Statistisk analyse av svikt og feilutvikling i jernbaneskinner

Abstract

Når man skal planlegge hvor ofte jernbanenettet skal inspiseres er det kritisk å vite hvor ofte feil oppstår og hvor fort de utvikler seg. Denne rapporten diskuterer disse to størrelsene i det norske jernbanenettet. Antall feil på en jernbanestrekning i et gitt tidsintervall kalles feilfrekvensen på strekningen, tiden fra en feil kan oppdages til den er en kritisk feil med hensyn til togframføringen kalles PF-intervallet.Det er funnet et estimat for feilfrekvens per kilometer for de fleste strekninger i jernbanenettet. Feilfrekvensen kan beskrives som en ikke-homogen poisson-prosess med forventningsverdi avhengig av belastningen skinnen har opplevd. Forventningsverdien kan beskrives som en ren funksjon av belastningen eller som en funksjon av belastningen og egenskaper ved skinnene.Belastningen en jernbaneskinne har opplevd beskrives i litteraturen av antall bruttotonn tog som har kjørt på skinnen. Jernbaneverket bruker også dette som mål for hvor ofte mindre alvorlige feil skal følges opp. Det har ikke lyktes å få fullstendig oversikt over belastningen i det norske jernbanenettet, men resultatene fra et begrenset datagrunnlag tyder på at feilfrekvensen er mer avhengig av akkumulert antall bruttotonn enn skinnens alder målt i kalendertid. Egenskaper ved skinnen påvirker hvor ofte den feiler. Det tydeligste resultatet er at en ny type skinnegeometri har færre feil enn eldre varianter.PF-intervallet er behandlet mindre grundig enn feilfrekvens. Tidligere har man antatt at PF-intervallet i gjennomsnitt er 5 år langt med et standardavvik på 3 år. Verdiene funnet i denne studien tyder på at PF-intervallet gjennomsnittlig er noe kortere. Dersom feilfrekvens bør beskrives av akkumulert belastning er det naturlig å beskrive PF-intervallet med samme tidsakse, men dette er ikke undersøkt nærmere.Resultatene er basert på feilhistorikk fra Jernbaneverkets interne databaser. Databasen mangler sentral funksjonalitet som har vært etterpurt i prosjektet. Det er brukt mye ressurser på bearbeiding av rådata. Dersom Jernbaneverket ønsker å bruke denne typen estimater i planlegging av vedlikehold bør det gjøres endringer i måten feilrapporter registreres.