Väitös: Tarkka tieto junan ja radan vuorovaikutuksesta auttaa kohdentamaan kunnossapitoa

Vähäpäästöiseen ja energiatehokkaaseen junaliikenteeseen on tärkeää panostaa myös tulevaisuudessa. Suomessa on käytössä leveämpi raideleveys (1524 mm) kuin yleisesti muualla Euroopassa (1435 mm), mutta junan kulkuun liittyvät ilmiöt ovat kummallakin raideleveydellä samansuuntaisia. Kun junien nopeudet lisääntyvät ja akselipainot kasvavat, ne lisäävät radan kuormitusta, vaurioita ja onnettomuusriskiä, ja siten myös kunnossapitotarvetta ja kustannuksia.

– Radasta on tärkeää korjata nopeasti sellaiset virheet, jotka saattavat aiheuttaa onnettomuuden. Tähän tarvitaan rahaa. Radan kunnossapitoa onkin hyvä kohdistaa siten, että liikenteen turvallisuus säilyy ja käytettävissä olevista rahoista saadaan samalla mahdollisimman suuri hyöty, Tiia Loponen sanoo.

Kenttämittauksia ja simulointeja

Loponen yhdisti väitöstutkimuksessaan kenttämittauksia ja simulointeja, joiden avulla hän selvitti, miten erilaiset kalustot käyttäytyvät eri rataolosuhteissa.

Tutkimustulosten mukaan kiskon sivukuluminen ja pyörän muotoon kulunut kisko heikentävät kaluston ohjautuvuutta, mikä lisää kuormituksia. Radan epätasaisuudet ja nopeat geometriamuutokset lisäävät junan suistumisriskiä, kun taas raideleveyden kasvattaminen tiukoissa kaarteissa voi vähentää kuormituksia.

– Lisäksi kiskon kulumismuoto – ei pelkästään kulumisen määrä – vaikuttaa siihen, kuinka hyvin kalusto ohjautuu. Tämä havainto voi johtaa uusiin kunnossapitokäytäntöihin, joissa kiskon vaihtotarve arvioidaan myös ohjautuvuuden perusteella, ei vain kulumisrajojen mukaan, hän toteaa.

Kohdennetumpaa kunnossapitoa

Loposen tutkimustuloksia voidaan hyödyntää radan kunnossapidon optimoinnissa ja käyttömaksujen kohdentamisessa siten, että ne kannustavat rataystävällisen kaluston käyttöön. Hän korostaa, että tiedon lisääntyminen kaluston ja radan vuorovaikutuksesta auttaa kohdentamaan kunnossapitotoimia tehokkaammin.

– Säästöä on mahdollista saada sillä, että kunnossapitoa ei tehdä tarpeettoman aikaisin. Ratainfrassa voidaan säästää esimerkiksi sallimalla kiskon kulua nykyisiä rajoja enemmän ilman lisääntyvää suistumisriskiä. Näin kiskonvaihdon pitkittäminen voi tuoda merkittäviä kustannushyötyjä, Loponen toteaa.

Radassa olevat virheet voivat aiheuttaa vaurioita radalla kulkeviin juniin, ja toisaalta huonokuntoinen juna voi vaurioittaa rataa.

– Suomessa radalla ja junilla on eri omistajat, joten niiden kunnossapitokustannuksien yhteinen optimointi on haastavaa. Kun juna kulkee radalla jouhevasti, myös kulumista tapahtuu vähemmän. Tällöin molempien osapuolten kunnossapitokustannukset vähenevät, hän huomauttaa.

Väitöstilaisuus perjantaina 24. lokakuuta

Diplomi-insinööri Tiia Loposen rakennustekniikan alaan kuuluva väitöskirja Vehicle-Track Interaction on Broad Gauge Railways tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnassa perjantaina 24.10.2025 kello 12 Hervannan kampuksella, Kampusareenan auditoriossa A223 (Korkeakoulunkatu 7, Tampere).

Vastaväittäjänä toimii professori Zili Li, Delft University of Technology. Kustoksena toimii professori Pauli Kolisoja Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnasta.