Weichenstrategien Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter Veit

Präsentation zum Thema: "Weichenstrategien Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter Veit"—  Präsentation transkript:

1 Weichenstrategien Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter Veit
Dipl.-Ing. Georg Neuper 19. Oktober 2016 Krakow, Polen Plasser&Theurer

2 …benötigt LifeCycleCosting
Moderne Eisenbahninfrastruktur bedeutet… Lange Nutzungsdauern (freie Strecke >30a; Brücke >80a; Tunnel >100a) Verfügbarkeit Instandhaltbarkeit Nachhaltigkeit Effizienz Interoperabilität Sicherheit Wettbewerbsfähigkeit Wirtschaftlichkeit …benötigt LifeCycleCosting

3 Investitionen bis zur nächsten Re-Investition
LifeCycleCosting Materialkosten Investitionen bis zur nächsten Re-Investition Kosten für Maßnahmen am Unterbau Maschinenkosten Bauabschnittslänge / Streckensperrzeit Heben – Richten – Stopfen Schotterbettreinigung Instandhaltung Schienenschleifen (Seitenverschleiß) Verspätung und Folgeverspätung Schienenersatzverkehr Betriebserschwerniskosten Ausfall von Zügen Umleitung

4 Investitionskosten bis zur nächsten Re-Investition
LifeCycleCosting Kosten vom Bau der Anlage bis zum Recycling oder zur Entsorgung Investitionskosten bis zur nächsten Re-Investition Instandhaltungskosten Betriebserschwerniskosten LifeCycle 5 10 15 20 25 30 35 time [a] costs [€] LCC = Direkte Kosten + BEK Kosten Zeit

5 127% LCC= LifeCycleCosting
(Re-)Investitionskosten + ∑ Instandhaltungskosten + ∑ BEK LCC= Jährliche Kosten Nutzungsdauer 127% LCC Gesamt (100%) Die Reduktion der Instandhaltung führt zur Verkürzung der Nutzungsdauer! Erhöhung der LCC Billig ≠ Wirtschaftlich Abschreibung 58% Betriebserschwerniskosten 22% Instandhaltungskosten 20% Basisstrategie Kurzfristige Kostenreduktion  Reduzierte Instandhaltung Streckenbelastung > Gesamtbruttotonnen pro Tag und Gleis Zweigleisige Strecke, Gerade

6 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Erster Schritt zur Entwicklung einer Anlagenstrategie  Beschreibung der bestehenden Anlagen Instandhaltungszyklen und Nutzungsdauern sind von verschiedenen Randbedingungen abhängig. Die wichtigsten sind: Ausgangsqualität Verkehrsbelastung Komponenten der Weiche Weichenart/Weichenradius Wie prägen sich diese Parameter aus? Geht man von einem strategischen Level aus, werden Durchschnittswerte benötigt

7 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Parameterwerte müssen so detailliert wie notwendig und so grob sein, dass strategische Entscheidungen getroffen werden können: Verkehrsbelastung: < Gesamtbruttotonnen/Tag 8.000 – Gesamtbruttotonnen/Tag – Gesamtbruttotonnen/Tag – Gesamtbruttotonnen/Tag – Gesamtbruttotonnen/Tag > Gesamtbruttotonnen/Tag Streckentyp: Ausbaustrecke, Geschwindigkeit < 200 km/h Neubaustrecke, Geschwindigkeit ≥ 200 km/h

8 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Parameterwerte müssen so detailliert wie notwendig und so grob sein, dass strategische Entscheidungen getroffen werden können: Weichenart: Einfache (gerade) Weiche Bogenweiche mit kleinem Radius (600 m – 3000 m) Bogenweiche mit sehr kleinem Radius (200 m – 600 m) Weichenradius: R190 R300 R500 R760 R1200 2600/1600

9 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Parameterwerte müssen so detailliert wie notwendig und so grob sein, dass strategische Entscheidungen getroffen werden können: Schwellenart: Holzschwelle Betonschwelle Besohlte Betonschwelle Schienenprofil: 60E1 54E2 49E1

10 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Parameterwerte müssen so detailliert wie notwendig und so grob sein, dass strategische Entscheidungen getroffen werden können: Herzstück: Starres Herz Bewegliches Herz (vorgeschrieben für Geschwindigkeiten ≥ 200 km/h) Herzstückbauart: Mn13 (nicht für 49E1) FVC (nur für 49E1)

11 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Jede Weiche ist durch eine Kombination von Parametern charakterisiert  Diese Kombinationen führen zu sogenannten „Standardweichen“ Berücksichtigt werden: 6 Verkehrsbelastungen 2 Streckentypen 3 Weichenarten 6 Weichenradien 3 Schwellenarten 3 Schienenprofile 2 Herzstücktypen 2 Herzstückbauarten Daraus ergeben sich über Standardweichen 80 Standardweichen reichen aus, um das Kernnetz gut zu beschreiben

12 Weichenstrategie basierend auf LCC – Technischer Input
Für jede Standardweiche existiert ein Arbeitszyklus, der alle Tätigkeiten enthält, die während des Lebenszyklus der Weiche durchgeführt werden Re-Investition Nutzungsdauer Daten: Erfahrung von Experten, Datenbank Ungeplante, kleine Instandhaltung Geplante Instandhaltung

13 Weichenstrategie basierend auf LCC – Wirtschaftliche Auswertung
Um die Lebenszykluskosten berechnen zu können, ist es lediglich notwendig, die Mengen durch die jeweiligen Kosten zu ersetzen 5 10 15 20 25 30 35 time [a] costs [€] Kosten Zeit Berechnung der Annuitäten (dynamische durchschnittliche Jahreskosten) Vergleich der Annuitäten verschiedener Varianten

14 Weichenstrategie basierend auf LCC – Basisergebnis
Ergebnis der aktuellen Investitionsstrategie für Weichen: Verkehrsbelastung [GesBt/Tag] V [km/h] Weichenkomponenten >70.000 < 200 60E1, Beton besohlt, Mn starr (beweglich für spezielle Anwendungsfälle) ≥ 200 60E1, Beton besohlt, beweglich 60E1 (54E2*), Beton besohlt, Mn starr (*abhängig von den umgebenden Gleiskomponenten) <8.000 49E1, Holz, FVC starr oder altbrauchbar Sensitivitätsanalysen (Zinssatz, Betriebserschwerniskosten) verändern das Ergebnis nicht!

15 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Neben den Basisergebnissen der Investitionsstrategie wurden Erkenntnisse zu einigen spezielle Fragestellungen betreffend Instandhaltung und Investition gewonnen: Bogenweichen Schraublochsanierung Erste Weicheninstandhaltung und fortlaufende periodische Entgratung Schienen mit der Güte 350HT Bewegliche Herzstücke für Weichen in Gleisen mit Geschwindigkeiten < 200 km/h Mn13 Herzstück vs. Vario oder FVC Wechsel des gesamten Schwellensatzes der Weiche

16 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Bogenweichen Mit kleinem Radius (600 m – 3000 m): +7% bis +24% LCC im Vergleich zu einer einfachen (geraden) Weiche Mit sehr kleinem Radius (200 m – 600 m): +22% bis +53% LCC im Vergleich zu einer einfachen (geraden) Weiche (überhöht) Bogenweichen beim Streckenneubau vermeiden Aber: kein Umbau von Bogenweichen in bestehenden Trassierungen (kritische Kosten [€]): Standardweiche gleisbau-welt.de

17 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Schraublochsanierung (Holzschwellen): Wirtschaftliche Maßnahme, um die durchschnittliche Nutzungsdauer für Weichen in Gleisen ≥ Gesamtbruttotonnen/Tag zu erreichen Bei kleinen Belastungen eine sinnvolle Alternative, um die Re-Investition einzelner Weichen hinauszuzögern, damit diese gemeinsam mit einem Teil bzw. dem gesamten Bahnhof re-investiert werden können Hatzmann Falk Sersa Wöhnhart

18 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Erste Weicheninstandhaltung und fortlaufende periodische Entgratung: Wirtschaftliche Lösung für Weichen mit Verkehrsbelastungen von mehr als Gesamtbruttotonnen/Tag Erste Weicheninstandhaltung (vor allem Schleifen, Entgraten des Herzstücks und der Schienen) nach ca. 3 Mio. Gesamtbruttotonnen und ein fortlaufendes Entgraten alle 40 Mio. Gesamtbruttotonnen all: Goldschmidt

19 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Schienen in Weichen mit der Güte 350HT: Empfohlen für Weichen mit mehr als Gesamtbruttotonnen/Tag Die zusätzlichen Kosten für Schienen der Güte 350HT sind, im Vergleich zum Risiko die Schienen einmal (oder öfters) tauschen zu müssen, gering

20 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Bewegliche Herzstücke für Weichen in Gleisen mit Geschwindigkeiten < 200 km/h: Mögliche wirtschaftliche Lösung für Belastungen von mehr als Gesamtbruttotonnen/Tag Aber: Nur dann, wenn keine wesentlichen (teuren) Änderungen im Stellwerk vorgenommen werden müssen

21 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Mn13 Herzstück vs. Vario oder FVC: Die positiven wirtschaftlichen Effekte sind auf Seiten des Mn13 Herzstücks (vs. Vario); umso mehr Belastung auftritt, umso wirtschaftlicher ist das Mn13 Herzstück FVC: Für Weichen mit weniger als Gesamtbruttotonnen/Tag Mn13: gutmütig, geringeres Risiko (langsames Risswachstum) Wöhnhart

22 Weichenstrategie basierend auf LCC – Spezielle Auswertungen
Wechsel des gesamten Schwellensatzes der Weiche (Holzschwellen): Empfohlen für Weichen mit sehr geringen Verkehrsbelastungen (<8.000 Gesamtbruttotonnen/Tag), nachdem die Nutzungsdauer erreicht wurde Nur wenn die restlichen Weichenkomponenten in einem so guten Zustand sind, dass diese ihre spezifischen Nutzungsdauern in den nächsten 17 Jahren nicht erreichen werden

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Strategische Entscheidungen, die Eisenbahnanlagen betreffen, müssen auf LCC-Analysen basieren Ergebnisse: Strategien für Investition und Re-Investition Instandhaltungsstrategien Antworten auf spezielle Fragen in Bezug auf Investition und Instandhaltung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Peter Veit | Dipl.-Ing. Georg Neuper | Plasser&Theurer