28. srpna 2003
V souvislosti s procesem sjednocování Evropy se zvyšují i nároky na to, aby v evropském prostoru mohly všechny dopravní systémy operovat bez omezení a časových ztrát. Na železnici je situace o to složitější, že jednotlivé národní systémy se poměrně značně odlišují, například pokud jde o návěstní systémy, vlaková zabezpečovací zařízení, ale i o provozní předpisy. Tento stav je stále zdrojem potíží při zajišťování železniční dopravy přes hranice jednotlivých států a vyžaduje přijímání časově
a organizačně náročných opatření, jako například střídání personálu či výměnu hnacích vozidel.
Na počátku devadesátých let minulého století proto vznikla koncepce interoperability pro transevropskou vysokorychlostní železniční síť TEN, jejíž zásady byly zakotveny ve směrnici Evropské komise 96/48//EC. Pro konvenční tratě tuto oblast zastřešuje směrnice 2001/16/EC. Obě směrnice požadují, aby jednotlivé státy v souladu s dokumentem Technické požadavky na interoperabilitu (TSI) uzákonily požadavky na interoperabilitu, které jsou rozpracovány v oblastech infra-struktura, vozidlový park, údržba vozidel, energie, provoz a řízení (Control/Comand) a zahrnují omunikační, zabezpečovací a řídicí techniku.
V roce 1991 zahájila Mezinárodní železniční unie (UIC) projekt jednotného evropského vlakového zabezpečovacího zařízení, který sledoval zajištění interoperability v oblasti zabezpečovací techniky. Protože tento projekt má vzhledem k záměrům Evropské unie značný význam, unie jej převzala a učinila částí projektu ERTMS – European Rail Traffic Management System, jehož základním cílem je dosažení interoperability v oblasti komunikačních, zabezpečovacích a řídicích systémů, vybudování jednotného evropského trhu s těmito systémy a zvýšení bezpečnosti a efektivity železniční dopravy. Projekt ERTMS pokrývá oblasti:
l komunikace – projekt EIRENE, v jehož rámci byly vytvořeny funkční a systémové specifikace, které vedly k systému GSM-R (Global System for Mobile Communications – Railway), tedy digitální rádiové síti pro mobilní komunikaci na železnici,
l zabezpečení – projekt ETCS (European Train Control System) – Evropské vlakové zabezpečovací zařízení,
l řízení – projekt OPTIRAILS (OPTImization of traffic through the european RAIL traffic management System), tedy optimalizace provozu prostřednictvím ERTMS,
l provozu – projekt HEROE (Harmonization of European Operational Rules) – Harmonizace evropských provozních předpisů pro systémy zabezpečení a řízení jízd vlaků.
GSM-R je standardizovaný technický prostředek pro realizaci funkčních a systémových specifikací EIRENE, zajišťující potřebnou interoperabilitu a kompatibilitu v oblasti rádiové komunikace. Specifikace systému GSM-R vychází z praxí ověřené technologické platformy veřejného digitálního rádiového systému GSM, doplněného a rozšířeného o specifické drážní požadavky a vlastnosti (viz obr. 1). Tyto služby v rámci systému GSM-R umožňují plnou integraci všech požadavků na mobilní rádiovou komunikaci v železničním provozu, tedy jak provozní komunikaci s přímým vlivem na bezpečnost a provoz technologických systémů, tak i obecnou interpersonální komunikaci.
Hlavním cílem GSM-R je bezporuchový železniční provoz
Systému je celoevropsky vyhrazen samostatný kmitočtový úsek v pásmu 900 MHz.Na rozdíl od veřejných sítí GSM,orientovaných především na maximální počet účastníků sítě, maximální využití rádiové sítě a rozvoj sítě orientovaný na masový trh, se GSM-R orientuje především na bezporuchový železniční provoz, maximální dostupnost rádiových prostředků a rozvoj sítě podle specifických potřeb železnice.
České dráhy připravily pilotní projekt GSM-R v úseku státní hranice-Děčín-Praha-Kolín v délce 201 kilometrů s předpokládanou dobou výstavby jeden rok. Výběrové řízení na jeho realizaci dosud není ukončeno
V současné době prakticky všechny západoevropské země nasazují systém GSM-R s tím, že ukončení výstavby se předpokládá mezi lety 2004 až 2007. Německé dráhy v současné době dokončují projekt na vybavení 24 500 kilometrů tratí se sedmi řídicími středisky. Slovenské železnice usilují o vybudování sítě GSM-R v příštím roce.
České dráhy připravily pilotní projekt GSM-R v úseku státní hranice-Děčín-Praha-Kolín v délce 201 kilometrů s předpokládanou dobou výstavby jeden rok. Výběrové řízení na jeho realizaci dosud není ukončeno.
ETCS zakládá řízení vlaku na ucelené informaci zobrazované v kabině strojvedoucího v souladu s obecně platnými pravidly, definovanými pro evropskou železniční síť. Základní principy funkce ETCS lze stručně vyjádřit takto – pohyb vlaku je možný jen při platném oprávnění k jízdě, vymezeném koncem cesty a obvykle též časovým limitem k jeho dosažení; bezpečná kontrola rychlosti vlaku je zajištěna na základě vzdálenosti ke konci jízdní cesty, rychlostních omezení v jízdní cestě, sklonových poměrů a charakteristik vlaku.
Systém se skládá z traťové části, která zprostředkuje informace od národních zabezpečovacích zařízení pro mobilní část systému na hnacím vozidle vlaku. Tato část pak jednotným způsobem poskytuje strojvedoucímu informace pro vedení vlaku a dohlíží na jeho správné vedení. Systém má tři aplikační úrovně, které lze charakterizovat takto:
l Úroveň 1 – je v podstatě klasickým vlakovým zabezpečovacím zařízením s kontrolou rychlosti vlaku; komunikace mezi traťovou a palubní částí je zajišťována balízami (komunikační majáky umístěné v koleji pro předávání informací jedoucímu vlaku a stanovení jeho polohy), palubní část poskytuje informace pro vedení vlaku strojvedoucímu, který se při vedení vlaku řídí stávajícími návěstidly.
l Úroveň 2 – každý vlak vybavený systémem ETCS je registrován v radioblokové centrále – RBC, která sleduje jeho polohu a současně určí povolení k jízdě v souladu s údaji od stávajících zabezpečovacích zařízení; palubní část vysílá polohu vlaku vztaženou k balíze do RBC, zajišťuje kontrolu rychlosti a poskytuje informace pro vedení vlaku strojvedoucímu, který již pro vedení vlaku nepotřebuje návěstidla. (Princip funkce úrovně 2 je naznačen na obr. 2.)
l Úroveň 3 – všechny vlaky jedoucí v obvodu RBC musí být vybaveny systémem ETCS a kontrolou své celistvosti. RBC tak může řídit jízdy vlaků optimálním způsobem s minimálními požadavky na stávající zabezpečovací zařízení. Hovoříme o tzv. Moving Block – traťovém zařízení s pohyblivými oddíly. Vedle návěstidel odpadá i nutnost budovat prostředky pro zjišťování volnosti kolejových úseků.
Správná volba ETCS ušetří mnoho infrastrukturních zařízení
Pokud je trať vybavena pouze národním systémem vlakového zabezpečovacího zařízení a palubní část ETCS je vybavena příslušným STM (Specific Transmission Modul), který komunikuje s národní traťovou částí, pak je možné získané informace zpracovat a zobrazovat pomocí palubní části ETCS, a tak zajistit funkci národního systému.
Systém ETCS je koncipován jako jednotný evropský systém, který zastřešujícím způsobem dokáže komunikovat s nejrůznějšími národními zabezpečovacími systémy. Ve vyšších aplikačních úrovních však dokáže přebírat i jejich funkci, například v úrovni 2 dokáže RBC prakticky nahradit systém dálkového ovládání zabezpečovacích zařízení a umožňuje zajistit provoz bez návěstidel na trati. V úrovni 3 pak vlak sám zajišťuje kontrolu své celistvosti, a protože RBC zná polohu všech vlaků ve svém obvodu, může vždy rozhodnout o volnosti daného úseku cesty. Správnou volbou systému ETCS bude v budoucnu možné ušetřit mnoho z infrastrukturních zařízení, a to zejména v jednodušších provozních poměrech na vedlejších tratích. To přináší nové možnosti ve vybavování zejména vedlejších tratí, umožňuje jejich centrální řízení a odstranění potřeby provozních pracovníků ve stanicích.
Současně jsou v provozu nebo před dokončením pilotní projekty v devíti zemích – Rakousku, Maďarsku, Francii, Německu, Velké Británii, Itálii, Nizozemsku a Španělsku. Jedná se většinou o pilotní projekty pro implementaci ETCS úrovně 1 a 2 do národních podmínek. Ve Švýcarsku probíhá komerční provoz na trati Oltern-Luzern, která je vybavena systémem ETCS úrovně 2. Komerční provoz byl v roce 2001 zahájen rovněž v Bulharsku na trati Plovdiv-Burgas vybavené systémem ETCS úrovně 1.
ČD připravují realizaci projektu ETCS úrovně 2
U Českých drah, které se na vývoji projektu ETCS podílely od samého počátku, byly zpracovány studie implementace ETCS do národních podmínek. V současné době se připravuje vyhlášení mezinárodní soutěže na realizaci pilotního projektu ETCS úrovně 2 na úseku Poříčany-Kolín s finanční podporou z fondu ISPA.
OPTIRAILS – je projekt, jehož cílem je zkrácení doby potřebné pro přechod hranic států, redukce zpoždění vlaků díky lepší znalosti průběhu jízdy od počátku do cíle, lepšímu komunikačnímu systému, dispečerskému řízení vlaků a optimalizačním nástrojům a procedurám. To povede ke zvýšení průměrné přepravní rychlosti, zvýšení kapacity koridorových tratí, zlepšení managementu jízdního personálu a vozebních prostředků, zlepšení informací pro koncové uživatele v osobní i nákladní dopravě a k účelnému stanovení ekonomicky efektivních dopravních koridorů.
Jedná se v podstatě o nadnárodní dispečerský systém pro řízení provozu na ucelených evropských koridorech. Neuvažuje se o přímých řídicích zásazích do železničního provozu, ale národní dispečerská centra budou sdílet potřebné informace z celého koridoru a budou jim poskytovány optimalizované návrhy k řešení nepravidelností provozu.
Projekt byl zahájen v roce 2000 a pokračuje demonstrací funkce – sběrem dat a jejich vyhodnocováním – a demonstrací možností podpůrných optimalizačních nástrojů na úseku Karlsruhe (DB) – Basilej (SBB) – Chiasso (SBB) – Como (FS) – Milán (FS). Výsledky byly představeny na uživatelském fóru v Praze v červenci roku 2001. Projekt bude pokračovat až do příštího roku schvalovacími procedurami, výstavbou pilotního úseku a ověřovacím provozem.
HEROE (Harmonization of European Operational Rules) – Harmonizace evropských provozních předpisů je podpůrným projektem ERTMS. Jeho cílem je vytvořit základní soubor předpisů a pravidel aplikovaných na ERTMS. Bude se také zabývat obecnými pravidly pro vedení vlaku a řízení vlakové dopravy a specifickými otázkami bezpečnosti a její analýzy. Probíhající etapa projektu se soustřeďuje zejména na pravidla pro ETCS úrovně 1 a 2. V jejím průběhu jsou navržená pravidla demonstrována pomocí ETCS simulátorů a prověřována budoucími uživateli, tedy dráhami. České dráhy se této etapy rovněž účastní.
Implementace systémů ERTMS v ČR je nezbytná
Česká republika vynakládá nemalé prostředky na modernizaci koridorových železničních tratí. Efektivní využití těchto prostředků je podmíněno rychlým doplněním mezinárodně významných železničních tratí v České republice systémy ERTMS. Nedojde-li k tomuto kroku včas, hrozí nebezpečí, že mezinárodní doprava bude vedena po tratích sousedních zemí. Dopad na ekonomiku Českých drah není potřeba rozebírat. Zpoždění v budování ERTMS by mohlo mít za následek významné zpomalení další modernizace dopravního systému České republiky, protože Evropská unie podmíní financování dopravy ze zdrojů společenství interoperabilitou. Je proto nezbytné soustředit veškeré úsilí na implementaci systémů ERTMS do národních podmínek a zahájit jejich rutinní budování. Ing. Jiří Šustr,
Ing. Petr Varadinov,
České dráhy, a. s., Technická ústředna dopravní cesty
