

10 2012-01-11

Införande av ny spårväxelmodell

erfarenheter från Europaprojektet Innotrack

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

0 10 20 30 40

Un

de

rhål

lsko

stn

ad [k

r/år

]

Tid [år]

Årlig diskonterad underhållskostnad

450 000 kr/30 år

11 2012-01-11

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

120 000

140 000

0 5 10 15 20

Und

erhå

llsko

stna

d [k

r/år

]

Utbyte vid år (Grön kurva)

Årlig kostnad

Ny

Befintlig

Kombinerat

Befintlig från 1980 – Stort underhållsbehov

Reinvestering

Nuvarande spårväxel

Hög årlig underhållskostnad

(utbyte av viktiga delar)

Högre sannolikhet för stillestånd

(avsaknad av reservdelar)

Input:

Typ av spårväxel

Behov av underhåll nästa 10 år

• Utbyte (Växeltunga, korsning

och ballast)

• Spårriktning och slipning

Ny spårväxel

Låg årlig underhållskostnad

Hög investeringskostnad

Befintlig från 2005 - Inget underhållsbehov

0

20 000

40 000

60 000

80 000

100 000

0 5 10 15 20

Un

de

rhål

lsko

stn

ad [k

r/år

]

Utbyte vid år (Grön kurva)

Årlig kostnad

Ny

Befintlig

Kombinerat

12 2012-01-11

Strategi för underhåll

• Hög Förebyggande underhåll Tågstoppande fel < 0.1/10 MBrt

• Normal Dagens normala underhåll Tågstoppande fel < 0.5/10 MBrt

• Låg Avhjälpande underhåll är accepterat

Tågstoppande fel < 1.0/10 MBrt

Hypotetisk bandel med15 spårväxlar

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

Hög Normal Låg Bokfört

Un

de

rhål

lsko

stn

ad [

kr]

Nivå

Årlig underhållskostnad för bandel (15 spårväxlar)

Förebyggande underhåll

Avhjälpande underhåll

Förseningskostnad

13 2012-01-11

Tack för visat intresse!

Luleå 4:e januari 2012

14 2012-01-11

Reservbilder

15 2012-01-11

Spårväxlar ger kapacitet och redundans

80 km/h50 km/h

100 km/h

130 km/h

80 km/h50 km/h

16 2012-01-11

Behind a model there are certain assumptions

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30 35

Ind

ex

Axle load

Degradation index depending on axle load

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 100 200 300 400

Ind

ex

Speed

Degradation index depending on speed

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25 30 35

Time [year]

Non homogenous Poisson processNPV -value

NPV

NPV CM

NPV PM

0

0,5

1

1,5

2

2,5

0 5 10 15 20 25 30 35

Time [year]

Non homogenous Poisson process

CM

PM

17 2012-01-11

Felmoder

Signaltekniskt

Beläggning av blocksträcka på grund av överledning

Växel ej i kontroll på grund av fel i kontrollanordning

Mekaniskt

Rälsbrott

Trög växel som ej orkar lägga om

Föremål/is mellan växeltunga och stödräl

Spårläge mm

Avvikelse i höjd och sida

Rälsprofil