ETCS, CBTC a tradiční místní zabezpečení: Elisabeth Line s trojí zabezpečovací technologií významně rozšířila kapacitu londýnských rychlodrah

31.5.2022 Nová, velkokapacitní linka londýnského metra Elizabeth Line vedoucí mezi Paddingtonem a Abbey Wood, která byla otevřena 24. května, zkvalitní přepravní služby pro cestující v Londýně a jihovýchodní Anglii. Její technickou zvláštností je mj. využití trojí zabezpečovací technologie, zvlášť pro každý ze tří úseků linky.

Elisabeth Line a její vlaky

Elisabeth Line, tedy Alžbětina linka, v plánech londýnských drah označená fialovou barvou, je více než 100 km dlouhá. Vede po hlavních tratích na východ a na západ od centra Londýna a po nové centrální části. Předpokládá se přepravní kapacita 200 miliónů cestujících ročně.

Celý stavební projekt, na němž je Elisabeth Line provozována, má název Crossrail. Nachází se zde 41 stanic, z toho 10 zcela nových na 42 km dlouhém nově postaveném úseku, další stanice byly rekonstruovány. 8 z 10 nových stanic se nachází pod zemí a jsou vybaveny nástupištními stěnami (viz foto níže). Všechny užívané trati jsou elektrifikovány střídavou soustavou 25 kV 50 Hz se svrchním odběrem.

Linka je zatím v provozu ve třech oddělených částech, na západě, centru a východě města. Propojovací tunely v oblasti Padingtonu a Liverpool Street mají být dokončeny na podzim 2022. Poté bude linka bez přestupů propojovat Reading a terminály letiště Heathrow 4 a 5 na západě metropole se stanicemi Shenfield a Abbey Wood na východě.

Provoz na lince nyní funguje od pondělí do soboty mezi 6:30 a 23:00. Vlaky jezdí v pětiminutovém intervalu (12 vlaků za hodinu). Neděle je prozatím vyhrazena testům. Po dokončení linky na podzim 2022 pojede ve špičce až 22 vlaků za hodinu, tedy v intervalu necelé tři minuty. V květnu 2023 by měl počet spojů ve špičce dosáhnout 24 vlaků za hodinu, tedy v intervalu 2,5 minuty.

Na lince jsou provozovány devítivozové elektrické jednotky řady 345 Aventra (viz foto nahoře) o přepravní kapacitě až 1500 cestujících od společnosti Alstom (původně Bombardier Transportation, v roce 2021 došlo k jeho akvizici). Po tratích Elisabeth Line jezdí tyto vlaky rychlostí až 145 km/h. Jejich charakteristickým rysem je rozmanitost uspořádání sedadel tak, aby co nejlépe vyhovovaly různému charakteru provozu v centrální části a v okrajových částech linky (viz foto níže).

Tři různé zabezpečovací systémy

Z hlediska zabezpečovací technologie je Elisabeth Line unikátní v tom směru, že zahrnuje tři úseky vybavené různými zabezpečovacími systémy: ETCS, CBTC a stávající britský zabezpečovací systém Train Protection & Warning System (TPWS). Pod těmito systémy musí tedy fungovat i vlaky na lince.

a) ETCS

V západním, povrchovém úseku, jedním z nejstarších a nejvytíženějších ve Velké Británii, budou vlaky zabezpečeny pomocí technologie ETCS (European Train Control System). Tato technologie představuje v hierarchii zabezpečovacích systémů na Elisabeth Line vrcholový dozorující systém, rozšířený o CBTC a TPWS.

ETCS představuje systém, který na celostátních tratích dokáže za určitých okolností sám zastavit vlak bez zásahu strojvedoucího. Pokud například strojvedoucí nerespektuje návěst Stůj, systém chybu zjistí a vlak může bezpečně zastavit. Použitá technologie dohlíží na to, zda se vlak pohybuje v přesně vymezeném úseku trati.

ETCS dohlíží také na dodržování nejvyšší dovolené rychlosti v daném úseku a nejvyšší dovolené rychlosti vlaku. Při jejím překročení zabezpečovač zasáhne do řízení vozidla. Před zahájením provozního nebo nouzového brzdění ale nejdříve varuje strojvedoucího, aby měl možnost změnou způsobu řízení vozidla sám snížit rychlost, případně zastavit.

ETCS pracuje na principu výměny informací mezi traťovou (stacionární) a vozidlovou částí. Míra automatizace a s ní spojené funkce a systémové řešení jsou odstupňovány. Od úrovně 3 používá ETCS, podobně jako CBTC u automatizovaných městských rychlodrah (viz dále), princip pohyblivého bloku nezávislého na pevných traťových oddílech.

ETCS by měl postupně nahradit cca dvacet různých národních systémů vlakových zabezpečovačů v Evropě.

b) CBTC

Pro novou centrální část linky byl zvolen řídicí a zabezpečovací systém CBTC od společnosti Siemens. Stejně jako např. u metra v Turíně tak bude systém CBTC od společnosti Siemens fungovat na vlacích od Alstomu, přičemž oba tito konkurenti dodávají jak železniční vozidla, tak technologii CBTC.

Pro technologii CBTC (communication based train control neboli řízení vlaku založené na komunikaci) jsou charakteristické

• nezávislost na pevných traťových úsecích, čili používání tzv. pohyblivého bloku,

• vysokokapacitní obousměrná komunikace dat mezi vlakem a traťovým zařízením, díky níž je velmi přesně určena poloha vlaku,

• vykonávání životně důležitých funkcí vlakovými a traťovými procesory.

Řídicí centrum CBTC tvoří několik počítačů, které řídí vlaky na přidělených částech sítě a přitom se navzájem kontrolují. Jakmile řídicí počítač dostane od vlaku hlášení o jeho poloze, rychlosti a směru, porovná toto hlášení s hlášeními ostatních vlaků a s informacemi o trati včetně sklonů, povolených rychlostí a dalších potřebných parametrů. Na základě toho vypočítá bezpečný bod před vlakem, k němuž se vlak může přiblížit, a vydá mu tzv. povolení k pohybu. Je-li předchozí vlak v pohybu, „táhne“ za sebou i tento bezpečný bod – hranici povolení k pohybu.

Tím se CBTC s pohyblivým blokem liší od klasického zabezpečení tratí. Při něm je rozdělena trať na pevné traťové úseky, do nichž smí vlak vjet, až když jsou bezpečně volné.

Jak patrno, systém CBTC je koncipován tak, aby umožnil provoz vlaků zcela bez strojvedoucích. V takovém případě je vlak navíc vybaven kamerami a čidly vně i uvnitř vlaku, které detekují další možné překážky nebo nebezpečné situace. V konkrétních podmínkách, jako například právě na Elisabeth Line, mohou i vlaky s CBTC jezdit se strojvedoucími, kteří však pouze dohlížejí na provoz, případně zajišťují některé dílčí funkce (například otevírání a zavírání dveří).

Se zabezpečením technologií CBTC pro provoz bez strojvedoucích počítá i nová linka D pražského metra.

c) TPWS

Na východním úseku linky, vedoucím po stávající železniční trati, se používá nejstarší a nejrozšířenější britský systém TPWS – Train Protection & Warning Systém, tedy ochranný a varovný systém pro vlaky.

TPWS je zabezpečovací zařízení britských železnic, jehož úkolem je bezpečné zastavení vlaku, který projel návěst zakazující jízdu. Na rozdíl od pokročilejších typů zabezpečení, označovaných jako ATP (automatic train prodtection) není účelem TPWS zastavit vlak před návěstidlem zakazujícím jízdu, ale až v úseku za návěstidlem.

Technologie Siemens na Elisabeth Line

Na základě smlouvy se společností Crossrail Ltd. poskytla centrální zabezpečovací systém a komunikační a řídicí systémy pro novou železniční trať společnost Siemens Mobility. Zabezpečovací a řídicí systém CBTC umožňuje automatizovaný provoz vlaků, maximalizaci kapacity a propustnosti centrální části linky Elizabeth Line. Technologie byla vyvinuta, instalována, testována a uvedena do provozu pracovními týmy Siemens Mobility ve Velké Británii a Německu.

Systémy Siemens Mobility lze dokonale integrovat do zabezpečovacích systémů na hlavní trati na východě a západě centrálního úseku. Systém Trainguard MT CBTC byl nejprve důkladně testován v německém Braunschweigu, a poté byl integrován s ostatními součástmi zabezpečovacího systému a systému nástupištních dveří ve výrobním a zkušebním závodě v Chippenhamu ve Velké Británii. Pomocí digitálních technologií byly po mnoho měsíců v různých scénářích důkladně testovány i další součásti železniční tratě, aby bylo zajištěno, že vše bude později v praxi fungovat bez problémů.

Četné komunikační a řídicí systémy dodané pro tento projekt mají styčné body prakticky s každou oblastí železniční tratě. Testování bylo pro tyto komplexní systémy řízení stanic a železnic zásadní, protože propojují více než 30 000 bodů od kamerových systémů, veřejných rozhlasů a informačních systémů pro cestující až po železniční a staniční systémy, z nichž některé jsou založeny na zcela odlišných programovacích jazycích. Ve výrobním a zkušebním závodě společnosti Siemens Mobility v Ashby ve Velké Británii byly virtuálně testovány různé realistické scénáře.

Cestujícím budou po celou dobu cesty předávány aktuální informace. Díky identifikaci a prevenci přeplněnosti vozů a rychlé reakci na nepravidelnosti může železniční personál také efektivně řídit jednotlivé stanice a v konečném důsledku zajistit optimální přepravu cestujících.

redakce Smartcityvpraxi.cz

Foto © Crossrail Ltd a Alstom

Další informace zde a také zde a také zde

Přečtěte si také:

Palivočlánkový vlak Alstom se představuje české veřejnosti

24.5.2022 Ve dnech 17. – 25. května 2022 probíhá v ČR unikátní prezentační railshow palivočlánkového vlaku Alstom Coradia iLint, který již slouží cestujícím v Německu a jejich další rozšíření na německých tratích se připravuje. Palivočlánkové elektrické jednotky se tak ukazují být funkční bezemisní alternativou pro dieselové osobní vlaky na neelektrifikovaných regionálních tratích.

Celý článek zde

Úspěšné zavádění „chytré“ elektromobility: efektivní využití elektrických vozidel, nabíjecí infrastruktury a moderních digitálních technologií

18.5.2022 Dne 17. května 2022 proběhla v areálu brněnského výstaviště jako doprovodný program veletrhu AMPER 2022 odborná konference k tématu elektromobility, pořádaná provozovateli tohoto portálu, konzultační firmou Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services. Tematicky navazovala na šířeji pojatou nedávnou konferenci Smart city v praxi VII a stejně jako ona se konala v hybridním formátu, tj. prezenčně a zároveň v přenosu online.

Celý článek zde

Elektrické autobusy efektivně: právě vydávaná volně přístupná publikace nabízí bázi znalostí a návod k přípravě kvalitního projektu elektrifikace městských autobusů

12.5.2022 Elektrifikace městských autobusových parků pomocí bateriových, superkapacitorových nebo palivočlánkových (vodíkových) zdrojů energie se stává stále aktuálnějším tématem, a to z řady důvodů. Jako důležitý příspěvek ke zmírnění klimatických dopadů je zakotvena v evropské a domácí legislativě. Významné jsou i ekologické a zdravotní přínosy elektrických autobusů (na obyvatele měst doráží skrytý záškodník v podobě nízkofrekvenčního hluku konvenčních autobusů). V neposlední řadě znamená elektrifikace používání zdroje energie, který není jednoznačně podmíněn dovozem fosilních paliv ze zahraničí.

Celý článek a publikace ke stažení zde

Brožura „Příběhy chytrých pomocníků“ - čtvrté vydání

24.3.2022 V březnu 2022, u příležitosti konference Smart city v praxi VII, vyšlo již čtvrté vydání brožury „Příběhy chytrých pomocníků“. A že se po pandemickém bezčasí věci opět dávají do pohybu, je tato brožura z velké části zaměřena na chytrou mobilitu, ať už po ulicích nebo po vodě, při přepravě cestujících nebo nákladu. Pozornosti ovšem neunikly ani moderně koncipované energetické služby a další chytrá řešení. A abychom nezapomněli, významnou roli vždy hrají lidé, kteří nezřídka pocházejí z různých prostředí a musí se mezi sebou domluvit.

Celá brožura – čtvrté vydání, je k dispozici ke stažení ve formátu pdf zde

Moderní technická a organizační řešení pomáhají ekonomice měst a obcí, životnímu prostředí i energetické soběstačnosti

22.3.2022 Dne 22. března 2022 proběhl v pražském hotelu Olympik další, již sedmý, ročník již tradiční konference pořádané provozovateli tohoto portálu, konzultační firmou Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services. Již tradičně se konala v hybridním formátu, tj. prezenčně a zároveň v přenosu online. Konference se konala pod záštitou místopředsedy vlády pro digitalizaci a ministra pro místní rozvoj a primátorky statutárního města Brna.

Celý článek zde

K jádru věci – náš manažerský a ekonomický blog

24.10.2021 Oba naše portály Proelektrotechniky.cz a Smartcityvpraxi.cz jsou zaměřeny převážně na novinky a zajímavé informace ze světa moderních technologií, chytrých měst a obcí a souvisejících projektů. Naše odbornost je nicméně širší. Hlavní konzultant a majitel naší firmy Jakub Slavík je vzděláním a profesí ekonom a manažerský poradce i praktický učitel, kterému se běžné zážitky z konzultační práce přetvářejí do poučných příběhů ze života. Tyto příběhy a postřehy, svým obsahem převážně ekonomické a manažerské, tak trochu přesahují zaměření našich portálů. Mají tu ale své místo, protože jdou, jak řečeno v názvu této rubriky, k jádru věci.

Přečtěte si zde:

Brožura Příběhy chytrých pomocníků

Naše brožura Příběhy chytrých pomocníků vychází již od roku 2019 jako doprovodná publikace našich každoročních konferencí Smart city v praxi. Velmi nás těší setrvalý zájem municipalit o chytrá řešení pro normální život v chytrých městech a zájem průmyslu takováto řešení vyvíjet, zkoušet a dodávat. K tomu, aby se tyto zájmy potkaly, je tu i tato naše brožura.Čtenáři v ní najdou zajímavé a čtivě podané příklady praktického využití moderních technologií ve městech.

Přejeme příjemné počtení a spoustu inspirace.

Všechna vydání naší brožury Příběhy chytrých pomocníků jsou k dispozici zde

Živá strategie pro chytré město, obec či region: nabízíme naše služby odborného poradenství

22.4.2021 Základem úspěšného „chytrého“ města, obce či regionu je jeho strategie. Aby takováto strategie byla prakticky použitelným a stále „živým“ dokumentem, k tomu nabízí provozovatel tohoto portálu, naše konzultační firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services, městům, obcím a dalším zainteresovaným osobám své odborné služby. Opíráme se při nich o čtvrtstoletí praxe v manažerském poradenství, z toho téměř sedm let při rozvoji smart citíes v ČR, v neposlední řadě jako spoluautoři aktualizované oficiální metodiky smart city nebo vítězné strategie smart city Blatná.

Celý článek zde

Fotoreportáže z našich smart měst a obcí

V létě 2020 zpracovával provozovatel tohoto portálu, naše firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services, analýzu a zhodnocení vybraných strategií českých smart měst, obcí a regionů.

Podívejte se:

Consulting Services: Naše odborné služby

Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services je konzultační firma v oblasti inovativních technologií pro dopravu a smart city (včetně energetiky a vodíkových technologií), která rovněž provozuje informační portály www.smartcityvpraxi.cz a www.proelektrotechniky.cz a organizuje odborné akce. V rámci našich odborných služeb Vám nabízíme vypracování strategie smart city, spolupráci na vytváření strategických dokumentů, vytváření a realizace projektů pro smart city, další odborné konzultační služby (studie, průzkumy, analýzy), vytváření a realizace dalších projektů s inovativními technologiemi (automatická vozidla, vodíkové technologie, elektromobilita aj.), specializované vzdělávací akce „na klíč“, prezentační a autorské služby (prezentace na konferencích, portálech). Celý článek zde

Smart city v praxi: první kniha českého autora o konceptu smart city a jeho zavádění v každodenním životě

Chytrým městem, obcí, či regionem, označovaným souhrnně pojmem „smart city“, rozumíme koncept strategického řízení, při němž jsou využívány moderní technologie z oblasti energetiky a služeb, mobility a informatiky pro ovlivňování kvality života ve městě, a následně k dosahování hospodářských a sociálních cílů. Nejde tedy o pouhé „digitální město“ nebo o nepromyšlené pořizování nákladných moderních technologií pro potřebu měst a regionů, jak je tento pojem někdy mylně interpretován. Zhruba stopadesátistránková barevná publikace Smart city v praxi s bohatým obrazovým doprovodem je přednostně určena jako praktická příručka těm, pro něž koncept smart city představuje každodenní práci řídících pracovníků a specialistů při vytváření strategie chytrého města a při jejím naplňování pomocí projektů moderních technologií.

Více o knize zde

Knihu je možné zakoupit v e-shopu vydavatelství Profi Press zde

Cyklus odborných konferencí „Smart city v praxi“, „Efektivní elektromobilita ve smart city“ a „Elektrické autobusy pro město“

Konference „Elektrické autobusy pro město“ se již od svého prvního běhu v říjnu 2013 vyprofilovala jako zcela ojedinělá prezentační a vzdělávací akce i jako místo vzájemné výměny aktuálních zkušeností mezi profesionály z elektrické osobní dopravy. Díky svému zaměření na konkrétní téma, konkrétní prezentující a konkrétní publikum se tato konference stala prostředkem přímé komunikace mezi výrobci elektrobusů a trolejbusů (včetně jejich komponent a infrastruktury) a jejich provozovateli a uživateli. V neposlední řadě zde hrají důležitou roli i zástupci institucí, které rozhodují o financování této dopravy, nebo mají v tomto ohledu aktuální a spolehlivé informace. Konference „Smart city v praxi“ je zaměřena především na ty zástupce měst a obcí a veřejných organizací, kteří se budou rozhodovat o volbě konkrétních řešení od konkrétního dodavatele pro definování a naplňování investičních projektů, jimiž je koncept smart city v daném městě realizován. Elektromobilita jako součást konceptu inteligentních měst vytváří příležitost k efektivnímu využívání osobních a užitkových elektromobilů pro ozdravění prostředí ve městech a regionech. Zároveň otevírá možnosti spolufinancování z evropských zdrojů pro příslušně zaměřené projekty. Konference Efektivní elektromobilita ve smart city se těmito tématy zabývá a je určena odborné veřejnosti z řad municipalit, městských služeb, průmyslu a ostatních organizací, správcům jejich vozového parku, příp. školám a dalším zájemcům o tuto problematiku.

Pozvánky na tyto konference a zprávy z těchto a dalších konferencí včetně prezentací a videozáznamů přednášek naleznete v naší rubrice Konference zde

Co to je a jak funguje inteligentní město – smart city

Pojmem smart city rozumíme koncept strategického řízení města, resp. obce nebo regionu (pro jednoduchost hovořme dále pouze o „smart city“ bez dalšího rozlišení), při němž jsou využívány moderní technologie pro ovlivňování kvality života ve městě. Přitom dochází k synergiím mezi různými aktivitami a veřejnými službami, díky nimž město funguje – především doprava, logistika, bezpečnost, energetika, správa budov, atd. V konceptu smart city je současně kladen důraz na „tvrdé“ i „měkké“ aspekty řízení života ve městě a na soulad „šedé“ a „zelené“ infrastruktury města. Celý článek zde

Smart city – inteligentní město, město budoucnosti

Na redakci našeho portálu se obrátili kolegové s prosbou, abychom koncept smart city vysvětlili mladým čtenářům ve věku -nácti nebo čerstvých -ceti. Takové prosbě nejde odolat, zvlášť když ve zmíněném věku je právě teď generace našich dětí. Vymyslel jsem si tedy návštěvu ve fiktivním smart city a duchem jsem se přitom vrátil o nějakých třicet let zpátky. Redakční počítač byl najednou pryč a já posedával v moderním vlaku, s cizími nápisy za okny…

Celý článek zde