Budapest, 2022. 11. 24. – B. P., Magyar Vasút
Még több kapacitás, nagyobb pontosságot és csökkenő energiaköltségeket jelent a vasútüzemben az önvezetés, ami már tesztjelleggel bizonyított is éles helyzetekben a svájci és német hálózaton. Ezen a téren az igazi áttörést a fejlett vonatbefolyásolási rendszerek már tervezett kiépítése hozhatja el.
hirdetés
Már több évtizedes múltra tekint vissza a vasúti önvezetés (Autonomous Train Operation, ATO): alapvetően a városi gyorsvasutak, az alagutakban és dedikált pályán közlekedő metrók esetében. A világ első ATO rendszere már 1952-ben működött a párizsi metrón. Az önvezetésnek különböző fokozatai vannak, amit az alábbi táblázatban foglalunk össze.
| Automatizáltság foka | Automatizáltsági szint | Személyzet | Leírás |
|---|---|---|---|
| GoA1 | nem automatizált vonatüzem | mozdonyvezető a járművön | a vonat emberi vezérlésű, de automatikus vonatbiztosítással védett; a vezető tanácsadói jelleggel kaphat információt, például az ideális sebesség megválasztására vonatkozóan |
| GoA2 | félautomata vonatüzem | mozdonyvezető a járművön | a vonatot automatikusan vezetik, de a mozdonyvezető a helyszínen felügyeli a vonatot; lehetőség van a kézi vezetés átvételére |
| GoA3 | mozdonyvezető nélküli vonatüzem | vonatkísérő a járművön | a vonatot teljesen automatikusan működtetik, de van biztonsági felügyelet a megállítására |
| GoA4 | személyzet nélküli vonatüzemeltetés | nincs a vonat irányítására alkalmas személyzet | a vonat helyszíni felügyelet nélkül üzemel, minden funkció automatikus, nincs személyzet sem a vonaton, hogy vészhelyzet vagy rendkívüli helyzetek esetén átvenné az irányítást, de távfelügyelet lehetséges |
A metrókon azért volt viszonylag könnyű az automata vezetés részleges vagy teljes bevezetése, mert egy teljesen zárt pályán, jól tervezhető menetrend szerint, szoros felügyelet mellett haladnak a szerelvények. Így zavar, probléma esetén is könnyű a beavatkozás. Ehhez képest a nagyvasúti rendszerek sokkal összetettebbek. Amíg egy metróvonalon azonos szerelvények közlekednek, egy nagyvasúti pályán áru- és személyszállító vonatok eltérő menetdinamikai és műszaki sajátosságokkal jelennek meg. Tehát egy metróvonalon magától értetődően minden szerelvény automata vezetésű, ellenben a nagyvasúton kihívás, hogy vegyes üzemre kell tervezni – tehát emberi és gépi vezetésű járművekre is.
MOTIVÁCIÓ
A vasúti önvezetés fejlesztését nagyban motiválja, hogy egyre komolyabb kihívást jelent a munkaerőhiány. Emellett a közúti áruszállításban is mind több önvezető technológia jelenik meg. A globális technológiai vállalatok álmai a teljesen önvezető autókról ma már a szakmai konszenzus szerint teljesen illuzórikusak, a sok milliárd dolláros fejlesztéseknek mégis jelentős hatása lesz. Jóllehet, a teljesen önvezető közúti járművek megjelenésével belátható időn belül senki sem számol már, de egyre több olyan technológiai fejlesztés van, ami csökkenti a közúti áruszállítás költségeit. A gyorsforgalmi utakon konvojban haladó kamionok a platooning technológiával egy-egy emberi vezetésű járművet követve sokkal olcsóbban tudnának közlekedni. A biztonsági fejlesztések, a takarékos üzemanyag-felhasználást segítő rendszerek az autópályákon egyre hatékonyabbá teszik a kamionokat.
Ha a közutakon nem is, de a logisztikai terminálokon belül el fognak terjedni az önvezető rendszerek – ez már napjainkban is realitás, például Európa egyik legnagyobb kikötőjében, Hamburgban. Az egymásra épülő fejlesztések pedig folyamatosan csökkentik a költségeket. Egy svéd tanulmány szerint az önvezetés 22 százalékkal növelné a közúti áruszállítás teljesítményét, míg 21 százalékkal csökkentené a vasúti áruszállítás közlekedési munkamegosztásban játszott részarányát.
BIZTBER
Az automatizált vonatok fejlesztéséhez a legnagyobb előrelépést a fejlett biztosítóberendezések adják. Az Európai Vonatbefolyásoló Rendszer (ETCS) 2-es szintje már tulajdonképpen olyan magas irányítási szint, ami kisebb beruházásokkal lehetővé teszi az önvezetést. Várhatóan 2025-ben indulhat el az első, határon átnyúló rendszeres automatizált áruszállító vonatforgalom. A holland–német forgalomban az ETCS L2-vel felszerelt Emmerich–Oberhausen vonalon a 2-es szintű automatizációs szintű tehervonatok fognak közlekedni.
Az automata vonatok közlekedtetése a fő áruszállítási korridorokon 2030-tól válhat lehetségessé, hiszen az összes TEN-T korridoron 2030-ig ki kell építeni az ETCS-t. Igaz, ebben számos tagállam késésben van, különösen Magyarország. Kétezerötvenre a tervek szerint az összes vasúti fővonalon már csak ETCS működhet.
Viszont a biztosítóberendezéseknek eltérő szintjeik vannak: az L1-es mellett nem lehet az önvezetést megvalósítani. Az ETCS L2-es szintje mellett az ATO 1-es és 2-es szintjét lehet bevezetni, a 4-es szint csakis az L3 mellett képzelhető el. Az L3-as szint pedig csak akkor valósulhat meg, ha a DAC projektet sikerül véghezvinni: a tehervonatokon is meg kell ugyanis oldani a vonatintegritás folyamatos ellenőrzését, amihez minden vasúti teherkocsi adatkapcsolattal történő felszerelése szükséges.
AZ AUTOMATIZÁCIÓ ELŐNYEI
A számos, egymásra épülő digitalizációs fejlesztés megvalósulásához ugyan több évtizedre van szükség, de addig is több lehetőség van az automatizáció előnyeinek kihasználására. A legforgalmasabb vonalak mellett erre különösen a regionális- és mellékvonalakon van jó lehetőség. Itt pontosan az a nagy előny, hogy nincs nagy forgalom, sokszor csak néhány típusú szerelvény jár erre, megoldható akár az egységes flotta üzemeltetése is.
A Német Űrkutatási Központ (DLR), a Berlini Műszaki Egyetem (TU Berlin) és Alsó-Szászország közlekedési társasága (LNVG) a regionális közlekedésben teszteli, hogy az ETCS-t kihasználva hogyan lehetséges a motorvonatok közlekedését automatizálni. Kezdetben távvezérlést tesztelnek, távlati cél a teljes önvezetés. A projekt legnagyobb előnye – amiről Birgit Milius nyilatkozott a Railway News-nak, hogy a meglévő szabályozási környezetben valósítják meg a projektet. Már a távvezérlés segítségével is nagyban csökkenthető a szükséges mozdonyvezetői állomány, ami a munkaerőhiányos környezetben nagy előny.
Európa legnagyobb vasútvállalata, a DB is aktív a vasúti automatizációban. A Siemensszel közösen 2021-ben az Intelligent Transport Systems World Congress idején egy 23 kilométeres elővárosi vonalon, az S21-es viszonylaton négy szerelvény automata üzemmódban működött. A technológia az ETCS 2-es szintjére épül. Azért ezt a technológiát tartják a legjobbnak, mivel rádiókapcsolat segítségével folyamatos kapacsolatban van a szerelvény és az infrastruktúra, így nagy mennyiségű adatot lehet valós időben megosztani. A meglévő, alapvetően a második generációs mobilhálózatokra épülő GSM-R vezeték nélküli technológia fejlesztése tenné lehetővé a nagyobb adatkapcsolatot. Dél-Koreában már kísérleteznek a 4G-s, LTE-R szabvánnyal, de az igazán nagy áttörést az 5G bevezetése hozná el. Az Ericsson pedig már ezen is dolgozik: a Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) nevű, szabványosítás alatt álló technológia olyan mennyiségű és sebességű adatforgalmat tesz lehetővé, amivel nagyot léphet előre az ATO is.
MEGTAKARÍTÁSI POTENCIÁL
Így nemcsak kiemelkedően biztonságos ez a technológia, hanem segít az optimális sebességprofil megválasztásában. Ez pedig egy fontos megtakarítási potenciál a magas energiaárak idején: jelentősen csökkenthető az energiafogyasztás a kevesebb fékezés és az optimálisan tervezhető gyorsítás segítségével. A Siemens adatai szerint az energiafogyasztás harminc százalékkal csökkenthető az ATO technológia segítségével. További előny, hogy a pályakapacitás egyharmadával növelhető, a pontosság pedig 15 százalékkal.
Az automata vonatüzemnek ezért kiemelt jelentősége van abban, hogy megfelelő pályakapacitás legyen elérhető a növekvő személyszállítási igények mellett az áruszállításban a közúti forgalmak vasútra áttereléséhez.
Lehetséges!
A vasúti automatizáció is sokat fejlődött, ha nem is kapott akkor publicitást. A Siemens már 2016-ban demonstrálta, hogy lehetséges a nagyvasúti önvezető: ez volt az első teljesen külső beavatkozás nélkül közlekedő nagyvasúti szerelvény, igaz, zárt pályán. A Thales 2019-ben 5G segítségével, távvezérléssel tudott vonatot irányítani. A második szintű automatizációs szintet elérő szerelvény 2020-ban Svájcban három hónapon át közlekedett éles környezetben, tehervonatokkal.
Az írás a kétheti Magyar Vasút lapban jelent meg, amely a vasúti szektor első számú vasútgazdasági lapjaként naprakészen tájékoztatja olvasóit a vasúti ágazat híreiről, és javítja a szektor reputációját a döntéshozók és a széles közvélemény körében. Az olvasók rálátnak arra a közös építkezésre, amelynek célja egy tisztább közlekedési rendszer kialakítása. Aktuális információkkal, a döntéshozók és valamennyi érintett, valamint a vasút iránt érdeklődő olvasók hiteles, objektív, naprakész tájékoztatásával segít a lap az eligazodásban a vasúti piacon.
A minden páratlan hét csütörtökén megjelenő lap az alábbi terjesztőknél érhető el: http://bit.ly/MagyarVasut
Előfizetés és további információ: magyarvasut@magyarvasut.hu