Van de 6000 wissels in het Nederlandse spoornetwerk worden er ongeveer 160 preventief geslepen. Dit gebeurt om defecten te voorkomen. Maar is het genoeg? Moeten ze misschien vaker worden geslepen of moeten meer wissels in het slijpprogramma worden opgenomen? CQM stapte op de slijptrein en zocht het uit.
ProRail staat op het punt het onderhoud van spoorstaven in het Nederlandse spoorwegnet opnieuw aan te besteden. Een onderdeel daarvan is het onderhoud van de wissels. Die hebben te lijden door de belasting vanuit zogenoemde wiel-rail interactie: de stalen wielen van treinen die over de stalen spoorstaven van de wissels gaan. 'Door wieldruk van rijdende treinen ontstaan haarscheurtjes op het oppervlak van de spoorstaven van de wissels die steeds verder groeien', legt Ivan Shevtsov (foto) uit. Hij is Systeemspecialist Wissels van ProRail en is expert in wiel-rail interactie en onderhoud. 'De scheurtjes kunnen we ultrasoon meten. Als je er niets aan doet en ‘natuurlijke’ slijtage is te klein om deze scheurtjes te verwijderen leiden de scheurtjes uiteindelijk tot een defect in de wissel. Door de wissel te slijpen halen we een fractie van een millimeter van het oppervlak van de spoorstaaf af. Door deze 'kunstmatige' slijtage verdwijnen de scheurtjes en is een defect voorlopig voorkomen.'
Slijpbeleid
De vraag is hoe vaak je een wissel preventief moet slijpen (bij ProRail wordt het cyclisch slijpen genoemd, wegens jaarlijkse plancyclus). Immers, hoe meer materiaal je van een spoorstaaf afhaalt, des te korter de levensduur. De vraag is ook of je álle wissels moet slijpen. ProRail heeft de antwoorden hierop in 2017 in een slijpbeleid vastgelegd. Shevtsov: 'Wij controleren alle centraal bediende wissels minstens één keer per jaar met ultrasooninspecties. Van alle 6000 wissels zijn er 4500 centraal bediend, wat betekent dat ze in de dienstregeling zijn opgenomen en dus vaak bereden worden. De zwaarbelaste wissels inspecteren we vaker. Van deze 4500 centraal bediende wissels slijpen we er 160 preventief, gemiddeld eens per jaar of om het jaar. Dit zijn wissels met een hoekverhouding van 1:18 of hoger die gemiddeld belangrijker zijn voor het treinverkeer dan wissels met een lagere hoekverhouding. De onderdelen voor wissels met een hoge hoekverhouding zijn bovendien duur en vervanging van een wisseldeel duurt langer dan de standaard beschikbare 4 uur van de nachtelijke treinvrij periode. Dus zowel economisch als qua reizigershinder wil je defecten aan deze wissels zoveel mogelijk voorkomen. Een wissel met een lagere hoekverhouding is veel sneller en goedkoper te repareren, waardoor het meestal niet loont om ze preventief te slijpen.'
Domeinkennis
Het slijpen van een wissel gebeurt 's nachts door een onderhoudsbedrijf met behulp van een slijptrein. Omdat ProRail toekomstbestendig en betaalbaar spoor wil hebben, wilden Ivan Shevtsov en zijn collega’s graag weten of het slijpbeleid uit 2017 nog het juiste is of dat het misschien verbeterd kan worden. Zij gunden deze opdracht aan CQM, dat eerder al bij de totstandkoming van het huidige slijpbeleid betrokken was. 'We hadden destijds een analyse van het slijpbeleid vóór 2017 gemaakt, maar er was toen veel minder data beschikbaar. Dankzij Jeroen Wegdam, dataspecialist en collega van Ivan, hebben wij betere data als input ontvangen', aldus projectleider Minou Voortman. 'Deze keer hebben we ervoor gekozen om veel meer domeinkennis op te halen, zodat we nog beter leren welke parameters relevant zijn voor het ontstaan van defecten en we een nog beter statistisch model kunnen ontwikkelen.' Samen met CQM-collega Rutger van Beek hield zij ruim tien interviews met domeinexperts van ProRail en reden zij zelfs een keer op de slijptrein mee. 'De specialisten van ProRail hebben stuk voor stuk ongelofelijk veel kennis op heel specifieke terreinen van wissels en onderhoud. Hierdoor hebben wij enorm veel data kunnen verzamelen om ons model de beste voorspellingen te kunnen laten doen.'
Aanbevelingen
Toch was de voorspelling niet de belangrijkste uitkomst van het model in deze fase, legt data scientist Rutger uit: 'Wij wilden vooral weten welke parameters in grote mate bijdragen aan de kans op defecten en welke relatie dit heeft met het wel of niet slijpen van een wissel. Daarnaast hebben we samen met ProRail een kostendoorrekening gemaakt voor twee typen wissels om de impact van het slijpen op de totale kostenstructuur rond een wissel te bepalen.' CQM startte het project in het voorjaar van 2024, in oktober leverden Minou en Rutger hun evaluatierapport met aanbevelingen op. Minou: 'De belangrijkste vraag was: is het beleid om 160 wissels met een hoge hoekverhouding preventief te slijpen nog steeds de juiste keuze? Dat blijkt het nog steeds te zijn. Deze wissels zijn inderdaad defectgevoelig en slijpen helpt om defecten te voorkomen. Bovendien toont de kostendoorrekening aan dat het preventief slijpen van deze wissels kostenefficiënt is. Dit laatste geldt echter niet voor de wissels met een lagere hoekverhouding. Weliswaar helpt het preventief slijpen van deze wissels met de slijptrein om defecten te voorkomen, maar het leidt niet tot lagere kosten. Kortom: het huidige slijpbeleid voldoet dus nog steeds, ook volgens ons nieuwste model. Dit is misschien niet de meest spectaculaire conclusie, maar wij én ProRail waren er blij mee. We hebben destijds dus de juiste keuzes gemaakt. Bovendien kunnen we het nu nog beter en met meer data onderbouwen.'
Experimenten
'Het tweede antwoord dat we graag van CQM wilden hebben was of we nog verbeteringen in ons slijpbeleid kunnen doorvoeren', aldus Ivan Shevtsov. 'Er zijn namelijk ook wissels met een lage hoekverhouding die nu nog niet preventief worden geslepen, maar die wel zwaar bereden worden, vaak defecten hebben of belangrijk zijn voor de beschikbaarheid van het spoor en het voorkomen van reizigershinder. Dus andere redenen dan kosten alleen. Hier gaan we op advies van CQM door middel van experimenten vanaf 2027 vijf jaar lang onderzoek naar doen. Daarnaast gaan we de slijpfrequentie onderzoeken. De 160 wissels die nu in ons slijpprogramma zijn opgenomen worden vrijwel allemaal geslepen bij een belasting van 45MGT (Mega Gross Tonnes). Dit getal wordt voor wissels berekend op basis van de hoeveelheid en de zwaarte van het treinverkeer dat de wissel berijdt. Wij plannen het slijpen van een wissel altijd precies op dat moment in. Maar juist omdat wij dit zo zorgvuldig doen weten we niet wat het effect is als je gaat slijpen bij een lagere of hogere belasting, bijvoorbeeld 15 of 60MGT. Het nieuwe model van CQM kan hier ook geen antwoord op geven, omdat die data er simpelweg niet is. Dus ook hiervoor is de aanbeveling om experimenten te gaan doen, zodat we nieuwe datapunten creëren om bredere voorspellingen te kunnen doen.'
Grote impact
Momenteel werken Minou en Rutger aan een slimme, gebalanceerde proefopzet waarmee ProRail de komende jaren gericht kan experimenteren met de aanbevelingen. De projecten voor ProRail zijn opnieuw een voorbeeld van het type werk dat CQM meestal achter de schermen doet, maar een grote impact in de samenleving heeft. Minou: 'Als je gewoon in de trein zit heb je geen idee wat er allemaal nodig is om die trein te laten rijden. Dat de experts bij ProRail hun enorme kennis met Rutger en mij hebben willen delen is ontzettend waardevol geweest voor dit project. Ook het meerijden op de slijptrein en überhaupt een wissel van dichtbij zien is van grote waarde.' Shevtsov: 'CQM heeft zich de complexe problematiek heel snel eigen gemaakt. Ook de data-analyse is heel snel en betrokken gedaan. Echt een topteam.'
Benieuwd wat datagedreven onderhoud voor jouw organisatie kan betekenen?
Neem contact op met CQM en ontdek de mogelijkheden.
Wil je daarnaast op de hoogte blijven van het laatste nieuws van CQM, volg ons op LinkedIn of meld je aan voor onze digitale nieuwsbrief.
Op de hoofdfoto staand v.l.n.r.: Ivan Shevtsov | Systeemspecialist Wissels - ProRail, Minou Voortman | Senior Consultant - CQM, Jeroen Wegdam | Systeemspecialist Wissels - ProRail en gehurkt: Rutger van Beek | Junior Consultant - CQM.
Credits: EvE Creations.
