From 2000 to 2015, the cost of operation and maintenance (including reinvestment) and traffic control has increased from approximately three billion to over nine billion Swedish kronor annually. By making more frequent measurements of track irregularities and identifying trends earlier, accurate and effective maintenance can be performed. Therefore, in the industry and academy, different measurement solutions are tested to measure the state of railroad tracks in a simple and more frequent manner. One of the solutions is to use measuring systems mounted on trains in regular traffic. By using regular scheduled services, a higher cost effectiveness regarding inspection frequency can be achieved. When the measuring equipment is mounted on freight trains, a measurement with considerably higher axle load can also be performed. In the course of this work, a literature study have been conducted and a number of scientific articles and reports have been studied at depth. There is a number of different systems that have been manufactured to be mounted on rolling stock in regular service. Different solutions are applied to perform the measurements. Acceleration sensors are robust and reliable, which is necessary because they will be mounted in an exposed environment. A difference that has been identified is the installation of accelerometer sensors that are either mounted before or after the primary suspension. Before suspension the sensors are mounted on the axle box and, after suspension the sensors are mounted on the train bogie. The engineering company Damill is working within monitoring solutions and has developed equipment for mounting on trains in regular traffic called Tracklogger. Earlier evaluations of the equipment have been made with focus on comparison with machine inspections. There is a difference between the technology used in track recording vehicles and the technology that Tracklogger uses, such comparison is not entirely appropriate. In discussion with Damill the focus of this work has been to see if recordings of switches can be linked to maintenance actions. Since the equipment is in the development stage it is important that the measurement data collected is critically reviewed with regard to what information it delivers. The measurements have been carried out on switches in the main train track on track number 119 between Luleå and Boden and the mining company LKAB's ore wagon has been a tool carrier.  Five out of eight cases, a maintenance action can be linked to reduced measured values of switches with fixed crossing points. In one case, maintenance action has increased the measured value. In two cases, there is no signifcant difference in the measured value associated with maintenance actions. In previous evaluation, it was determined that it is good repeatability in the measured position, but not as high repeatability in the measured size. A number of switches have been studied to check the repeatability of the measurement. As the train runs in acircle run in Luleå harbor, there will be a limited number of occasions the equipment is running in the same direction in combination with the sensors on the same axle in the bogie, which may effect the measurement results. When analyzing the repeatability of five passages where the direction of travel is not taken into account, it is determined that three out of five passages show a good repeatability. The repeatability of the measurement is suspected of being related to the condition, as significantly greater differences in the measured signal are obtained just before a maintenance action has been taken.

Sveriges järnvägsnät är gammalt och utsätts för en allt högre belastning varje år i takt med att trafiken på spåren ökar. Detta medför att slitaget på järnvägarna ökar och en väldigt känslig del är spårväxlar. Då ca 20 % av alla fel beror på problem med spårväxlar läggs fokus i rapporten på att utreda denna problematik. Syftet med arbetet är att kartlägga vilka spårväxelfel som uppstår och orsaken till dessa, samt att komma med åtgärdsförslag för att minska problemen med spårväxlar som leder till förseningar och stopp i trafiken. Rapportens inledande del består av ett teoriavsnitt som beskriver hur en växel är uppbyggd och hur den fungerar. Tre bandelar i Sverige har studerats, en i norr, en i söder och en i Stockholm. Studierna har baserats på samtliga felrapporter tillhörande spårväxlar i Ofelia som rapporterats in mellan åren 2009 och 2012. Statistiken ger generella svar på vilka problem som uppstår i spårväxlar och i vilken omfattning de förekommer. Den visar också tydliga skillnader på år med svåra vintrar respektive år med mindre svåra vintrar. Resultatet av studierna visar att det är felkategorierna ”ingen känd orsak”, ”snö eller is” och ”materialutmattning/åldring” som förekommer mest frekvent. I rapportens avslutande del redovisas de mest frekventa kategorierna djupare. Idéer och förslag presenteras på eventuella lösningar. Förslagen är framför allt framtagna för att hantera problem orsakade av snö och is. / The Swedish railway network is old and it is subjected to an increasing load each year as the traffic on the railway tracks increases. This increases the wear on the tracks and a very sensitive part that constantly suffers problems is the railway switch. As the switches account for 20% of all the errors on the railway this report is focused on the problems related to switches. The aim of this work is to identify the problems with switches and what causes them. The aim is also to come up with proposals for measures to reduce the problems of switches that lead to delays and traffic jams. The first part of the report consists of a theory section that describes how a switch is constructed and how it works. Three railway distances in Sweden have been studied, one in the north parts of the country, one in the south and one in the city of Stockholm. These studies are based on all errors associated with switches that were reported in the Swedish error report system Ofelia during the years 2009 and 2012. These statistics provide general information about the problems that arise in switches in Swedish railway and to what extent they arise. The statistics also show a clear difference in the number of error reports during years with severe winter weather compared to less harsh winters. The report shows that errors reported as "no known cause", "snow and ice" and "material fatigue / aging" occurs most frequently. In the concluding section of the report the most frequent categories are presented in further detail. Based on this research, ideas and suggestions are presented. These proposals are mainly designed to handle problems caused by snow and ice.

Järnvägen har möjliggjort boende och arbete på olika orter, genom tågpendling, samt intresset för godstransporter på järnvägen ökar. För att upprätthålla en god status på järnvägen behövs mycket pengar, samtidigt som dess tillgänglighet påverkar många människor. Detta gör det än mer angeläget med en robust järnvägsanläggning, med hög tillgänglighet samt en god punktlighet för både person- och godståg. Ett bättre planerat underhåll möjliggör en längre användbar livstid för samtliga komponenter i järnvägsanläggningen. Som anläggningsdel förorsakar spårväxlar den högsta kostnaden i en banöverbyggnad, med korsningar som ett av de mest frekventa komponentbytena. Idag är den användbara livstiden på fasta mangankorsningar för låg, ca 100 MBrt, då den förväntas vara mellan 100–500 MBrt. Detta ligger till grund för arbetet där syftet är att undersöka hur det förbyggande underhållet av fasta korsningar i spårväxlar bättre kan planeras, utföras och följas upp för att förlänga dess användbara livstid. Vidare är målet med examensarbetet att genom en nulägesanalys, som innefattar dagens erfarenheter, förslag till förbättrade arbetsmetoder och morgondagens informationsinhämtning, fastställa vilken information som kommer att krävas för att på ett bättre sätt planera underhållet, samt att fastställa vilka underhållsåtgärder som är nödvändiga för det förebyggande underhållet av fasta korsningar i spårväxlar. Baserat på detta utformas en underhållsplan med tillhörande LCC för fasta korsningar i spårväxlar. Vidare ska samtliga underhållsåtgärder i underhållsplanen vara planeringsbara minst 3 månader i förväg, och det är önskvärt att underhållsplanen ska sträcka sig 36 månader framåt. Initialt utförs en nulägesanalys och arbetet fortsätter med förslag på förbättrade arbetsmetoder. Båda i avseende hur och när underhåll utförs på fasta mangankorsningar idag ute i anläggningen. Avslutningsvis presenteras en underhållsplan med intervall samt de resurser som krävs för de underhållsåtgärder som ska utföras. Dessa åtgärder är byte av korsning, inslipning, slipning, påsvets, spårriktning/stoppning, shimsning av moträl, byte av korkgummi samt ballastrening. Tillhörande till underhållsplanen utformas en kalkyl för livscykelkostnad, LCC, där arbete efter nuläge samt arbete efter underhållsplan jämförs. Resultatet från arbetet visar att samtliga entreprenörer anser att brist på tid i spår är en starkt bidragande faktor till att fasta korsningar byts. Detta tillsammans med att rätt förebyggande underhållsåtgärder som inslipning och förebyggande slipning för att upprätthålla profil, samt kontroll av spårläge och åtgärd vid behov inte görs. Vidare utför entreprenören ingen uppföljning av utförda underhållsåtgärder, utan beslut om underhållsåtgärder baseras till stor del på säkerhets- och underhållsbesiktningar. Detta medför att de arbetar mest avhjälpande, med åtgärd av besiktningsanmärkning. Dock för växelrevision och systematiskt växelunderhåll är erfarenhet, god lokalkännedom och god kännedom om anläggningen den avsevärt största informationskällan för entreprenören idag. Infrastrukturägaren utför även en viss leveransuppföljning, dock inte i tillräcklig utsträckning för att säkerställa att de får det som beställts. Registrering av samtliga förebyggande underhållsåtgärder bör förbättra och förenkla infrastrukturägarens uppföljning. Vidare för att möjliggöra en mer strategisk underhållsplanering behövs metoder för tillståndsbaserat underhåll tas fram, i syfte att få en bättre uppfattning om degradering av profilen för en fast mangankorsning. Till detta krävs automatiska maskinella mätningar, vilket gör mätningar reproducerbara och mätdata går att trenda. Slutligen den bristfälliga återrapporteringen av förebyggande underhållsåtgärder i kombination med entreprenörens hemlighållande av exakt underhållskostnad, resulterar i att underhållskostnaden för korsningar inte kan redovisas på en aggregerad och individuell nivå. / The railroad has made it possible for housing and work at various locations, by rail lanes, and the interest in rail freight transport is increasing. To maintain good status on the railroad, a lot of money is needed, while its availability affects many people. This makes it even more important with a robust railway facility, with high availability and good punctuality for both passenger and freight trains. Better planned maintenance enables longer useful life for all components of the railway facility. As part of the plant do railway S&C cause the highest cost in a track superstructure, with crossings as the most frequent component changes. Today, the useful life of fixed manganese crossings is too low, about 100 MBrt, since the expectancy is between 100 -500 MBrt. This is the basis for the work, where the purpose is to investigate how the preventive maintenance of fixed crossings in S&C can be better planned, performed and followed up to extend its useful life. Furthermore, the aim of the thesis work is to determine, through a current situation analysis, which includes current experiences, proposals for improved working methods and tomorrow's information gathering, which information will be required to better plan maintenance, and to determine which maintenance measures are necessary for the preventive maintenance of fixed crossings in S&C. Based on this, a maintenance plan with associated LCC is designed for fixed crossings in S&C. Furthermore, all maintenance measures in the maintenance plan must be planned at least 3 months in advance, and it is desirable that the maintenance plan should extend 36 months ahead. Initially, a zero-position analysis is performed, and work continues with suggestions for improved working methods. Both in terms of how and when maintenance is carried out on fixed crossings today outside in the railway facility. Finally, a maintenance plan is presented with intervals and the resources required for the maintenance actions to be performed. These actions include change of crossing, grinding in, grinding, welding, track direction/padding, shimming guardrail, changing of corkrubber and ballast cleaning. Compliance with the maintenance plan is a life cycle cost calculation, LCC, comparing work according to zero-position and work according to maintenance plan. The results from the work show that all entrepreneurs believe that lack of time in the track is a strong contributing factor to changing fixed crossings. This, along with proper preventive maintenance measures such as grinding in and preventive grinding to maintain profile, as well as verify track position and action when needed are not done. In addition, the contractor does not perform any follow-up on performed maintenance work, maintenance decisions are based largely on safety and maintenance inspections. This means that they work most correctively, with the action of inspection note. However, for exchange audit and systematic gear maintenance, experience, good local knowledge and good knowledge of the plant is the most important source of information for the entrepreneur today. The infrastructure owner also performs a certain delivery follow-up, but not sufficiently to ensure that they get what is ordered. Registration of all preventive maintenance measures should improve and simplify the infrastructure owner's follow-up. In addition, to enable more strategic maintenance planning, condition-based maintenance methods are required, with a view to gaining a better perception of degradation of the profile of a fixed manganese crossing. In addition, automatic machine measurements are required, which makes measurements reproducible and measurement data can be trend. Finally, the inadequate reporting of preventive maintenance measures in combination with the contractor's secrecy of exact maintenance costs, results in the maintenance cost for crossings not being reported at an aggregated and individual level.

Switches, which are critical components of the Swedish railway, have a neglected maintenance cost that is three times as high as their current annual maintenance cost. Between 2017 and 2018, switches’ reported faults increased by 38 % and about one-third of them caused delays on the regular railway traffic. The purpose of this master thesis is to present recommendations of how condition-based maintenance could reduce the occurrence of faults in railway switches that affects the regular railway traffic. Condition-based maintenance is a cost-effective strategy designed to monitor and plan maintenance according to the condition of a device and is suitable for remote-controlled monitoring. To fulfill the purpose the thesis was divided into three milestones that were accomplished by applying the problem-solving method DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve and Control). The first milestone included the Define and Measure steps and aimed to investigate which fault caused the largest number of delay minutes per fault. Different categories of causes that affects the railway traffic were analysed. Among them, Material-weakening/Aging and Broken component resulted in many faults and delay minutes. The faults were sorted into groups at component level. Faults caused by Gearbox were identified as those causing the largest delays in the railway traffic. The result from the first milestone with the Define and Measure steps were then used for the second milestone. The second milestone included the Analyse step where it was investigated if the identified faults in Gearbox could be foreseen. This investigation was first conducted through the analysis of alarms recorded in one of Trafikverket’s databases. A graphical analysis of the data showed that no relationship could be identified between the faults in Gearbox and the recorded alarms of the database. Then, it was investigated if faults in Gearbox could be foreseen using statistical process control charts based on switching time. Statistical process control monitors a process using real time data. However, in this thesis we used historical data from 2018 to perform our analysis. The available data had deficiencies in quality due to truncation of the switching time. The truncation meant that the decimals were removed. The control charts issued out-of-control situations where the existing database did not record any alarm. Moreover, data on the switching time of several switches showed significant autocorrelation that affects the calculation of the control limits. However, the results appeared complex to interpret most likely because of the truncation and the autocorrelation of the data. A further graphical analysis of the switching time and the mean of the switching time indicated that 69 % of the switches had a probable relationship between faults in Gearbox and switching time. The third milestone included the Improve and Control steps and provided recommendations of how to reduce the occurrence of faults in switches. The analysis conducted in the previous milestones led to the following recommendations: Increase measurement accuracy when measuring switching time, Establish control charts for the switching time based on statistical process control and explain potential causes of the observed autocorrelation, and Improve reporting procedures of faults in the database. / Spårväxlar, som är en kritisk komponent på den svenska järnvägen, har ett eftersatt underhållsbehov som motsvarar en kostnad som är tre gånger större än den årliga underhållskostnaden. Från 2017 till 2018 ökade rapporteringen av funktionsfel i spårväxlar med 38 % och ungefär en tredjedel av funktionsfelen var tågstörande fel som orsakar merförseningar i tågtrafiken. Syftet med examensarbetet är att presentera rekommendationer för hur uppkomsten av tågstörande fel i spårväxlar kan reduceras genom tillståndsbaserat underhåll. Tillståndsbaserat underhåll är en kostnadseffektiv strategi som ämnar att övervaka och planera underhållsåtgärder efter tillståndet i enheten och är lämplig vid fjärrstyrd övervakning. För att uppfylla examensarbetets syfte delades projektet upp i tre delmål som besvarades genom tillämpning av problemlösningsmetoden DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve och Control). Det första delmålet innefattade stegen Define och Measure och ämnade undersöka vilket funktionsfel som orsakat flest antal merförseningsminuter per fel. Orsakskategorier till tågstörande fel analyserades där Materialutmattning/Åldrande samt Komponent trasig hade ett stort antal tågstörande fel och merförseningsminuter. Orsakskategorierna bröts ner till komponentnivå varav funktionsfel i Växellåda identifierades att orsaka flest antal merförseningsminuter per fel. Resultatet från Delmål 1 samt de två stegen Define och Measure användes därefter till Delmål 2. Det andra delmålet innefattade steget Analyse och ämnade att undersöka om det identifierade funktionsfelet i Växellåda kunde förutspås. Detta undersöktes genom larm från en av Trafikverkets befintliga databaser. Utifrån en grafisk analys av larmen kunde inget samband identifieras mellan funktionsfelet i Växellåda och larm från databasen. Därför undersöktes istället om funktionsfel i Växellåda kunde förutspås genom styrdiagram baserat på omläggningstid. Statistisk processtyrning är lämpligt vid övervakning av processer i realtid, men i detta examensarbetes analys användes historisk data från 2018. Den tillgängliga data hade brister i kvalitet till följd av trunkering av omläggningstiden. Trunkeringen innebar att decimalerna har avlägsnats. I styrdiagrammen påvisades larm där den befintliga databasen inte innehöll larm. Dessutom påvisade data på omläggningstiden från flera spårväxlar signifikant autokorrelation vilket påverkar beräkning av styrgränserna. Resultatet var således svårt att tolka på grund av trunkering och autokorrelerade data. Grafisk analys av omläggningstider och medelvärdet av omläggningstiderna indikerade att 69 % av spårväxlarna hade ett troligt samband mellan funktionsfel i Växellåda och omläggningstiden. Det tredje delmålet innefattade stegen Improve och Control och ämnade att upprätta rekommendationer för hur uppkomsten av funktionsfel i spårväxlar kan reduceras. Analysen i föregående delmål resulterade i följande rekommendationer:       • Öka mätnoggrannheten vid mätning av omläggningstid,       • Upprätta styrdiagram för omläggningstiden utifrån statistisk processtyrning och identifiera orsaken till autokorrelerade data, och       • Förbättra inrapportering av funktionsfel.