SDT navrhuje spojit tři dosud oddělené světy na železnici

Další z pozičních dokumentů Sdružení pro dopravní telematiku (SDT) se tentokrát zaměřil na železnici. Cílem dokumentu je spojení tří na železnici dosud samostatně oddělených světů – světa zabezpečení pohybu vozidel, světa dopravně-logistických procesů a prostředí, které cestujícím zatraktivňuje pobyt v železničním vozidle. Vše je motivováno zejména myšlenkou zkvalitnění služeb zákazníkům prostřednictvím inteligentního vozidla, které se pohybuje na inteligentní infrastruktuře.

Jako první krok navrhuje SDT na vhodné regionální trati realizovat pilotní projekt s cílem ověřit technologie ERTMS/ETCS L3 včetně systému automatického vedení vlaku, informačních a komunikačních systémů zajišťujících přenos dat pro potřeby řízení a zabezpečení provozu, logistických procesů a služeb pro cestující. Na české železnici se v současné době aplikují moderní technologie jak řízení a zabezpečení provozu, tak informačních systémů pro řízení provozu i odbavení cestujících. Dosavadní přístup zajištění bezpečnosti železničního provozu je směřován především na infrastrukturní zařízení a není uspokojivě řešena problematika zajištění kontroly pohybu vozidel. Vozidla jsou povinně vybavena systémy pro kontrolu bdělosti strojvedoucího, a především na koridorových tratích je strojvedoucímu k dispozici systém LVZ umožňující přenos návěstního znaku návěstidla, ke kterému se vozidlo blíží. Zodpovědnost za respektování návěsti a všech podmínek bezpečného řízení vozidla však zůstává na lidském činiteli (strojvedoucím). Systémem LVZ je vybaveno zhruba 1500 kilometrů hlavních (koridorových) tratí v ČR. Na zbývající části železniční infrastruktury je kontrola činnosti strojvedoucího zajištěna pouze kontrolou periodického mačkání tlačítka bdělosti. Tento stav vybavenosti infrastruktury je obdobný ve všech zemích východní Evropy (Polsko, Slovensko, Maďarsko). V ČR jsou některá vozidla (zejména ucelená řada ČD 471) vybavována také inteligentními technologiemi Automatického vedení vlaku (AVV), které umožňují výrazné usnadnění činnosti strojvedoucího a výraznou automatizaci v procesu řízení vlaku. Tyto systémy přímo umožňují snížit přímé provozní náklady, avšak jejich nasazení není v současných podmínkách optimální především z důvodu nezajištění odpovídajících informací z infrastruktury a absencí bezpečné úrovně řízení vozidla. Přes tento výrazný handicap systém AVV dosahuje výborných provozních parametrů na špičkové světové úrovni.

Většina vozového parku bude vybavena palubní jednotkou ETCS

V současné době byl schválen a uveřejněn implementační plán ERTMS, který je zásadním legislativním dokumentem definujícím strategii implementace systému ERTMS v České republice. Zásadní změnou oproti dosavadnímu předpokladu je nyní jednoznačná strategie vybavování vozidel palubními částmi ETCS, přičemž se předpokládá, že na souvislých úsecích trati vybavených ETCS délky řádově stovek kilometrů bude bezprostředně po uvedení do provozu zakázán vstup vlaků vedených vozidlem bez funkční palubní části ETCS. Předpokladem tedy je, že do roku 2020 bude palubní jednotkou ETCS vybaveno zhru-ba 1000 vozidel a do roku 2024 až 1500. Lze proto konstatovat, že většina vozového parku bude v blízké době palubními systémy ETCS vybavena. Implementační plán však řeší pouze sítě TEN-T, neřeší ostatní železniční síť ČR. Evropská legislativa týkající se požadavků na TSI definuje požadavek rozšíření působnosti TSI rovněž na ostatní celostátní dráhy a regionální dráhy mimo TEN-T síť a na všechna vozidla včetně pracovních strojů. Otázka řešení těchto typů tratí, tvořících zhruba dvě třetiny železniční sítě ČR, zůstává proto velkou výzvou do budoucnosti. Implementační plán připravuje vhodné prostředí k zavádění systémů ITS-R. S ohledem na předpokládanou plnou vybavenost hnacích vozidel lze předpokládat, že pro celostátní i regionální tratě může být počítáno nadále s vozidly, která budou vybavena palubními jednotkami systému ERTMS/ETCS.

Předpokládaná vybavenost vozidel je velkou příležitostí pro změnu rozsahu a typu infrastrukturní technologie. Dosavadní „plná“ vybavenost infrastruktury konvenčním zabezpečovacím zařízením (staniční, traťová a přejezdová zabezpečovací zařízení, návěstidla, kolejové obvody / počítače náprav atd.) na těchto typech tratí dosud plně rozšířena není a v případě zejména regionálních tratí je její nasazení jen těžko ekonomicky odůvodnitelné. Pro tyto typy tratí lze proto uvažovat o využití systému ERTMS/ETCS, který umožňuje aplikaci jiných úrovní, jako zejména ETCS – L1, případně ETCS – LS.

Budoucnost patří systému ETCS-L3

Nejperspektivnější s ohledem na využitelnost všech funkcí ITS systémů se však jeví systém ETCS-L3 (v dnešní době ověřovaný jako ERTMS//ETCS Regional). U těchto systémů lze rovněž zvažovat využití nových technologií založených na GNSS, které sice dosud nejsou ve specifikacích TSI zavedeny, ale jejich brzké zavedení lze předpokládat. Na těchto typech tratí, potažmo i na koridorových tratích, tak lze minimalizovat investiční i provozní náklady tím, že bude zvolena strategie a způsob řízení a provozu spočívající v minimalizaci množství prvků v infrastruktuře – především redukce návěstidel a prostředků pro detekci vozidel. S ohledem na aplikovatelnost ITS technologií je nutné zvážit využití rádiové komunikace mezi vozidlem a infrastrukturou. Současně musí být řešena problematika integrity vlaků, zejména nákladních, která má umožnit minimalizaci detekčních prostředků v infrastruktuře.

V současné době byl rovněž schválen a zveřejněn další strategický dokument MD ČR, tzv. Akční plán ITS, který se rovněž zabývá zaváděním systému ITS na železnici. Akční plán na systém ERTMS/ETCS a jeho implementaci v ČR pouze odkazuje a v principu se zabývá technologiemi navazujícími (dálkové řízení dopravy, automatizace řízení vozidel atd.). Chybí pojetí celkového systému ITS na železnici. V dalším vývoji je proto účelné spojit systém ERTMS/ETCS, GSM-R a systémy ITS do jednoho celku tak, aby bylo možné realizovat vhodnou koncepci a integraci všech systémů, které mají zajišťovat funkce systému ITS-R.

Vize do budoucna – ETCS, AVV i datové služby pro všechny

Předmětem zavádění ITS na železnici je vytvoření inteligentního dopravního systému, jehož architektura a prvky budou navzájem propojeny s cílem optimalizace a zvýšení efektivity celého procesu. Celková koncepce ITS musí být zaměřena na zvýšení parametrů železničního systému, zejména bezpečnost, spolehlivost a ekonomickou efektivitu provozu. Předpokladem naplnění cílů ITS na železnici je vybavenost všech vozidel jakožto hlavního cílového prvku systému, který zajišťuje přepravu (zboží, osob). Jedná se zejména o instalaci systému ERTMS/ETCS včetně systému automatického vedení vlaku, bezdrátového přenosu dat o vlaku (GSM-R).

Tyto základní komponenty umožňují realizaci koncepce inteligentního vozidla, které zajišťuje funkce jak bezpečného řízení pohybu, tak také optimalizaci jeho pohybu. Pro správnou činnost inteligentního vozidla je však nutné vybavovat také odpovídající inteligentní infrastrukturu, která bude poskytovat inteligentním vozidlům odpovídající informace s co nejmenší ekonomickou a technickou náročností. Nutnou podmínkou je rovněž pokrytí infrastruktury další kapacitní bezdrátovou obousměrnou komunikací, která umí poskytovat informace nejen pro řízení a zabezpečení provozu, ale umožní rovněž poskytnout služby pro informační odbavovací a veřejné služby cestujícím.

Inteligentní systémy zatraktivní železniční dopravu

Zavedení inteligentních dopravních systémů na železnici přinese možnosti zvýšení efektivity celého dopravního systému v ČR: zvýší se kapacita dopravní infrastruktury i spolehlivost dopravy, minimalizují se zpoždění, sníží opotřebení infrastruktury a zefektivní železniční doprava. Dopravce a cestující pak ocení snížení nákladů na provoz vozidel (energie, provozní náklady), snížení nehodovosti dopravy a zvýšení atraktivity železniční dopravy. V současné době již jsou všechny technologie vyvinuté. Pokud chceme naplnit výše uvedená strategická opatření, navrhujeme jako první krok realizaci pilotního projektu ITS-R. Pilotní projekt navrhujeme realizovat na vhodné regionální trati, kde bude ověřena funkčnost jednotlivých dílčích komponent. Předmětem ověření by měla být technologie ERTMS/ETCS L3 včetně systému automatického vedení vlaku, informačních a komunikačních systémů zajišťujících přenos dat pro potřeby řízení a zabezpečení provozu, logistických procesů a služeb pro cestující. Doc. Martin Leso, SDT

Strategické cíle podle SDT

1. Vybavit infrastrukturu traťovou částí ERTMS/ETCS min. L2 pro všechny tratě sítě TEN-T
2. Ověřit funkčnost a implementovat ERTMS/ETCS L3 pro všechny regionální tratě v ČR
3. Analyzovat možnost implementace ERTMS/ETCS L3 pro celostátní tratě
4. Vybavit všechna vozidla palubní části ERTMS/ETCS i systémem automatického vedení vlaku a systémem ETD
5. Pokrýt celou železniční infrastrukturu v ČR bezdrátovými komunikačními systémy, které zajistí přenos dat pro potřeby řízení a zabezpečení provozu, podpoří logistické procesy a zlepší pohodlí cestujícím
6. Vzájemně propojit dílčí informační subsystémy železničního systému s cílem zajistit optimalizaci pohybu vozidel, dopravních a logistických procesů