A digitális vasúti infrastruktúra jövője

Hogyan növelhető a biztonság és a pályák kihasználtsága, akár a meglévő hálózatok és járműpark esetében és hogyan segítheti a karbantartást vagy fejlesztés a meglévő vasúthálózat digitalizált leképezése? Ezekről is szó volt a Siemens budapesti központjában tartott előadáson.

Ez nem más, mint a meglévő vasúti infrastruktúra komplett, 3D-s digitális leképezése, felmérése, ami egyaránt elősegítheti mind az aktuális karbantartások, pályafelújítások megtervezését, mind a közeljövő fejlesztéseit, legyen az állomásfelújítás, hálózatbővítés, új leágazások, vágánybecsatlakozás kiépítése, új szintbeli vagy külön szintű közúti kereszteződés, gyalogos alul- vagy felüljáró. A meglévő infrastruktúra leképezése centiméter pontossággal történik, egy erre a célra kialakított mérőszerelvénnyel. Gyakori probléma, hogy nincsnek meg vagy hiányosak a régi tervrajzok, vagy az időközbeni változások nem lettek rá felvezetve.

A digitalizált infrastruktúrák adatbázisa, egy központi, akár felhő alapú rendszeren át hozzáférhetővé válik például a partnercégeknek is, akik majd részt vesznek a tervezett projektek kivitelezésében. Az adatbázis nemcsak a különböző munkálatok során nyújthat segítséget, de például a téli hóekézés során is nagy segítség; mikor milyen objektumra kell figyelni (útátjáró, kitérő, jelzőberendezések stb.). Az alkamazás használatához nincs szükség új hardverre, a meglévő iOS eszközökön is elérhető.

További előny, hogy növelheti a pályakapacitások kihasználtságát és a közlekedés biztonságát, párosítva az ETCS-vel.

Ennek legújabb, immár harmadik generációja egyesíti az ETCS 2. szint analóg funkcionalitását, számos előnnyel. A szabad pályaszakaszok észlelését már nem az állomások végzik, hanem az RBC vonatbefolyásoló-egység, az OBU segítségvel. A pályák fix blokkokra való felosztása helyébe az úgynevezett mozgó blokkos rendszer lép. Ugyanakkor, a Hibrid 3 alkalmazásval nemcsak a harmadik szinthez szükséges berendezések telepítése lehetséges, de a korábbi szintek is kiegészíthetők és más rendszerekkel integrálhatók. Ezáltal kevesebb pályamenti berendezés szükséges, javul a munkabiztonság, kisebb hibalehetőség, csökken a menetidő a nagyobb átlagsebességnak köszönhetően, de javul a pályakapcitás, akár tizenöt százalékkal, míg az infrastruktúra-költségek húsz százalékkal is csökkenthetők, de kisebb lesz az energia-felhasználás is.

Visszacsatolva a BIM-hez, a mozdonyvezető napszaktól, látási- és időjárási körülményektől függetlenül kap tájékoztatást ezredmásodpercekben mérhető időn belül, a soron következő jelzésekről, jelzőberendezésekről, vagy azok állásáról, még mielőtt teljes biztonsággal, vizuálisan észlelhetné azokat.

A Hibrid 3-at a fenti előnyei miatt eddig már ötvennégy országban építették ki, Európán kívül is használják.

Ahhoz, hogy a régi és új járművek közös infrastruktúrán együtt közlekedhessenek maximális biztonságban és hatékonyságban, a fenti ETCS-hez számos kiegészítő-berendezést kell beépíteni utólag, nem ritkán 30–50 éves járművekbe is. Az újaknál természetesen nincs ilyen gond, már a járműgyártónál beépítették ezeket, az akutális tervek alapján.

A régi járműveknél hasonló gondok merülnek fel, mint fentebb: vagy nincs megbízható, eredeti tervrajz, vagy már sok éve, utólag át lettek építve, korszerüsítve – az akkori szinten – járművek. Ezért kérdés, mit hova lehet beépíteni ma, hogy az eszközk maximális biztonsággal el tudják látni feladatukat, rendszerbe kapcsolhatók legyenek és ne zavarják egymást működés közben.

A Siemens csapata ezért egy speciális szkennerrel digitalizálja a vasúti járműveket, majd az adott egységeket előbb virtuálisan megpróbálják beépíteni a megfelelő helyekre, CAD tervezőprogram segítségével. Korábban ez igencsak fáradságos, szó szerinti próbálgatás volt, a berendezésekkel azonos méretű papírsablonokkal, az átvizsgáló soron bujkálva. A helyigény sem minden, az új berendezéseket szakszerűen rögzíteni kell és biztosítani a stabil, vezeték nélküli jelátvitelt is.

A BIM-mel összekapcsolva lehetőség van arra is, hogy újonnan beszerzendő járműveket a meglévő infrastruktúrára helyezzünk vírtuálisan, hogy biztonsággal elférnek-e egymás mellett vagy megmarad-e az előírt űrszelvény.

Ez szintén tökéletesen illik az eddigi rendszerkbe, sőt kiegészíthető a forgalomszervezési-menedzsmenttel (TMS – Traffic Management System). Ezt elsőként 2018-ban alkalmazták, menetrend szerinti forgalomban, vasúton. Ennek több lépcsője létezik, a második szinten még részleges automatizálásról beszélünk. A jármű közlekedése már automatizált, a mozdonyvezető felügyel, figyeli az akadályokat, az állomásokon, nyitja és zárja az ajtókat. A harmadik szinten már csak az esetleges rendellenesség vagy akadály esetén avatkozik be, míg a negyedik szinten már minden automatikusan történik – megállás, ajtók nyitása-zárása, vonatindítás – a vező már csak fizikailag van jelen. Az ötödik szint a vezető nélküli szerelvény.

Az automatizálás előnyei

• a precíz mentrend-betartás,
• komfortos gyorsítás és fékezés,
• maximális fékenergia-visszatáplálás a hálózatba,
• energiatakarékosság és
• az üzemi fékek kímélése,
• adaptív haladás a domborzat függvényében és
• ütemesebb menetrend valamint
• kényelmesebb munkavégzés a mozdonyvezetőnek.

Ez utóbbi gyorsabb visszafordítást és kevesebb gyaloglást, időkiesést jelent a személyzetnek. A vonat, az utasok és a személyzet leszállását követően, automatikusan elhagyja az állomást, kihúz, és tér vissza az indulási vágányra. Az eddigi gyakorlati alkalmazások során harminc százalékos a vonal, a vonatok kapacitás-növekedése, ugyanakkor harminchét százalékkal csökkenhet az energia-felhasználás mértéke.

Mint látható számos üzemeltetési előnyt hordoz a vasúthálózatok digitalizációja, akár üzemeltetési, akár utasforgalmi oldalról vizsgáljuk.