KONICA MINOLTA

Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Vlaky bez strojvedoucích – Intermobil Region Dresden

Automa 5/2000

(Bk)

Vlaky bez strojvedoucích – Intermobil Region Dresden

Obr. 1.

Při návštěvě Německa jsem v regionálních novinách Sächsische Zeitung objevil krátkou zprávu o tom, že na trati mezi Drážďany a Pirnou budou vbrzku jezdit vlaky v automatickém provozu bez přítomnosti vlakového personálu. Požádal jsem tiskovou mluvčí oddělení výzkumu a technického vývoje německých drah DB AG paní Christine Geißler-Schildovou, aby mi k uvedenému projektu poskytla více informací. Tento článek je stručným výtahem z rozsáhlejší informace, kterou jsem od ní obdržel.

Automatické vedení vlaků v městské hromadné dopravě
Automatické vedení vlakových souprav se používá především v městské kolejové dopravě – u tramvají a podzemních drah. Tam je snadné zajistit, aby bylo těleso dráhy odděleno od okolního provozu. Délka tratí není velká a stavební úpravy nejsou tak nákladné. Vést trať mezi městy pod zemí, na nadzemním tělese nebo ji kompletně ohradit je ovšem finančně značně náročné.

Systémy automatického vedení vlaků městské dopravy fungují v mnoha městech světa. Jejich přehled je uveden v tab. 1. Podobné projekty byly realizovány i v Německu. V roce 1984 byl otevřen H-Bahn v Dortmundu a SkyLine na letišti ve Frankfurtu nad Mohanem. Pokusný provoz podzemní dráhy bez vlakového personálu se uskutečnil v Norimberku, Frankfurtu nad Mohanem a v Berlíně. Například v Norimberku bylo realizováno tzv. inteligentní nástupiště. Toto nástupiště je vybaveno systémem kamer s automatickým vyhodnocením obrazu. Ve Frankfurtu byly vyzkoušeny vozy s radarovými senzory a laserové světelné závory na nástupištích. V Berlíně bylo automatické nástupiště uvedeno do provozu i na nadzemní zastávce na lince U5.

Předpisy pro automatické vedení vlakových souprav
V Německu platí pro provoz na železnicích (včetně tratí S-Bahn) předpisy EBO (Eisenbahn- Bau- und Betriebsordnung). V těchto předpisech se na rozdíl od předpisu pro městskou hromadnou dopravu (BOStrab) s automatickým provozem vlakových souprav bez vlakového personálu nepočítá. Předpis pro městskou dopravu stanoví, že tam, kde je realizován provoz vlakových souprav bez přítomnosti vlakového personálu, je třeba zajistit, aby trať těchto vlaků byla nezávislá na jiných druzích dopravy, tzn. aby bylo odděleno těleso trati od ostatních komunikací (nepřipouští se např. úrovňové křížení) a aby na trati s automatickým provozem nejezdily současně i vlakové soupravy bez automatického provozu. Je třeba také vyloučit možnost vstupu osob na trať.

Na rozdíl od toho u železniční dopravy předpis výslovně uvádí, že vlak musí být během jízdy veden strojvedoucím. Z tohoto pravidla zatím existuje jediná výjimka, a sice rádiem řízený provoz na seřaďovacích nádražích. Provoz posunovacích lokomotiv zde může řídit dispečer nebo vedoucí posunu z velínu, z nějž má také možnost vizuálně kontrolovat řízený provoz.

Mezi městskou hromadnou dopravou a běžnou železniční dopravou existují významné rozdíly, především v tom, že v městské hromadné dopravě se nepočítá s přepravou nákladů (snad kromě několika výjimek, kdy jsou obchody v centrech měst v noci zásobovány nákladními vlaky podzemní dráhy), na trati městské dopravy nejezdí různé druhy vlaků (osobní vlaky, rychlíky) s různými typy vagónů a rychlost vlaků v městské dopravě bývá menší. Z tohoto důvodu nelze zkušenosti z městské dopravy snadno přenášet na železniční dopravu, ale je třeba vyvinout zvláštní, specifické komponenty, komunikační systémy i předpisy.

První aplikace
První aplikací automaticky vedených vlaků v Německu byl projekt SST (Selbsttätig Signalgeführtes Triebfahrzeug). Projekt vypracovaly německé dráhy DB AG ve spolupráci s Technickou univerzitou v Cáchách pro nákladní přepravu na trati Beddingen – Braunschweig Rbf. Signály o rychlosti a ujeté dráze byly mezi lokomotivou a traťovým zabezpečovacím zařízením přenášeny indukčními vysílači a snímači. O projektu hovořím v minulém čase, protože dříve, než stačil být rozvinut do podoby skutečně automaticky vedených vlaků, byl zastaven, jelikož objem přepravy na uvedené trati drasticky klesl, a další investice do její automatizace by pravděpodobně neměly šanci na využití.

Zkušenosti z tohoto projektu se však staly základním kamenem dalšího vývoje. Nejdůležitější projekty, na nichž výzkumné a vývojové oddělení DB v současné době pracuje (ve spolupráci s vysokoškolskými pracovišti a za podpory ministerstva pro vzdělání a výzkum), jsou Intermobil Region Dresden a KOMPAS – projekt automatického provozu na železnici. Oba projekty byly zahájeny po intenzivní přípravné fázi v listopadu 1999.

Intermobil Regio Dresden
Plné znění názvu tohoto projektu je Intermodální zajištění mobility obyvatel v aglomeracích střední velikosti pomocí integrace moderních metod telematiky a řízení a moderních technologií kolejové dopravy. Pod tímto krkolomným názvem se neskrývá jen projekt automaticky vedených vlakových souprav. Součástí projektu je také analýza dopravy v daném regionu, její simulace, tvorba dopravních scénářů a celkové dopravní strategie. Podle toho je potom vytvořen jízdní řád vlakové dopravy. Cílem je vytvořit takový dopravní systém, který by byl schopen pružně reagovat na výkyvy poptávky. Automatické vedení vlaků s dispečerským řízením může být významným faktorem, který k tomu přispěje.

Komponenty pro automatické vedení vlaků
Aby bylo možné celý koncept realizovat, bude třeba vyvinout speciální komponenty pro automatické vedení vlaků a tyto komponenty namontovat na vhodnou soupravu. Otázkou k zamyšlení je, zda je účelné vyvíjet zcela novou soupravu nebo vhodnou stávající soupravu vybavit potřebnými komponenty. Pravděpodobně bude dána přednost druhé variantě, protože vlaky S-Bahn budou v počátku automaticky vedeny jen na části trati mezi drážďanským hlavním nádražím a Heidenau (Pirnou) a na zbytku trati budou vedeny manuálně s obsluhou.

  1. Komponenty pro přenos dat a zabezpečení jízdy vlaku
    Data z trati na jedoucí vlak je v podstatě možné přenášet dvěma způsoby: semikontinuálně a kontinuálně. K dispozici je mnoho systémů přenosu, z nichž některé jsou již vyzkoušeny v praxi na vysokorychlostních tratích. Patří sem systém liniového vlakového zabezpečovače (v Německu je označován jako LZB) nebo celoevropský koncept ERTMS/ETCS. Pro projekt Intermobil Regio Dresden připadá v úvahu využít druhou úroveň ERTMS/ETCS, tedy systém pro kontinuální přenos dat na bázi GSM-R. Výhodou je to, že jde o systém, který bude v budoucnosti používán ve všech evropských vysokorychlostních koridorech a na mnohých dalších tratích s různým stupněm automatizace provozu a potřebné komponenty pro přenos dat jsou již vyvinuty a vyzkoušeny v praxi.

  2. Dispečerská stanoviště
    Pro řízení provozu vlaků budou vytvořena dvě dispečerská pracoviště:
    - vlakové dispečerské pracoviště, které bude řídit provoz vlaků podle zadaného jízdního řádu,
    - provozní dispečerské pracoviště, z kterého bude možné monitorovat jízdu vlaku z hlediska technických parametrů a v případě potřeby převzít řízení (poruchové řízení, nehodové řízení).
    „Srdcem“ celého systému bude vlakový počítač, který prostřednictvím vhodných rozhraní zabezpečí přenos dat mezi jednotlivými součástmi řídicího systému vlakové soupravy a komunikačním modulem, jenž bude přenášet signály z traťových zařízení. Počítač bude také zajišťovat komunikaci s dispečerskými pracovišti, vyhodnocovat jejich pokyny a předávat je centrálnímu řídicímu systému vlaku.

  3. Zařízení pro rozpoznávání překážek
    Dalším důležitým prvkem systému automatického vedení vlaku je zařízení pro rozpoznávání překážek. Zajistit, aby automatický systém rozpoznal překážku na trati a reagoval na ni včas a spolehlivě, alespoň v té míře, jak to dokáže lidská obsluha, není právě jednoduchý úkol. Ve světě se rozvíjejí systémy založené na různých technologiích, např. optické systémy, mikrovlnné radarové systémy atd. Zvýšení spolehlivosti zařízení některých systémů se dosahuje kombinací různých metod. Mnohé z těchto systémů se používají v silniční dopravě. Jejich podstatným nedostatkem je, že zatím dokážou zjistit překážku na vzdálenost maximálně 150 m, což je pro běžnou železniční dopravu málo.

  4. Zabezpečení nástupišť
    V automatickém provozu vlaků je třeba věnovat pozornost také zabezpečení nástupišť. K zabezpečení nástupišť lze využít jednak organizačních prostředků, tj. informačních a výstražných značek, popř. hlášení staničního rozhlasu, a jednak technických prostředků, které fyzicky zamezují vstup osob do kolejiště, dokud vlak nezastaví. V systémech městské hromadné dopravy se často využívá bran, které se otevřou až po zastavení vlaku a umožní cestujícím pouze nastoupit do dveří soupravy a vystoupit z nich. V železniční dopravě je realizace takového opatření obtížnější, protože přesnost zastavení vlaku je menší a především vozový park se skládá z více typů vozů s různými vzdálenostmi mezi dveřmi. Využívá se proto spíše kombinace světelných závor a systémů pro rozpoznávání překážek v kolejišti, které mohou být mobilní (o těch se hovořilo v předcházejícím odstavci) nebo stacionární a jsou součástí staničního zařízení.

  5. Úrovňové křížení komunikací
    V městské hromadné dopravě s automatickým vedením vlakových souprav je křížení s jinými druhy dopravy vyřešeno tak, že vyhláška bezprostřední styk komunikací v podobě jednoúrovňového křížení zkrátka zakazuje. Kdyby podobné nařízení platilo i na železnici, stavba dráhy nebo její rekonstrukce při přechodu na automatický provoz by se notně prodražily. Na železnici se jednoúrovňovému křížení komunikací nelze vyhnout. Řešením je dokonalé zabezpečení přejezdů závorami přes celou šířku komunikace a jejich vybavení systémem pro detekci překážek.

  6. Příprava vlaků před výjezdem a jejich odstavení
    Předpokládá se, že automatizovaná bude i příprava vlaku před výjezdem na trať, včetně vyzkoušení funkce řídicích systémů a automatické zkoušky brzdy. Navést vlaky na trať a odstavit je na odstavnou kolej nebo do depa lze i ručně, pod vedením strojvedoucího, ukáže-li se, že toto řešení bude ekonomicky výhodnější než plně automatický provoz.

  7. Poruchové řízení
    Nastane-li na trati porucha, může způsobit značné komplikace. Zatímco v městské dopravě je většinou jednoduché vypravit na místo poruchy obsluhu, která buď závadu na místě odstraní, nebo vlak dovede do nejbližší stanice, v níž je možné porouchanou soupravu odstavit, v železniční dopravě to bývá pro větší vzdálenosti mezi stanicemi obtížněji uskutečnitelné. Poruchy je nutné omezit na minimum, a jestliže se přece jen vyskytnou, je třeba vlak automaticky dovést do nejbližší stanice.
    Podle zkušeností z městské dopravy byly vytipovány tyto nejčastější zdroje poruch:
    - poruchy dveří,
    - poruchy poháněcího ústrojí nebo brzd,
    - poruchy počítače.
    Pro omezení vlivu poruch dveří je třeba technicky zabezpečit, aby se dveře při poruše pokud možno zavřely a zablokovaly v uzavřené poloze (cestující mohou využít ostatních dveří soupravy). Vliv poruch poháněcího ústrojí, brzd a počítače lze omezit redundancí nejdůležitějších komponent.
    Dovést porouchanou soupravu do nejbližší stanice a tam ji odstavit je úkol provozního dispečinku. Aby bylo možné tento úkol splnit, musí mít dispečer přehled o technickém stavu vlaku. K tomu je určen systém diagnostiky souprav. Podobný systém je již několik let úspěšně zaveden u vlaků ICE. Součástí tohoto systému jsou mj. snímače vykolejení a nárazu. Dovést soupravu do nejbližší stanice samozřejmě není možné tehdy, když totálně selže pohonné nebo brzdné ústrojí, když vlak vykolejí nebo za podobných mimořádných situací. Pro tyto případy je třeba vytvořit další scénář řízení – nehodový scénář. V něm jsou stanoveny úkoly, které musejí jednotliví řídící pracovníci splnit, aby byly následky nehody co nejrychleji a nejúčinněji odstraněny.

  8. Informace pro cestující a jejich bezpečnost
    Cestující ve vlaku, kteří potřebují informace nebo mají potíže, jsou zvyklí obracet se na vlakový personál a žádat jej o radu nebo o pomoc. U systémů s automatickým vedením vlaku to však nebude možné, proto je třeba tento úkol zajistit jinak. Pro informování cestujících musí být k dispozici jednoduchý a spolehlivý informační systém, který se skládá z informačních panelů a vlakového rozhlasu a jehož součástí je také možnost telefonicky se spojit s informátorem a dozvědět se potřebné informace od něj. Tento systém je potřebný za běžného provozu, ale velmi důležitý je především při nehodě, kdy je nutné organizovat záchranné práce nebo evakuaci osob.
    Vlakový personál také dohlíží na uzavření dveří před jízdou. V automaticky vedených vlacích musí ukončení nástupu a uzavření dveří kontrolovat koncové spínače a kamery.
    Povinností vlakového personálu je také dohlížet na pořádek v soupravě, poskytnout první pomoc cestujícím, kterým se stal úraz nebo byly stiženi náhlou nevolností, popř. hasit vzniklý požár a řešit podobné výjimečné situace. Tyto povinnosti zatím automat plně převzít nedokáže. Pro zvýšení bezpečnosti cestujících bude proto interiér vlaku vybaven systémem kamer, záchrannými brzdami, bezpečnostními hlásiči a zařízením hlasové komunikace s dispečinkem.
    Zkušební provoz systému mají německé dráhy v úseku Drážďany – Heidenau (Pirna) zahájit koncem roku 2003. Počítá se s tím, že projekt přispěje ke zlepšení mobility obyvatel v oblasti drážďanské aglomerace a zvýší přitažlivost hromadné dopravy na úkor individuální automobilové dopravy. Současně bude i cenným zdrojem zkušeností pro automatizaci dalších železničních tratí.

[Materiály DB AG. 2000.]

Tab. 1. Městská hromadná doprava s automatickým vedením souprav ve světě (historický přehled)

Město Země Systém Datum otevření
Kóbe Japonsko Portliner 5. 2. 1981
Ósaka Japonsko New Tram 16. 3. 1981
Lille Francie Véhicule automatigue léger (VAL) 16. 5. 1983
Toronto Kanada Scarborough Rapid Transit 23. 3. 1985
Vancouver Kanada SkyTrain 3. 1. 1986
Miami USA MetroMover 17. 4. 1986
Londýn Velká Británie Docklands Light Railway 31. 8. 1987
Jacksonville USA Skyway červen 1989
Lyon Francie Metro Linie D 9. 9. 1991
Toulouse Francie Metro Linie A 26. 6. 1993
Tokio Japonsko Yurikamome-Linie 1. 11. 1995
Tchai-pei Tchaj-wan Mucha-Linie 27. 2. 1996
Ankara Turecko Metro Linie 1 29. 12. 1997
Kuala Lumpur Malajsie Project Usahasama Transit Ringan, Automatic Light Rail Transit (PUTRA-LTR) 1. 9. 1998
Paříž Francie Métro Est-Ouest Rapide (Méteor) 15. 10. 1998