Zvýšení konkurenceschopnosti železniční dopravy se bez využití digitalizace neobejde

21. 7. 2020

Role železniční dopravy se za posledních deset let výrazně změnila. Železnice byla a je konfrontována s celou řadou procesů, které lze v krátkosti popsat jako liberalizace a digitalizace. Ty s sebou přináší jak příležitosti, tak hrozby. Železniční systém v ČR proto stojí na „životní křižovatce" dalšího rozvoje.

Všechny tyto procesy jsou zaváděny z důvodu zajištění nediskriminovaného přístupu na železniční trh a s cílem zvýšit bezpečnost a spolehlivost Železniční doprava musí v budoucnu plnit, stejně jako v minulosti a současnosti, svou základní úlohu - musí být páteří dopravního systému a mobility osob a zboží.

Snaha o naplnění těchto cílů však měla v některých případech negativní vliv na kapacitu železničního systému či jeho částí. Stejně tak realizovaná opatření pro zvýšení bezpečnosti mohou v některých specifických případech snížit propustnou výkonnost nejen jednotlivých tratí, ale možná i celé sítě. Je proto důležité využít nových poznatků v technologiích železniční dopravy a pracovat na efektivních opatřeních a postupech pro zvýšení kapacity železniční dopravní cesty a maximalizaci propustné výkonnosti sítě s udržením kvality, spolehlivosti a bezpečnosti.

Faktory ovlivňující kapacitu sítě

Jako nejžhavější se z pohledu časového jeví zavádění Automated Train Operation, ETCS, unifikace trakční napájecí soustavy či rekonstrukce stanic, zhlaví a efektivní řízení výlukové činnosti obecně. To jsou faktory, které mají zásadní vliv na kapacitu sítě. V tomto ohledu je možné spatřovat nový trend v používání moderních simulačních nástrojů při přípravě nových staveb či optimalizacích současné sítě.

Neméně důležité je klást důraz na kvalitu služeb poskytovanou zákazníkům v osobní dopravě. V této oblasti je dnes velkým fenoménem interakce s přepravní službou v podobě real-time informování cestujících, zajištění standardů kvality, přestupních vazeb či řešení nestandardních situací. V nákladní železniční dopravě, jejíž rentabilita je velmi závislá na harmonizaci přepravních podmínek se silniční dopravou, je třeba se zabývat efektivní vazbou na logistické systémy a zapojení železniční dopravy do dodavatelsko-odběratelských řetězců. Efektivní provázaností dat celého logistického (multimodálního) řetězce včetně implementace očekávaného času příjezdu (ETA), mimo jiné rozvojem moderních přepravních technologu, digitalizací, automatizací, využitím AI atd„ lze dosáhnout vyšší rentability a konkurenceschopnosti železniční dopravy. To vše v kontextu plánu zavedení jednotného evropského dopravního prostoru (SERA).

Koncepce řízení drážní dopravy založená na přímé komunikaci vozidel a infrastruktury má velký potenciál pro efektivnější, spolehlivější, bezpečnější a levnější řízení drážní dopravy, což je extrémně důležité především pro nekoridorové tratě. V této oblasti je možné efektivnější uplatnění ERTMS/ETCS v železničním systému ČR, a to prostřednictvím návrhu jeho nové národní koncepce a architektury. Ta bude založena na funkční integraci prvků ERTMS/ETCS (traťová část a mobilní část, GSM-R), dosavadních technologií pro řízení a zabezpečení železniční dopravy (staniční, traťové, přejezdové zabezpečovací zařízení a další funkce jako Automated Train Operation) a systému centralizovaného řízení dopravy. Pro úspěšnou implementaci je nutné navrhnout model jednotného řídicího a zabezpečovacího zařízení, které využije distribuované technologie s objektovými kontroléry a centralizací logických funkcí.

Jako další stupeň pak mohou být řešeny otázky zabezpečení posunových cest, podmínky jízdy bez strojvedoucího (GoA3, GoA4) a virtuální svěšování vozidel. Tato implementace potřebuje svou podporu také v metodice zavádění navrhované koncepce řízení a zabezpečení pro fázi projektování, výstavby a provozování systému v reálných podmínkách ČR. K tomu je vhodné a nutné tento systém ověřit a demonstrovat v simulovaném prostředí.

Komunikace V2I a V2V

Neoddělitelnou součástí se musí stát technologie komunikace vozidlo-infrastruktura (V2I i V2V) se všemi prvky dopravního systému, která bude založena na kvalitním vysokorychlostním a vysokokapacitním datovém spojení. V tomto ohledu se nabízí využití technologie FRMCS, případné využití 5G sítí veřejných operátorů nebo otevřeného standardu ITS G5, vyvinutého pro komunikaci vozidel na pozemních komunikacích. Pro komunikaci V2I bude nutné v dlouhodobém horizontu stanovit komplexní požadavky pro zajištění potřeb železniční dopravy, v perspektivě řešení VRT, koridorových a mimo-koridorových tratí v ČR s přesahem na další druhy dopravy. Obdobným způsobem pak bude možné tohoto systému komunikace využít při zavádění automatizace řízení vozidel (řešení jízdy vozidla bez strojvedoucího v režimu GoA3 i především GoA4) jako je zajištění přenosu video streamu s vysokým rozlišením, přenos dat s velmi nízkou a garantovanou časovou latencí odezvy a vysokým stupněm zabezpečení (safety & security). Současně by měl být řešen přechod z dosavadního systému GSM-R (jeho podpora je zajištěna do roku 2030) na nové technologie, zejména FRMCS, 5G, ITS G5 s akcentem na komplexní pokryti, spolehlivost a bezpečnost.

Nutná je také budoucí koncepce rozvoje

Tyto klíčové úkoly však není možné efektivně řešit bez poznání současného a návrhu žádoucího stavu pomocí funkční, organizační architektury a procesní mapy železničního dopravního systému. Taková koncepce, metodicky přejatá ze silniční dopravy, by postihla jak současný stav a jeho základní atributy (vysoká četnost subjektů působících na dopravním trhu vs. požadavek na vysokou funkční konzistenci železničního systému), tak zejména funkce, organizační jednotky a procesy, které současný stav nemá, ale musí mít (či by měl mít). Významným aspektem tohoto nástroje je hodnocení, případně návrh ukazatelů kvality funkcí a procesů, a také jejich soulad s definovanými cíli a opatřeními zejména s ohledem na předpokládanou masivní digitalizaci dopravního sektoru.

Předpokladem digitalizace je posílení horizontální komunikace mezi jednotlivými aktéry. Jako vhodný prostředek se jeví využití metody logického rámce, která umožňuje navrhnout a uspořádat základní charakteristiky systému ve vzájemných souvislostech. Je třeba identifikovat cíle a prostředky s určením jejich vzájemné provázanosti, pomocí kterých je možné jich dosáhnout. Celková logika návrhu musí být vytvářena přibližovacím postupem - to, co můžeme změřit, můžeme i řídit. Po prvotním nastavení systému bude za pomoci matice logického rámce možné jednotlivé části systému interně vyhodnotit a ověřit.

Autoři: Petr Nachtigall (Univerzita Pardubice Dopravní fakulta Jana Pernera), Miroslav Haltuf, Roman Srp

Článek byl převzat z odborného týdeníku Dopravní noviny