Když se před dvěma lety v rozmezí několika málo dnů fatálně srazily vlaky u Perninku a Českého Brodu, širší veřejnost se naučila nové slovíčko ETCS.
Není divu, tři oběti a 59 zraněných byli pádným argumentem dopravních expertů, kteří tehdy tvrdili, že kdyby na železnici dohlíželo evropské vlakové zabezpečovací zařízení (European Train Control System), k takovým škodám by jistě nedošlo.
Zabezpečená pendolina za 410 milionů korun
Technologii dnes připomenula čerstvá tisková zpráva ČD-Telematiky, která ve spolupráci s Alstomem namontuje stejnojmenný zabezpečovač do všech sedmi souprav řady 680 – Pendolino. Cena zakázky se vyšplhá na astronomických 410 milionů korun. To dělá nějakých 58,5 milionů na jednu soupravu!
Aby mohlo Pendolino jezdit ještě rychleji, potřebuje ETCS
Mimochodem, modernizace pendolin navazuje na obdobnou úpravu lokomotiv řady 362, 362 WTB, 162 WTB a řídících vozů 961 Českých drah.
Fajn, takže už víme, že ETCS není zrovna za hubičku, ale co to tedy vlastně je?
Železniční mobilní síť GSM-R CZ
ETCS je jednou z vrstev evropské snahy, jak na starém kontinentu zavést jednotný systém železničního řízení ERTMS (European Rail Traffic Management System). Zatímco ETCS má za úkol zajistit bezpečnost dopravy, další vrstva GSM-R, která s tou první úzce souvisí, komunikaci.
BTS stanice mobilní sítě GSM-R CZ
Ale ne, další zkratka? Ano, tato vám ale bude jistě povědomá, jak už totiž napovídá její název, GSM-R je speciální odnoží mobilní telefonie pro vlakovou dopravu, přičemž českou síť GSM-R CZ provozuje Správa železnic. K čemu je to dobré?
500 km/h a nízká latence
Technologie spolehlivě funguje i při rychlostech okolo 500 km/h, podporuje hromadné hovory, ve kterých může operátor upozornit všechny strojvedoucí v okolí třeba na ten kočárek zaseklý na přejezdu u Čmelákovic, no a to vše s velmi nízkou latencí.
Není divu, při brzdné dráze kdejakého pendolina jde totiž o každou sekundu. Samozřejmostí je nakonec také služba SMS a zahraniční roaming, aby se mašinfíra domluvil poté, co jeho vlak kdesi za Hřenskem opustí území republiky.
GSM-R a FRMCS v Česku:
Zatímco v ETCS Česko teprve začíná a tento zabezpečovací systém pokrývá jen část hlavních tratí, GSM-R je na tom mnohem lépe. Není divu, je to už relativně stará technologie, a tak železniční operátoři poslední roky pracují na nové mezinárodní specifikaci FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), která bude víceméně kopírovat vývoj na poli LTE a 5G.
Euromaják
Schválně jsem namísto ETCS začal technologií GSM-R, evropský zabezpečovací systém totiž může komunikovat i skrze tuto rádiovou vrstvu, byť jeho základním prvkem jsou přepínatelné a nepřepínatelné eurobalízy.
Pasivní balíza v kolejích a čtečka v podvozku
Čert aby se v tom vyznal, co je to proboha balíza? Termín pochází z francouzského slovíčka balise a znamená maják. Stručně řečeno, lídrem modernizace železnic a stavby VRT v poválečné Evropě byla Paříž, a tak se prosadila i její terminologie. Kdybychom stavěli železnice dnes, spíše bychom používali anglickou a ve světě IT neméně zažitou variantu beacon.
Tak trochu NFC beacon, ale v kolejích
Základní eurobalíza je tedy v podstatě pasivní maják, beacon, který je zabudovaný ve středu kolejiště. Když nad ním přejede vlak, v majáku se indukuje proud a 27,095MHz vysílač s modulací FSK začne vysílat periodické stavové zprávy, které zachytí přijímač v podvozku. Přenosová rychlost by měla stačit k tomu, aby i 500 km/h vozidlo zachytilo nejméně tři celé zprávy.
Balíza a přijímač na německé železnici
Instalací vícero balíz za sebou pak zajistíme ještě vyšší komunikační redundanci a zároveň dle posloupnosti přijatých zpráv ověříme správný směr jízdy.
Statická vs dynamická zpráva
Nepřepínatelná eurobalíza odesílá statické neměnné zprávy, které mohou obsahovat fixní polohu, charakter tratě nebo třeba rychlostní limit. Palubní počítač pak podle těchto údajů dokáže upravit jízdu a předá informaci strojvedoucímu.
Schéma ETCS úrovně L2 se statickou nepřepínatelnou balízou a se zapojením rádiové stavové komunikace skrze GSM-R
Asi už tušíte, v čem se liší přepínatelná eurobalíza. V takovém případě se jedná o dynamický – programovatelný – maják, který je napojený na další bezpečnostní prvky tratě. Takovým prvkem mohou být třeba návěstidla, jejichž aktuální stav pak balíza při přejezdu opět předá palubnímu počítači v lokomotivě.
Schéma ETCS úrovně L1 s dynamickou přepínatelnou balízou
Suma sumárum, eurobalízy fungují podobně jako pasivní NFC vysílače bez vlastního napájení, jejich vysílač se totiž nabije elektromagnetickou indukcí z drážního vozidla.
Principy ETCS jsou zároveň základním stavebním kamenem pro autonomní železniční dopravu zítřka.
Plán výstavby ETCS v Česku
Ministerstvo dopravy loni publikovalo čtyřicetistránkový Plán moderního zabezpečení české železnice. Implementace evropského vlakového zabezpečovacího zařízení ETCS (PDF). Dokument najdete vložený na konci článku.
Mapa postupného pokrytí ETCS na hlavních tratích
Jak už název napovídá, hutný text barvitě popisuje harmonogram budování ETCS na českých tratích a čerstvá tisková zpráva ČD-Telematiky s tím vlastně úzce souvisí.
K zabezpečení železnice podle evropského systému totiž nebude stačit pouze armáda přepínatelných a nepřepínatelných balíz uprostřed kolejí, ale samozřejmě i modernizace drážních vozidel nejen Českých drah, ale i ostatních dopravců včetně těch nákladních.
5 416 zabezpečených kilometrů
Podle plánu mělo být do konce roku 2021 pokryto různou úrovní systému 818 kilometrů kolejí v Česku. To je ale málo a jde samozřejmě především o ty nejfrekventovanější tratě. Klíčovým milníkem je tedy až rok 2030 – tou dobou bude ETCS na 5 416 kilometrech železničních cest v Česku.
Většina tratí bude mít ETCS do roku 2030
Jak bude modernizace pokračovat, hlavní tratě se dostanou do režimu výhradního provozu vlaků pod dohledem ETCS. To znamená, že se už na ně nedostanou vozidla bez evropského zabezpečovacího systému.
Každý rok by mělo vyrůst několik set zabezpečených kilometrů
Je to logické, smíšená doprava by ve výsledku bezpečnost zvýšila jen částečně, modernizované Pendolino by se totiž i nadále mohlo čelně srazit s nějakým tím zatoulaným motoráčkem z Humpolce, který se omylem ocitl kdesi na koridoru.
Finální účet? Možná až 150 miliard korun
Díky stavbě ETCS v Česku se proto dočkáme i obměny vozového parku. Ministerský plán vypočítává, že podstatná část projde jen tzv. retrofittingem – dovybavením jednotkami zabezpečení, nicméně ve stovkách případů půjde i o nákupy nových mašin.
Jen náklady na traťovou část se do roku 2030 vyšplhají na 46,8 miliard korun
Odhadované náklady na zavádění traťové části ETCS na tuzemské železnici se podle ministerstva vyšplhají během následujících let až na 46,8 miliard korun.
Náklady vozidlové části pak samotní dopravci vyčíslují na téměř 100 miliard korun a vzhledem k tomu, že jen sedm pendolin přijde na 410 milionů, to asi nebude daleko od pravdy. Nutno podotknout, že ohromnou cifru navyšují především už zmíněné plánované nákupy celých nových souprav.
Sečteno a podtrženo, celkový účet se vším všudy by se mohl pohybovat někde okolo astronomických 150 miliard korun!
Podstatnou část nákladů celého systému by měly pokrýt evropské zdroje.
Nelze než doufat, že budou i kvůli současné nepředvídatelné bezpečnostní a energetické situaci na starém kontinentu opravdu k dispozici. Pokud to všechno vyjde, do deseti let snad z českých kolejí zmizí alespoň ty nejbizarnější nehody, kde na první pohled selhal lidský faktor.
Plán budování ETCS v Česku:
