vědeckotechnický sborník Čd - cd.cz

Vědeckotechnický sborník ČD

č. 43/2017 ______________________________________________________________________________ ISSN 1214-9047 Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1

Vědeckotechnický sborník ČD č. 43/2017

1

Radovan Doleček1, Jaromír Hrubý2

Aktuální možnosti určování spotřeby elektrické energie vlaků v osobní a nákladní dopravě

Klíčová slova: měrná spotřeba, elektrická energie, hnací vozidlo, měřící souprava, hybridní model Úvod Určování spotřeby elektrické energie (EE) a nákladů spojených se spotřebou EE u jednotlivých vlaků vybrané kategorie je velice aktuální problematika. Energetická náročnost vlaků s elektrickými hnacími vozidly (EHV) nebo vlaky reprezentující elektrické jednotky (EJ) je komplikovaná problematika vzhledem k mnoha proměnlivým parametrům, které nelze vždy vhodně vyhodnotit ve vztahu k technologii dopravy. Přesnější určení spotřeby EE jízdy vlaku je nutností pro splnění podmínek Evropské komise a k další postupné liberalizací dopravního trhu v ČR. S určením spotřeby EE vlaků je spojena zejména problematika měření EE, rekuperace EE a přenosové ztráty trakčních napájecích systémů, ale i problematika postupného přechodu systému 3 kV DC na 25 kV AC v ČR. Z těchto uvedených důvodů, je snaha určit vhodný směr dalšího rozvoje a postupu v problematice měření a určení spotřeby EE u vlaků včetně následného způsob rozúčtování EE. Spotřebu trakční EE lze rozdělit na složky:

• odběr činné EE EHV/EJ pro trakční účely, vytápění a klimatizaci vlakových souprav, restaurační vozy,

• odběr činné EE pevnými elektrickými předtápěcími zařízeními (EPZ), • spotřebu EE ostatních zařízení nutných pro provoz železniční dopravní cesty

(napájení zabezpečovacích zařízení, elektrický ohřev výměn, ostatní netrakční technologická spotřeba z trakce atd.),

• součet celkových činných ztrát EE vznikajících v trakční napájecí soustavě.

1 doc. Ing. Radovan Doleček, Ph.D.; narozen 1971; Univerzita Pardubice, DFJP; současné zaměření: drážní energetika, napájecí systémy; pracoviště: Správa železniční dopravní cesty, s.o., GŘ, Odbor automatizace a elektrotechniky, Křižíkova 552/2, 186 00 Praha 8, e-mail: [email protected] 2 Ing. Jaromír Hrubý; narozen 1958; VUT FE Brno, současné zaměření: drážní energetika, pracoviště: Správa železniční dopravní cesty, s.o., Správa železniční energetiky, Riegrovo náměstí 914, 500 02 Hradec Králové; e-mail: [email protected]


2

V současné době je prováděno rozúčtování spotřeb EE na jednotlivé dopravce, kdy přenos EE v rámci trakčního systému zajišťuje společnost SŽDC. Společnost ČD nakupuje EE pro všechny dopravce na území ČR, tj. na síti SŽDC. Zde se vychází ze zavedených „primitivních“ metodik, kdy se odebraná EE dělí podle dohodnutého klíče mezi jednotlivé dopravce. Toto je legislativně podloženo na základě „Smlouvy o podmínkách spotřeb elektrické trakce a jejich úhradách“. Dodávky EE jsou uskutečňovány prostřednictvím TNS (odběrná místa, která tvoří styk mezi trakčním napájecím vedením a distribuční sítí provozovatelů nadřazených distribučních soustav: ČEZ Distribuce a.s., E-ON Distribuce a.s., PREdistribuce a.s.). ČD jako majoritní dopravce zajišťuje dodávky trakční EE na základě uzavřených smluv o dodávkách silové EE s dodavatelem (obchodníkem), který je vybrán na základě příslušného výběrového řízení. Cena trakční EE je tvořena:

• Cenou za distribuční služby v jednotlivých TNS. Tato cena je regulovaná Energetickým regulačním úřadem (ERÚ) a je závislá na odebíraném příkonu (sjednání rezervované kapacity), fixním poplatku za odběrné místo a protečeném množství. Cena distribučních služeb je určena vždy pro daný kalendářní rok prostřednictvím cenového rozhodnutí ERÚ.

• Cenou za kWh (příp. MWh), za kterou ČD nakupuje EE od dodavatele.

Cenu za trakční EE po odečtení netrakčních spotřeb SŽDC hradí ČD dodavateli (obchodníkovi) na základě spotřeby EE, která je měřená na vstupu do TNS. Dopravci, využívající trakční napájecí soustavu (DC a AC), následně hradí trakční EE ČD. Dodávka této trakční EE nemá charakter podnikání vzhledem k platné regulaci vyplývající z energetického zákona (zákon č. 458/2000, ve znění pozdějších předpisů). ČD z tohoto důvodu nemůže na dodávky uplatňovat ani žádnou marži, tj. může dopravcům používajícím trakční napájecí soustavy DC a AC účtovat pouze náklady na trakční EE. Vývoj cen za trakční EE za poslední roky dokládá tabulka 1.

Tabulka 1: Vývoj cen trakční EE v 2013- 2015 (Zdroj: [1])

Jak uvádí tabulka 1, průměrný roční odběr EE na vstupu do všech TNS na síti SŽDC je v řádu cca 1 200 GWh. Tato výše odběru představuje při nákupní ceně EE 2,20 Kč/kWh roční částku ve výši cca 2 515 mil. Kč. Z této hodnoty je průměrná spotřeba netrakčních odběrů EE (např. výhřevy výměn) ve výši cca 35 GWh, což přestavuje cca 3 % celkového odběru elektrické trakce (ET) a částku cca 77 mil. Kč. Takto očištěný finanční náklad pro zúčtování trakční spotřeby musí být rozúčtován mezi jednotlivé dopravce na základě aktuální využívané metodiky. Je však potřeba zdůraznit, že tyto hodnoty představují celoroční stav, který se v průběhu jednotlivých měsíců vzhledem k charakteru například klimatických podmínek mění. Z tohoto důvodu je vhodné pro každý měsíc stanovovat upravené hodnoty pro tzv. korekční koeficienty. Z výše uvedeného vyplývají zřejmá specifika trakčního odběru EE, která jsou daná dopravní technologií:

• má charakter odběru 24 hodin a nevykazuje směnnost,


3

• má v podstatě sedmidenní periodičnost zejména u osobní dopravy, kde je zřetelný vliv víkendů a svátků,

• může za jistých okolností vykázat nežádoucí špičkové odběry EE navazující např. na ukončení dopravních výluk,

• je časově značně proměnlivý (kolísá z chodu TNS trakčně naprázdno až po krátkodobé výkonové přetížení napájecí soustavy).

• U soustavy 3 kV DC je výhodou plná symetrie zatížení všech tří fází distribuční soustavy, přijatelné zkreslení harmonickými proudy odebíranými z TNS a plynulejší časové změny v odběrech EE jednotlivými dotčenými TNS, které u této soustavy musí být ve srovnání se soustavou 25 kV AC blízko sebe. Dochází zde k vícestrannému napájení EHV v napájeném úseku. Díky tomu, že EHV v dotčeném úseku je napájeno z více TNS mohou tyto TNS být připojeny pouze na soustavu vn 22/35 kV. Také hodnoty účiníku DPF trakčního odběru leží spolehlivě nad hodnotou požadovanou dodavatelem EE. Impedance TNS jako celku pro signál HDO je spolehlivě nad předepsanou hodnotou.

• U soustavy 25 kV AC je charakteristickým rysem, že trakční zátěž TNS je dána bezprostředně odběrem EHV, bez možností vícestranného napájení (dáno podmínkami distributora), jedoucího kdekoliv mezi dvěma spínacími stanicemi (SpS) - při napájení „T“, případně mezi SpS a TNS - při napájení „L“, tedy bez vlivu jeho okamžité polohy v napájeném úseku. Výrazně nižší proudové odběry této soustavy ve srovnání se soustavou 3 kV DC umožňují umístění TNS ve větší vzdálenosti. Ovšem „jednofázový“ odběr TNS sdruženého napětí vyžaduje připojení TNS bezprostředně na soustavu vvn 110 kV. Vliv nevhodného účiníku DPF a harmonických v proudu EHV je nutno odstraňovat použitím filtračně kompenzačních zařízení (FKZ) v TNS. Zbývá problém nesymetrie zátěže napájecí sítě, což vyžaduje vhodnou volbu umístění TNS a dostatečný zkratový výkon napájecí sítě. Příkladem průběhu odběru elektrické trakce je obrázek 1.

Obrázek 1: Typický týdenní průběh odběrové křivky ET (Zdroj: [2])


4

Současná metodika určování spotřeby EE

Současná metodika využívaná v ČR pro určení spotřeby EE u vlaku je založena na metodě zprůměrovaných měrných spotřeb EE. Tyto měrné spotřeby EE jsou uváděny v kWh odpovídajících dané kategorii vlaku a podle dopravcem deklarovaných uskutečněných dopravních výkonů vykazovaných v hrtkm, které určují v součinu hmotnost soupravy (včetně EHV/EJ) a ujetou vzdálenost. Do takto stanovených odběrů EE je provozovatelem infrastruktury do vyúčtování vnesena i položka odběrů EE vlastních TNS a ztráty EE. Tato metodika představuje určité „paušální“ hodnocení v dané kategorii osobních a nákladních vlaků. Metodika však nereflektuje další možnosti přesnějšího určení spotřeby EE u vlaků, které využívají měřící soupravy EE, které jsou umístěné přímo na EHV nebo EJ. Uvedená metodika je aplikována na základě smluvního vztahu mezi dodavatelem trakční EE a jednotlivými provozovateli drážní dopravy. Ztráty v napájecí soustavě a rozvodu trakční EE jsou respektovány v hodnotách měrných spotřeb EE pomocí tzv. korekčního koeficientu. Výsledná cena trakční EE je však ovlivněna spotřebami ostatních dopravců [3]. Příklad zprůměrovaných měrných spotřeb EE je v tabulce 2.

Tabulka 2: Zprůměrované hodnoty měrných spotřeb EE (Zdroj: [4])

Druh vlaku Měrná spotřeba

hodnota do r. 2010 [kWh/tis. hrtkm]

Měrná spotřeba hodnota od r. 2011

[kWh/tis. hrtkm] Vlaky Ex a R (SC, EC, IC, Ex, R, Sp, Sv) 25,00 25,00 Vlaky Os (zastávkové osobní vlaky, ostatní vlaky osobní dopravy) 37,00 40,00

Vlaky nákladní (Nex, Rn, Pn, Vn, Mn+Vleč) 20,00 18,00 Ostatní vlaky (lokomotivní) 43,00 43,00

Pro přesnější určování spotřeby EE u dané kategorie vlaků je možné využít metodiku, která využívá měření spotřeb EE přímo na palubě (u sběrače) EHV nebo EJ. Příklad přenášených dat je na obrázku 2. Evidovaný dopravní výkon a další data, která má k dispozici správce infrastruktury, je možné využít pro výpočet spotřeby EE a následné určení ceny. Data lze ovšem využívat i pro další systémy (např. monitorovací). Z druhé strany i dopravce nasazením měřícího systému na EHV nebo EJ může využívat data např. pro diagnostiku a další navazující systémy, které přinášejí úspory v nákladech na provoz EHV/EJ.

Obrázek 2: Příklad přenosu dat pro určení spotřeby EE konkrétního vlaku

Naměřená spotřeba EE

[MWh]

EHV/EJ s měřením EE Přenášená data: • Datum a čas • Číslo vlaku • Dopravce • EHV/EJ a číslo • Odběr EE (P,Q) • Dodávka EE (rekuper.) • Hmotnost • Systém (AC, DC) • Poloha • Rychlost

Evidovaný dopravní výkon

[hrtkm]

Spotřeba EE pro konkrétní vlak

s EHV/EJ [hrtkm]

Evidovaná data pro konkrétní vlak

s EHV/EJ [hrtkm]


5

Uvedená metodika měření spotřeb EE přímo u sběrače EHV nebo EJ je již několik let využívána v některých zemích, což dokládá i tabulka 3.

Tabulka 3: Organizace a struktura trhu ve vybraných zemích (Zdroj: [5])

Je pravda, že situace pro využívání této metodiky měření spotřeb EE přímo na palubě EHV nebo EJ je mnohdy odlišná od situace v ČR z důvodu rozmanitosti a velikosti dopravních správ a společností, dále provázanosti na další dopravní systémy a infrastrukturu, atd., a to jak z hlediska legislativního, tak z hlediska výše investic a ekonomického potenciálu jednotlivých společností. Přesto je v současnosti možné implementovat obdobné modely metodiky do podmínek ČR. Do nasazování měřících souprav na palubě EHV nebo EJ se zapojili v ČR po vzoru svých zahraničních partnerů zejména společnosti ČD a ČD Cargo ve spolupráci se správcem infrastruktury společností SŽDC, která se zabývá osazováním vytipovaných EHV nebo EJ měřením spotřeby EE. Například v roce 2017 plánují tyto společnosti osadit cca 124 ks u EHV nebo EJ, což v porovnání se skutečností celkového počtu osazení cca 75 ks je výrazné navýšení. Ostatní dopravci provozující svou činnost na území ČR zatím neprojevili zájem o měřící soupravy. V některých případech se ukazuje, že mají osazené měření spotřeby EE od jiných správců napájecí infrastruktury. Kromě těchto dopravců na území ČR působí i zahraniční dopravci, kteří svá EHV nebo EJ mají osazeny systémy měření EE odpovídající legislativě a standardům v dané zemi, které je však možné případně využít i v podmínkách ČR. Dále se ukazuje, že v některých zemích je provoz EHV s aktivní měřící soupravou na palubě tohoto EHV využitelného pro určení nákladů za spotřebu EE u dané správy výhodnější, než provozovat EHV bez měřící soupravy na palubě vozidla [6].

Zem

ně

Spr

áva

žele

znič

ní a

do

prav

ní c

esty

Dél

ka ž

elez

ničn

í tra

tě

(z to

ho

elek

trifik

ován

o)

Hla

vní d

opra

vci

Osa

zeni

EH

V

měř

ením

Mož

nost

zm

ěny

doda

vate

le

Německo DB, Netz, AGE cca 37 877 km

(54 %) DB, Veolia

ANO (povinně)

ANO

Rakousko ÖBB Infrastruktur

AG cca 4 894 km (70,9

%) ÖBB

ANO (nepovinně)

ANO

Polsko PKP Polskie Linie

Kolejowe cca 20 000 km

(64 %) PKP, Przewozy

Regionalne ANO

(nepovinně) NE

Maďarsko MÁV Co. + GySEV

cca 7 275 km (40 %)

MÁV Group, GySEV ANO

(nepovinně) NE

Francie SNCF Réseau

(dříve RFF) cca 30 000 km

(53 %) SNCF Mobilités (95

%) ANO

(nepovinně) ANO

Itálie RFI cca 16 750 km

(71 %) Trenitalia NE NE

Švýcarsko (sdružení ERESS)

SBB Infr., BLS Netz AG a SOB Infr.

cca 3 500 km (100 %)

Swiss Federal Railways, BLS AG

ANO (nepovinně)

NE

Švédsko Trafikverket cca 10 000 km

(75 %) SJ, Tågkompaniet

ANO (nepovinně)

NE

Finsko Finnish Transport

Infrastructure Agency

cca 6 000 km (53 %)

VR Group ANO

(povinně) ANO

Velká Británie Network Rail, HighSpeed1

cca 16 500 km (51 %)

Arriva, Virgin Trains, etc.

ANO (povinně)

NE


6

Současný návrh nové metodiky určování spotřeby EE v ČR

Část EHV a EJ je osazena měřícími soupravami, které je možné využít pro účely určení spotřeb EE u konkrétního vlaku dopravce, tj. metoda měření skutečných hodnot spotřeb EE vlaku. V rámci této metodiky musí být do těchto spotřeb EE započítány i ztráty EE v rozvodu ET, ale i například spotřeby EE z EPZ využívaných na temperování vozů u osobní dopravy. Toto se týká EPZ bez měření spotřeby EE, resp. EPZ, jejichž spotřeba není přímo účtována konkrétnímu dopravci. Rozborem podmínek na území ČR pro železniční dopravu na elektrifikovaných tratích a to i s přihlédnutím k okolním správcům napájecí infrastruktury, se jeví jako optimální nasazení metodiky využívající tzv. hybridního modelu. Důvody podporující nasazení uvedené metodiky jsou následující:

• Snadnější prokazatelnost účtovaných nákladů. • Díky následnému rozsáhlejšímu měření EE na palubě EHV nebo EJ by bylo

možné blíže specifikovat měrné spotřeby EE pro vlaky, které měřícími soupravami EE nedisponují, a zároveň i vytvořit nástroj pro dopravce a správce infrastruktury k zavádění procesů a technologií, které by snižovaly energetickou náročnost dopravy a napájecích systémů.

• U současné metodiky využívající zprůměrovaných měrných spotřeb EE je velmi obtížné stanovit reálné podíly ztrát EE a vyšetřit tak místa energetického řetězce z hlediska možných investicí na výslednou změnu účinnosti celku (zmapování výsledné energetické bilance a efektivnosti investic do snížení ztrát EE).

• Podpora dopravců, kteří své EHV a EJ modernizují a jejich jízdu se snaží zefektivnit z hlediska energetické náročnosti.

• „Znevýhodnění“ dopravců, kteří využívají neefektivní EHV nebo EJ s nízkou účinností nebo nevhodnou dopravně logistickou jízdu z pohledu energetiky.

• Příprava na celosvětové požadavky na snižování energetických spotřeb a emisních limitů, kdy jsou kladeny důrazy na zvyšování účinností na všech stupních energetického řetězce.

• Motivační prvek pro výraznou modernizaci vozidlového parku, která bude dle současných trendů v Evropském regionu požadována.

Přepokládaný hybridní model spojuje tři kategorie vlaků, čímž lze postihnout všechny EHV a EJ, a to následujícím způsobem:

• EHV a EJ aktivní s funkčními měřícími soupravami EE, • EHV a EJ aktivní bez měřících souprav EE nebo EHV a EJ aktivní

bez funkčních měřících souprav EE, • současné EHV a EJ aktivní s částečně instalovanými funkčními měřícími

soupravami EE a zároveň EHV/EJ bez měření na stejné vlakové soupravě.

Na následujícím obrázku 3 jsou uvedeny jednotlivé etapy a varianty výpočtu spotřeby EE u tří uvedených kategorií vlaků.


7

Obrázek 3: Hybridní model a jeho etapy nasazení

V počáteční etapě I. tzv. „start“ (obrázek 3 - černá barva) se jedná o stav, kdy hybridní model rozúčtovává spotřeby EE s využitím měrných spotřeb EE dle aktuálních smluv a to již pro všechny tři kategorie vlaků, čemuž odpovídá aktuální stav v problematice měření a určování spotřeb EE pro železniční dopravu v ČR. Tato etapa ovšem nebude zcela optimální, neboť dle dostupných dat z měření EE získaných z EHV a EJ osazených již měřícími soupravami EE vychází tyto hodnoty odlišně v přepočtu na měrnou spotřebu EE. V etapě II. tzv. „auto setting“ měrných spotřeb EE se jedná o stav, kdy hybridní model přechází do stavu určování potřeby EE pro EHV a EJ bez měření dle nových měrných spotřeb EE získaných na základě měření tj. z EHV a EJ osazených měřícími soupravami EE (obrázek 3 - doplněný částí pro etapu II. - červená barva). Jedná se o stav kdy EHV a EJ s měřícími soupravami EE tzv. určují trend spotřeby EE pro jednotlivé kategorie vlaků dle skutečných hodnot. V další etapě III. bude následovat stav, kdy bude využíván i korekční koeficient zvýhodňující EHV a EJ s měřícími soupravami EE (obrázek 3 - doplněný částí pro etapu III. - zelená barva). Je však potřeba uvést, že se nejedená o diskriminační stav. Každý dopravce se na základě vlastního business plánu může rozhodnout, v které kategorii chce být účtován z hlediska spotřeby EE (EHV a EJ aktivní s funkčními měřícími soupravami EE nebo EHV a EJ aktivní bez měřících souprav EE – EHV a EJ aktivní bez funkčních měřících souprav EE nebo EHV a EJ aktivní s částečně instalovanými funkčními měřícími soupravami EE a zároveň EHV a EJ bez měření na stejné vlakové soupravě). Je zde však také potřeba zdůraznit, že dopravce uvažující i s dopravou mimo území ČR bude nucen přistoupit k využívání EHV a EJ s měřícími soupravami EE [7] a [8]. V současnosti se aktivně pracuje na vhodném systému sběru, ukládání, zpracování a vyhodnocování dat včetně architektury datového uložiště, která by byla plně prokazatelná pro spotřebu EE konkrétního vlaku. Tento systém v sobě zahrnuje data

Naměřená spotřeba EE

[MWh]

EHV a EJ BEZ

měření EE

EHV a EJ S

měřením EE

Měrná spotřeba EE vypočtená dle

smluv [kWh/hrtkm]


[hrtkm]

Vypočtená spotřeba EE

[MWh]

Trakční spotřeba EE

[MWh]

÷

x

Měřený odběr EE

[MWh]

Netrakční odběr EE [MWh]


[hrtkm]

Vypočtený odběr EE

[MWh]

Cena trakční EE dle tarifu distributora [Kč/MWh]

Celková dodávka EE od distributora

[MWh]

Vypočtená spotřeba EE

[MWh]

x + -

÷

x

x

x

Korekční koeficient ztrát EE

[-]

Korekční koeficient zvýhodňující EHV a EJ

S měřením EE [-]

Korigovaná naměřená

spotřeba EE [MWh]

Korigovaná vypočtená

spotřeba EE [MWh]

x

Cena trakční EE včetně

přenosových ztrát [Kč/MWh]

Cena trakční EE včetně

přenosových ztrát [Kč/MWh]

Měrná spotřeba EE vypočtená dle trendů z měření EE

[kWh/hrtkm]

Strategie určení měrné spotřeby EE

x +

+


8

od dopravců (např. typ vlaku, číslo vlaku, číslo EHV, číslo strojvedoucího odpovědného za vedení vlaku, hmotnost vlaku, napájecí systém, časy, směry jízdy, atd.) evidenční data provozovatele infrastruktury a data z měřících souprav EE instalovaných na palubě EHV a EJ spravovaná SŽE pro celou ČR, která jsou periodicky předávána prostřednictvím reportů v tabelovaném souborovém formátu. Exporty dat jsou do datového uložiště nahrávány pomocí protokolu FTP. Jedinečné soubory dat se vždy vztahují k jednomu EHV či EJ a obsahují například informace: datum, čas, číslo EHV, číslo vlaku, dopravce, činný výkon, jalový výkon, rekuperaci, napájecí systém, polohu, atd. Zde je velice nutné zvládnout několik problematik spojených s propojováním dat z různých datových uložišť, jako jsou například synchronizace, redundance, struktura, četnost záznamů, přesnost GPS, atd.

Závěr

V současné době problematika určování spotřeby EE u vlaků patří mezi aktuální zájmy dopravců, ale i správ působících v železniční dopravě. Z tohoto důvodu řešení této problematiky má dopad i na další rozvoj a liberalizaci trhu. Z návrhu nové metodiky využívající hybridní model určování spotřeby EE vyplývá, že se jedná o vhodný nástroj pro zavádění měření EE na palubě EHV a EJ v podmínkách ČR, který umožňuje dosáhnout následujících cílů:

• provoz všech schválených EHV a EJ s měřením a bez měření EE, • postupné a spravedlivé zpřesnění stávajících měrných spotřeb EE, které jsou

určeny na základě smlouvy, • postupné zpřesnění energetických ztrát v napájecím systému, ale i následně

možnost přesněji stanovit náklady na technologii nebo posun, příp. ostatních spotřeb,

• zjednodušení a možnost volby řešení v kalkulaci nákladů na EE pro konkrétní vlak,

• přiblížení se obdobnému tržnímu prostředí využívaného v okolních zemích. Současný stav poznání:

• V současné době je směr rozvoje metodiky měření EE v podmínkách ČR dobrý a opodstatněný. Dochází k instalaci měřících souprav EE na palubě EHV a EJ u dvou dopravně významných dopravců a jejich počet je dle prováděných analýz pro hybridní model plně dostačující, aby mohl být spuštěn navržený hybridní model pro rozúčtování spotřeb EE.

• Z provedených analýz naměřených dat na palubě EHV a EJ se v současné době jeví, že hodnoty měrných spotřeb EE na základě smlouvy jsou pro nákladní dopravu nastaveny „přísněji“ (hodnoty měrné spotřeby EE dle měření jsou nižší) a naopak pro osobní dopravu jsou značně „nízké (zvýhodňující)“ (hodnoty měrné spotřeby EE dle měření jsou vyšší).

• Pokud by se v počáteční etapě I. hybridního modelu zavádění měření EE jako nástroje pro rozúčtovávání EE mezi jednotlivé dopravce využívalo stávajících měrných spotřeb EE, je velký předpoklad, že dopravci v osobní dopravě budou ekonomicky motivováni nezavádět měření na palubě EHV a EJ, pokud nebudou zajíždět do sousedních zemí.


9

• Zavádění měření EE u 100 % EHV a EJ je neefektivní, neboť pro mnohé z provozně málo užívaných EHV a EJ nebo nevykonávajících velké dopravní výkony (např. vlečky) je ekonomicky neefektivní instalovat měřící soupravu EE, neboť její návratnost při stanoveném znevýhodnění je v délce životnosti vlastního EHV nebo EJ.

Podmínky pro nasazení hybridního modelu:

• Nasazení hybridního modelu v podmínkách ČR je závislé na přístupu a ochotě dopravců „uznat“ hodnoty z měřících souprav EE jako prokazatelného nástroje pro stanovování měrných spotřeb EE a následných ztrát přenosového systému.

• Definování a stanovení všech spotřeb EE v energetickém systému pro železniční dopravu.

• Stanovení vhodného formátu dat v dostatečném rozsahu. • Vytvoření vhodného systému sběru, ukládání, zpracování a vyhodnocování

dat včetně architektury datového uložiště, která by byla plně prokazatelná pro spotřebu EE konkrétního vlaku.

Motivace pro dopravce:

• Nejvhodnějším nástrojem pro motivování dopravců k vlastní instalaci měřících souprav EE na EHV a EJ je zejména cenové znevýhodnění neměřených vlaků ve srovnání s měřenými vlaky, jejichž spotřeba EE by byla určována pomocí „paušální“ hodnoty spotřeby EE pro danou kategorii vlaku.

• Následné využití měřících souprav na palubě EHV a EJ bude pro dopravce perspektivní, neboť se budou následně schopni zapojit a podílet na stanovování měrných spotřeb EE.

• Dále nasazení měřících souprav na palubě EHV a EJ přinese možnosti plného využití stávajících či nových systémů pro monitorování a diagnostiku, a to opět s ohledem na snížení nákladů pro dopravce.

• Zavedení hybridního modelu umožní vyhodnotit v zúčtování trakční spotřeby EE podíl rekuperované EE u EHV a EJ, vybavených systémem měření spotřeby EE.

• Přenosové ztráty napájecího systému by byly přičítány stejným dílem jak mezi EHV a EJ s měřícími soupravami EE a bez měřících souprav. Velikost přenosových ztrát by byla průběžně vypočítávána při stanovování korekčních koeficientů (současný stav). Díky instalaci měření EE na palubě EHV a EJ by bylo možné zároveň i lépe analyzovat dílčí přenosové ztráty napájecího systému. V případě připravovaného jednotného napájecího systému 25 kV AC je určitá možnost i snížení ztrát.

• Zpřesnění rozúčtování a vymezení dalších nákladů např. na předtápění vozů.


10

Literatura: [1] Dokument o celkových finančních objemech za trakční EE, květen 2016,

SŽDC SŽE [2] Dokument s týdenními průběhy spotřeby ET, 2016, SŽDC SŽE [3] Dokument se smluvními podmínkami a způsobem výpočtu spotřeb EE, květen

2016, SŽDC SŽE [4] Dokument s měrnými spotřebami EE, květen 2016, SŽDC SŽE [5] Prezentace - Organizace a struktura trhu v EU regionu, květen 2016, SŽDC [6] Dokument s finančními náklady – měřící soupravy, květen 2016, SŽDC SŽE [7] Dokumenty k analýze nákladů na trakční EE, analýze spotřeb EE na základě

měření u EHV a EJ, 2012 – 2017, SŽDC SŽE [8] Data systému ReadEn, 2017, SŽDC SŽE Seznam zkratek:

AC .......................... střídavá napěťová soustava ČD .......................... České dráhy ČR .......................... Česká republika DC .......................... stejnosměrná napěťová soustava EE ........................... elektrická energie EHV ........................ elektrické hnací vozidlo EJ ........................... elektrická jednotka EPZ ........................ elektrické předtápěcí zařízení ERÚ ........................ Energetický regulační úřad ET ........................... elektrická trakce FKZ ......................... filtračně kompenzační zařízení HDO ....................... hromadné dálkové ovládání SpS ......................... spínací stanice SŽDC ...................... Správa železniční dopravní cesty, státní organizace SŽE ........................ Správa železniční energetiky TNS ........................ trakční napájecí stanice vn............................ vysoké napětí 1-52 kV vvn .......................... velmi vysoké napětí 52 – 300 kV


11

Praha, duben 2017 Lektorovali: doc. Ing. Ondřej Černý, Ph.D. Wikov MGI a.s. Ing. Miroslav Škota RPP International s.r.o.


1

Petr Červinka1

Elektronický nákladní list u ČD Cargo a využití centrály ORFEUS

Klíčová slova: ČDC, elektronický nákladní list, ENL, CIM, CUV, ORFEUS, RAILDATA, TSI TAF Úvod Před deseti lety jsem do tohoto sborníku napsal příspěvek na téma „Výměna dat o zásilkách mezi evropskými dopravci a zapojení ČD, a.s.“. Dekáda je dost dlouhá doba na to, abychom se k tématu vrátili a podívali se, jak daleko jsme my i další evropští dopravci od té doby pokročili. Na železnici se toho mezitím zejména v důsledku pokračující liberalizace změnilo dramaticky mnoho. Vzniklo velké množství nových „soukromých“ dopravců a zesílila konkurence. Výrazně se změnila legislativa i způsob spolupráce dopravců a držitelů vozů. V informatice se objevily nové technologie a do vazeb nejen mezi dopravci se začíná promítat regulace EU v podobě TSI TAF. Naopak železniční nákladní list CIM současně s vozovým listem CUV, používaným k přepravě prázdných vozů jako dopravních prostředků, zůstává stále základním přepravním dokladem v mezinárodní železniční přepravě. Nákladní i vozový list má řadu funkcí. V tomto článku se ale budeme zabývat jen jeho rolí pro spolupráci dopravců. Přitom, pro zjednodušení, pod nákladním listem (NL) bude rozuměn jak list nákladní, tak i vozový (z pohledu výměny dat i elektronizace procesu jde o totéž). Formy nákladního listu Tradiční formou nákladního listu je papírová listina - formulář, vyplňovaný zprvu výlučně ručně. S nástupem výpočetní techniky začal být NL vyplňován strojově, zpravidla pořízením dat do počítače, vygenerováním obrazu NL a jeho vytištěním na papír. Výhodou papírového NL je jeho pohotovost ke změnám a doplňování nutných zápisů, např. z důvodu změny přepravní smlouvy - stačí mít propisovací tužku a lze vyplnit, co potřebujete. Je bezpečný v tom, že informace v něm obsažené vidí jen ten, kdo jej má fyzicky v držení. Jasná je také jeho průkaznost - zápisy není možné odstranit. Tím ale výhody končí a nastupují nevýhody. Zápisy jsou často nečitelné, což platí někdy i pro NL vytištěné tiskárnou. Informace má k dispozici pouze aktuální držitel NL, tedy až se k němu NL fyzicky dostane. Ruční zápisy neprochází žádnou

1 Ing. Petr Červinka, (1965), absolvent Vysoké školy dopravy a spojů v Žilině, obor Provoz a ekonomika železniční dopravy. V současnosti působí jako systémový analytik ve společnosti ČD Cargo, a.s. na odboru procesního inženýringu (O20).


2

logickou ani formální kontrolou. A především je papírové NL nutné dopravovat, předávat a ukládat. Kvůli těmto nevýhodám se už od 90. let snaží velcí evropští dopravci vyvinout a zavést elektronický nákladní list (ENL). Pod elektronickým nákladním listem (ENL) se rozumí datová podoba NL, která zajistí obsahový a funkční ekvivalent papírového listu. ENL obsahuje stejné údaje, jako by měl v daném okamžiku papírový dokument. Zásilka (vůz) je přepravována bez doprovodu papírového NL, informace jsou obsaženy pouze v informačním systému (v databázi a případně ve výměnných hlášeních). První pokusy v rámci projektu DOCIMEL dopadly neslavně, s ohledem na tehdejší stav technologií i legislativy byly hrubě předčasné. Vývoj ale pokračoval v podobě aplikací pro výměnu dat – se současným zachováním papírového NL. Tento model dosáhl masivního rozšíření, většina tzv. „národních“ dopravců v Evropě (včetně ČD Cargo, a.s., dále ČDC), již má systém pro sběr, zpracování a výměnu dat NL. Dopravce, přebírající zásilku od zákazníka pošle datovou předhlášku zásilky dopravci navazujícímu v přepravním řetězci. Data se používají k řadě účelů. Hlavní výhodou je, že informace není nutné pracně pořizovat z papírového NL. Tento podvojný systém (data + papír doprovázející přepravovanou zásilku) ale má řadu nevýhod. Papírový NL je z právního hlediska rozhodující, dopravci však potřebují pracovat s daty ve svých informačních systémech. Protože ale nejsou data, předhlášená předchozím dopravcem, vždy obsahově identické s převzatým papírovým NL, je nutné předhlášená data kontrolovat a případně opravovat podle papírového NL. Papírové NL je přitom třeba i nadále dopravovat se zásilkou a později ukládat pro případné pozdější využití. A to není všechno. Technicky vyspělí dopravci začali intenzivně spolupracovat s novými, nízko-nákladovými dopravci, kteří ještě žádné systémy pro sběr a výměnu dat NL nemají k dispozici. Datová předhláška tedy od předchozího dopravce nepřijde, informace jsou ale většinou potřeba dopředu před převzetím zásilky. Řešením je většinou to, že dopravci si navzájem posílají e-mailem skeny papírového NL (ve formátu pdf nebo obrázky např. v jpg). Skenování se také masivně používá pro tranzitní zásilky, přičemž tranzitnímu dopravci obvykle nezůstává žádný díl papírového NL a případně pořízená data nemají potřebný právní význam. Předávání a ukládání skenů NL se tak stalo třetí paralelní technologií (papír – data – sken). Je zjevné, že tyto tři současně používané technologie vytváří značně pracný, složitý a nákladný systém. Přitom se nabízí radikální zjednodušení v podobě ENL. Odpadne papírový NL a současně i skenování (nebude co skenovat). Papírové NL nebude nutné dopravovat a předávat. Nebude nutné (ani možné) data porovnávat a opravovat podle papírového NL (který už nepřijde). Bilaterální metoda výměny dat zásilek V Evropě byly v průběhu let použity obě principiální metody výměny dat NL mezi dopravci: bilaterální i centrální. ČDC má dnes zkušenosti s oběma metodami, můžeme je tedy popsat a porovnat.


3

Bilaterální metoda spočívá ve výměně dat NL přímo mezi navazujícími dopravci. Po podeji vývozní nebo po vstupu tranzitní zásilky odešle daný dopravce hlášení s daty NL následujícímu dopravci. Jde tedy o předhlášku dat NL. Výměnným hlášením je zpravidla formát FRACHTBRIEFE v syntaxi XML, vyvinutý společností RCA. Některé, zejména východoevropské železnice, používají starší formát IFTMIN v syntaxi Edifact. Výhodou bilaterální výměny je jednoduchost, případné problémy řeší jen sousední partneři. V případě zásilek, přepravovaných postupně více dopravci jsou data předávána postupně od jednoho dopravce ke druhému. Případné změny obsahu NL se tedy přirozeně „nabalují cestou“ a předávají se aktualizačními datovými hlášeními. I když bilaterální výměna neobsahuje funkčnosti pro plné pokrytí požadavků, kladených na ENL, je možné ji použít pro „bezpapírové mezinárodní přepravy“, tzv. PIT (Paperless International Transport) na základě dohody mezi partnerskými dopravci. Vše je založeno na datové předhlášce NL, která je považována za ENL s tím, že předání vozu a zásilky proběhne na důvěru a po provozní stránce s pomocí předhlášky nákladního vlaku (tzv. aplikace Hermes 30). Výměna dat zásilek přes centrálu ORFEUS Centrální metoda spočívá ve výměně dat NL přes centrálu organizace RAILDATA – systém ORFEUS. RAILDATA je po formální stránce speciální skupina UIC (Mezinárodní unie železniční). Byla založena v roce 1995 s cílem ustavit profesionální organizaci, která zajistí vývoj, provozování a rozvoj centrálních aplikací pro spolupráci evropských železnic v oblasti nákladních dopravy. Dnes již nehovoříme o železnicích, ale o nákladních dopravcích, avšak role RAILDATA se v zásadě nezměnila. Provozuje (formou outsourcingu) řadu centrálních aplikací, kromě aplikace ORFEUS také systém ISR (pro předávání a sdílení informací o poloze a stavu nákladních vozů), dále například systém CoReDa (databáze vozů z pohledu komerční zodpovědnosti). ČDC je jedním ze zakládajících členů RAILDATA. Jádrem systému ORFEUS je centrála CDS (Central Data-management System), která zprostředkovává výměnu hlášení s údaji o zásilkách mezi členskými dopravci. Centrálu CDS podle zadání organizace RAILDATA vyvinula a provozuje firma LUSIS ve svém výpočetním středisku v Paříži. Dopravce, přebírající zásilku k přepravě pořídí údaje NL, a pokud se na její dopravě podílí jiný člen ORFEUS, pošle data NL do centrály. Centrála CDS přepošle tato data všem zainteresovaným navazujícím členským dopravcům. Obdobně se řeší aktualizace dat anebo storna zásilky. Používají se hlášení ve formátech CTD (Create Transport Dossier) a ECN (Electronic Consignment Note) v syntaxi XML (Extensible Markup Language). Formát CTD je starší, neumožňuje předat zcela kompletní obsah dat NL. Proto již většina členů ORFEUS používá nový formát ECN, pokrývající všechny údaje NL. Název formátu ECN je bohužel velmi matoucí, neboť formát se používá jak pro režim přepravy na ENL, tak pro přepravy, doprovázené papírovým NL. Rozlišení je pak pouze ve funkčních kódech v záhlaví hlášení, podle kterých se pak řídí chování centrály.


4

Do systému ORFEUS jsou zapojeni tito dopravci, členové RAILDATA:

• ČD Cargo (Česko) • CFL (Lucembursko) • Green Cargo (Švédsko) • HZ Cargo (Chorvatsko) – pouze přijímá • Mercitalia Rail (Itálie) • Rail Cargo Austria (Rakousko) • DB Cargo Deutschland (Německo) • DB Cargo Scandinavia (Dánsko) • DB Cargo Nederland (Nizozemí) • RENFE (Španělsko) • SBB Cargo (Švýcarsko) • B-Logistics (Belgie) • SNCF Fret (Francie)

Navíc jsou prostřednictvím systému DB Cargo Deutschland připojeni i dopravci DB Cargo Polska a DB Cargo Romania. Na následujícím schematickém obrázku jsou modře vyznačeny země, ve kterých je tzv. „národní“ nákladní dopravce zapojen do systému ORFEUS:

Obrázek 1: Země, ve kterých je „národní“ nákladní dopravce zapojen do systému ORFEUS. Výhodou ORFEUS jako centrálního řešení je to, že data NL obdrží všichni zúčastnění dopravci vždy hned po podeji, tedy v případě zásilek přepravovaných více dopravci mají navazující dopravci data k dispozici dříve, než když by postupně putovaly od dopravce k dopravci. Například o zásilce z Francie se dozvíme ihned po jejím podeji u SNCF. ORFEUS také lépe podporuje ENL, neboť scénář výměny dat zahrnuje kromě předhlášky dat NL také předávací a potvrzovací hlášení. Mezi další výhody centrály lze zmínit překlad více verzí hlášení (různí členové používají různé verze hlášení). Přínosem je také integrace s ostatními aplikacemi RAILDATA,


5

zejména se systémem ISR. Na straně negativ je ale třeba zmínit nemalé náklady na provoz a rozvoj centrály a také značnou složitost datového rozhraní. Lze konstatovat, že obě varianty (centrální a bilaterální) řešení výměny dat NL mohou nejen koexistovat, ale dokonce také (nepřímo) spolupracovat. Již řadu let putují v obou směrech data NL mezi dopravci, používající bilaterální a centrální řešení. První, resp. poslední na dané přepravě se podílející člen ORFEUS zajistí v rámci svého zpracování uložení dat do příslušného formátu (podle směru, buď hlášení pro ORFEUS, nebo bilaterální hlášení pro svého partnera). Klíčové je zachování jedinečné identifikace datového záznamu zásilky, tzv. Dossier number. Tuto identifikaci přiděluje zásilce zpravidla dopravce, přebírající zásilku k přepravě. Identifikace by měla být zachována po celou přepravu, nezávisle na metodě výměny dat. Omezení a předpoklady ENL Původní optimistické vize zavádění ENL přepokládaly plno-početné využití pro všechny typy přeprav. Realita si ale vyžádala mnohem skromnější a pragmatičtější přístup. Nejde jen o připravenost partnerů, ale i o fakt, že ne každá zásilka totiž může být přepravována na ENL, neboť tomu brání například legislativa, vyžadující v určitých případech papírový NL, doprovázející zásilku. V režimu ENL tak nejsou přepravovány zejména tyto případy:

• zásilky nebezpečného zboží, • zásilky pod celním dohledem, • zásilky kombinované dopravy.

Jsou zde ale i další omezení. Velké procento zásilek doprovází nejen papírový NL, ale také přiložené dokumenty. Část z nich je vyžadována legislativou (různá potvrzení, průvodní listiny), ale většina je spíše pošta, kterou se zásilkou posílá odesílatel příjemci. Vzhledem k tomu, papírový NL má v těchto případech roli „nosiče“ příloh, nelze takové přepravy na ENL uskutečnit. To se týká prakticky všech zásilek kombinované přepravy, kde je připojených dokumentů skutečně velké množství (celé složky, někdy dokonce balíky papírů). Jednotliví dopravci na to nahlíží různě, někteří se snaží zákazníky od přikládání dokumentů odradit (mohou to poslat veřejnou poštou a/nebo e-mailem), jiní se snaží zákazníkům vyhovět a nabízí připojení dokumentů – ovšem v elektronické podobě. Jedno specifické omezení vzniklo také historickou neprozíravostí autorů hlášení (jak bilaterálního, tak ORFEUS). Položka pro předání volného textu označení zboží (pole 21 NL) totiž umožňuje předat pouze 350 znaků. Zdánlivá maličkost bohužel vylučuje z ENL tu část přeprav, kde odesilatel uvedl do NL text delší, než je tento technický limit. Změna formátu je sice jednoduchá, změnit existující interní systémy řady partnerských dopravců je ale mnohem náročnější. Hlavním předpokladem pro zavedení ENL (pro vhodné, tj. „nekomplikované“ přepravy) je ale kvalita dat a včasnost jejich zaslání. Většina dopravců před zavedením ENL s partnerským dopravcem určitou dobu sleduje kvalitu dat porovnáváním s papírovým NL a také zjišťuje, zda data přišla včas, tedy nejpozději


6

před fyzickým předáním zásilky. U kvality dat zkušenost ukázala, že na dostatečnou úroveň se lze dostat jen tehdy, když svá data pořídil nebo v elektronické podobě poslal přímo zákazník (odesílatel). Přepisování údajů z papírového NL vede téměř vždy k odchylkám a chybám. Proto i když v tomto článku hovoříme o ENL mezi dopravci, klíčové je, aby zásilka byla podána zákazníkem k přepravě také elektronicky. Na druhé straně ale není nezbytně nutné, aby byla i elektronicky dodána příjemci - vytištění papírového NL pro příjemce je již poměrně jednoduché.

Nákladní list a TSI TAF Technické specifikace pro interoperabilitu subsystému „Využití telematiky v nákladní dopravě“ jsou nařízení EU, které předepisuje datová rozhraní mezi dopravci a provozovateli železniční infrastruktury (v různých kombinacích). Jeho část 4.2.1 „Údaje nákladního listu“ popisuje především vazbu mezi „hlavním železničním podnikem (HŽP) a železničními podniky, podílejícími se na přepravě zásilky nebo vozu. HŽP má povinnost těmto podnikům poslat hlášení „Zásilkový příkaz“, což má být podmnožina údajů NL, nutná k převezení zásilky (vozů) z bodu A do bodu B. Zde však dochází k rozporu mezi nařízením TSI TAF a legislativou COTIF, která pojem hlavní železniční podnik nezná. HŽP se totiž nerovná smluvnímu dopravci podle COTIF. TSI TAF naopak nerozeznává dva režimy spolupráce mezi dopravci podle COTIF, tedy výkonný a navazující. Výkonnému dopravci by mohl stačit obsah hlášení „Zásilkový příkaz“, navazující dopravce ale potřebuje mít NL kompletní, ne jen jeho malou podmnožinu. V mezinárodní přepravě ale může být nákladní list vyžadován i ze strany orgánů státní správy, takže by jej měl mít celý (v papírové nebo elektronické podobě) i dopravce výkonný pro účely splnění legislativních povinností. Kvůli těmto rozporům a nejasnostem zatím žádný dopravce hlášení „zásilkový příkaz“ nerealizoval. Pouze organizace RAILDATA zpracovala specifikace pro „překlad“ dat NL do hlášení „zásilkový příkaz“ v rámci centrály ORFEUS. Vlastní realizace je zatím odložena, neboť žádný dopravce není připraven toto hlášení přijímat (nepotřebuje to pro svou technologii). Datová výměna ČDC Cílem výměny dat nákladních a vozových listů je dostávat data o zásilkách (ložených i prázdných vozech), které budeme přebírat od partnerského dopravce. Jde o to, že data nemusíme sami pořizovat do našeho systému a dostaneme je v časovém předstihu. ČDC používá bilaterální výměnu dat NL (pomocí XML hlášení FRACHTBRIEFE) již od roku 2006. Tehdy se podařilo výměnu spustit se sousedními dopravci RCA, ZSSKC a DB Cargo (zde ve směru k nám pouze konvenční, tedy ne-intermodální zásilky). Tato datová výměna se stala velmi významnou pomocí provozní technologie u nás i u našich partnerů.


7

ČDC se připojilo k systému ORFEUS v listopadu 2015, výměna dat s jednotlivými partnery přes centrálu ale byla laděna a spouštěna postupně během roku 2016. Prvním velmi významným přínosem byl příjem dat NL intermodálních zásilek od DB Cargo. Významným mezníkem byl datum 28.11.2016, kdy jsme přešli s DB Cargo z bilaterální výměny na výměnu přes ORFEUS pro konvenční zásilky. Zde je třeba vysvětlit, že DB Cargo provozuje dva samostatné informační systémy, jeden pro konvenční zásilky a druhý pro inter-modální. Proto bylo nutné výměnu dat s oběma systémy DB Cargo řešit samostatně. Technicky je u ČDC zdrojovou i cílovou aplikací CNP (Centrální nákladní pokladna), která přes „směrovač“ ESB (Enterprise Service Bus) komunikuje s novou aplikací TMS (Traffic Management System). Interním výměnným formátem u ČDC je XML hlášení Frachtbriefe, které TMS překládá na hlášení ECN pro ORFEUS (a naopak). Data NL od partnerských dopravců z obou rozhraní jsou využívána mj. pro:

• urychlení a zjednodušení převzetí zásilek a vozů, • naplnění záznamu listu CIM/CUV tranzitní zásilky na OPT, • naplnění záznamu listu CIM/CUV dovozní zásilky ve stanici určení, • informování zákazníka o zásilce na cestě, • zdroj dat o zásilce pro provozní informační systém ČDC (PRIS), • nepřímo zdroj dat o zásilce pro obchodně-fakturační systém ČDC, • přepravu bez papírových listů CIM/CUV (viz dále).

Stav nasazení ENL u jiných dopravců Řada velkých a technicky vyspělých nákladních dopravců v Evropě již přepravy na ENL řadu let provozuje ve vnitrostátní přepravě (přesněji při přepravě bez spolupráce jiného dopravce). Jde např. o DB Cargo, RCA, SBB nebo Green Cargo. V mezinárodní přepravě je ale ENL využíván stále velmi málo, mimo relace s podílem ČDC (viz následující kapitola) jsou známa pouze tato propojení: • zjednodušený ENL v podobě PIT mezi RCA a DB Cargo (ložené i prázdné vozy), • plnohodnotný ENL s využitím ORFEUS mezi SNCF a DB Cargo, • plnohodnotný ENL s využitím ORFEUS mezi SNCF a TRENITALIA. Stav nasazení ENL u ČDC ČDC si plně uvědomuje výhody a přínosy ENL a proto jej systematicky zavádí již od roku 2009. Po sedmi letech postupného rozšiřování již na ENL jezdí významná část vnitrostátních přeprav. Zákazníci mohou podávat své zásilky elektronicky - buď pořízením na webu, nebo pomocí XML hlášení. Zákazníci mohou také využít elektronický dodej. Velkou výhodou našeho řešení je možnost připojovat i přílohy v elektronické podobě. Model, zvolený ČDC je velmi pružný, zásilka může být podána jako ENL, ale dodána s papírovým NL, anebo opačně (je podána


8

s papírovým NL, ale dodána na ENL). Právě zmíněná pružnost a přizpůsobení zákazníkovi je klíčem k úspěchu této technologie. V mezinárodní přepravě využilo ČDC možnosti datové výměny bilaterálním hlášením FRACHTBRIEFE k zjednodušenému ENL. Tak zvaný PIT (viz výše) je již šest let používán pro přepravu vlastních vracejících se prázdných vozů mezi ČDC, RCA a ZSSKC. Od léta 2016 pilotně používáme PIT také pro vybrané zásilky ložených vozů v přepravách do/z Rakouska ve spolupráci s dopravcem RCA. Nicméně až připojení k systému ORFEUS umožnilo zavést funkčně plnohodnotný ENL v mezinárodní přepravě podle specifikací CIT, který je pro některé partnery podmínkou pro přepravy na ENL. Další kroky ENL u ČDC Od začátku letošního roku probíhají intenzivní jednání a přípravy zavedení ENL pro konvenční (ne intermodální) přepravy mezi ČDC a DB Cargo. Obě strany ladí svá rozhraní, kontrolují kvalitu a včasnost posílání hlášení. Prvním krokem bude zavedení ENL pro prázdné vozy, přepravované na vozový list CUV z Česka do Německa a naopak. Později bude režim ENL rozšířen i na přepravy zásilek ložených vozů. Ve výhledu je i využití ENL na přepravy z Francie (SNCF) přes Německo (DB Cargo) do Česka (ČDC) a naopak. ČDC bude poté jedním z prvních dopravců, kteří využijí ENL v tranzitní (nesousední) přepravě v Evropě. Po technické stránce je tato možnost již připravena, jak již bylo testováním ověřeno v závěru loňského roku. Ve výhledu je také zavedení ENL na ložené zásilky s ZSSKC. Tento dopravce se na ENL také připravuje. Přitom bude využito stávající bilaterální rozhraní, které již je provozně vyzkoušené pro bez-papírové CUV na vracející se prázdné vozy. Neboť i další členové ORFEUS mají v plánu realizaci ENL pro mezinárodní přepravy, očekáváme využití této moderní technologie i pro další přepravní proudy. Závěr Je zjevné, že i přes již velmi pokročilý stav výměny dat nákladních listů mezi velkými dopravci je zavádění elektronického nákladního listu v železniční přepravě v Evropě stále spíše na začátku. Překážkou jsou zejména připojované dokumenty, u některých typů přeprav požadované legislativou. Nicméně první realizované propojení bezpapírové přepravní technologie mezi nejpokročilejšími dopravci ukazují velký racionalizační potenciál. Jsme na startu jeho širokého využití, byť zatím jen pro nekomplikované přepravy. Je potěšitelné, že mezi průkopníky elektronického nákladního listu na evropské železnici patří také ČD Cargo, a.s.


9

Literatura: [1] Nařízení Komise (EU) č. 1305/2014 ze dne 11. prosince 2014 o technické

specifikaci pro interoperabilitu subsystému „Využití telematiky v nákladní dopravě“ železničního systému Evropské unie a o zrušení nařízení (ES) č. 62/2006.

[2] Jednotné právní předpisy pro smlouvu o mezinárodní železniční přepravě zboží - CIM , (Přípojek B k Úmluvě COTIF).

[3] Jednotné právní předpisy pro smlouvy o užívání vozů v mezinárodní železniční přepravě - CUV (Přípojek D k Úmluvě COTIF).

[4] Popis systému ORFEUS, webové stránky organizace RAILDATA. Seznam zkratek: CDS Central Data-management Systém Centrální systém pro řízení dat

CFL Société Nationale des Chemins de Fer Luxembourgeois Národní dopravce v Lucembursku

CIM

Uniform Rules Concerning the Contract of International Carriage of Goods by Rail (CIM - Appendix B to COTIF)

Jednotné právní předpisy pro smlouvu o mezinárodní železniční přepravě zboží - CIM (Přípojek B k Úmluvě COTIF)

CIT Comité international des transports ferroviaires Mezinárodní železniční přepravní výbor CNP

Centrální nákladní pokladna

CoReDa Commercial Responsibility Database (of wagons) Databáze komerční zodpovědnosti (za vozy)

COTIF Convention concerning International Carriage by Rail Úmluva o mezinárodní železniční přepravě

CUV

Uniform Rules concerning Contracts of Use of Vehicles in International Rail Traffic (CUV - Appendix D to COTIF)

Jednotné právní předpisy pro smlouvy o užívání vozů v mezinárodní železniční přepravě - CUV (Přípojek D k Úmluvě COTIF)

DB Deutsche Bahn Národní dopravce v Německu

EDIFACT Electronic Data Interchange for Administration, Commerce and Transport

Elektronická výměna dat pro správu, obchod a dopravu

ENL / ECN Electronic consignment note Elektronický nákladní list (ENL) ESB Enterprise Service Bus Podniková sběrnice služeb GC Green Cargo Národní dopravce ve Švédsku HZ Cargo HŽ Cargo d.o.o. Národní dopravce v Chorvatsku HŽP / LRU Lead Railway Undertaking Hlavní železniční podnik ISR International Service Reliability Systém pro sledování pohybů a stavů vozů NL / CN Consignment note Nákladní list OPT

Odúčtovna přepravních tržeb ČD Cargo

ORFEUS Open Railway Freight exchange systém Systém pro výměnu dat nákladních a vozových listů

PIT Paperless International Transport Bezpapírová mezinárodní přeprava RCA Rail Cargo Austria RCA, národní dopravce v Rakousku SBB SBB CFF FFS Cargo Národní dopravce ve Švýcarsku SNCF Société Nationale des Chemins de fer français Národní dopravce ve Francii


10

TMS Traffic Management Systém Systém pro řízení dopravy UIC International Railway Union Mezinárodní unie železnic XML Extensible Markup Language Rozšiřitelný značkovací jazyk XSD schema schéma pro formátování hlášení ZSSKC Železničná spoločnosť Cargo Slovakia, a.s. Národní dopravce na Slovensku

Olomouc, duben 2017 Lektorovali: Ing. Julius Přenosil ČD Cargo, a.s. prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D. Univerzita Pardubice DFJP


1

Václav Cempírek1

Otevření trhu vnitrostátních služeb v přepravě cestujících po železnici

Klíčová slova: zařízení služeb, technologické postupy práce, technické normy, technologické časy Úvod Příspěvek předkládá řešení pro zařízení služeb, která by měla být přístupná pro všechny dopravce v otevřeném trhu vnitrostátních služeb v přepravě cestujících po železnici.

1 Obecná východiska Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (EU) 2016/2338 ze dne 14. prosince 2016, kterým se mění nařízení (ES) č. 1370/2007, pokud jde o otevření trhu vnitrostátních služeb v přepravě cestujících po železnici, sděluje, že železniční doprava má potenciál růst a zvýšit svůj podíl na celkové dopravě a plnit významnou úlohu v systému udržitelné dopravy a mobility a vytvářet tak nové investiční příležitosti a pracovní místa. Růst služeb v přepravě cestujících po železnici však zaostává za vývojem jiných druhů dopravy. Dříve než Evropská komise nastavila pravidla spravedlivé konkurence mezi jednotlivými druhy dopravy na přepravním trhu, je tento trh Unie v oblasti mezinárodních služeb v přepravě cestujících po železnici je od roku 2010 otevřen intramodální hospodářské soutěži. Některé členské státy kromě toho otevřely hospodářské soutěži své služby vnitrostátní přepravy cestujících, a to buď zavedením práv otevřeného přístupu, organizováním nabídkových řízení na smlouvy o veřejných službách, nebo oběma opatřeními. Otevření intramodálního trhu pro vnitrostátní osobní dopravu po železnici by mělo mít pozitivní dopad na fungování jednotného evropského železničního prostoru a vést ke zlepšení služeb pro uživatele. Tolik k citaci z úvodu nařízení. Takovému zásadnímu rozhodnutí měla předcházet nezávislá odborná analýza stávajícího systému přepravy cestujících po železnici, která by odhalila příčiny, proč z pohledu Unie je negativní konstatace o poskytovaných službách a jejich intermodální ne/konkurenceschopnosti, především v cenách za přepravu v porovnání se silniční linkovou dopravou. Otázkou je, které jiné druhy dopravy vykazují lepší vývoj než železniční osobní doprava, snad pouze letecká doprava. Ta v rámci globalizace velmi zkrátila časové

1 prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D., Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Studentská 95, 532 10 Pardubice, tel.: 607 935 278, e-mail: [email protected]


2

vzdálenosti nejen na kontinentech, ale i mezi nimi. Srovnávání civilní letecké osobní dopravy s železniční osobní dopravou je chybné, protože každý z těchto dopravních módů se zaměřuje na jiný segment cestujících, resp. obsluhuje jiný market share (přepravní vzdálenosti). Proto je důležité v osobní železniční dopravě nesledovat pouze absolutní počet přepravených osob, ale zjišťovat strukturu cestujících s ohledem na účel jejich přemisťování. Fragmentace dopravního systému může ohrozit samotnou jeho podstatu, pro kterou je charakteristická síťovost, bezpečnost, dodržování standardizovaných technologických postupů při řízení i výkonu provozních činností a kvalifikovaná pracovní síla. V Unii je většina národních dopravců v osobní dopravě s právním upořádáním akciové společnosti ve státním vlastnictví. Pokud by establishmenty vykonávaly kontrolní a dohledovou činnost nad těmito podniky s odpovědností řádného hospodáře, pak by stav železniční osobní dopravy, alespoň v České republice, musel být na zcela jiné úrovni. Nelze přehlédnout, že nejvýkonnější železniční systémy jsou v zemích s integrovaným národním železničním podnikem (Německo, Rakousko, Švýcarsko). Rozvoj a řízení železniční osobní, ale i nákladní dopravy v souladu s hospodářským a společenským vývojem, musí být provázán na úrovni několika ministerstev, mezi které určitě musíme zařadit ministerstvo dopravy, průmyslu a obchodu, školství a životního prostředí. Moderní dopravní prostředky, zabezpečovací a řídicí systémy kladou vysoké nároky na kvalifikovanou pracovní sílu, rozvoj inovativních přístupů, výzkumnou a vědeckou činnost a šetrný vztah k životnímu prostředí. Fragmentace dopravního systému vyčerpává přirozeně omezenou kapacitu infrastruktury železniční dopravní cesty, požaduje otevření a přístup k pracovištím služeb pro všechny dopravce na stejné úrovni, pro cestující zhoršuje orientaci v nabídce přepravních služeb a snižuje kvalitu přepravních služeb.

2 Technologické a technické normy pro pracoviště služeb S ohledem na uvedené skutečnosti v bodě 1 musí být stanoveny technologické postupy práce a výkonové normy pro jednotlivá pracoviště služeb, na základě kterých budou tato zařízení zpřístupněna pro obsluhu vozidel zúčastněných dopravců. Technologickými postupy práce pracoviště služeb se rozumí plánovitý systém organizace práce, který určuje:

a) postup jednotlivých pracovních úkonů a operací při poskytování služeb vlakům osobní přepravy,

b) časové normy jednotlivých pracovních operací a úkonů, c) využití technického vybavení jednotlivých zařízení pro poskytování služeb, d) počet a rozmístění potřebných prostředků a pracovníků, e) operativní řízení veškeré činnosti práce pracoviště služeb.


3

Technologické postupy práce pracoviště služeb musí zabezpečovat poskytování služeb pro vlaky osobní přepravy všech dopravců v nejkratší době při efektivním využití technických prostředků a pracovních sil v rámci jednotlivých obvodů pracovišť služeb. Hlavní zásadou optimální technologie práce je možná souběžnost a nepřetržitost operací u vlakových souprav a jednotlivých vozidel, při nejmenší spotřebě času na každou operaci služeb a při respektování případné nerovnoměrnosti provozu a možnostech pracovních sil i prostředků. Podkladem pro sestavení technologických postupů práce pracoviště služeb jsou:

a) grafikon vlakové dopravy, b) plán řazení vlaků osobní dopravy, c) oběhy vlakových souprav a vozidel v osobní dopravě, d) rozbor práce stávajících pracovišť služeb, e) stanovené pracovní normy, výsledky časoměrných pozorování a výpočty dob

potřebných k provedení jednotlivých úkonů při poskytování služeb, f) výpočty zatížení jednotlivých zařízení pracovišť služeb a posunovacích

prostředků, g) zvláštnosti práce, resp. pracovních podmínek při poskytování služeb (např.

klimatické podmínky, …). K údajům trvalé platnosti pro technická zařízení a prostředky zařízení služeb patří:

a) počty, užitečné délky a určení kolejí, b) počty a stručné provozní charakteristiky používaných posunovacích lokomotiv, c) počty a profese zaměstnanců, pracovní doby, d) časové normy pro výkony služeb.

K údajům dočasné platnosti, tj. na období platnosti GVD patří:

a) počty vozů řazených ve vlakových soupravách, b) počty ucelených jednotek a samostatných vozů.

3 Vymezení zařízení služeb pro provozování drážní dopravy Vyhláška 76 ze dne 28. února 2017 o obsahu a rozsahu služeb poskytovaných dopravci provozovatelem dráhy a provozovatelem zařízení služeb stanoví v § 3 co považujeme za jiná technická zařízení pro provozování drážní dopravy. Tato zařízení se člení na:

a) střediska pro údržbu drážních vozidel s výjimkou středisek pro údržbu vysokorychlostních vozidel a vozidel se zvláštními provozně technickými charakteristikami, ve kterých je údržba těchto vozidel prováděna po jejich vyřazení z běžného provozu,

b) zařízení pro provozní ošetření vozů, zejména jejich mytí, čištění a plnění vodou, c) nakládací a vykládací zařízení, d) stabilní a mobilní zařízení pro překládku přepravních jednotek mezi jednotlivými

druhy dopravy, e) posunovací zařízení,


4

f) obrysnice, g) kolejové váhy a h) zařízení se zdrojem jiné než trakční elektrické energie, určené pro připojení

železničních kolejových vozidel. Provozní součásti železniční stanice zde nejsou řešeny (např. informační systémy, orientační značky o přístupu k vlakům, čekárny pro cestující, úschovny zavazadel, hygienická zařízení pro cestující, parkoviště pro autobusy, osobní automobily a jízdní kola, prostory pro služby prodeje cestovních a rezervačních dokladů, prostory pro provozní zázemí zaměstnanců dopravců, zdvihací plošiny nebo rampy na nástupišti pro osoby se zdravotním postižením a osoby s omezenou schopností pohybu a orientace, místa nakládky a vykládky pro přepravu věcí a kolejiště pro sestavování vlaků a posun drážních vozidel), protože by měly být přiřazovány rozhodnutím nejvyššího správního orgánu na základě jednotného přepravního řádu, jednotného tarifu a přestupního jízdního dokladu. Je nepřípustné, aby cestující musel přemýšlet, kde má zakoupit jízdní doklad a u kterého vlaku ho opravňuje k jízdě a zda je povolena přeprava psů nebo drobných domácích zvířat.

4 Zařízení služeb dominantního dopravce podle zákona o drahách Zákon o drahách 266/1994 Sb. ve znění pozdějších předpisů v § 23f v odstavci (1) stanoví, že dopravce, který má dominantní postavení na trhu osobní nebo nákladní železniční dopravy a který je současně provozovatelem zařízení služeb nebo takového provozovatele ovládá, zajistí, aby tyto služby byly poskytovány prostřednictvím pobočky a o jejich poskytování bylo vedeno oddělené účtování. Odepře-li takový provozovatel zařízení služeb jejich poskytnutí, oznámí to písemně zájemci s uvedením důvodů, popřípadě označí provozovatele, který může zájemci poskytnout tutéž službu za podmínek stanovených tímto zákonem. Zákon o drahách 266/1994 Sb. ve znění pozdějších předpisů v § 23f v odstavci (2) stanoví, co rozumíme za zařízení služeb:

a) železniční stanice, b) odstavné koleje, c) čerpací stanice, d) technická zařízení v přístavech.

Tato ustanovení se nepoužijí na poskytování doplňkových a pomocných služeb. Zákon o drahách 266/1994 Sb. ve znění pozdějších předpisů stanoví v § 23g doplňkové a pomocné služby. Doplňkovými službami jsou:

a) dodávky trakční elektrické energie, b) předtápění drážního vozidla určeného pro přepravu osob, c) služby související s přepravou nebezpečných věcí nebo s provozem drážního

vozidla vykazujícího zvláštní provozně technické charakteristiky. Pomocnými službami jsou:

a) poskytování informací souvisejících s provozováním drážní dopravy,


5

b) přístup k telekomunikačním sítím, c) technická kontrola drážního vozidla, d) prodej jízdních a přepravních dokladů, e) údržba drážních vozidel vykazujících zvláštní provozně technické

charakteristiky. Tato ustanovení vyplývající ze Zákonu o drahách 266/1994 Sb. ve znění pozdějších předpisů mění charakter postavení dominantního dopravce na přepravním trhu osobní dopravy z hlediska zásad tržní ekonomiky. Ta vychází z trhu, který všechno řeší sám pomocí nabídky, poptávky a hospodářské soutěže. Ceny jsou určovány pomocí nabídky a poptávky na trhu, za cenu, se kterou souhlasí obě strany (kupující, prodávající). Protikladem tržní ekonomiky je ekonomika plánovaná, kombinace obou, tedy částečně regulovaná, se nazývá smíšená ekonomika. V České republice je prosazován nynější vládou smíšený systém, který vychází z tržního, ale je doplněn státními zásahy (jako zákony, nařízeními, dotacemi, omezeními, apod.).

Závěr Hlavními cíli dopravní politiky Unie je zaručit bezpečné, účinné a vysoce kvalitní služby v přepravě cestujících prostřednictvím regulované hospodářské soutěže, která rovněž zajistí transparentnost a fungování veřejných služeb v přepravě cestujících, a to s ohledem na sociální a environmentální faktory a faktory regionálního rozvoje, nebo s cílem nabídnout zvláštní tarifní podmínky určitým kategoriím cestujících, například důchodcům, a odstranit nerovnosti mezi dopravními podniky a druhy dopravy z různých členských států, které mohou vést k podstatnému narušení hospodářské soutěže. Koncepční uchopení problematiky liberalizace železničního trhu vyžaduje aktuální evropská legislativa. Aby byl v procesu liberalizace dosažen pozitivní výsledek, je důležité postupovat s rozvahou. Z tohoto pohledu lze považovat postoj současného vedení Českých drah za správný, protože požaduje, aby otevření trhu osobní železniční dopravy mělo předem jasně nastavená pravidla jako výsledek spolupráce ministerstva dopravy s odbornou veřejností a dotčenými subjekty. Bylo by žádoucí vhodnými odbornými debatami definovat jaký podíl veřejné osobní dopravy má liberalizace zasáhnout, zda pouze dálkovou nebo regionální dopravu anebo vymezený balíček služeb v závazkové dopravě. Z uvedených závěrů vyplývá, že je žádoucí, aby každý zásah do systému dopravy byl připravován s dostatečným předstihem a realizován od platnosti nového grafikonu vlakové dopravy. Zařízení služeb v železniční osobní dopravě jsou historicky uzpůsobena pro jednoho dopravce. Jakýkoliv regulační zásah, kterým se tato zařízení zpřístupňují více dopravcům, může vyvolat řadu problémů omezujících interní provozní procesy a snižujících efektivitu a produktivitu práce, ale i vyvolat dodatečné stavební investice.

https://cs.wikipedia.org/wiki/Nab%C3%ADdka

https://cs.wikipedia.org/wiki/Popt%C3%A1vka

https://cs.wikipedia.org/wiki/Trh_%28ekonomie%29

https://cs.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1novan%C3%A1_ekonomika

https://cs.wikipedia.org/wiki/Sm%C3%AD%C5%A1en%C3%A1_ekonomika


6

Literatura: [1] Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (EU) 2016/2338 ze dne 14. prosince

2016, kterým se mění nařízení (ES) č. 1370/2007 [2] Nařízení Evropského Parlamentu a Rady (ES) č. 1370/2007 ze dne 23. října

2007 o veřejných službách v přepravě cestujících po železnici a silnici a o zrušení nařízení Rady (EHS) č. 1191/69 a č. 1107/70

[3] http://www.mdcr.cz/getattachment/Dokumenty/Drazni-doprava/Legislativa-v-drazni-doprave/Zakony-v-drazni-doprave/266-94-k_1-4-2017-uplzneni.pdf.aspx?lang=cs-CZ

[4] Vyhláška č. 76/2017 Sb. Vyhláška o obsahu a rozsahu služeb poskytovaných dopravci provozovatelem dráhy a provozovatelem zařízení služeb. Částka 28/2017.

Praha, březen 2017 Lektorovali: doc. Dr. Ing. Roman Štěrba Fakulta dopravní ČVUT Ing. Jiří Havlíček České dráhy, a.s.

http://www.mdcr.cz/getattachment/Dokumenty/Drazni-doprava/Legislativa-v-drazni-doprave/Zakony-v-drazni-doprave/266-94-k_1-4-2017-uplzneni.pdf.aspx?lang=cs-CZ




1

Roman Štěrba1

Poplatky za obnovitelné zdroje energie znevýhodňují ekologickou elektrickou trakci na přepravním trhu

Klíčová slova: železnice, ekologie, dopravní politika, obnovitelné zdroje energie ÚVOD Bílá kniha dopravní politiky Evropské komise (EK) „Plán jednotného evropského dopravního prostoru – vytvoření konkurenceschopného dopravního systému účinně využívajícího zdroje“ z března 2011 nastiňuje základní strategické vize, jež by měly být v nadcházejících desetiletích naplňovány v sektoru dopravy. Cílem komplexní strategie je zavést v Evropské unii (EU) konkurenceschopný dopravní systém s rebalancovaným podílem jednotlivých módů na přepravních výkonech, který zvýší mobilitu, odstraní největší překážky v klíčových oblastech a podpoří růst a zaměstnanost. Dramaticky by se také měla snížit závislost EU na dovozu ropy a emise uhlíku v dopravě by měli klesnout do roku 2050 o 60 %.

K dosažení tohoto cíle bude třeba transformovat současný dopravní systém v EU. Hlavní cíle, jichž je třeba dosáhnout do roku 2050, jsou následující:

- žádná vozidla s konvenčním palivem ve městech; - 40% využívání udržitelných nízkouhlíkových paliv v letecké dopravě;

nejméně 40% snížení emisí z lodní dopravy; - 50% přesun přepravy na střední přepravní vzdálenosti v meziměstské

osobní a nákladní dopravě ze silniční dopravy na ekologické druhy dopravy, tzn. železniční a vodní dopravu;

- uvedená opatření v případě zdárné realizace do roku 2050 přispějí k 60% snížení emisí z dopravy.

Jedním z hlavních nástrojů rebalance přepravních výkonů mezi druhy dopravy u středních přepravních vzdáleností musí být internalizace externích nákladů a jejich promítnutí do cen účtovaných za přepravu. Do té doby, pokud nemají být ekologické druhy dopravy z přepravního trhu vytěsňovány, musí stát kompenzovat jejich neharmonizované náklady, které jsou v rozporu se spravedlivou soutěží mezi jednotlivými druhy dopravy.

1 doc. Dr. Ing. Roman Štěrba – Ústav logistiky a managementu dopravy, Fakulta dopravní ČVUT. Víceprezident International Railway Research Board (IRRB).


2

OBNOVITELNÉ ZDROJE ENERGIE

Obnovitelné zdroje energie (dále jen „OZE“) představují společensky a politicky diskutované téma nového tisíciletí. Jedná se o nefosilní přírodní zdroje energie, které jsou nevyčerpatelné anebo mají schopnost částečné nebo úplné obnovy. Patří mezi ně solární energie, energie z větrných elektráren, energie vodní či energie z biomasy atp. OZE jsou přitom ve většině rozvinutých států v současnosti zvýhodňovány vůči převládajícím tradičním fosilním zdrojům energie (uhlí, ropa, plyn). Každým rokem dochází k úbytku neobnovitelných zdrojů, jejichž získávání navíc devastuje krajinu.

Podpora OZE je logickým krokem, jehož cílem je snížení emisí skleníkových plynů, čímž dojde ke zmírnění dopadů lidské činnosti na globální oteplování, ale také k zachování životního prostředí a zajištění zdrojů energie pro další generace. Princip OZE totiž spočívá v tom, že činností člověka by tyto zdroje neměly být vyčerpány. Z těchto důvodů je podpora OZE intenzivně regulována jak na úrovní EU, tak i na úrovni tuzemské.

Systém podpor OZE a poplatků na jejich financování je z pohledu ekologické elektrické trakce v železniční dopravě neharmonizovanou zátěží provozního hospodaření dopravců ve výši cca 600 mil. Kč ročně.

PODPORA EKOLOGICKÉ ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY

Podpora ekologické železniční dopravy patří mezi základní stavební kameny dopravní strategie EK i členských států EU, jejímž cílem je podpořit konkurenceschopnost prostřednictvím efektivních, ale hlavně udržitelných dopravních systémů. Cílem tak je dosáhnout do roku 2030 převedení alespoň 30 % silniční přepravy nákladu nad 300 km na alternativní ekologickou dopravu, jakou je doprava železniční či vodní, a do roku 2050 dokonce více než 50 %.

Rozpor v legislativních předpisech, jakož i koncepčních a strategických nástrojů v ČR i na úrovni EU, které upravují problematiku OZE z různých pohledů a které se zabývají podporou železnic a ochranou životního prostředí, ve výsledku vede k nákladové a tedy i cenové diskvalifikaci železniční dopravy provozované v ekologické elektrické trakci na přepravním trhu.

Změna v systému placení podpory na OZE, odbřemenění ekologické elektrické trakce v dopravě od placení poplatků OZE, která by zohlednila ekologický význam elektrické trakce v dopravě, by mohla přispět k dlouhodobě udržitelné rebalanci přepravních výkonů mezi jednotlivými druhy dopravy ve smyslu principů a cílů Dopravní politiky EK „Plán jednotného evropského dopravního prostoru – vytvoření konkurenceschopného dopravního systému účinně využívajícího zdroje“.


3

Jedním z témat Dopravní politiky ČR na období 2014-2020 je snižování negativních dopadů dopravy na veřejné zdraví a infrastrukturu, čehož má být vedle dalších opatření dosaženo zvýšením podílu nízkoemisní dopravy. Pokud však bezemisní ekologická elektrická trakce (bez ohledu na tzv. „energetický mix“) nebude odbřemeněna od poplatků OZE, nebude cenově konkurenceschopná na přepravním trhu.

V programovém prohlášení vlády ČR je deklarováno, že vláda povede Českou republiku na základě sociálně a ekologicky orientovaného tržního hospodářství k prosperitě. V rámci resortních priorit se vláda zavázala prostřednictvím Ministerstva průmyslu a obchodu zajistit udržitelnou energetiku a usilovat o environmentální udržitelnost energetiky. V resortu Ministerstva dopravy se vláda zavázala podpořit přesun přepravy nákladů ze silnice na železnice.

DEKARBONIZACE A NÍZKOUHLÍKOVÁ DOPRAVA

Výsledkem snahy EK o dekarbonizaci je „Roadmap 2050: praktická příručka Evropské nadace klimatu k prosperující, nízkouhlíkové Evropě“. Roadmap 2050 zkoumá možnosti dosáhnout výrazného snížení emise skleníkových plynů, a tedy dekarbonizace hospodářství. V červenci 2009 Evropská unie a skupina G8 oznámili cíl snížit emise skleníkových plynů o nejméně 80 % do roku 2050. V říjnu 2009 Evropská rada vymezila vhodné cíle snížení emisí pro EU a další rozvinuté ekonomiky na 80 - 95 % pod úroveň roku 1990, a to do roku 2050.

Na základě studie „Roadmap 2050“ přijala EK v roce 2011 sdělení s názvem „Energetický plán do roku 2050: Bezpečná, konkurenceschopná a nízkouhlíková energetika je možná“. Cílem plánu je dosáhnout nízkých emisí uhlíku do roku 2050 a současně zvýšit konkurenceschopnost EU a bezpečnost dodávek energie.


4

Cílů stanovených v Roadmap 2050 by mělo být z pohledu dopravy dosaženo zejména intenzivní elektrifikací dopravního sektoru a užíváním biomasy napříč sektory. Dekarbonizované trasy předpokládají souhrn vozidel poháněných elektřinou, biopalivem a vozidel na palivové články. Mezi opatření, jimiž má dojít k dekarbonizaci dopravy, patří jednak snaha o změnu skladby způsobu pohonu silničních vozidel, na druhé straně pak podpora jiných druhů dopravy, jejichž produkce skleníkových plynů je výrazně nižší – jako právě železniční.

DOPRAVNÍ POLITIKA EVROPSKÉ KOMISE VIZE KONKURENCESCHOPNÉHO A UDRŽITELNÉHO DOPRAVNÍHO SYSTÉMU Snížení emisí o 60% v kontextu rostoucí dopravy a podpory mobility EK stanovila úkol odstranit závislost dopravního systému na ropě, aniž by bylo třeba obětovat jeho účinnost a ohrozit mobilitu. V souladu se stěžejní iniciativou „Evropa méně náročná na zdroje“ zavedenou ve strategii Evropa 2020 a v souladu s novým plánem pro energetickou účinnost na rok 2011 je základním cílem evropské dopravní politiky napomoci vytvořit systém, který podporuje evropský hospodářský pokrok, zvyšuje konkurenceschopnost a nabízí vysoce kvalitní služby mobility a zároveň účinněji využívá zdroje. V praxi je podle EK třeba, aby doprava využívala méně energie a aby využívala čistou energii, aby lépe využívala moderní infrastrukturu a snižovala svůj negativní dopad na životní prostředí a zásadní přírodní zdroje jako vodu, půdu a ekosystémy.

Postup k dosažení požadovaného stavu zahrnuje celou řadu potřebných opatření ze strany státní regulace a ingerence ve prospěch:

- zlepšení energetické účinnosti vozidel u všech druhů dopravy;


5

- vývoje a využívání udržitelných paliv a pohonných systémů; - optimalizace výkonu multimodálních logistických řetězců, včetně většího

využívání energeticky účinnějších druhů dopravy (železnice a vodní doprava) v případech, kdy technologické inovace mohou být nedostačující (např. přeprava nákladu silničními vozidly na velké vzdálenosti);

- účinnější využívání dopravy a infrastruktury prostřednictvím zdokonalených systémů řízení dopravy a informačních systémů (např. ITS2, ERTMS3 aj.);

- nezkreslené stanovování cen, tzn. internalizace externích (dosud nekalkulovaných) nákladů dopravy do ceny za přepravu, atd.

Účinná hlavní síť pro multimodální meziměstskou dopravu a přepravu

U dopravy na střední vzdálenosti jsou nové technologie méně vyspělé a volba druhů dopravy je omezenější než ve městě. Právě zde však mohou mít kroky EK okamžitý dopad (v důsledku méně omezení plynoucích ze subsidiarity či mezinárodních dohod). Energeticky účinnější vozidla a čistší paliva by samy o sobě pravděpodobně nedosáhly potřebného snížení emisí a nevyřešily by problematiku přetíženosti. Je třeba, aby je doprovázela konsolidace velkých objemů přepravy na dlouhé vzdálenosti, tudíž větší využívání železniční dopravy pro cestující a v případě přepravy nákladu i multimodální řešení využívající lodní a železniční dopravy na dlouhé vzdálenosti. Lepší výběr druhů dopravy bude důsledkem vyšší integrace modálních sítí. Letiště, přístavy, železniční a autobusová nádraží a stanice metra by měly být stále více propojovány a přeměňovány na multimodální dopravní uzly pro cestující. Informační online systémy a elektronické rezervační a platební systémy zahrnující všechny dopravní prostředky by měly multimodální cestování usnadnit.

Na dlouhé přepravní vzdálenosti jsou možnosti dekarbonizace silniční dopravy omezenější a multimodalita přepravy nákladu musí být pro zasilatele ekonomicky přitažlivá. Je zapotřebí účinné kombinace více druhů dopravy. EU potřebuje speciálně vyvinuté skutečné železniční nákladní koridory, optimalizované z hlediska využívání energie a z hlediska emisí, které by minimalizovaly dopad na životní prostředí, avšak byly by atraktivní díky své spolehlivosti, omezené přetíženosti a nízkým provozním a správním nákladům. Dosavadní situace, kdy železniční nákladní doprava v podstatě využívá jen kapacitu tratí zbylou po alokaci osobní dopravě, je naprosto nevyhovující a neudržitelná.

2 Intelligent Transport Systems (ITS); https://ec.europa.eu/transport/themes/its_en 3 European Rail Traffic Management Systém (ERTMS); https://ec.europa.eu/transport/modes/rail/ertms_en


6

Železnice je někdy považována na nepříliš přitažlivý způsob dopravy, ať už cenově nebo rigidními dodacími lhůtami. Avšak příklady z některých států dokazují, že železnice může nabídnout kvalitní služby. Naprosto klíčovým úkolem je však provést změny, které by srovnaly podmínky podnikání železničních dopravců s ostatními druhy dopravy. Změny ve smyslu srovnání podmínek podnikání v jednotlivých druzích dopravy by železnici umožnily účinně konkurovat a přebrat výrazně vyšší podíl přepravy nákladu i cestujících na střední a dlouhé vzdálenosti.

Rovnocenné podmínky pro dopravu Stále přetrvávají překážky hladkého fungování vnitřního trhu v dopravě a spravedlivé hospodářské soutěže na přepravním trhu. Cílem EK pro příští desetiletí je vytvořit řádný jednotný evropský dopravní prostor odstraněním všech zbývajících překážek mezi druhy dopravy a vnitrostátními systémy, usnadněním integrace a podporou vzniku nadnárodních a multimodálních provozovatelů. Vedle „bdělého“ prosazování pravidel hospodářské soutěže uvnitř jednotlivých druhů dopravy je nutno činnost a pozornost EK nasměrovat na srovnání podmínek podnikání mezi druhy dopravy.


7

Vyšší stupeň konvergence a prosazování sociálních, bezpečnostních, ochranných a environmentálních pravidel, minimální služební standardy a uživatelská práva musí být nedílnou součástí této strategie, aby se zamezilo napětí, nesouladu a nevyváženosti v dopravním systému.

Není nadále možné, aby ekologická železniční doprava byla z přepravního trhu vytěsňována, a to především vyššími (dražšími) sociálními standardy zaměstnanců, vyššími náklady na nesrovnatelně vyšší míru bezpečnosti provozu v intencích technických specifikací interoperability, a v neposlední řadě úhradou poplatků za neekonomické (tržně neobhajitelné) obnovitelné zdroje energie. Veškeré náklady neharmonizované mezi druhy dopravy, které musí nést železniční doprava na rozdíl od jiných druhů dopravy, znemožňují spravedlivou hospodářskou soutěž na přepravním trhu.

10 CÍLŮ EK PRO KONKURENCESCHOPNÝ DOPRAVNÍ SYSTÉM ÚČINNĚ VYUŽÍVAJÍCÍ ZDROJE Vývoj a využívání nových a udržitelných paliv a pohonných systémů

1) Snížit používání „konvenčně poháněných“ automobilů v městské dopravě do roku 2030 na polovinu; postupně je vyřadit z provozu ve městech do roku 2050; do roku 2030 dosáhnout ve velkých městech zavedení městské logistiky v podstatě bez obsahu CO2 (dekarbonizace).

2) Používání udržitelných nízkouhlíkových paliv v letectví by do roku 2050 mělo dosáhnout 40 %; ve stejné lhůtě by rovněž měly být sníženy emise CO2 z námořních lodních paliv EU o 40 % (případně o 50 %, pokud je to proveditelné.

Optimalizace výkonu multimodálních logistických řetězců, mj. větším využitím energeticky účinnějších druhů dopravy

3) 30 % silniční přepravy nákladu nad 300 km by mělo být do roku 2030 převedeno na ekologické druhy dopravy, jako např. na železniční či lodní dopravu, a do roku 2050 by to mělo být více než 50 %. Napomoci by tomu měly i účinné a zelené koridory pro nákladní dopravu, tzn. s dostatečnou volnou kapacitou pro nákladní vlaky. Splnění tohoto cíle si vyžádá zavedení vhodné infrastruktury.

4) Dokončit do roku 2050 evropskou vysokorychlostní železniční síť. Ztrojnásobit do roku 2030 délku stávajících vysokorychlostních železničních sítí a udržovat hustou železniční síť ve všech členských státech. Většina objemu přepravy cestujících na střední vzdálenost (nad 300 km) by do roku 2050 měla probíhat po železnici. Jedním z efektů vysokorychlostních tratí bude, že jejich dodatečná nová kapacita přinese uvolnění kapacity konvenčních tratí od dálkové osobní dopravy pro nákladní dopravu.

5) Do roku 2030 plně zprovoznit celounijní multimodální „hlavní síť“ TEN-T s tím, že do roku 2050 by tato síť byla vysoce kvalitní a vysoce kapacitní a existoval by odpovídající soubor informačních služeb.


8

6) Propojit do roku 2050 všechna hlavní letiště na železniční síť, pokud možno vysokorychlostní; zajistit, že všechny hlavní mořské přístavy jsou napojeny na nákladní železniční dopravu a případně na vnitrozemské vodní cesty.

Zvyšování účinnosti dopravy a využívání infrastruktury prostřednictvím informačních systémů a tržně orientovaných stimulů

7) Zavést modernizovanou infrastrukturu uspořádání letového provozu (Single European Sky Air Traffic Management Research - SESAR) v Evropě do roku 2020 a dokončit společný evropský letecký prostor. Zavést příslušné systémy řízení dopravy (ERTMS, ITS aj.). Rozmístit evropský globální navigační družicový systém (Galileo).

8) Do roku 2020 vytvořit rámec pro informační, řídící a platební systém evropské multimodální dopravy.

9) Snížit do roku 2050 počet úmrtí v silniční dopravě téměř na nulu. V souladu s tímto cílem usiluje EU o snížení dopravních nehod do roku 2020 na polovinu. Zajistit vedoucí postavení EU v oblasti bezpečnosti a ochrany dopravy ve všech jejích druzích.

10) Začít plně uplatňovat zásady „uživatel platí“ a „znečišťovatel platí“ a více zapojit soukromý sektor do odstraňování nesouladu, včetně škodlivých dotací, do vytváření zisků a zajišťování financování budoucích dopravních investic.

STANOVOVÁNÍ SPRÁVNÝCH CEN A PŘEDCHÁZENÍ NESROVNALOSTEM Cenové signály hrají klíčovou roli v mnoha rozhodnutích, která mají dlouhodobé účinky na dopravní systém. Poplatky a daně z dopravy je třeba upravit (harmonizovat) tak, aby se více uplatňovala zásada „znečišťovatel platí“ a „uživatel platí“. Měly by podpořit úlohu dopravy při propagaci cílů evropské konkurenceschopnosti a soudržnosti. Celková zátěž pro odvětví by zároveň měla odrazit celkové náklady dopravy, včetně infrastruktury a vnějších nákladů. Širší socioekonomické výhody a kladné externality ekologických druhů dopravy do určité míry opodstatňují jejich veřejné kofinancování, avšak v budoucnosti je pravděpodobné, že uživatelé dopravy budou v cenách za přepravu hradit více nákladů než dnes. Je důležité, aby uživatelé, provozovatelé a investoři měli správnou a důslednou finanční motivaci. Internalizace externalit, odstranění daňové nerovnováhy a neoprávněných subvencí a svobodná a nenarušená hospodářská soutěž nejen intramodální, ale především intermodální, jsou tudíž součástí úsilí sjednotit tržní volby s potřebami udržitelnosti (a odrazit ekonomické náklady „neudržitelnosti“). Jsou rovněž potřebné k tomu, aby vytvořily rovné podmínky pro různé druhy dopravy, které jsou navzájem konkurenční. Pokud jde o emise skleníkových plynů, používají se dva hlavní tržně orientované nástroje: zdanění energie a systémy pro obchodování s emisemi. Zdanění se v současnosti uplatňuje u paliv používaných v pozemní dopravě, zatímco systémy pro obchodování s emisemi se používají u elektrické energie a uplatňovány jsou i v letectví. Očekávaná revize směrnice o zdanění energie je příležitostí, jak zajistit lepší soudržnost mezi těmito dvěma nástroji. EK zároveň usiluje o rozhodnutí Mezinárodní námořní organizace o globálním nástroji pro námořní dopravu, kde náklady plynoucí ze změny klimatu nejsou v současnosti internalizovány.


9

Náklady na místní externality, jako např. hluk, znečištění ovzduší a přetíženost, by mohly být internalizovány zpoplatněním využívání infrastruktury. Snahy EK o změnu tzv. „směrnice o eurovinětě“ je prvním krokem k vyššímu stupni internalizace nákladů z těžkých nákladních vozidel, avšak rozdíly ve vnitrostátních politikách silničních poplatků budou přetrvávat. Je třeba přistoupit k postupnému zavedení povinného systému harmonizované internalizace externích nákladů pro užitková vozidla na pozemních komunikacích. U automobilů se silniční poplatky stále více považují za alternativní způsob tvorby zisku a ovlivňování dopravního chování. EK musí iniciovat jednotné pokyny pro uplatňování internalizačních poplatků u všech vozidel a pro všechny hlavní externality. Dlouhodobým cílem je zavést uživatelské poplatky u všech vozidel a v celé síti pozemních komunikací s cílem odrazit alespoň náklady na údržbu infrastruktury, přetížení, znečištění ovzduší a hluk. Jiné druhy dopravy mají ve srovnání se železniční dopravou daňové výhody. Jedná se o příznivé daňové podmínky pro podnikové automobily, výjimky z DPH a daně za energii u mezinárodní námořní a letecké dopravy atd. Tato opatření obecně skýtají protichůdnou (kontraproduktivní) motivaci, pokud jde o verbální úsilí EK zlepšit účinnost dopravního systému a snížit jeho externí náklady rebalancí přepravních výkonů směrem k ekologickým druhům dopravy. Komise musí aktivně konat v zájmu dosažení větší soudržnosti mezi různými prvky zdanění jednotlivých druhů dopravy a podpory přesunu přepravy na ekologicky a energeticky (z pohledu měrné spotřeby) méně náročnou hromadnou dopravu.

REDUKCE POPLATKŮ OZE V EKOLOGICKÝCH ODVĚTVÍCH V NĚMECKU

Problematika poplatků a podpor OZE je v Německu upravena zákonem o obnovitelných zdrojích Erneuerbare-Energien-Gesetz (dále jen „EEG“), jehož


10

komplexní reformu přijala německá vláda v srpnu 2014. Tento zákon upravuje mimo jiné metodiku získávání financí na podporu OZE. Dle této metodiky jsou podobně jako v ČR koneční odběratelé zatíženi příspěvkem na podporu OZE.

Německý zákon však obsahuje seznam odvětví, u nichž se výše tohoto příspěvku redukuje, a to na základě jejich přínosu k ochraně životního prostředí. Jedná se o odvětví, která jsou energeticky velmi náročná, a tedy vyžadují vysokou spotřebu energie, přičemž tyto podniky jsou podle těchto kritérií rozděleny na dvě skupiny. Do první z nich patří např. výroby z dřeva a celulózy, těžba soli, do druhé např. výroba piva, výroba obuvi. O zařazení konkrétních podniků mezi tyto výjimky si musí podnik zažádat. Výjimka bude tomuto podniku udělena pouze v případě, že jsou splněny podmínky k jejímu udělení.

Speciální výjimka je udělena železniční dopravě. Výjimka je udělena automaticky, tedy není nutné schvalovat předchozí žádost. Pouze v případě, že nebudou splněny podmínky dle EEG, je konkrétní subjekt nucen platit poplatek v plné výši. Železniční dopravci v Německu tak mohou odvádět na těchto poplatcích na podporu OZE méně než jiné povinné subjekty a tím dosahovat značných úspor nákladů s efektem na vyšší konkurenceschopnost ekologické elektrické trakce na přepravním trhu.

Pro německé železnice to znamená, že platí pouze 20 % základní výše poplatku. Toto snížení poplatkové povinnosti je přitom určeno energeticky náročným železničním podnikům, které spotřebují alespoň 2 GWh za rok.

Výše uvedené formy „úlevy“ však mohou naplňovat znaky státní podpory. Z tohoto důvodu předmětnou zákonnou úpravu posuzovala i EK v rámci notifikačního řízení, aby byla vyslovena její slučitelnost s legislativou EU o státní podpoře. EK shledala po posouzení všech aspektů zákon EEG slučitelným s pravidly státní podpory.

EK dospěla k závěru, že podpora státu je v daném případě omezena na náhradu železnicím za náklady příležitosti plynoucí z použití železniční dopravy spíše než jiného druhu dopravy více znečišťujícího životní prostředí. Tím se dle EK prohlubuje naplňování společných cílů v oblasti dopravy, aniž by byla nepatřičně narušena hospodářská soutěž v rámci jednotného trhu.

Z hlediska snížení poplatku na podporu OZE železnicím EK posuzovala EEG odděleně od zbytku podpory, a to dle Pokynů Společenství ke státním podporám železničním podnikům. EK v rámci tohoto posouzení dospěla k závěru, že podpora železnicím je omezena na minimum nezbytné k dosažení jejího účelu a je přiměřená sledovanému cíli v souladu s čl. 93 Smlouvy o fungování Evropské unie (SFEU). Jednou z podmínek slučitelnosti podpor u železnic je ovšem podmínka, že podpora nepřesahuje 30 % celkových nákladů železniční dopravy ani 50 % uznatelných nákladů.

EK notifikovala EEG v červenci 2014 a ten nabyl účinnosti od 1. srpna 2014.


11

ZÁVĚR Přeměna evropského dopravního systému spojená s rebalancí přepravních výkonů směrem k ekologickým druhům dopravy bude možná pouze díky četným iniciativám na všech úrovních. Je třeba připravit a realizovat vhodné legislativní návrhy s klíčovými iniciativami. Je třeba zvýšit konkurenceschopnost ekologických druhů dopravy, a to primárně tím, že nebudou zatíženy více náklady oproti silniční dopravě a tím vytěsňovány z přepravního trhu. Jen poplatky za obnovitelné zdroje energie zatěžují ekologickou elektrickou trakci v železniční dopravě 600 mil. Kč oproti jiným druhům dopravy.

Energetika je strategický sektor, který determinuje vyspělost státu nebo společenství a napomáhá k dalšímu rozvoji. V tomto směru pak nabývá na důležitosti téma OZE, které jsou považovány za nejušlechtilejší energetické zdroje ve vztahu k životnímu prostředí i ve vztahu k budoucím generacím z pohledu udržitelnosti. OZE nicméně nejsou jediným fenoménem, který může pomoci naplňovat společensky a ekologicky odpovědné cíle dnešní doby. Minimálně stejnou pozornost si zaslouží také oblast podpory a rozvoje elektrické trakce železniční dopravy. Systém by měl fungovat především vyváženě a využívání OZE by mělo být podporováno v takových mezích, aby negativní důsledky z jejich provozování nepřesáhly jejich výhody.

Železniční doprava je na úrovni ČR i na úrovni EU preferovaným ekologickým druhem dopravy, přesto přetrvává nevyhovující stav, kdy ekologická elektrická trakce železniční dopravy přispívá k ochraně životního prostředí dvakrát, když poprvé je tomu v podobě dražších pevných trakčních zařízení a přenosové soustavy pro ekologičtější bezemisní provoz, a podruhé nesením vysokého poplatku na podporu OZE právě z důvodu ekologičtější povahy svého provozu. Tím je železnice na přepravním trhu diskriminována.

Zavedení výjimky z placení plné výše poplatků na podporu OZE pro elektrickou trakci železnice je možné formou legislativní změny zákona o podporovaných zdrojích energie. Změna realizovaná touto novelou by podléhala notifikaci EK.


12

Literatura: [1] Evropská komise: Plán jednotného evropského dopravního prostoru – vytvoření

konkurenceschopného dopravního systému účinně využívajícího zdroje, Bílá kniha, KOM(2011), Brusel, 2011

[2] Evropská komise: EVROPA 2020 - Strategie pro inteligentní a udržitelný růst podporující začlenění, Sdělení Komise, KOM(2010), Brusel, 2010

[3] Evropská komise: Energetický plán do roku 2050: Bezpečná, konkurenceschopná a nízkouhlíková energetika je možná, Sdělení Komise, KOM(2011), Brusel, 2011

[4] European Commission: State aid: Commission approves German renewable energy law (EEG 2014) for railway sector, Press release, Brussels, 2014

[5] Zákon č. 165/2012 Sb., o podporovaných zdrojích energie

Praha, březen 2017 Lektorovali: prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D. DFJP Univerzita Pardubice Mgr. Kateřina Šveřepová advokátka


1

Pavel Purkart1, Tomáš Javořík2

Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu Rokycanska

Klíčová slova: železnice, Rokycansko, dopravní obslužnost, integrovaný dopravní systém

Úvod Rokycansko představuje oblast, kde již v brzké budoucnosti bude muset dojít ke změně modelu veřejné dopravy. To souvisí s modernizačními pracemi na trati Praha – Plzeň, kdy po dokončení investiční akce s názvem „Modernizace trati Rokycany – Plzeň“ začne být využívána mezi Ejpovicemi a Plzní trať ve zcela nové stopě, zčásti v tunelovém úseku. Tato skutečnost povede k výraznému zkrácení cestovních dob mezi Rokycany a Plzní a upevní myšlenku železnice jako páteřního systému veřejné dopravy v celém regionu.

Diplomová práce Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu Rokycanska zpracovaná Pavlem Purkartem je zároveň ukázkou systematického zkoumání oblasti již od začátků studia jejího autora na ČVUT v Praze Fakultě dopravní (dále ČVUT FD). Již v bakalářském studiu autor zpracovával bakalářskou práci s podobnou tématikou, jejíž výsledky byly částečně uveřejněny ve VTS 38/2014, přičemž diplomová práce problematiku rozvíjí a dále upřesňuje, a tak nabízí na řešenou oblast ještě ucelenější pohled než dříve zpracované materiály. Diplomová práce je především vyústěním projektově orientované výuky na ČVUT FD, při níž jsou studenti na jednotlivých projektech pod taktovkou vedoucích projektů nabádáni k systematickému a týmovému řešení problémů. Přínosem tohoto modelu výuky je rovněž náhled na řešení problému též prakticky (nejen teoreticky), jelikož část vedoucích jednotlivých projektů jsou právě odborníci z praxe. Zpracovaná diplomová práce byla zároveň oceněna cenou prof. Ing. Jaroslava Vlčka, DrSc. I. stupně, která je udělována za vynikající diplomové práce studentů v magisterských studijních oborech na ČVUT FD.

1 Ing. Pavel Purkart, nar. 1992, ČVUT FD, Ústav dopravních systémů , dopravní technolog pro železniční dopravu ve společnosti POVED s. r. o., specializace: dopr. obslužnost, přepravní vztahy, VHD, žel. provoz. 2 Ing. Tomáš Javořík, nar. 1986, ČVUT FD, Ústav dopravních systémů, specializace: regionální železniční doprava, žel. provoz, drážní dopravní infrastruktura, žel. stanice a přestupní uzly VHD.


2

Analýza dojížďky a vyjížďky Pro účely stanovení vhodného modelu dopravní obslužnosti území Rokycanska byla provedena analýza dojížďky a vyjížďky u nejvýznamnějších sídel v regionu. Základní analýza byla provedena pro dvanáct nejlidnatějších obcí a měst na Rokycansku s počtem obyvatel vyšším než jeden tisíc. Do těchto sídel se soustřeďuje více než 70 % obyvatel celého řešeného území, což je dostatečně vypovídající vzorek o dopravním chování většiny obyvatel v regionu. Ke stanovení vývoje byla využita data ze Sčítání lidu, domů a bytů (dále jen SLDB) v letech 2001 a 2011.

Nejvýznamnějším centrem v oblasti je samozřejmě bývalé okresní město Rokycany, jehož interakci s dalšími nejvýznamnějšími jedenácti sídly v regionu zobrazuje následující graf (viz obr. 1):

Obrázek 1: Porovnání dojížďky do Rokycan z nejlidnatějších sídel na Rokycansku v letech

2001 a 2011

Ve vnitroregionální dojížďce a vyjížďce jsou důležité dále následující skutečnosti v porovnání let 2001 a 2011:

• skokový nárůst dojížďky do Volduch (z 15 na 311 dojíždějících). Tato změna je způsobena vybudováním nového závodu BORGERS,

• nárůst dojížďky do Mýta. Nárůst je v řádu desítek dojíždějících, což je ovlivněno zřejmě nárůstem pracovních příležitostí v podnicích poblíž dálnice D5,

• pokles dojížďky do Rokycan (obecně klesá význam bývalých okresních měst na úkor větších center), klesá však i vyjížďka z Rokycan do regionu. Přesto zůstávají Rokycany důležitým regionálním centrem,

• značný pokles dojížďky do Hrádku. V Hrádku sice průmyslová zóna i nadále existuje a funguje, pokles je však zřejmě způsoben úpadkem místních železáren za posledních 20 let. Železárny měly dříve značný podíl na

284

44

221

164 182

129

169

226

120

212 187

232

70

194

140

108 88 77

115 125 127 125

0

50

100

150

200

250

300

vyjíž

ďka

do R

okyc

an [p

očet

vyj

íždě

jícíc

h ob

yvat

el z

dan

é ob

ce]

obec

SLDB 2001

SLDB 2011


3

zaměstnanosti v regionu, vliv Hrádku jako významné průmyslové oblasti se tak snížil.

V meziregionální dojížďce je nejsilnější interakce Rokycanska s Plzní. Přirozeně se potvrzuje výrazná spádovost z Rokycan do Plzně, ale dokonce i v opačném směru. Blízkost Plzně a její statut krajského města způsobuje významnou interakci s Rokycanskem, a to se skokově rostoucím trendem. Pro řešené území je též typická vazba na Prahu, kde u velké části sídel je možné dosáhnout dojezdového času 60 až 90 minut, kdy je již běžně generována denní dojížďka. Ač porovnání dat ze SLDB 2001 a SLDB 2011 dává u této interakce záporný výsledek, s přihlédnutím ke skutečnosti neochoty obyvatel vyplňovat data o dojížďce zejména v SLDB 2011, reálný trend bude spíše mírně rostoucí. Přepravní vztah se Spáleným Poříčím (v bývalém okrese Plzeň-jih) je typický pro jižní část Rokycanska (Mirošovsko, Hrádecko a Rokycany samotné), kde historicky existuje určitá spádovost do škol a za prací. Skokové nárůsty dojížďky byly identifikovány v případě Žebráku a Hořovic, což je oblast na hranici Středočeského a Plzeňského kraje. Tento nárůst lze zřejmě vysvětlit četnými pracovními příležitostmi v závodech poblíž dálnice D5. Charakteru dojížďky za prací je též interakce s Dýšinou, která však vykazuje klesající trend.

V rámci přepravních proudů bylo též v rámci možností analyzováno vytížení regionálních spojů na jednotlivých železničních tratích v regionu. V Plánu dopravní obslužnosti Plzeňského kraje lze nalézt přepravní proudy v regionálních vlacích v oblasti Rokycanska. Jejich intenzitu schematicky shrnuje obrázek 2.

Obrázek 2: Přepravní proudy cestujících [cestujících/den] v regionální železniční dopravě dle

Plánu dopravní obslužnosti Plzeňského kraje (rok 2013), zeleně pracovní den, modře víkendy

Zde je především u trati 176 Chrást u Plzně – Radnice patrné, že její potenciál je vzhledem k počtu obyvatel obsluhovaných obcí využíván mizivě. Naopak u ostatních tratí jsou výsledky relativně uspokojivé, i když lze dosáhnout ještě vyšších hodnot. To potvrzují například data z Celostátního sčítání dopravy 2010 na pozemních


4

ranní špička

dopolední sedlo

odpolední špička

večer

0-99 0 párů100 - 299 2 páry 1 pár 3 páry 1 pár 0 párů300 - 599 3 páry 1 pár 4 páry 2 páry 3 páry600 - 999 60´ 120´ 60´ 120´ 6 párů

1000-1999 30´-60´ 60´-120´ 30´-60´ 60´-120´ 120´2000 a více 30´ 60´ 30´ 60´ 60´-120´

Počet obyvatel

Minimální počty spojů/intervalPracovní den

Víkend

2 - 4 páry/denně

komunikacích v oblasti, kdy lze v případě všech tratí uvažovat při vytvoření atraktivního spojení o převodu přepravených osob ze silnic na železnici.

Stanovení standardu dopravní obsluhy V diplomové práci byly striktně stanoveny zásady, jak při návrhu nové dopravní koncepce v regionu postupovat:

• železniční doprava se stane páteřní dopravou v celém regionu, • autobusová doprava vytvoří páteř tam, kde ji není možné pomocí drážní

dopravy realizovat, a zároveň bude vytvářet ucelenou síť doplňkových linek s vazbami na páteřní linky, primárně železniční dopravu,

• budou eliminovány souběžné spoje, případné souběžné jízdy budou patřičně odůvodněny.

Pro vytvoření vhodného modelu dopravní obslužnosti regionu Rokycanska byl též stanoven standard četnosti dopravní obslužnosti pro jednotlivé obce dle počtu obyvatel v nich žijících. Navržený standard četnosti dopravní obsluhy území shrnuje následující tabulka 1.

Tabulka 1: Návrh standardu minimální četnosti dopravní obslužnosti ve vztahu k jádrovým částem obcí

V závislosti na velikosti obce byl stanoven minimální počet spojů od 2 do 4 párů spojů v pracovní den do nejvýznamnějšího sídla dojížďky u nejmenších sídel až po minimálně třicetiminutový interval spojení mezi sídly s výrazným potenciálem dojížďky a velkými počty obyvatel. Jak již bylo zmíněno výše, následující měřítka jsou stanovena jako minimální pro obsluhu jádrové části obce, přičemž snahou je dosažení lepších výsledků zejména tam, kde to bylo logicky žádoucí a proveditelné.

Pečlivého čtenáře může zarazit návrh nulové obsluhy obcí do 299 obyvatel o víkendech. Tento krok je však nutné dále specifikovat. Jak je uvedeno výše, jedná se o minimální měřítka a pokud se obsluha obcí jeví jako účelná (resp. je stěží dosažitelná jiná alternativa víkendové obsluhy s docházkovou vzdáleností do 2 až 3 km), byla obsluha takových obcí (příp. jejich bezprostředního okolí) v diplomové práci alespoň v minimálním rozsahu navrhována. S ohledem na víkendovou obsluhu


5

v regionu Rokycanska však existují závažnější problémy, které bylo nutné řešit předně (například téměř nulová víkendová obsluha obce Osek, v době vzniku diplomové práce s více než jedním tisícem obyvatel).

Trať 170 Praha – Plzeň – Cheb V případě trati 170 (číslo dle knižního jízdního řádu) byl kladen důraz nejen na její využití pro zajištění dopravy mimo rámec území bývalého okresu Rokycany (spojení s Plzní či Prahou), ale též na lepší využití čerstvě zmodernizované infrastruktury, do které v minulých letech bylo vloženo nemálo finančních prostředků nebo modernizace naopak již probíhá či se plánuje v brzkém horizontu.

Železniční trať Praha – Plzeň – Cheb je na území Rokycanska jediná trať kategorie celostátní dráhy a zároveň jediný železniční tah, na kterém má smysl objednávka dálkové dopravy. Ta zde má přitom výrazný potenciál. Nejde pouze o dojížďku z jednotlivých sídel v okolí trati především do Prahy a Plzně či jiných významných sídel, ale samotný přepravní vztah mezi Plzní a Prahou patří mezi nejsilnější vztahy v dálkové dopravě v České republice. Proto bylo přistoupeno k návrhu dvousegmentového modelu vedení vlaků dálkové dopravy (kombinace vlaků kategorie expres a rychlík), viz obrázek 3.

Obrázek 3: Jednoduché schéma dvousegmentového modelu dálkové dopravy pro spojení z Prahy na západ Čech s využitím trati 170

Polohy vlaků regionální dopravy byly upraveny tak, aby vhodně doplňovaly vlaky kategorie rychlík, které obsluhují nejvýznamnější regionální sídla, a to za účelem vzniku pravidelného prokladu s vlaky kategorie osobní vlak. Dvouhodinový výřez navržené dopravní koncepce shrnuje tabulka 2.

VysvtělivkyI. segment vlaků dálkové dopravyII. segment vlaků dálkové dopravy takt 120 minut

Prah

a hl

.n.

Prah

a-Sm

ícho

v

Bero

un

Zdic

e

Hoř

ovic

e

takt 60 minut

Kaře

z

Roky

cany

Plze

ň hl

. n.

Cheb

Domažlice, SRN

Klatovy


6

Tabulka 2: Výřez odpolední špičky směr Praha z návrhu dopravní koncepce pro trať 170 v úseku Plzeň – Beroun

V dálkové dopravě je základem jak hodinový interval vlaků kategorie expres, tak kategorie rychlík. Ty jsou proloženy ve vzájemném prokladu zhruba 30 minut tak, aby i kategorie rychlík dokázala vytvářet alternativu rychlého spojení Praha – Plzeň. V prokladu s vlaky kategorie rychlík jsou vedeny osobní vlaky v základním intervalu 60 minut, v sedlových obdobích a o víkendech v úseku Rokycany – Beroun v intervalu 120 minut. Nadto jsou v úseku Plzeň – Rokycany navrženy špičkové posilové vlaky v intervalu 60 minut, díky jejichž vedení je možné ve špičce v příměstské oblasti dosáhnout pro spojení Plzeň – Rokycany souhrnného intervalu zhruba 20 minut. Spojení v jedné z nejdůležitějších relací pro region – z Rokycan do Plzně a zpět – je tak plně atraktivně pokryto železniční dopravou a není potřeba, aby zde i nadále byla provozována veřejná linková autobusová doprava.

Trať 175 Rokycany – Nezvěstice V traťovém úseku Rokycany – Příkosice, kde frekvence cestujících je násobně vyšší než v úseku Příkosice – Nezvěstice s řídkým osídlením, byla provedena v nedávných měsících revitalizace trati. Z původní maximální traťové rychlosti 50 km/h bylo dosaženo rychlosti až 80 km/h a došlo ke zkrácení jízdních dob vlaků. Primárním cílem revitalizace traťového úseku Rokycany – Příkosice bylo nejen zkrácení jízdních a cestovních dob, ale též zvýšení stability přípojových vazeb, zejména v železniční stanici Rokycany.

Jelikož dopravní koncepce na trati je již dnes vyhovující a důležité přípoje zůstanou zachovány i v případě aplikace nově navržené koncepce na trati 170, nebyly navrženy na trati zásadní změny v dopravním řešení. Pouze s ohledem na úspěšně dokončenou revitalizaci tratě bylo navrženo mírné zahuštění provozu, což reflektuje vložené prostředky do zkvalitnění infrastruktury. V budoucnu je vhodné zvážit přímé spojení oblasti Mirošovska s Plzní.


7

Trať 176 Chrást u Plzně – Radnice V případě trati 176 (číslo dle knižního jízdního řádu) je situace nejsložitější ze všech tratí v regionu. S ohledem na analýzu přepravních vztahů budí její napojení do železniční stanice Ejpovice po dokončení investiční akce „Modernizace trati Rokycany – Plzeň“ poměrně značnou kontroverzi. I přes masivní investice do dopravní infrastruktury v regionu Rokycanska tato trať nezíská žádné výraznější benefity tímto vyvolané, ba spíše naopak. Jak z hlediska možnosti dosahování cestovních dob v jednotlivých relacích, tak přepravních vztahů v území, měla být trať primárně napojena ve směru Plzeň.

Nabízí se tedy otázka, kde nastala chyba. Tu však není možné jednoznačně identifikovat. Z analýzy přepravních vztahů dle dat ze SLDB 2001 a 2011 je patrné, že zatímco ještě v roce 2001 převažovala z Radnic a Břas dojížďka do Rokycan, v roce 2011 to byla již Plzeň. Možná toto mohlo vést k rozhodnutí napojit železniční trať 176 ve směru Rokycany (projekt na modernizaci tratě Rokycany – Plzeň vzniknul ještě před rokem 2011), i když s přihlédnutím na síť pozemních komunikací v oblasti vede železniční trať do Rokycan oklikou a není pro dojížďku dobře konkurenceschopná. Tuto úvahu však popírá skutečnost o Chrástu, který již v roce 2001 přirozeně většinově spádoval do Plzně a v roce 2011 se tento fakt nezměnil, přičemž interakce Chrástu s Rokycany je v obou případech mizivá. V celkových součtech pak jak v letech 2001, tak 2011 jasně převažuje z oblasti dojížďka do krajského města Plzně, tudíž již při projektování modernizačních úprav na III. tranzitním železničním koridoru muselo být jasné, že železniční trať 176 má být napojena co nejkvalitněji na Plzeň, nikoli na Rokycany. To podporuje i obecný fakt o růstu významu větších center (Plzeň) a klesajícím významu bývalých okresních měst (Rokycany).

Autor přistupoval ke kvalitnímu napojení Radnicka na Plzeň dvěma způsoby, přičemž zachování stávající tratě Plzeň-Doubravka – Chrást u Plzně bylo předmětem zkoumání již v bakalářské práci a v diplomové práci byla zvolena cesta formou vybudování spojky pro bezúvraťovou jízdu před železniční stanicí Ejpovice ze směru Plzeň. Situaci z diplomové práce znázorňuje následující obrázek 4. V obou případech je však klíčové zavedení přímých vlaků Plzeň – Radnice.


8

Obrázek 4: Základní schéma úprav v oblasti Ejpovic, Dýšiné a Chrástu

v případě realizace přímého napojení ve/ze směru Plzeň

Součástí návrhu je úprava polohy zastávek v traťovém úseku odbočka Ejpovice-západ – Chrást u Plzně obec, která přináší přemístění zastávek do poloh přívětivějších pro cestující, tedy blíže osídlení.

Oproti zachování trati Plzeň-Doubravka – Chrást u Plzně s vybudováním bezúvraťového napojení trati 176 ve/ze směru Plzeň před železniční stanicí Chrást u Plzně je sice cestovní doba vlaků na Radnicko nepatrně delší (cca o 2 minuty), ale naopak je možné relativně kvalitně zajistit dopravní obslužnost obce Dýšina s též výraznou spádovostí do Plzně, což je významným přínosem.

Kromě větších úprav kolejového řešení v oblasti Ejpovic a Chrástu bylo též uvažováno (obdobně jako v bakalářské práci) se zrušením úvrati ve Stupně a s přetrasováním trati přes centrum obce Břasy včetně vzniku nové zastávky Břasy právě v centru obce. Společně s infrastrukturními úpravami na trati (možnosti zvýšení traťové rychlosti dle stávajících parametrů směrových oblouků a možnosti jejich úprav) by mohlo být dosaženo velmi zajímavých výsledků, i když samozřejmě taková varianta musí projít patřičným ekonomickým posouzením. Cestovní dobu přímých osobních vlaků Plzeň – Dýšina – Chrást – Radnice je možné stlačit na zhruba 34 minut, což je plně konkurenceschopné vůči veřejné linkové dopravě (zde přesahuje cestovní doba zpravidla alespoň 45 minut, častěji se blíží 60 minutám) a dokonce


9

i vůči individuální automobilové dopravě (ta dokáže dosáhnout podobné cestovní doby jako osobní vlak v nově navržené koncepci, ale neuvažujeme problémy s parkováním v Plzni, možné kongesce apod.). Uvažovanou dopravní koncepci nastiňuje jízdní řád v tabulce 3.

Tabulka 3: Výřez ranní špičky z nově navržené koncepce pro trať 176 Plzeň – Chrást u Plzně – Radnice

Základem je zpravidla interval 60 minut (řidčeji 120 minut) přímých vlaků Plzeň – Radnice, přičemž v úseku s největším potenciálem dojížďky do/z Plzně, konkrétně Plzeň – Chrást u Plzně zastávka, jsou navrženy další vložené spoje krátící interval 60 minut ve špičkách. Interval 30 minut nebyl navržen zcela rovnoměrně (v silném směru vždy zhruba rozmezí spojů 20–40 minut), a to z důvodu zvládnutí provozní koncepce pouhými dvěma vozidly o přiměřené kapacitě, což jí činí ekonomicky úspornou. Existenci pravidelného intervalu 30 minut lze bezesporu zajistit, avšak s nárůstem náležitostí o třetí vozidlo a s nutností sladění s časovými polohami vlaků na trati 170 v úseku Plzeň – Ejpovice.


10

Návazná autobusová doprava V práci byla též řešena problematika veřejné linkové autobusové dopravy, a to tak, aby byla plnohodnotným napaječem k železniční dopravě. V posledních letech se v tomto kontextu na Rokycansku situace sice mírně zlepšila, nicméně stále se nejedná o dobrý stav. Kupříkladu návaznosti vlak – bus jsou často zatíženy vzájemnými minutovými nepřípoji, místy souběhy (např. relace Rokycany – Plzeň či Rokycany – Hrádek – Mirošov), v extrémních případech pak souběhy i mezi autobusy vzájemně. Dopravní obslužnost území autobusovou dopravou tak byla postavena na těchto pravidlech:

• zvýšení využití možnosti návazností bus-vlak, jež na Rokycansku sice aplikovány jsou, ale stále v omezené míře;

• řešení souběhů bus - vlak, ale také bus - bus, které lze v regionu také najít; • nedostatečná (neatraktivní) obsluha vybraných obcí jak z pohledu obecného,

tak i částí týdne nebo dne (například špatná dopravní obsluha o víkendech); • možnosti zlepšení linkového vedení – zrušení vybraných linek a vytvoření

nových; • možnosti aplikace pravidelného, atraktivního a snadno zapamatovatelného

intervalu spojů u nejvytíženějších linek v regionu, což dnes na Rokycansku nefunguje téměř vůbec.

Zároveň byly stanoveny tři typy linek:

• páteřní: vytváří páteř dopravní obsluhy regionu. Je v provozu především tam, kde páteř dopravy nemůže zajistit železniční doprava. Společně s ní tvoří kostru sytému veřejné dopravy v regionu (např. v ose Rokycany – Strašice).

• polopáteřní: obvykle v částečném souběhu s železničními tratěmi, kde zkracuje souhrnný interval spojů veřejné dopravy. Je však kladen důraz na skutečnost, aby nevznikalo časoprostorově souběžné spojení s drážní dopravou, spoje zpravidla vytvářejí vhodný proklad. Železniční doprava je přitom přirozeně nadřazená (např. v ose Rokycany – Zbiroh či Rokycany – Mirošov).

• doplňková: zpravidla určená k obsluze malých obcí, které míjí výše uvedené dva typy linek, na které však bezprostředně navazují, primárně však s návaznostmi na páteřní železniční dopravu.

Na základě těchto výchozích podmínek vznikl v práci nový model autobusové dopravy na Rokycansku, vzhledem k omezenému rozsahu článku je však možné popsat pouze některé novinky.

Byl kladen důraz na smysluplné využívání vozidel, jelikož z dnešního stávajícího stavu je známo, že oběhy nejsou zcela efektivní, byť bohužel při tvorbě práce k dispozici nebyly. Na základě navržené dopravní koncepce bylo vyčísleno, že k jejímu dosažení je potřeba celkem 33 autobusů. Pokud by měla být dopravní obsluha ideální, muselo by dojít i přes smysluplnější využití výkonů (např. omezení souběhů) v nové dopravní koncepci k jejich určitému navýšení, což by však vzhledem ke zvýšení efektivity proběhu vozidel nemuselo vyvolat tak výrazné


11

dodatečné náklady. Na základě odhadu ze studia současných jízdních řádů plyne, že počet nasazených autobusů v oblasti by neměl být rozhodně vyšší oproti současnosti. Naopak mělo by dojít ke snížení jejich počtu v řádu jednotek kusů a zvýšení efektivity jejich nasazení. Pravděpodobná úspora počtu autobusů je přitom reálná i v těsném sousedství Plzně, kde je možné díky navrženému dopravnímu řešení na železnici zredukovat výkony veřejné linkové dopravy do Dýšiné a Chrástu.

Kromě linek, které často kopírují trasy stávajících, byly navrženy i linky zcela nové, lépe respektující současné přepravní potřeby v regionu. Jednou z takových linek je i linka Cheznovice – Mýto – Medový Újezd, jejíž vedení územím znázorňuje obrázek 5.

Obrázek 5: Trasování nové linky Cheznovice – Mýto – Medový Újezd

Linka Cheznovice – Mýto – Medový Újezd je zcela novým námětem. Prvním jejím účelem je kvalitní spojení Cheznovic s Rokycany a Plzní při realizaci přestupu vlak – bus v Mýtě. Takové spojení dnes zcela chybí, přitom je nejrychlejší alternativou (přímý autobus Cheznovice – Rokycany přes Strašice jede zhruba 40 minut (dnes většina spojů), s přestupem vlak – bus v Mýtě lze spojení realizovat do 25 minut). Proto je v úseku Cheznovice – Mýto navržen též víkendový provoz, jelikož linka nově zajistí nejdůležitější dopravní potřeby obce Cheznovice. V úseku Mýto – Medový Újezd jsou spoje vedeny pouze v pracovních dnech k zajištění dopravní obslužnosti malé obce Medový Újezd (v kategorii do 300 obyvatel), což je druhým účelem linky. V Mýtě jsou opět zajištěny návaznosti ve/ze směru Rokycany. V Mýtě je nutné aktivovat novou autobusovou zastávku v těsné blízkosti železniční zastávky.

Z historického hlediska je však zajímavé, že v archivních jízdních řádech veřejné linkové autobusové dopravy (např. z 50. let 20. století) se podařilo dohledat, že uvedená vazba od/do Cheznovic v Mýtě na vlaky existovala. Obdobně na trati 175 v zastávce Mirošov město existoval přestupní bod pro okolní obce. Později tyto


12

návaznosti vlak – bus zanikly, ale dodnes v rámci dopravně-provozní integrace by celému systému prospěly, a proto oba zmíněné přestupní body byly v diplomové práci navrženy k reaktivaci. Ukazuje se, že již v minulosti měli naši předkové v některých místech systém do značné míry podobný tomu, jaký bychom chtěli budovat v dnešní době. Avšak často s nekoordinovaným rozmachem autobusové dopravy v 2. polovině 20. století došlo k degradaci již poměrně pokrokového systému a tímto způsobem tak zřejmě vznikaly i první četnější souběhy spojů veřejné dopravy.

Vyhodnocení navržených opatření V rámci posouzení smysluplnosti a dopadu navržených opatření byly vyhodnoceny přínosy pro spojení v nejdůležitějších relacích v regionu. Zpravidla se tedy jednalo o spojení Rokycan s nejvýznamnějšími obcemi v regionu, ale také klíčové spojení Plzní s Rokycany. Výsledek dopravně-provozních integračních opatření shrnuje tabulka 4.

Tabulka 4: Porovnání stavu rozložení spojů z Plzně do Rokycan na jaře 2016 („DNES“) a v nově navržené koncepci („NÁVRH“) v den školního

vyučování (minutové polohy železniční stanice Plzeň hl.n. u vlaků a autobusů zpravidla centrální autobusové nádraží Plzeň,,CAN)

Z Plzně do Rokycan je nově navrženo primárně vedení vlaku, po celý den zpravidla dva až tři spoje každou hodinu (vyjma okrajových časů kolem půlnoci) v pravidelných prokladech, zatímco na jaře 2016 jezdily spoje často i v soubězích (krátký sled vlaků dálkové a regionální dopravy u Plzně byl však tehdy vyvolán požadavkem na jednokolejný provoz v úseku Plzeň hl.n. – Chrást u Plzně, toto je dnes již minulostí a jízdní řád vypadá jinak). Ve dnech školního vyučování bylo na jaře 2016 z Plzně do Rokycan vedeno 54 spojů, nově je navrženo vést 50 spojů (v opačném směru stejný počet). Ke zlepšení dopravní obsluhy však díky pravidelným prokladům spojů objektivně dochází, jelikož jsou odstraněny veškeré souběhy a nad rámec současné objednávky je dokonce navrženo vedení spojů i po 23. hodině.

DNES NÁVRH DNES NÁVRH0 53 14 05 07 14 35 45 03 20 43... 15 00 07 10 14 03 20 434 07 33 20 16 07 14 45 03 20 435 07 14 15 55 03 20 43 17 07 14 30 03 20 436 05 07 14 15 20 56 03 20 43 18 07 14 03 20 437 07 15 03 20 43 19 00 07 14 20 438 07 14 20 03 20 43 20 07 14 20 439 07 10 20 43 21 09 20 43

10 05 07 14 20 43 22 03 25 53 20 4311 07 40 20 43 23 4312 07 14 03 20 4313 07 14 03 20 43

HOD.MINUTOVÉ ODJEZDY

HOD.MINUTOVÉ ODJEZDY

vlak autobus


13

Doba přepravy u vlaků kategorie R činí 10 minut, v případě vlaků kategorie Os 15 minut (nově navržené dopravní řešení po dokončení modernizace trati mezi Plzní a Rokycany). Cestovní doba IAD je 17 minut s využitím dálnice D5, mimo dálnici D5 stoupá na 19 minut – ovšem v případě, že v Plzni nedojde ke kongescím či nenastanou komplikace při parkování. Současné spojení autobusem se pohybuje zhruba kolem 30 minut, proto již dále není navrženo jeho využití v této relaci, a to bez výjimek. Z tohoto pohledu je spojení po železnici velmi atraktivní a konkurenceschopné.

Závěr V článku prezentovaná diplomová práce obsahuje především návrh dopravně-provozních integračních opatření, která významně zkvalitňují nejen dopravní obsluhu celého regionu Rokycanska, ale též maximalizují využití železnice v oblasti jako páteře jeho dopravní obsluhy.

Důležitost železniční dopravy v oblasti podtrhuje řešení, které bylo navrženo v případě veřejné linkové autobusové dopravy. Ta je koncipována jako plně návazná na páteřní železniční dopravu včetně jejího adekvátního posílení tam, kde dopravní obslužnost vykazuje nedostatky.

Autor si je plně vědom toho, že jím navržené dopravní řešení obsahuje na mnohých místech zvýšení počtu spojů, což obvykle přináší rostoucí finanční náklady na zajištění dopravní obslužnosti. Nicméně zkušenosti jasně ukazují, že kvalitní dopravní obslužnost nelze zajistit bez dostatečného finančního rámce. Je tak věcí státní správy (MD ČR) a samosprávy (kraje, obce), aby nalezla za tímto účelem dostatečné finanční prostředky či dosáhla přijatelného kompromisu. Na druhou stranou je místy v diplomové práci jasně ukázáno, že je možné zajistit mnohem efektivnější využití financí v oblasti veřejné dopravy i bez jejich navýšení. Dílčí zlepšení je tak možné realizovat prakticky zadarmo, bude-li místy zamezeno zbytečnému plýtvání veřejných peněz.

Předložená diplomová práce je dle názoru jejího autora ukázkou, jak by mohla v horizontu jednotek let vypadat ideální dopravní obslužnost Rokycanska. Jen v případě trati 176 bude dosažení navržených infrastrukturních opatření obtížné, jelikož zatím neexistuje bohužel dostatečná vůle a zájem o provedení tak výrazných infrastrukturních opatření, která jsou v diplomové práci zmíněna. Snad však jednou přijde přívětivější doba, kdy budou moci být naplněna.


14

Literatura: [1] PURKART, Pavel. Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu

Rokycanska. Praha, 2016. Diplomová práce. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta dopravní, Ústav dopravních systémů. Vedoucí práce Ing. Tomáš Javořík.

Praha, duben 2017 Lektorovali: Ing. Karel Baudyš, Ph.D.

RRA Plzeňského kraje, o.p.s.

Ing. Jan Beneš

Ministerstvo dopravy


1

Jaromír Pivoňka1, Emil Filip2

Použití technologie frézování kolejnic u DB

Klíčová slova: frézování kolejnic, kontaktně únavová vada Head Check, zvýšení životnosti kolejnic, proces plánování údržby kolejnic, příčný profil kolejnice

Úvod

Článek informuje o historii a využití technologie frézovaní kolejnic u Německého správce infrastruktury Deutsche Bahn (dále jen DB). Článek také reflektuje zkušenosti s prováděním frézovacích prací u DB z pohledu jejich zhotovitele - nadnárodního koncernu STRABAG SE.

Historie a vývoj frézovacích strojů

Frézování kolejnic jako jedna z technologií pro opracování pojížděné plochy kolejnic byla u DB poprvé nasazena v polovině 90. let, nasazení předcházela řada měření a studií. Poptávka po této technologií byla částečně zapříčiněna vznikem nových kontaktně únavových vad, které se začaly objevovat na základě použití nových technologií v oblasti dopravy, zejména změny jízdních charakteristik vozidel s ohledem na zavádění vyšších rychlostí. Jednalo se hlavně o nebezpečnou vadu Head Check, která se projevuje jemnými povrchovými trhlinkami, šikmo orientovanými ve směru jízdy drážních vozidel, v pravidelných vzdálenostech na pojížděné hraně hlavy kolejnice. Tato vada může při nedostatečné diagnostice

Obrázek 1: Charakteristický projev kontaktně únavové vady kolejnice Head Check

1 Jaromír Pivoňka, DiS., absolvent Vyšší odborné školy v Děčíně, obor Železniční stavitelství, zaměstnán ve společnosti STRABAG Rail, a.s., provádí činnosti v odvětví traťového hospodářství, specialista na železniční svršek 2 Ing. Emil Filip, absolvent Českého vysokého učení technického v Praze, Fakulty stavební, obor Konstrukce a dopravní stavby, zaměstnanec společnosti STRABAG Rail, a.s., ředitel oblasti Specializované činnosti


2

a zanedbání údržby vést až k vzniku lomu kolejnice. Na rozdíl od kontaktně únavových vad, jako je např. Shelling a Squat, je možné Head Cheking efektivně odstranit opracováním hlavy kolejnice. Ostatní vady odstranitelné opracováním, jako jsou např. skluzové vlny, vlnkovitost a deformace skluzového profilu, nejsou tak nebezpečné, pouze ovlivňují jízdní komfort a v důsledku mají podíl na vyšším dynamickém namáhání a zvýšení nežádoucích emisí hluku. Výše uvedené souviselo s požadavkem DB na prodloužení životnosti kolejnic a jeho nesporným ekonomickým přínosem. Výroba prvního frézovacího stroje byla zahájena v roce 1994. Stroj byl v roce 1997 dokončen a nasazen u DB v režimu provozního ověřování. Frézovací stroj koncipovaný jako drážní vozidlo pohybující se vlastní silou byl vybaven třemi frézovacími jednotkami pro každý kolejnicový pás. Po provedení práce vznikaly na opracovaném povrchu hlav kolejnic vlnky způsobené technologií úběru materiálu, které měly za následek dočasné zvýšení akustické hladiny hluku při provozu (řádově týdny). Z tohoto důvodu a s tím souvisejících obav ze stížností občanů DB frézovací soupravu do běžného použití neschválila. Výrobce zareagoval a u následujících vývojových modelů nahradil jednu frézovací jednotku na každé straně stroje tangenciální brousící jednotkou, která problém s vlnkami po frézování odstraňovala, zároveň ale došlo ke snížení hodinového výkonu strojů. Stejná změna nastala i v původním vyrobeném stroji. V současné době jsou na kolejové frézovací stroje osazovány jak výše uvedené brusné jednotky, tak navíc tzv. vyhlazovací kotouče, které dodatečně snižují drsnost hlavy kolejnice zanechanou po brusné jednotce.

Obrázek 2: Pohled na finální opracování hlavy kolejnice frézovacím strojem

Postupem času se objevil od stavebních firem uvažujících o koupi frézovacích strojů požadavek na zvýšení výkonů stroje ve vztahu k efektivitě prací a zároveň požadavek DB na zkracování výlukových časů. Výrobci frézovacích strojů reagovali návrhem nových typů strojů, u kterých se vrátili k počtu tří frézovacích jednotek pro každý kolejnicový pás a zároveň v konstrukci strojů zachovali brusné a vyhlazovací kotouče. Dalším možností na zvýšení výkonu bylo použití frézovacího kola se zvětšeným průměrem. Toto opatření však znamenalo větší zásah do konstrukcí strojů. Některé stroje limitovala kapacita zásobníku na odpad (ocelové třísky a brusný prach), který se původně nacházel mimo pracovní stroj. V případě vyčerpaní kapacity zásobníku (delší pracovní výkony) musel stroj práci přerušit a přesunout se k vhodnému místu k vyprázdnění zásobníku (nejčastěji prostor pro odstavení stroje). Z těchto důvodů výrobci kapacitu zásobníku navýšili.


3

Mimo klasické kolejové frézovací soupravy se také vyrábí frézovací stroje dvoucestné, které obsahují pouze jednu frézovací jednotku a jednu brousící jednotku pro každý kolejnicový pás. Díky tomu dosahují menšího úběru materiálu na jednu pracovní jízdu. Výhoda těchto strojů spočívá v možnosti operativního nasazování. Tyto stroje se používají spíše na opravné práce menšího charakteru (dříve také na preventivní frézovaní kolejnic) a v současné době jsou nejvíce využívané k opravnému frézování výhybek, kde je nasazovaní kolejových variant frézovacích strojů značně neekonomické. Tímto druhem strojů disponuje od roku 2010 v počtu dvou kusů s označením SF02 W-FS Truck koncern STRABAG SE. Stroje vyrobila Rakouská firma LINSINGER Maschinenbau Ges. m.b.H, která je lídrem na trhu frézovacích strojů.

Obrázek 3: Pohled na dvoucestný frézovací stroj SF02 W-FS Truck

Naše společnost také uskutečnila od stejného výrobce v roce 2011 nákup dvou frézovacích strojů kolejové konstrukce s označením SF03 W-FFS. Vzhledem k jejich nekompromisnímu výkonu si vysloužily vnitropodnikové označení Goliath a Hannibal. Všechny výše uvedené stroje jsou nasazovány nejen u DB, ale také v jiných evropských státech, např. ve Francii, Švýcarsku, Polsku, Lucembursku, Belgii, Slovensku a v neposlední řadě pod záštitou společnosti Viamont DSP, a.s. resp. společnosti STRABAG Rail, a.s. také v České republice, kde mají za sebou cca 200 km ofrézovaných kolejí.

Obrázek 4: Pohled na frézovací stroj kolejové konstrukce SF03 W-FFS


4

Obrázek 5: Vizualizace pracovní části frézovací soupravy SF03 W-FFS (nahoře) a dvoucestného frézovacího stroje SF02 W-FS Truck (níže)

Proces plánování frézování kolejnic u DB

DB má zavedený systém pravidelné diagnostiky kolejnic. DB periodicky vyhodnocuje příčný a podélný profil kolejnice a rozsah kolejnicových vad s nasazením odpovídající diagnostiky, zejména laserového měření, ultrazvukové metody a metody vířivých proudů. Tímto dokáže mít realistický obrázek o stavu kolejnic, rozsahu a vývoji vad včetně vyhodnocení jejich závažnosti v celé své síti. Tyto informace využívá DB k plánování odpovídající údržby a smysluplnému vynakládání finančních prostředků. Na základě znalosti rozsahu a hloubky vad je možno stanovit přesný počet pracovních pojezdů frézovacích strojů, což přispívá k optimálnímu návrhu výlukové činnosti. Frézování kolejnic u DB pokládají za jakýsi základ pro další preventivní péči. Proto došlo u DB k celosvětově největšímu nasazení frézovacích strojů. Program, který DB realizovalo, využíval souběžného nasazení až 10 vysoce výkonných frézovacích strojů. Tento program si vyžádal velké finanční zdroje. Ekonomický přínos kampaně se nedá přesně vyčíslit, jelikož frézováním se neoddálí pouze výměna kolejnic, ale má také význam v oddálení navazujících činností jako je např. úprava GPK a prodloužení intervalu celkové obnovy koleje. Data o celkovém množství kilometrů kolejnic opravených technologií frézování u DB se do vydání tohoto článku nepodařilo získat. Pro představu uvádíme, že společnost STRABAG SE provedla od roku 2010 do současnosti (pouze vlastními kapacitami) u DB frézování kolejí v celkové délce 4 200 km. Poptávka po nasazení technologie frézování u DB nyní slábne, jelikož DB dovedlo svou síť do snadno udržovatelného stavu. Proto nyní dochází k uvolňování kapacity frézovacích strojů pro nasazení v jiných Evropských státech včetně České republiky.

Popis technologického procesu frézování

Frézování kolejnice zlepšuje parametry příčného i podélného profilu kolejnice a odstraňuje povrchové vady kolejnic, čímž se snižuje dynamické namáhání železničního svršku a spodku vyvolané jízdou železničních vozidel a zvyšuje životnost kolejnice a ostatních součástí železničního svršku i spodku. Frézováním kolejnic tak dosáhneme zvýšení kvality jízdní dráhy a s tím souvisejícího zvýšení jízdního komfortu, snížení hlučnosti, zvýšení bezpečnosti železniční dopravy a snížení celkových nákladů na údržbu.


5

Úběru materiálu v žádoucích oblastech hlavy kolejnice je dosaženo pomocí rotačního pohybu frézovacích kol, která jsou přitlačována na hlavu kolejnice. Řídící jednotka určuje velikost přítlaku a tím i požadovaný úběr materiálu, který lze plynule regulovat v průběhu pracovní jízdy. Výškové a směrové vedení frézovacího kola je zajištěno vodícími pravítky vedenými v bezprostřední vzdálenosti před frézovacím kolem. Frézovací kolo je vybaveno břity, kterými je po přitlačení a otáčení frézovacího kola docíleno úběru materiálu z hlavy kolejnice. U strojů vlastněných společností STRABAG SE obsahuje frézovací kolo 176 břitů. Z toho množství je 154 břitů čtvercového průřezu pro frézování v oblasti pojížděné plochy hlavy kolejnice.

Zbylých 22 břitů má zaoblený tvar a jejich působením se dosahuje výsledného zaoblení v oblasti pojížděné hrany kolejnice. Jednotlivé břity na frézovacím kole mají omezenou pracovní životnost. Ta závisí na směrových poměrech, tvrdosti opracovávané kolejnice, velikosti a tvaru výškového či bočního ojetí hlavy kolejnice. Pracovní souprava je na začátku práce vybavena dostatečně velkým počtem frézovacích kol. Po opotřebení hran břitů (průměrně po 2,5 km výkonu) musí být frézovací kolo vyjmuto a nahrazeno jiným s bezvadným stavem břitů. Opotřebované břity mají možnost pootočení o 90° nebo 180° (v závislosti na tvaru břitu). Po tomto pootočení či výměně opotřebených břitů (v případě vyčerpání možnosti jejich pootočení) je možno frézovací kolo opět použít ve standartním režimu. Výměna či otáčení břitů se provádí v dobu mimo frézování kolejí. S ohledem na snahu zmenšit náklady na výlukovou činnost se frézování obvykle provádí při nočních směnách a veškeré servisní úkony, včetně výše popsané výměny či otáčení břitů, se pak provádí přes den.

Obrázek 7,8: Pohled na frézovací kolo (vlevo), detail umístění frézovacích břitů (vpravo)

Po provedení ofrézovaní ihned následuje brousící kotouč a v případě kolejových frézovacích strojů i vyhlazovací kotouč, který dodá povrchu optimální vlastnosti ve vztahu k emisím hluku. Při procesu frézování vznikají třísky, které se tvoří z materiálu opracovávané kolejnice. Z důvodu zamezení znečišťování kolejového lože jsou tyto třísky společně s brusným prachem, který vzniká při dobrušování povrchu kolejnice,

Obrázek 6: Schématické znázornění procesu frézování kolejnic


6

odsáty do zásobníků. Zásobník je z kapacitních důvodů každodenně vyprazdňován. Obsah zásobníku je odvážen na uložiště odpadu, kde je recyklován.

Obrázek 9,10: Boční pohled na brousící kotouč (vlevo), pohled na proces vyprazdňování

ocelových třísek ze zásobníku na nákladní automobil se sklápěcí korbou (vpravo)

Požadovaný příčný profil kolejnice

Objednavatel prací má právo určit výsledný příčný profil kolejnice. Pro různé tvary kolejnic a jejich uložení v úklonu musí být vždy vyrobeno příslušné frézovací kolo. DB požadují tvar příčného profilu kolejnice v oblasti pojížděné hrany (poloha Y-25 až Y-30) záměrně o 0,4 mm zmenšený, v důsledku je kontakt kolo - kolejnice (tzv. zrcátko) rozprostřen do co největší části oblasti pojížděné plochy a pojížděné hrany, což je vhodné především jako prevence proti vzniku kontaktně-únavových vad kolejnic. Hlubší "podfrézování" by mohlo mít za následek vznik takzvaného dvoubodového kontaktu, který může být v určitých případech nežádoucí. Každý správce infrastruktury má jiné požadavky na tvar příčného profilu vyplývající z místních podmínek. Např. v České republice byl na frézovacích kolech použitý tzv. antiheadcheckingový příčný profil kolejnice (zkráceně „AHC“), který je navržen hlavně s ohledem na omezení, resp. oddálení opětovné tvorby nebezpečné vady Head Check.

Kontrola provedení prací

Při samotném procesu obrábění je činnost každé frézovací i brousící jednotky monitorována videokamerou. Po provedení pracovní jízdy stroj vyhodnotí svými diagnostickými prostředky včetně měření metodou vířivých proudů, zda je příčný a podélný profil kolejnice v souladu se zadáním a zda se v úseku nenachází další vady kolejnic a jaká je jejich hloubka. Příčný profil kolejnice se měří ve vzdálenosti určené zadavatelem prací, nejčastěji každých 500 m. Je samozřejmostí, že správce dostává z veškerých provedených měření jak tištené, tak digitální výstupy. Nezávisle na tomto procesu probíhá ihned za strojem vizuální kontrola opracovaného povrchu. Při procesu frézování kolejnic se v ojedinělých případech lokálně odhalí skryté vnitřní vady většího rozsahu. Ty dělíme na 2 kategorie - opravitelné, do hloubky 7,2 mm, a neopravitelné. U kategorie opravitelné má vždy správce právo rozhodnout, zda se tyto vady budou opravovat větším počtem pojezdů frézovacího stroje (max. 4


7

v případě práce kolejového frézovacího stroje) nebo zda se v nejbližším termínu část kolejnice s vadou vymění.

Obr. 11: Ukázka příčného profilu před frézováním, modrá linie znázorňuje značně

deformovaný naměřený stav, červená linie pak požadovaný výsledný tvar hlavy kolejnice po opracování

Ostatní používané technologie opracování kolejnic u DB

Mimo technologii frézování kolejnic se u DB používá k opracování povrchu hlav kolejnic také broušení kolejnic a hoblování kolejnic. Každá z uvedených technologií se hodí pro různé údržbové práce s ohledem na druh, hloubku a závažnost odstraňovaných vad. U DB plánují kampaně celoplošně a nasazování strojů je plánováno tak, aby bylo využito výhod jednotlivých technologií a docházelo k hospodárnému nasazování strojů. Porovnání jednotlivých technologií není součástí tohoto článku. Níže uvádíme pouze přednosti technologie frézování kolejnic:

• Nízké emise hluku vyzařované při pracovním procesu strojů (cca 79 db), možnost práce v intravilánu v nočních hodinách, kratší lokální akustické zatížení (méně pracovních pojezdů),

• Minimální odpad (recyklace třísek), nízká prašnost a nulové znečištění kolejového lože,

• Možnost vysokého i nízkého úběru při jedné jízdě v rozmezí 0,3 - 3 mm (u kolejových strojů ve vlastnictví STRABAG SE 0,3 -1,8 mm), možnost odstranění kolejnicových vad větších hloubek na jeden pracovní pojezd,

• Není potřeba demontovat počítače náprav a vybrané přejezdové konstrukce, kolejnicové nebo kolejové absorbéry a některá další zařízení v koleji,

• Možnost nasazení stroje při jakýchkoliv povětrnostních podmínkách • Nízké nároky na prostor pro odstavení stroje (cca 60 m), • Potřeba krátkých výlukových časů při odstraňování defektů s větší hloubkou.


8

Závěr:

Technologie frézování kolejnic má v případě vhodného nasazování v traťovém hospodářství pevně dané využití. Toto využití spočívá hlavně v odstraňování nebezpečné vady Head Check větších hloubek, která bez odpovídajícího zásahu limituje životnost kolejnic a progresivně snižuje bezpečnost provozování dráhy. Dnes je díky nasycení trhů u našich západních a jižních sousedů ideální doba pro nákup výkonů frézovacích strojů za příznivou cenu. Jako perspektivní možnost využití se do budoucnosti jeví opravné frézování ve výhybkách.

Literatura:

[1] SLUTE, Eric. Frézovaní kolejnic u DB, 19. Konference Železniční dopravní cesta 2016, Olomouc 2016

[2] TÁBORSKÝ, Martin. Systém pravidelného broušení kolejnic, 19. Konference Železniční dopravní cesta 2016, Olomouc 2016

[3] HARTMANN, Miroslav – HŮJA, Pavel. Zkušenosti s frézováním kolejnic prováděným dvoucestným strojem Linsinger SF02W-FS, Nová železniční technika 6/2010, Praha 2010

Obrázek 12: Nasazení dvoucestného frézovacího stroje SF02 W-FS Truck na mostní konstrukci

Praha, březen 2017 Lektorovali: Richard Chvátal SŽDC, s. o. Ing. Martin Táborský SŽDC, s. o.


1

Václav Cempírek1, Jaromír Široký2, Jaroslav Matuška3

Registr osvědčení strojvedoucích Klíčová slova: osvědčení strojvedoucího, dopravce, železniční podnik, provozovatel infrastruktury, drážní úřad Úvod Příspěvek předkládá výstup z řešení projektu TAČR TB9500MD002 „Bezpečnost systému provozování drážní dopravy z hlediska lidského faktoru“ podpořeného Drážním úřadem ČR. Závěry z projektu mohou být využity k dozorové, dohledové a kontrolní činnosti orgánů státní správy a zúčastněných (dotčených) subjektů, především dopravců a orgánů bezpečnosti práce. Elektronická evidence osvědčení strojvedoucích podá okamžitý přehled o osobních a odborných údajích o daném strojvedoucím, ale může být navázána například na kontrolu pracovní doby, resp. bezpečnostních přestávek a zákonného odpočinku strojvedoucích. 1 Význam zavedení metodiky Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2004/49/ES ze dne 29. dubna 2004 o bezpečnosti železnic Společenství stanoví povinnost provozovatelů infrastruktury a železničních podniků zavést vlastní systémy zajišťování bezpečnosti takovým způsobem, aby byl železniční systém schopen alespoň dosáhnout společných bezpečnostních cílů a dodržovat vnitrostátní bezpečnostní předpisy a bezpečnostní požadavky stanovené v technických specifikacích pro interoperabilitu (dále též jen „TSI“) a aby byly používány příslušné části společných bezpečnostních metod. [4] Tyto systémy zajišťování bezpečnosti stanoví mimo jiné programy školení zaměstnanců a systémy, které zajišťují udržování způsobilosti zaměstnanců a odpovídající úroveň plnění úkolů.

1 prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D., Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy, [email protected] 2 doc. Ing. Jaromír Široký, Ph.D., Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy, [email protected] 3 doc. Ing. Jaroslav Matuška, Ph.D., Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy, [email protected]


2

Tato směrnice dále stanoví, že železniční podnik musí být držitelem osvědčení o bezpečnosti, aby mu byl povolen přístup k železniční infrastruktuře. Požadavky by se měly týkat alespoň minimálního věku pro řízení vlaku, tělesné a pracovní psychologické způsobilosti žadatele, odborné praxe a znalosti určité problematiky týkající se řízení vlaku, znalosti infrastruktury, na které by strojvedoucí měli řídit hnací vozidlo nebo vlak, jakož i jazyka, který na ní bude používán. [1] Železniční podniky a provozovatelé infrastruktury vydávající harmonizovaná osvědčení strojvedoucího mohou sami poskytovat školení v oblasti obecných odborných znalostí, jazykových znalostí, znalostí o kolejových vozidlech a infrastruktuře. Aniž je však dotčena možnost, aby zkoušející patřil k železničnímu podniku nebo provozovateli infrastruktury vydávajícímu harmonizované doplňkové osvědčení, je třeba ve věci zkoušek zamezit jakémukoli střetu zájmů. [1] Požadavky týkající se licence a harmonizovaných osvědčení strojvedoucího stanovené v této směrnici se týkají výhradně právních podmínek pro to, aby strojvedoucí směl řídit vlak. Všechny ostatní právní požadavky týkající se železničních podniků, provozovatelů infrastruktury, infrastruktury a kolejových vozidel, které musí být slučitelné s právními předpisy Společenství a být uplatňovány nediskriminačním způsobem, musí být splněny dříve, než může strojvedoucí řídit vlak na určité části infrastruktury. Aby bylo možné zaručit požadovanou jednotnost a průhlednost, Společenství stanovilo jednotný vzor osvědčení strojvedoucího, které je vzájemně uznáváno členskými státy, a které prokazuje splnění některých minimálních požadavků, odbornou kvalifikaci a jazykové znalosti strojvedoucích, a zároveň ponechává orgánům členských států pravomoc vydávat licence železničním podnikům a provozovatelům infrastruktury pravomoc vydávat harmonizovaná doplňková osvědčení. [2] Některé společnosti poskytují služby strojvedoucích železničním podnikům a provozovatelům infrastruktury. V těchto případech má odpovědnost za to, že je strojvedoucí držitelem licence a osvědčení v souladu s touto směrnicí, nést železniční podnik nebo provozovatel infrastruktury využívající služeb strojvedoucího. Všichni strojvedoucí musí mít nezbytnou zdravotní způsobilost a kvalifikaci pro řízení vlaků a musí být držiteli těchto dokladů:

a) licence prokazující, že strojvedoucí splňuje minimální podmínky, pokud jde o zdravotní požadavky, požadované vzdělání a všeobecné profesní dovednosti. Licence obsahuje osobní údaje strojvedoucího a název vydávajícího orgánu a uvádí dobu své platnosti.

b) jednoho nebo více osvědčení uvádějících, na kterých částech infrastruktury je držitel oprávněn řídit, a která kolejová vozidla je oprávněn řídit.

Předepsané osvědčení pro určitou část infrastruktury však není nezbytné v níže uvedených výjimečných případech, pokud během řízení je přítomen vedle


3

strojvedoucího jiný strojvedoucí, který je držitelem platného osvědčení pro danou část infrastruktury:

a) pokud narušení plynulosti železniční dopravy vyžaduje odklonění vlaků nebo údržbu tratě, které stanoví provozovatel infrastruktury;

b) v případě výjimečných jednorázových jízd historických vlaků; c) v případě výjimečných jednorázových jízd nákladních vlaků, pokud s tím

provozovatel infrastruktury souhlasí; d) v případě dodávky nebo předváděcí jízdy nového vlaku nebo hnacího vozidla; e) pro účely školení nebo zkoušek strojvedoucích.

Rozhodnutí o využití této možnosti učiní železniční podnik a nemůže je nařídit příslušný provozovatel infrastruktury ani příslušný orgán. Jízdu drážního vozidla řízeného strojvedoucím bez platného osvědčení musí dopravce (železniční podnik) nahlásit provozovateli dráhy v předvídaných případech nejméně 24 h před jízdou; v případě výjimečné jednorázové jízdy nákladního vlaku je nutný souhlas provozovatele dráhy. Osvědčení opravňuje k řízení kolejových vozidel jedné či obou těchto kategorií:

a) kategorie A: posunovací hnací vozidla, pracovní vlaky, vozidla traťové údržby a veškerá další hnací vozidla, pokud jsou používána při posunu;

b) kategorie B: přeprava cestujících nebo zboží. Osvědčení vydává železniční podnik nebo provozovatel infrastruktury, který strojvedoucího zaměstnává nebo s ním uzavírá smlouvu (základní pracovně právní vztah). Majitelem osvědčení je podnik nebo provozovatel, který je vydává. V souladu s ustanovením této směrnice mají strojvedoucí právo obdržet jeho ověřený opis. Pokud železniční podnik nebo provozovatel infrastruktury vydává osvědčení v národním jazyce, který není jazykem Společenství, vypracuje dvojjazyčné znění osvědčení s použitím některého z jazyků Společenství. Osvědčení platí pouze pro ty části infrastruktury a ta kolejová vozidla, jež jsou v něm uvedeny. Jazykové znalosti jsou v osvědčení uvedeny podle kritéria jazykových znalostí k té části infrastruktury, které se žádost o vydání osvědčení týká. Odbornou kvalifikaci žadatelé prokazují:

a) vykonáním zkoušky, která ověří jejich odborné znalosti a způsobilost týkající se kolejových vozidel, kterých se žádost o vydání osvědčení týká.

b) vykonáním zkoušky, která ověří jejich odborné znalosti a způsobilost týkající se těch částí infrastruktury, kterých se žádost o vydání osvědčení týká.

Každý železniční podnik a provozovatel infrastruktury vypracuje v rámci svého systému zajišťování bezpečnosti vlastní postupy pro vydávání nebo aktualizaci osvědčení v souladu s touto směrnicí, jakož i postupy pro odvolání, které strojvedoucím umožní žádat o přezkum rozhodnutí týkajícího se vydání, aktualizace, pozastavení nebo odebrání osvědčení.


4

K zachování platnosti licence musí její držitelé podstupovat pravidelné prohlídky nebo zkoušky týkající se požadavků dle této smlouvy. Pokud strojvedoucí ukončí pracovní poměr s železničním podnikem nebo provozovatelem infrastruktury, bezodkladně o tom uvědomí příslušný orgán. Osvědčení pozbývá platnosti, pokud jeho držitel přestane být zaměstnán jako strojvedoucí. Držitel však obdrží ověřený opis osvědčení a všech dokladů prokazujících jeho školení, kvalifikaci, praxi a odbornou způsobilost. Železniční podnik nebo provozovatel infrastruktury (nový zaměstnavatel strojvedoucího) vezme při vydání osvědčení strojvedoucímu všechny tyto doklady v úvahu. Do 24 měsíců od vstupu rozhodnutí v platnost vypracovala Evropská agentura pro železnice (dále jen „agentura“) studii proveditelnosti pro počítačovou aplikaci splňující základní parametry pro národní rejstřík licencí a rejstřík doplňkových osvědčení a usnadňující výměnu informací mezi příslušnými orgány, železničními podniky a provozovateli infrastruktury. Studie proveditelnosti se zaměřila zejména na funkční a technickou architekturu, provozní režimy a pravidla zadávání údajů a nahlížení do těchto údajů. Každý železniční podnik a provozovatel infrastruktury je povinen vést rejstřík všech vydaných, aktualizovaných, obnovených, změněných, pozastavených a zrušených osvědčení, osvědčení nahlášených jako ztracená, odcizená či zničená a osvědčení, jejichž platnost skončila, anebo zajistit vedení takového rejstříku. Tento rejstřík obsahuje údaje o každém osvědčení a údaje týkající se pravidelných kontrol. Rejstřík je pravidelně aktualizován. [3] Strojvedoucí mají přístup k údajům, které se jich týkají, jež jsou uloženy v rejstříku příslušných orgánů a rejstříku železničních podniků, a na žádost obdrží kopii těchto údajů. Pro železniční podniky a provozovatele infrastruktury, kteří strojvedoucí zaměstnávají nebo s nimi uzavírají smlouvy (základní pracovně právní vztah), a zejména pro železniční podniky provozující mezinárodní služby je důležité, aby doplňková osvědčení měla v jednotlivých členských státech stejnou formu; proto by měla být tato forma harmonizována tak, aby dosvědčovala, že strojvedoucí splňuje určité minimální podmínky a má potřebnou odbornou kvalifikaci a jazykové znalosti. [3] Cílem harmonizace licencí a doplňkových osvědčení je především usnadnění pohybu strojvedoucích z jednoho členského státu do druhého, ale také z jednoho železničního podniku do druhého, a obecně uznávání licencí a osvědčení všemi zúčastněnými subjekty v odvětví železniční dopravy. K tomuto účelu bylo nezbytné, aby uvedená ustanovení stanovila určité minimální požadavky, které musí žadatelé o udělení licence nebo harmonizovaného doplňkového osvědčení splňovat. Aby bylo možné zaručit požadovanou jednotnost a průhlednost, musely členské státy přijmout harmonizovaný vzor licence strojvedoucího a železniční podniky a provozovatelé infrastruktury museli vydávat harmonizovaná doplňková osvědčení. [3]


5

2 Ekonomické aspekty Výsledek metodiky, vytvořené v rámci řešení projektu TAČR TB9500MD002 „Bezpečnost systému provozování drážní dopravy z hlediska lidského faktoru“ s podporou Drážního úřadu představuje systém evidence „doplňkového osvědčení strojvedoucího“ pro obsluhu drážních vozidel. Přínos metodiky lze vidět v objektivně neměřitelných veličinách a proto je obtížně ekonomicky zhodnotitelný. Následující hodnocení zohledňuje zejména časové úspory při provádění kontrolní činnosti ze strany odpovědných orgánů. Nezohledňuje statistickou hodnotu lidského života a poškození majetku a věcí, k nimž dochází při nehodách v důsledku omezené možnosti sledování vydaných osvědčení a pracovních výkonů strojvedoucích u různých dopravců. Výstupy řešeného projektu uvedené v metodice budou využity k dozorové a dohledové činnosti orgánů státní správy a zúčastněných (dotčených) subjektů, především dopravců a orgánů bezpečnosti práce. Metodika přinese usnadnění kontrolní činnosti pro

a) Drážní úřad, b) Drážní inspekci, c) kontrolní orgány zaměstnavatele – provozovatele drážní dopravy, d) kontrolní orgány provozovatele dráhy.

Možný ekonomický přínos je vyjádřen prostřednictvím úspory finančních prostředků souvisejících s frekvencí (počtem) obvykle prováděných kontrol. Výpočet je zjednodušen o vynechání kontrolního orgánu zaměstnavatele strojvedoucího, tj. provozovatele drážní dopravy. Kontrolní orgány zaměstnavatele strojvedoucího provádějí kontrolní činnosti strojvedoucího širšího rozsahu se zaměřením hlavně na jeho technologické činnosti a reakce na konkrétní dopravně-provozní situace a tudíž minutové úspory času zde nehrají významnou roli. Krom toho lze předpokládat, že tento kontrolní orgán je s odbornou a zdravotní způsobilostí konkrétního zaměstnance seznámen lépe a důkladněji, než jakýkoliv jiný kontrolní orgán. U zbývajících tří institucí [viz bod a) až c)] lze předpokládat, že vykonají celkem cca 500 kontrol strojvedoucích ročně. Tyto kontroly jsou zaměřeny výhradně na dodržení legislativních požadavků. Jedná se o provádění kontrol fyzického držení „licence strojvedoucího“ v okamžiku kontroly a platnosti „doplňkového osvědčení strojvedoucího“ pro typ drážního vozidla a traťový úsek, strojvedoucím obsluhovaný v okamžiku kontroly.


6

Lze kvalifikovaně odhadnout, že fyzická kontrola „tištěných dokumentů“ potrvá přibližně 5 minut. Na druhé straně kontrola těchto údajů z elektronické evidence si vyžádá maximálně 1 minutu. Čtyřminutový rozdíl potom představuje úsporu času kontrolního orgánu. Při uvažovaných 500 kontrolách za účetní rok se jedná o časovou úsporu ve výši 500 x 4 minuty = 2 000 minut = 33,33 hodin tj. cca 34 h. Při obvyklé uváděné ceně lidského života 5004 Kč za hodinu, lze dospět k celkové částce úspory 17 000 Kč / rok. Druhou oblastí, ve které je možné očekávat přínos uvedeného konečného výsledku projektu je vlastní činnost pracovníků DU při vydávání a kontrole „licencí strojvedoucího“ a „doplňkového osvědčení strojvedoucího“. Drážní úřad spravuje údaje asi o jedenáct tisících osob, podléhajících odborné a zdravotní způsobilosti podle zákona 266/1994 Sb. a souvisejících prováděcích předpisů (vyhláška 101/1995 Sb., vyhláška 16/2012 Sb.). je reálný předpoklad, že 25% jejich dokladů je v průběhu roku kontrolováno, doplňováno či měněno. Vyhledání aktuálních údajů a jejich změna v „papírové evidenci“ vyžaduje v průměru 25 – 30 minut času. Při využití digitalizovaného evidenčního systému se tento čas zkrátí na přibližně 15 minut. Hypotetická úspora tedy představuje přibližně 10 minut a lze ji odhadem uplatnit u 750 pracovních operací ročně. To představuje celkový čas 750 x 10 minut = 7 500 minut, tedy celkem 125 hodin. S využitím stejné úvahy jako v předcházejícím případě lze dosáhnout finanční částky roční úspory 62 500 Kč. Je třeba zdůraznit, že u návrhu ekonomických úspor se jedná pouze o hypotetické výpočty. Výsledkem projektu by neměla být úspora „pracovního času“, ale poskytnutí následujících faktorů:

a) usnadnění práce s dokumentací vyžadovanou legislativními požadavky, b) usnadnění rychlé kontroly platnosti dokumentace, c) zjednodušení výměny informací mezi drážními kontrolními organy a provozovateli

drážní dopravy, d) v nadstavbové fázi umožní automatickou kontrola dodržování zásad při

zpracování a realizaci nepravidelně rozložené pracovní doby.

4 http://plus.humanitysteam.cz/news/kolik-stoji-hodina-lidskeho-zivota/ Vycházíme-li z počtů běžného zaměstnance, jehož cílem může být výdělek 40 000 Kč měsíčně a bude absolutně šťastný. K tomu by chtěl pracovat polovinu své současné pracovní doby (40 hodin týdně). Tj. 40 000 Kč/ 80 h = 500 Kč/h. Jeho čas tedy stojí 500 korun za hodinu.


7

3 Přístup do registru osvědčení strojvedoucích Registr osvědčení strojvedoucích vedený na úrovni Drážního úřadu musí být přístupný pověřeným zástupcům příslušných orgánů a zúčastněným stranám k nahlížení. Jednotlivé rejstříky železničních podniků nebo provozovatelů infrastruktury musí být jednotné, co se týká údajů v nich obsažených a formátování údajů. Musí být proto vytvořeny pomocí společných provozních a technických specifikací dle navržené metodiky. Železniční podniky a provozovatelé infrastruktury musí zavést systém sledování a vnitřní kontroly způsobilosti a pracovních výkonů strojvedoucím, kterým bylo vydáno osvědčení. Zákon o dráhách v platném znění vyžaduje v § 45, že strojvedoucí musí mít u sebe platné osvědčení, pokud je ve službě. V osvědčení musí být uvedeny zejména informace o společnosti, která zaměstnává strojvedoucího nebo s ním uzavírá smlouvu:

• název společnosti, a pokud je to důležité, místo výkonu pracovní činnosti (např. depo, nebo jinou organizační jednotku, k níž je strojvedoucí přidělen),

• kategorii subjektu zaměstnávajícího strojvedoucího nebo uzavírajícího s ním smlouvu: „železniční podnik“ nebo „provozovatel infrastruktury“,

• sídlo: ulici a číslo, poštovní směrovací číslo, město a zemi, • osobní zaměstnanecké číslo strojvedoucího v organizaci (údaj je nepovinný).

Zásadní informací v Osvědčení strojvedoucího je údaj o infrastruktuře (trati), na níž může strojvedoucí vlaky řídit a údaj o vozidlech, k jejichž řízení je strojvedoucí způsobilý. V EU by měl každý členský stát vytvořit počítačový registr osvědčení strojvedoucích v zájmu dosažení úplné interoperability registrů a s cílem umožnit příslušným orgánům a ostatním osobám s přístupovými právy získat informace (podle Rozhodnutí 2010/17). Agentura EU pro železnice (ERA) v první fázi navrhla zavedení prozatímního řešení se zjednodušenou výměnou informací a rozvoj elektronického rozhraní v pozdější fázi. Každý železniční podnik a provozovatel infrastruktury musí vypracovat v rámci svého systému pro zajišťování bezpečnosti vlastní postupy pro vydávání nebo aktualizaci osvědčení, jakož i postupy pro odvolání, které strojvedoucím umožní žádat o přezkum rozhodnutí týkajícího se např. vydání, aktualizace, pozastavení nebo odebrání osvědčení. Certifikovaná metodika je určena pro jednotné vedení všech požadovaných údajů po formální i věcné stránce, a to jak pro orgány státní správy, tak pro železniční podniky, provozovatele infrastruktury a strojvedoucí.


8

Zápisy do registru budou provádět podle této metodiky železniční podniky a provozovatelé infrastruktury, aby vydaná osvědčení strojvedoucího měla jednotnou věcnou náplň. Přesný obsah údajů vztahujících se k osobním a znalostním informacím o každém strojvedoucím uvedených v osvědčení strojvedoucího má (prostřednictvím možnosti kontroly) zásadní vliv na bezpečnost železničního dopravního systému. Orgány státní správy budou mít možnost zjistit, kolik který strojvedoucí má vydaných osvědčení podle železničních podniků, u kterých je v pracovně právním vztahu. Pokud lze předpokládat, že se zvyšujícím se počtem osvědčení jednoho strojvedoucího se zvyšuje také pravděpodobnost jejich využívání, může se příslušný kontrolní orgán, příp. i samotný zaměstnavatel účelněji zaměřit na jejich kontroly (dodržování limitu pracovní doby, povinných přestávek, resp. denního odpočinku). Přístupová práva pro nejvyšší orgán státní správy jsou pouze na úrovni náhledu a kontroly (např. počtu vydaných osvědčení), tj. “listování“ v registru. Pro výkonný orgán státní správy (např. Drážní úřad) jsou přístupová práva ve dvou úrovních, jednak ve formátu možnosti úpravy údajů ve vydaných osvědčeních a jednak ve formátu prohlížení a listování v osvědčeních podle železničních podniků a provozovatelů infrastruktury. Přístup do registru osvědčení strojvedoucích náleží rovněž Drážní inspekci, která odborně zjišťuje příčiny mimořádných událostí. K definovaným informacím v registru osvědčení strojvedoucích by měli mít přístup i odpovědní pracovníci provozovatele infrastruktury, kteří se podílejí na řízení drážní dopravy ve formátu prohlížení a listování. Získané informace potřebují pro rozhodnutí, zda strojvedoucí může obsluhovat příslušný typ hnacího vozidla, provést požadovaný výkon, anebo zda může jet na daný traťový úsek, protože má vykonané poznání. Přístup do registru strojvedoucích musí být umožněn samotnému strojvedoucímu, který má možnost v něm listovat a prohlížet zejm. údaje vztahující se k jeho osobě. Závěr Autoři se na základě průběhu řešení úlohy TAČR TB9500MD002 domnívají, že by bylo účelné návazně vyřešit také HW podporu pro evidenci pracovního výkonu strojvedoucího. Tím by se strojvedoucí přihlašoval na pracovní výkon formou zadávání údajů o pracovním výkonu a časovým údajem nástupu (docházka do práce). Na podkladě těchto údajů by strojvedoucímu byl znemožněn pracovní výkon, pokud by nesplnil stanovený odpočinek mezi dvěma po sobě jdoucími směnami nebo pokud by překročil fond pracovní doby (denní, týdenní apod.).


9

Literatura: [1] Směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2007/59/ES ze dne 23. října 2007

o vydávání osvědčení strojvedoucím obsluhujícím hnací vozidla a vlaky v železničním systému Společenství.

[2] Rozhodnutí komise ze dne 29. října 2009 o přijetí základních parametrů pro rejstříky licencí strojvedoucích a doplňkových osvědčení podle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/59/ES.

[3] Nařízení komise (EU) č. 36/2010 ze dne 3. prosince 2009 o vzorech Společenství pro licenci strojvedoucího, doplňková osvědčení, ověřené opisy doplňkových osvědčení a formuláře žádosti o licenci strojvedoucího podle směrnice Evropského parlamentu a Rady 2007/59/ES.

[4] Směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2004/49/ES ze dne 29. dubna 2004 o bezpečnosti železnic Společenství a o změně směrnice Rady 95/18/ES o vydávání licencí železničním podnikům a směrnice 2001/14/ES o přidělování kapacity železniční infrastruktury, zpoplatnění železniční infrastruktury a o vydávání osvědčení o bezpečnosti. Úřední věstník L 220, 21. 6. 2004.

[5] Směrnice Evropského Parlamentu a Rady 2012/34/EU ze dne 21. listopadu 2012 o vytvoření jednotného evropského železničního prostoru.

[6] Směrnice Rady 2005/47/ES ze dne 18. července 2005 o dohodě mezi Společenstvím evropských železnic (CER) a Evropskou federací pracovníků v dopravě (ETF) o některých aspektech pracovních podmínek mobilních pracovníků poskytujících interoperabilní přeshraniční služby v železniční dopravě.

[7] Nařízení vlády č. 589/2006 Sb., kterým se stanoví odchylná úprava pracovní doby a doby odpočinku zaměstnanců v dopravě.

Příspěvek vznikl v rámci řešení projektu Technologické agentury ČR č. TB9500MD002 „Bezpečnost systému provozování drážní dopravy z hlediska lidského faktoru“.

Praha, duben 2017 Lektorovali: Ing. Ondřej Fanta, Ph.D. Drážní úřad Ing. Jiří Hanuš


1

Ladislav Kovář1, Josef Koukol2

Využití dat z diagnostiky jedoucích vozidel Klíčová slova: diagnostika, horkoběžnost, indikátor, nekorektnost jízdy, vozidlo Úvod Současný trend volného přístupu dopravců na železniční dopravní cestu sebou přináší i některá negativa. Jedním z nich je provozní kontrola technického stavu železničních vozidel. Primárně za vozidla zodpovídá dopravce, případně vlastník vozů. Ti zaručují, že provozují prostředky, které splňují závazné předpisy a normy. Neopominutelné jsou rovněž jejich pravidelné prohlídky a revize. I při největší pečlivosti však mohou vzniknout závady na vozidlech během jejich běžného provozu, které mohou ohrozit plynulost a bezpečnost železničního provozu a které nejsou při absenci provozních pracovníků na tratích a stanicích snadno zjistitelné. Tato situace není typická jen pro naši republiku. Obdobně je tomu i u jiných železničních správ. Na různých úrovních tak vznikají snahy o technická řešení tohoto problému za pomoci diagnostických zařízení. Systémům používaným v České republice a jejich fyzikálním principům byl věnován minulý příspěvek na toto téma, který vyšel ve Vědeckotechnickém sborníku ČD č. 37 v roce 2014. Tento článek na něj navazuje a zabývá se využitím získaných dat z těchto systémů. Situace v České republice V roce 2016 dokončila SŽDC,s.o. v oblasti diagnostiky vozidel významnou investiční akci, která v zásadě naplnila představy správce infrastruktury o vybavení železniční sítě touto technikou, které jsou formulovány ve Směrnici SŽDC,s.o. č. 36 z roku 2008 [1]. Původních 15 lokalit bylo doplněno dalšími 45 systémy tak, aby se pokryla železniční síť ČR na hlavních tratích, příjezdech do republiky, před dlouhými tunely a velkými železničními uzly (viz Obr. 1). Nově instalovaná zařízení jsou kompatibilní se stávajícími technologiemi, čímž je zajištěna návaznost dat, minimalizace nákladů na provoz a servis zařízení. Současně s výstavbou zařízení diagnostiky byl rovněž vybudován Řídící systém diagnostiky jedoucích železničních vozidel (ŘSDV), který soustřeďuje data ze všech lokalit (i původních) a umožňuje kvalitativně vyšší a efektivnější využití celého systému, jak je popisováno v následujících kapitolách.

1 Ing. Ladislav Kovář, nar. 1948, Vysoká škola dopravy a spojů Žilina, obor: Bloky a spoje, důchodce STARMON s.r.o. 2 Ing. Josef Koukol, nar. 1988, Univerzita Pardubice, obor: Technologie a řízení dopravy, Analytik IS, OLTIS Group a.s.


2

Obrázek 1: Síť diagnostiky železničních vozidel v ČR Instalovaná zařízení jsou vybavena snímači teploty a snímači nekorektností jízdy. Pomocí nich jsou sledovány tyto závady na vozidlech: Indikátor horkoběžnosti:

- Teplota ložisek. - Teplota obručí železničních kol. - Teplota brzdových špalků. - Teplota kotoučových brzd.

Uvedené teploty jsou měřeny přímo pomocí vysoce citlivých pyrometrů, umožňujících měření teploty bez přímého kontaktu s měřeným objektem. Indikátor nekorektností jízdy:

- Plochy na jízdní ploše, způsobené tažením zablokované nápravy. - Návarky na jízdní ploše, rovněž způsobené tažením zablokované nápravy. - Vydrolený materiál na jízdní ploše. - Polygonizace jízdní plochy. - Znečištěný povrch jízdní plochy.

Kromě toho jsou indikovány i další závady na kolech, nápravách nebo na souvisejících konstrukčních prvcích podvozku:

- Ovalizace kola. - Rozdíl průměrů kol na jedné nápravě. - Nesouosost kol jedné nápravy. - Vadné tlumiče na podvozku.


3

Tento výčet příčin výskytu detekce závad na kole, označovaných pod dříve používaným názvem „ploché kolo“, je způsoben nemožností přímého měření kvality povrchu kola za jízdy. Všechny metody, které se zabývají detekcí „plochých kol“ pracují na fyzikálních principech, které jsou schopné zachytit následné efekty těchto poruch – jako např. dynamické účinky, přerušení kontaktu kola s kolejnicí, akustické účinky apod. Tato skutečnost znesnadňuje praktické ověřování detekovaných závad v provozu, protože ve stanicích, kde dochází k zastavování vlaků z důvodu detekce závady tohoto druhu, není většinou potřebný technický personál, který by mohl indikovanou poruchu kvalifikovaně posoudit. Používané náhradní řešení, při kterém je rozhodující osobou strojvedoucí zastaveného vlaku, je svým způsobem nelogické z toho důvodu, že strojvedoucí je zaměstnancem dopravce, na kterého dopadá povinnost zjištěnou závadu řešit, což v mnoha případech není žádoucí s ohledem na potíže se zpožděním, odstavováním vozu apod. Některé ze závad nemůže potvrdit ani zkušený technický pracovník. Ty je možné odhalit až ve speciálně vybavených dílnách – například na podúrovňovém soustruhu. Z výše uvedených důvodů vyplývá, že na výsledky detekce závad na pojížděné ploše kola je nutno přistupovat z jiného pohledu, než jak je zvykem u detekce horkých ložisek nebo brzd. V případě přehřátých ložisek a brzd je detekce jednoznačná a snadno ověřitelná. Rovněž nebezpečí toho, že závada bude provozními pracovníky bagatelizována nebo přehlížena je minimální, protože následky by mohly být katastrofální, což si všichni zúčastnění pracovníci plně uvědomují. Jinak je tomu u „plochých kol“, kdy s ohledem k nejednoznačnosti detekce a nesnadného ověřování závady dochází často k přehlížení indikovaných poplachů v případě, že se jedná o nižší stupeň výstrahy. Pro vlastní železniční provoz není také žádoucí, aby se mimořádně zastavovaly vlaky z důvodu např. ovality nebo nečistoty na kole. V případě vyššího stupně výstrahy je naopak žádoucí, aby vlak byl zastaven v nejbližší vhodné stanici, závada vyhodnocena a vůz případně odstaven. Tak se dá předejít poškozování železničního svršku jeho další jízdou. Řešení problému indikací nižší úrovně závady nabízí právě vybudovaný systém indikátorů a jejich řídící nadstavba, která umožňuje spárování dat o závadách s konkrétním vozem – jeho číslem. Tato funkcionalita nepokrývá ještě celou strukturu systému z důvodu nedostupnosti informací o složení všech vlaků, ale postupně se na ní pracuje. Současné možnosti však již poskytují aspoň částečné sledování vozu se zjištěnou závadou, trend jejího vývoje a možnost pracovat se získanými daty nejen pracovníky infrastruktury, ale i technickými pracovníky dopravce, což přináší výhody jak pro provoz, správce infrastruktury, tak pro samotné dopravce, kteří tak získávají informace o technickém stavu svých vozidel s předstihem a mohou podle nich plánovat případné opravy nebo revize. Řídící systém diagnostiky vozidel Vznik Řídícího systému diagnostiky vozidel (ŘSDV) znamená doplnění, dlouhou dobu, chybějící vazby mezi technickým systémem (zařízení ASDEK/systém ROSA) a provozními systémy (ISOŘ a další), a tím se z lokální úrovně podařilo přejít na centrální. ŘSDV se skládá především ze systému ROSA–TDS (nástupce systému ROSA), nově vzniklého systému INDIK a potřebných úprav v návazných systémech. Celkové pojetí a vazby mezi jednotlivými systémy jsou zobrazeny na následujícím schématu.


4

Obrázek 2: Řídící systém diagnostiky vozidel Princip párování vlaku Stěžejní úlohou ŘSDV je vytvoření vazby mezi daty provozních systémů s daty zjištěnými indikátory jedoucích železničních vozidel. Jedná se o přiřazení jedinečné identifikace vlaku k průjezdu vlaku přes indikátor a naměřeným datům. Pokud existuje u vlaku informace o jeho složení, dochází k přiřazení změřených dat nejen k vlaku, ale i k jednotlivým vozidlům. Vytvoření této vazby se nazývá párování vlaku a tento algoritmus vychází z časoprostorové incidence vlaku na dopravní cestě s daným indikátorem. Vlastní párování probíhá jako vzájemná komunikace mezi provozními IS, INDIK a ROSA–TDS:

1. Zpráva z ISOŘ-POVL o složení a odjezdu vlaku ze stanice před indikátorem. ISOŘ-POVL zjistí požadované informace ze systémů ComposT (o složení vlaku) a REVOZ (o činných hnacích vozidlech na vlaku).

2. Zpráva z ROSA–TDS do INDIK o průjezdu vlaku přes indikátor se základními informacemi.

3. Zpráva z INDIK do ROSA–TDS s identifikacemi vlaku a jednotlivých vozidel. 4. Zpráva z ROSA–TDS do INDIK o vlaku a vozidlech s naměřenými parametry.


5

Obrázek 3: Princip párování vlaku Struktura datové sítě Základem datové sítě jsou prvotní systémy sběru technologických dat – indikátory horkoběžnosti, indikátory nepravidelností na jízdní ploše kola, případně další zařízení. Hlavní účel, kterým je přenos dat o průjezdu vlaku a poplachové zprávy do nejbližší určené stanice zůstává zachován. Pracovník řídící dopravu tak může zasáhnout v případě detekce nebezpečného stavu. Tam, kde je trať řízena z centrálního dispečerské pracoviště CDP, jsou informace o průjezdu vlaku a poplachové zprávy přenášeny na monitor řídícího dispečera pomocí graficko-technologické nadstavby (GTN) zabezpečovacího zařízení. Dopravní opatření potom provádí dispečer. Pomocí GTN jsou zpětně do systému diagnostiky přenášeny informace o čísle vlaku ze zabezpečovacího zařízení.

sd Sled komunikací - párov ání v laku

ROSA-TDS INDIK COMPOSTISOŘ-POVL REVOZ

Dotaz na složenívlaku()

Zpráva osložení vlaku()

Dotaz na počet náprav HV()

Zpráva o počtu náprav HV()

Zpráva o odjezdua složení vlaku zestanice předindikátorem()Zpráva o průjezdu

vlaku přes indikátorse základnímiinformacemi()

Zpráva sidentifikacemi vlakua jednotlivýchvozidel()

Zpráva o vlaku avozidlech snaměřenýmiparametry()


6

Obrázek 4: Datová síť diagnostiky


7

V nadstavbové části datové struktury jsou zřízeny servery: - Technologický a dohledový systém DIAG–TDS s obchodním názvem

ROSA–TDS - Provozně-operativní systém DIAG–POS s obchodním názvem INDIK.

Technologický a dohledový server Hlavním úkolem serveru, v projektu řídícího systému diagnostiky označovaném jako DIAG–TDS, je sběr dat od diagnostických zařízení na tratích a jejich uložení. Umožňuje rovněž vzájemnou výměnu dat se sousedními železničními správami. Uložená data, která obsahují informace o technickém stavu jednotlivých náprav jsou doplněna údaji o složení vlaku, které přicházejí ze serveru DIAG–POS, tím dojde ke spárování diagnostických dat s konkrétním vozem. Takto doplněná data jsou potom předána zpět do serveru DIAG–POS k dalšímu zpracování v oblasti řídících systémů dopravy. Na úrovni serveru TDS jsou doplněná data ještě vyhodnocována v modulu zpracování událostí a generování alarmů a předávána uživatelům správce infrastruktury. Výstupem jsou výstrahy a alarmy, vyhodnocení trendů závad na jednotlivých vozech, administrace termínů pravidelných prohlídek jednotlivých zařízení na trati a odesílání zpráv e-mailovou službou. Ověření uživatele je řešeno službou centrálního systému SŽDC,s.o. pro správu uživatelů a jejich roli. Pro údržbu a servis zařízení na trati slouží dohledový modul, který zprostředkuje příjem diagnostických dat o vlastním zařízení, možnost změny limitních hodnot pro poplachy, plánování prohlídek apod. Jednou z funkcionalit serveru TDS je možnost validace funkce indikátorů horkoběžnosti měřícím vozem. Prezentace dat ze serveru TDS Seznamy průjezdů Údaje o průjezdech vlaků a diagnostice vozů jednotlivými stanovišti diagnostiky jsou uživatelům prezentována v několika podobách. Jedním z nich je „Seznam průjezdů“, který formou tabulky poskytuje přehled o datu, času, lokalitě a směru projíždějícího vlaku, dále o jeho čísle (pokud se jedná o úsek trati pokrytý informací GTN – dálkově ovládané úseky), počtu náprav, délce vlaku a jeho rychlosti. Technický stav vozů ve vlaku – horká ložiska, brzdy a závady na jízdní ploše kola - jsou indikovány jednotlivě podle typů závad třemi stupni:

- Bez závad – zeleně - Výstraha – žlutě - Stop – červeně.

Informace o každém vlaku lze pro přehlednost zobrazit i graficky pomocí sloupcových grafů – viz Obr. 5.


8

Obrázek 5: Teploty ložisek Sledování vozidel Další užitečnou funkcí je „Sledování vozidel“. Ta umožňuje zvolit pomocí filtrů konkrétní datum, místo, vlak a vozidlo a získat tak přehled o naměřených teplotách ložisek, brzd a plochých kolech na konkrétním voze. Kromě toho jsou zobrazovány i hodnoty tlaku kola na kolejnici, které se používají při výpočtu „ekvivalentní délky plochy“ – číselné vyjádření výsledného efektu zařízení pro zjišťování nekorektností jízdy. Příklad zobrazení viz Obr. 6.


9

Obrázek 6: Sledování vozidel


10

Trendy Na podkladě předem stanovených pravidel jako je počet průjezdů, prahové hodnoty, nárůst hodnoty a další, lze také sestavit seznamy vyhodnocených trendů, které slouží pro vyhodnocení progrese závady na vozidle, což je v případech, kdy se jedná o přehřáté ložisko důležité pro včasné předejití havarijního stavu. Měřící vůz V souvislosti s rozšířením sítě indikátorů vznikl také požadavek na vývoj prostředků pro kontrolu těchto zařízení pomocí měřícího vozu. Z toho důvodu byl vybaven měřící vůz TÚDC pro zabezpečovací zařízení, konkrétně ETCS, zařízením pro imitaci zahřátí ložisek a brzd na předem nastavené hodnoty a jejich následná kontrola při průjezdu místem snímání na trati. Na Obr. 7 je příklad nastavení topných těles na měřícím voze před zahájením měření.

Obrázek 7: Nastavení topných těles na měřícím voze

Statistické přehledy Systém umožňuje sestavovat různé statistické přehledy zaměřené například na počty průjezdů vlaků nebo náprav v určitém úseku trati, počty zjištěných závad nižší nebo vyšší kategorie, zatížení tratí v tunách a další. Servisní služby Správa indikátorů Oprávněný uživatel systému má možnost změnit prahové hodnoty naměřených údajů pro stanovení poplachů na jednotlivých lokalitách, jak pro indikátory horkoběžnosti,


11

tak pro indikátor nepravidelností na jízdní ploše. Tuto funkci je vhodné použít při počátečním ladění systému. Pro správce systému je velmi důležitá funkce „Aktuální stav indikátorů“, která přehlednou formou prezentuje základní informace o funkčnosti nebo poruchách jednotlivých zařízení. Správa prohlídek Podle doporučení výrobce je nutné provádět dvakrát do roka prohlídku indikátorů a kontrolu jejich nastavení za účasti správce systému a servisní organizace. Pro plánování této činnosti slouží modul „Správa prohlídek“, která kromě pravidelných prohlídek umožňuje organizovat i prohlídky mimořádné, generovat záznam prohlídky podle zjištěných skutečností a ukládat je pro pozdější použití. Vazby na informační systémy OLTIS Vazby mezi Řídícím systémem diagnostiky vozidel (ŘSDV) a provozními informačními systémy SŽDC, dodávanými společností OLTIS Group a.s., zajišťuje provozně-operativní server, INDIK. Po spárování vlaku a za předpokladu splnění nastavených podmínek dochází k exportu získaných informací do systémů REVOZ, ETD a ISOŘ, ze kterého je možné informace posílat do aplikací staniční úrovně (EDD, GTN, GRADO). INDIK nabízí WCF službu, na kterou se dotazuje IS KAPO. Tuto službu mohou využívat i dopravci. Uvedenými komunikacemi dochází k distribuci získaných informací, a tím je umožněno následné zpracování a využití dat z diagnostických systémů na železnici. Přehled komunikací mezi INDIK a ostatními systémy – při rozesílání informace o vlaku se závadou nebo chybným rozborem

• Zpráva z INDIK do REVOZ o vozidlech se závadami. • Zpráva z INDIK do ETD o vlaku a vozidlech se závadami. • Zpráva z INDIK do ISOŘ o vlaku a vozidlech se závadami (a jeho

prostřednictvím i do příslušných EDD, GTN a GRADO). • Dotaz KAPO na INDIK na vlaky se závadami. • Zpráva z INDIK do KAPO o vlacích se závadami.


12

Obrázek 8: Přehled komunikací REVOZ Zasíláním dat z INDIK do REVOZ je naplňována část Závady, kde jsou zobrazena všechna vozidla, na kterých byla zjištěna technická závada ve stavu Výstraha nebo Stop. Data do REVOZ se zasílají jen v případě identifikace konkrétního železničního vozidla. ETD Komunikace INDIK – ETD slouží k předání informace o technické závadě strojvedoucímu. Předávají se informace o závadách typu horké ložisko nebo horká obruč ve stavu Výstraha nebo Stop. INDIK nejprve odešle datovou zprávu do ETD. ETD následně vytvoří SMS a odešle na mobilní telefon strojvedoucího. Strojvedoucí je povinen podle stavu závažnosti závady učinit odpovídající úkony. ISOŘ a IS staniční úrovně Komunikace INDIK – ISOŘ slouží k předání informací o vlaku s technickou závadou, nebo s chybně zadaným rozborem. Za chybně zadaný rozbor se v tomto případě uvažuje rozdíl mezi zadanou a naměřenou délkou vlaku větší než 30 m. Zaslané informace se zobrazují provozním dispečerům v klientech CDS. ISOŘ umožňuje přeposílání informací na IS staniční úrovně. V současné době se informace přeposílají pouze do EDD. Systémy GTN a GRADO komunikují přímo s ASDEK. KAPO Předávání dat z INDIK do KAPO umožňuje vytvořit podklady pro postih dopravce za opakované použití drážního vozidla, u kterého byla diagnostickým zařízením

sd Přehled komunikací - rozesílání

INDIK ISOŘETD KAPO, ISDOPRAVCE

REVOZ EDD, GTN,GRADO

Zpráva o vozidlechs naměřenýmihodnotami()

Zpráva o vlaku a vozidlech se závadami()



Dotaz na vlaky se závadami()

Zpráva o vlacích se zavadami()


13

indikována závada způsobující poškozování kolejnic a dále za chybně zadané informace o rozboru vlaku. Data do systému KAPO zasílá INDIK na základě dotazu KAPO. V dotazu je mimo jiné uveden interval, za který se mají vrátit vlaky s průjezdem přes indikátor v odpovídajícím čase. Komunikace pro KAPO lze využít i pro předávání informací do IS dopravců. V takovém případě se odesílají jen vlaky daného dopravce. Dopravce na základě obdržených dat má možnost upravit plánované oběhy svých vozidel a na vozidlech se závadou provést odpovídající údržbu. Závěr Instalovaná zařízení diagnostiky jedoucích železničních vozidel s nadstavbou Řídícího systému diagnostiky vozidel umožňují správci infrastruktury železniční dopravy účinně nahradit ubývající pracovníky v železničních stanicích, kteří by mohli sledovat projíždějící vlaky a reagovat na zjevné závady a poruchy na vozidlech. Podstatnému zvýšení využití těchto zařízení účinně napomáhá centrální sběr všech diagnostických dat, jejich zpracování, spárování s čísly vozidel, třídění a vyhodnocování trendů poruch v jejich počátcích. Významná možnost využití získaných údajů se naskýtá i dopravcům a vlastníkům vozů pro jejich interní potřeby.


14

Literatura: [1] Směrnice SŽDC,s.o. č. 36/2008 – Koncepce diagnostiky závad na jedoucích

kolejových vozidlech železniční sítě České republiky Seznam zkratek: ASDEK - Technologické zařízení pro sběr dat CDP - Centrální dispečerské pracoviště CDS - Centrální dispečerský systém ComposT - Composition Train (IS pro evidenci složení vlaku) ČD a.s. - České dráhy, akciová společnost ESA - elektronické stavědlo AŽD EDD - Elektronický dopravní deník ETCS - Europen Train Control System ETD - Elektronické jízdní řády GRADO - Grafická dokumentace GTN - Graficko - technologická nadstavba IM - Infrastructure manager INDIK - Provozně-operativní systém, součást ŘSDV IS - Informační systém ISOŘ - Informační systém operativního řízení ISOŘ-POVL - Informační systém operativního řízení, Poloha vlaku KAFR - Kartotéka firem KAPO - Kalkulace poplatků za užití dopravní cesty PAVZZ - Provozní aplikace s vazbou na zabezpečovací zařízení POS - Provozně operativní server REVOZ - Registr vozidel ROSA - Systém sběru dat z indikátorů ŘSDV - Řídící systém diagnostiky vozidel SGVD - Splněný grafikon vlakové dopravy SŽDC,s.o. - Správa železniční dopravní cesty, státní organizace TDS - Technologický a dohledový server TÚDC - Technická ústředna dopravní cesty WCF - Windows Communication Foundation

Praha, únor 2017 Lektorovali: Ing. Jan Plomer

České dráhy, a.s.

doc. Ing. Jaromír Zelenka, CSc. Univerzita Pardubuce


1

Dušan Teichmann1

Výpočetní poznámka k problematice stanovení kapacity mezistaničního úseku

Klíčová slova: kapacita tratě, metoda vkládání dodatečných tras, Gama rozdělení pravděpodobnosti Úvod Problematika posuzování kapacity železničních tratí je stále aktuální a všechny teoretické problémy týkající se metod pro její zjišťování ještě stále nejsou spolehlivě vyřešeny. Pro výpočet kapacity železničních tratí bylo v minulosti navrženo více výpočetních metod. Nejjednodušší výpočetní metody předpokládají deterministický typ provozu a jejich výsledkem bývá nejčastěji tzv. teoretická (maximální) kapacita. Složitější výpočetní metody pohlížejí na provoz v mezistaničním úseku jako na provoz podléhající náhodným vlivům, což více odpovídá realitě. K posuzování kapacity mezistaničního úseku v podmínkách stochastického provozu lze přistoupit více metodami, od analytických přístupů až k simulačním přístupům využívaným zejména v případech, ve kterých analytické přístupy selhávají.

Jedním z analytických přístupů k výpočtu kapacity ve stochastických provozních podmínkách pro výhledové grafikony vlakové dopravy (GVD) je metoda dodatečného vkládání tras pomocí teoretické četnosti mezer. Popis metody je uveden např. v publikacích [1], [3] nebo [6], z novějších potom např. v publikacích [4] nebo [5]. Všechny výše uvedené publikace se při popisu uvedené metody omezují na předpoklad, že délka časových mezer vhodných pro vkládání dodatečných tras se řídí exponenciálním rozdělením pravděpodobnosti. Tím se teoretický vývoj metody v podstatě zastavil. Předpoklad o existenci exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti však nemusí být v reálném provozu vždy splněn. Je sice známo, že jeho použitím lze v určitých případech získat pesimistické odhady sledovaných provozních charakteristik modelovaného procesu (pesimistickým odhadem se pro tyto účely rozumí nižší hodnota počtu vložených tras), tento pesimistický odhad však lze při znalosti obecných pravidel vyplývajících z teorie pravděpodobnosti poměrně snadno zpřesnit.

V prezentovaném článku bude v minulosti navržená metoda aplikována na podmínky, kdy se délka časových mezer vhodných pro vkládání dodatečných tras řídí Gama rozdělením pravděpodobnosti, které má v železniční dopravě také značný význam, viz např. publikace [1] – [3]. V článku navržený způsob výpočtu zároveň

1 doc. Ing. Dušan Teichmann, Ph.D., 1972, Ing. v oboru obor Dopravní marketing, management a logistika na Dopravní fakultě Jana Pernera Univerzity Pardubice, Ph.D. v oboru Dopravní technika a technologie na Fakultě strojní VŠB – Technické univerzitě v Ostravě, doc. v oboru Technologie a management v dopravě a telekomunikacích na Fakultě dopravní ČVUT v Praze.


2

ukazuje, jak postupovat, je-li z hlediska testování statistických hypotéz nezamítnut jiný typ rozdělení, kterým se časové mezery řídí.

1 Původní metoda vkládání dodatečných tras V dalším textu článku bude v matematických vztazích v maximální možné míře využíváno stejného značení, jaké je uvedeno v publikacích [3] a [6]. Původní metoda byla odvozena v situaci, ve které se předpokládá, že časové mezery vhodné pro vkládání dodatečných tras se řídí exponenciálním rozdělením pravděpodobnosti. Autoři původní metody, kromě výše uvedených předpokladů, uvažují jednosměrně pojížděnou traťovou kolej v mezistaničním úseku (mezistaniční úsek může být rozdělen i na více traťových oddílů). Při možnosti vkládání dodatečných tras do volných exponenciálně rozdělených časových mezer, aniž by byla snížena kvalita dopravy, lze průměrný počet tras 𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 dodatečně vložených za tzv. výpočetní dobu vypočítat podle vztahu (1), viz publikace [5]:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁𝑒𝑒−

𝑧𝑧1�̅�𝑧

1 − 𝑒𝑒−𝜏𝜏�̅�𝑧 (1)

kde: 𝑁𝑁 … počet vlaků vyskytujících se v mezistaničním úseku před vkládáním dodatečných tras (plánovaný rozsah vlakové dopravy), 𝑧𝑧1 … minimální délka časové mezery, do které lze vložit právě jednu dodatečnou trasu [min], 𝑧𝑧̅ … průměrná hodnota délky časové mezery [min],

𝜏𝜏 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

kde: 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 … průměrná doba obsazení úseku jedním vlakem [min], 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 … minimální délka časové mezery zajišťující, že nedojde k poklesu požadované úrovně kvality dopravy [min].

Pro dobu obsazení jedním vlakem 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 v případech jednosměrně pojížděných traťových kolejí v mezistaničním úseku (bez ohledu na počet traťových oddílů v mezistaničním úseku) platí:

𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝐼𝐼

kde: 𝐼𝐼 … následné mezidobí [min].

Podrobný postup odvození jednotlivých vztahů ve smyslu původní metody v podmínkách výskytu časových mezer, jejichž délka se řídí exponenciálním rozdělením pravděpodobnosti, je uveden v dodatku k prezentovanému článku.

Studiem principů v minulosti navržené metody bylo zjištěno, že ačkoliv to není ve výše uvedených publikacích explicitně uvedeno, má původní výpočetní metoda


3

univerzální charakter z hlediska vstupních podmínek, tzn. je použitelná bez ohledu na typ vyskytujícího se rozdělení pravděpodobnosti. Z uvedeného důvodu je pro další postup klíčový její teoretický postup, který bude uveden v rámci následujících pěti kroků.

Krok 1.

Ověří se, zda se v posuzovaném mezistaničním úseku vyskytuje dostatečná doba potřebná pro vkládání dodatečných tras. Ověření se realizuje prostřednictvím splnění podmínky týkající se dodržení minimální časové mezery, která umožní efektivně likvidovat případně vzniklé zpoždění. Zvyšovat kapacitu jednosměrně pojížděné traťové koleje vkládáním dodatečných tras bez ohledu na to, zda je či není rozdělena na více traťových oddílů, je možno v situacích, kdy platí vztah:

𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 > 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (2)

kde: 𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 … skutečná průměrná časová mezera připadající na jednu trasu vlaku [min], 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 … minimální požadovaná hodnota časové mezery připadající na jednu trasu vlaku [min]. Hodnota 𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 se vypočítá ze vztahu:

𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 =

𝑇𝑇 − �𝑇𝑇𝑣𝑣ý𝑙𝑙 + 𝑇𝑇𝑜𝑜𝑠𝑠á𝑙𝑙 + 𝑇𝑇𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜�𝑁𝑁

(3)

kde:

𝑇𝑇 … výpočetní doba [min] (zpravidla 1 440 min), 𝑇𝑇𝑣𝑣ý𝑙𝑙 … celková doba výluk v průběhu výpočetní doby [min], 𝑇𝑇𝑜𝑜𝑠𝑠á𝑙𝑙 … celková doba stálých manipulací v průběhu výpočetní doby [min], 𝑇𝑇𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 … celková doba obsazení mezistaničního úseku plánovanou vlakovou dopravou v průběhu výpočetní doby [min], 𝑁𝑁 … předpokládaný počet vlaků vyskytujících se v mezistaničním úseku (plánovaný rozsah vlakové dopravy).

Krok 2.

Vypočítají se hodnoty minimálních dob potřebných pro vložení jedné dodatečné trasy, dvou dodatečných tras atd. Minimální doby potřebné pro vkládání daných počtů dodatečných tras se vypočítají z následujících vztahů. Minimální doba potřebná pro vložení jedné dodatečné trasy ze vztahu:

𝑧𝑧1 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 2 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

Minimální doba potřebná pro vložení dvou dodatečných tras ze vztahu:

𝑧𝑧2 = 2 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 3 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (4)

Po zobecnění lze pro minimální dobu potřebnou pro vložení 𝑘𝑘 dodatečných tras (kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+ a 𝑍𝑍+ je množina kladných celých čísel) psát vztah:


4

𝑧𝑧𝑠𝑠 = 𝑘𝑘 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + (𝑘𝑘 + 1) 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 (5)

Krok 3.

Vypočítají se pravděpodobnosti výskytu mezer potřebných pro vložení jednotlivých počtů dodatečných tras (jedné trasy, dvou tras, tří tras atd.). Symbol 𝑓𝑓(𝑧𝑧) v dalším textu reprezentuje hustotu pravděpodobnosti rozdělení, kterým se řídí délky časových mezer vhodných pro vkládání dodatečných tras vlaků.

Pro pravděpodobnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě jednu dodatečnou trasu, platí:

𝑝𝑝1 = � 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧2

𝑧𝑧1 (6)

analogicky, pro pravděpodobnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě dvě dodatečné trasy, platí:

𝑝𝑝2 = � 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧3

𝑧𝑧2 (7)

a obecně pro pravděpodobnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě 𝑘𝑘 dodatečných tras, kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+, platí:

𝑝𝑝𝑠𝑠 = � 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧𝑘𝑘+1

𝑧𝑧𝑘𝑘 (8)

Krok 4.

S využitím vztahů (6) – (8) se vypočítají teoretické četnosti (teoretické počty případů) výskytu časových mezer potřebných pro vložení jednotlivých počtů dodatečných tras (jedné trasy, dvou tras, tří tras atd.) a to ze vztahů:

pro teoretickou četnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě jednu dodatečnou trasu, platí:

ℎ1 = 𝑁𝑁 𝑝𝑝1 = 𝑁𝑁� 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧2

𝑧𝑧1

analogicky, pro teoretickou četnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě dvě dodatečné trasy, platí:

ℎ2 = 𝑁𝑁 𝑝𝑝2 = 𝑁𝑁� 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧3

𝑧𝑧2

a obecně pro teoretickou četnost výskytu časové mezery, do níž lze vložit právě 𝑘𝑘 dodatečných tras, kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+, platí:


5

ℎ𝑠𝑠 = 𝑁𝑁 𝑝𝑝𝑠𝑠 = 𝑁𝑁� 𝑓𝑓(𝑧𝑧)𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧𝑘𝑘+1

𝑧𝑧𝑘𝑘 (9)

Symbol 𝑁𝑁 reprezentuje opět rozsah vlakové dopravy (počet vlaků, který je naplánován k realizaci před zahájením výpočtu dodatečného počtu vkládaných tras).

Krok 5.

Průměrný počet tras, které bude možno dodatečně vložit za výpočetní dobu 𝑇𝑇, se vypočítá ze vztahu:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = �𝑘𝑘 ℎ𝑠𝑠

∞

𝑠𝑠=1

(10)

2 Postup použití metody v případě výskytu časových mezer

řídících se Gama rozdělením pravděpodobnosti

Předpokládejme nyní, že v podmínkách jednosměrně pojížděné traťové koleje jsou z hlediska plánovaného rozsahu vlakové dopravy splněny časové předpoklady pro vkládání dodatečných tras a délky časových mezer umožňujících vkládání dodatečných tras se řídí Gama rozdělením pravděpodobnosti definovaným hustotou ve tvaru:

𝑓𝑓(𝑧𝑧) =

𝑏𝑏𝑎𝑎

Γ(𝑎𝑎) 𝑧𝑧𝑎𝑎−1𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧 pro 𝑧𝑧 ≥ 0,𝑎𝑎 > 0, 𝑏𝑏 > 0

𝑓𝑓(𝑧𝑧) = 0 jinde

(11)

kde: 𝑎𝑎, 𝑏𝑏 … parametry rozdělení, Γ(𝑎𝑎) … je Gama funkce pro 𝑎𝑎 > 0 definovaná vztahem Γ(a) = ∫ za-1e-zdz∞

0 .

V učebnicích teorie pravděpodobnosti je často Gama rozdělení charakterizováno jako zobecněné exponenciální rozdělení. Protože umožňuje modelovat vyšší variabilitu průběhů hustot pravděpodobnosti, je jeho použití univerzálnější než použití exponenciálního rozdělení. To totiž nabývá v podstatě pouze jednoho typu průběhu, přičemž konkrétní realizace se mohou odlišovat pouze rychlostmi poklesu hustoty pravděpodobnosti (růstu distribuční funkce pro 𝑧𝑧 ≥ 0).

Připomeňme ještě, že Gama rozdělení přechází při určitých hodnotách parametrů v jiná rozdělení, a to:

a) při hodnotě parametru 𝑎𝑎 = 1 dostáváme funkční předpis pro hustotu exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti,

b) při hodnotě parametru 𝑎𝑎 = 𝑚𝑚2 a 𝑏𝑏 = 1

2 dostáváme funkční předpis pro hustotu 𝜒𝜒𝑚𝑚2

rozdělení pravděpodobnosti (kde symbol 𝑛𝑛 reprezentuje počet stupňů volnosti).


6

Protože je známo, že primitivní funkce k hustotě pravděpodobnosti Gama rozdělení není analyticky vyjádřitelná, nezbývá tedy, než k výpočtu pravděpodobností výskytů časových mezer pro vkládání dodatečných tras a následně také k výpočtu teoretických četností výskytů časových mezer pro vkládání dodatečných tras použít vztah využívající distribuční funkci, přičemž hodnoty distribuční funkce budou vypočítány numericky.

Obecné pravidlo pro výpočet pravděpodobnosti, že náhodná proměnná 𝑋𝑋 nabude hodnoty z intervalu ⟨𝑥𝑥1; 𝑥𝑥2) má tvar:

𝑃𝑃(𝑥𝑥1 ≤ 𝑋𝑋 < 𝑥𝑥2) = 𝐹𝐹(𝑥𝑥2) − 𝐹𝐹(𝑥𝑥1) (12)

kde hodnoty 𝐹𝐹(𝑥𝑥1) a 𝐹𝐹(𝑥𝑥2) jsou hodnoty distribuční funkce v bodech 𝑥𝑥1 a 𝑥𝑥2.

Hodnoty distribuční funkce Gama rozdělení sice nejsou ve statistických tabulkách běžně uváděny, není však vůbec obtížné získat je např. z programu MS Excel. K získání hodnot distribuční funkce Gama rozdělení se v programu MS Excel používá funkce GAMMADIST. V souvislosti s využíváním programu MS Excel je však nutno upozornit na skutečnost, že hustota pravděpodobnosti je v tomto programu definována odchylně od vztahu (11) a to ve tvaru:

𝑓𝑓(𝑥𝑥) =

1𝛽𝛽𝛼𝛼Γ(𝛼𝛼)𝑥𝑥

𝛼𝛼−1𝑒𝑒−𝑥𝑥𝛽𝛽 pro 𝑥𝑥 ≥ 0,𝛼𝛼 > 0,𝛽𝛽 > 0

𝑓𝑓(𝑥𝑥) = 0 jinde

(13)

Porovnáním vztahu (11) se vztahem (13) vidíme, že platí 𝛼𝛼 = 𝑎𝑎 a 𝛽𝛽 = 1𝑜𝑜.

Ukázka dialogového okna pro výpočet hodnot funkce GAMMADIST je na obrázku 1.

Obrázek 1: Dialogové okno pro výpočet hodnot funkce GAMMADIST

Pro výpočet hodnoty distribuční funkce v bodě 𝑥𝑥 je nutno v dialogovém okně funkce GAMMADIST definovat hodnoty 𝑥𝑥, 𝛼𝛼, 𝛽𝛽 a vyplnit logickou položku „Kumulativní“. V novém Listu tedy zapíšeme do libovolné zvolené buňky relační znaménko = a následně vybereme z nabídky funkcí zmiňovanou funkci GAMMADIST. Po otevření dialogového okna pro funkci GAMMADIST vyplníme hodnoty 𝑥𝑥, 𝛼𝛼 = 𝑎𝑎, 𝛽𝛽 = 1

𝑜𝑜


7

a do logické položky napíšeme výraz PRAVDA. Po stisknutí tlačítka OK obdržíme ve zvolené buňce hodnotu distribuční funkce Gama rozdělení (ta je v dialogovém okně dohledatelná i bez nutnosti stisknutí tlačítka OK v položce Výsledek).

Po výpočtu pravděpodobností výskytů časových mezer pro dodatečné vložení jedné dodatečné trasy, dvou dodatečných tras atd. podle původního navrženého postupu vypočítáme četnosti výskytů časových mezer pro dodatečné vložení jedné dodatečné trasy, dvou dodatečných tras atd. K tomu využijeme vztahu (9) a následně pro výpočet průměrného počtu dodatečně vkládaných tras za výpočetní dobu využijeme vztah (10).

4 Modelový příklad Uvažujme jednosměrně pojížděnou traťovou kolej. Dále předpokládejme, že prostřednictvím dlouhodobějšího sledování délek časových mezer vhodných pro vkládání dodatečných tras ve splněných grafikonech vlakové dopravy a jejich statistickým vyhodnocením (metodami pro testování statistických hypotéz) bylo zjištěno, že se uvedené délky řídí Gama rozdělením pravděpodobnosti. Uvažujme, že ve výhledovém GVD je plánován rozsah vlakové dopravy 𝑁𝑁 = 40, průměrná doba obsazení traťové koleje jedním vlakem bude 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 = 6 minut a pro zachování předepsané kvality dopravy je požadováno dodržení minimální časové mezery 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 4 minuty. Výpočetní doba je 𝑇𝑇 =1 440 minut, doby výluk a stálých manipulací nebudou v modelovém příkladu uvažovány. Úkolem je vypočítat průměrný počet tras průměrných vlaků, které je možno dodatečně vložit do vyskytujících se časových mezer za výpočetní dobu 𝑇𝑇.

Podle Kroku 1 je třeba nejdříve ověřit, zda kapacita úseku umožňuje vkládání dodatečných tras. Uvedenou skutečnost lze ověřit prostřednictvím porovnání průměrné skutečné hodnoty časové mezery a minimální požadované hodnoty časové mezery, která je vyžadována pro likvidaci následků případných mimořádností v provozu.

K výpočtu hodnoty průměrné skutečné hodnoty časové mezery je třeba znát hodnotu výpočetní doby 𝑇𝑇, dobu výluk 𝑇𝑇𝑣𝑣ý𝑙𝑙, stálých manipulací 𝑇𝑇𝑜𝑜𝑠𝑠á𝑙𝑙 celkovou dobu obsazení koleje 𝑇𝑇𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 a plánovaný rozsah vlakové dopravy 𝑁𝑁. Hodnoty 𝑇𝑇, 𝑇𝑇𝑣𝑣ý𝑙𝑙 , 𝑇𝑇𝑜𝑜𝑠𝑠á𝑙𝑙 a 𝑁𝑁 jsou známy ze zadání, zbývá vypočítat 𝑇𝑇𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑁𝑁 = 240 minut.

Ze vztahu (3) pro hodnotu průměrné skutečné časové mezery vyplývá:

𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 =1 440 − 240

40= 30 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛𝑚𝑚𝑡𝑡. 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑎𝑎𝑘𝑘−1

Protože 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 4 minuty, tedy podle vztahu (2) platí 𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 > 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚. Lze tedy konstatovat, že proces vkládání dodatečných tras je možno uskutečnit.

Podle zásad Kroku 2 je třeba dále vypočítat minimální doby potřebné pro vložení jedné, dvou, tří atd. dodatečných tras vlaků. V souladu s navrženou metodou bude k tomu použit obecný vztah (5). Podle uvedeného vztahu pro 𝑧𝑧1, 𝑧𝑧2, 𝑧𝑧3 atd. platí:


8

𝑧𝑧1 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 2 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 6 + 2 ∙ 4 = 14 min

𝑧𝑧2 = 2 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 3 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 2 ∙ 6 + 3 ∙ 4 = 24 min

𝑧𝑧3 = 3 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 4 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 3 ∙ 6 + 4 ∙ 4 = 34 min

…….

Je patrné, že pro každou další vloženou trasu se hodnota nezbytné časové mezery zvyšuje o 10 minut.

Podle zásad metody budou dále vypočítány pravděpodobnosti případů výskytu časových mezer pro vložení jedné, dvou, tří atd. dodatečných tras vlaků (Krok 3). V souladu s popsanou metodou budou k tomu použity obecné vztahy (8) a (12). K výpočtu hodnot distribuční funkce Gama rozdělení pravděpodobnosti bude využit program MS Excel.

Ještě před tím však musíme odhadnout hodnoty parametrů Gama rozdělení pravděpodobnosti. K odhadu parametrů Gama rozdělení využijeme vztahů (14) a (15), viz např. publikace [2]:

𝑎𝑎 =

𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2

𝑆𝑆2 (14)

𝑏𝑏 =𝑧𝑧�̅�𝑜𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑆𝑆2

(15)

Když např. předpokládáme výběrový rozptyl vyskytujících se skutečných hodnot časových mezer 𝑆𝑆2 = 120 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑛𝑛2, dostáváme po dosazení do vzorců (14) a (15) hodnoty parametrů 𝑎𝑎 = 7,5 a 𝑏𝑏 = 0,25. Podle převodních pravidel uvedených pod vztahem (13) lze získat hodnoty 𝛼𝛼 = 𝑎𝑎 = 7,5 a 𝛽𝛽 = 1

𝑜𝑜= 4 pro přímé dosazení

do funkce GAMMADIST.

Při výpočtu hodnoty distribuční funkce v bodě 𝑧𝑧1 = 14 s využitím programu MS Excel je nutno položky v dialogovém okně vyplnit následovně, viz obrázek 2.

Obrázek 2: Dialogové okno pro výpočet hodnoty funkce GAMMADIST pro 𝑧𝑧1 Vypočítané a na šest desetinných míst zaokrouhlené hodnoty funkce GAMMADIST pro hodnoty 𝑧𝑧1 až 𝑧𝑧10 jsou uvedeny v Tabulce 1.


9

Tabulka 1: Hodnoty funkce GAMMADIST

𝑘𝑘 𝑧𝑧𝑠𝑠 [min] 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠) 𝑘𝑘 𝑧𝑧𝑠𝑠

[min] 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠)

1 14 0,04235 6 64 0,993562 2 24 0,320971 7 74 0,998734 3 34 0,681136 8 84 0,999775 4 44 0,892196 9 94 0,999963 5 54 0,971264 10 104 0,999994

Hodnoty pravděpodobností výskytů časových mezer pro vložení jedné až deseti dodatečných tras jsou shrnuty v tabulce 2. Hodnoty pravděpodobností jsou opět zaokrouhlovány na šest desetinných míst.

Tabulka 2: Hodnoty pravděpodobností výskytů časových mezer pro vložení 𝑘𝑘 = 1, … , 10 dodatečných tras vlaků

𝑘𝑘 𝑝𝑝𝑠𝑠 = 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠+1) − 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠) 𝑘𝑘 𝑝𝑝𝑠𝑠 = 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠+1) − 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠) 1 0,278621 6 0,005173 2 0,360165 7 0,001041 3 0,21106 8 0,000188 4 0,079068 9 0,000031 5 0,22298 10 0,000004

Podle zásad metody jsou dále vypočítány teoretické četnosti výskytů časových mezer pro vložení jedné, dvou, tří atd. dodatečných tras vlaků (Krok 4). V souladu s navrženou metodou bude k tomu použit obecný vztah (9). Výsledky výpočtu jsou shrnuty v Tabulce 3.

Tabulka 3: Hodnoty teoretických četností výskytů časových mezer pro vložení 𝑘𝑘 dodatečných tras vlaků

𝑘𝑘 ℎ𝑠𝑠 𝑘𝑘 ℎ𝑠𝑠 1 11,144828 6 0,206905 2 14,406586 7 0,041630 3 8,4424199 8 0,007517 4 3,1627023 9 0,001247 5 0,8919281 10 0,000193

Celkový průměrný počet dodatečně vložených tras průměrných vlaků lze potom vypočítat dosazením hodnot z tabulky 3 do vztahu (10), přičemž výsledný počet tras získáme zaokrouhlením vypočítané hodnoty počtu tras průměrných vlaků, které je možno dodatečně vložit do vyskytujících se časových mezer za výpočetní dobu 𝑇𝑇, na nejbližší nižší celočíselnou hodnotu (což je při kapacitních výpočtech obvyklé):

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = �𝑘𝑘 ℎ𝑠𝑠

10

𝑠𝑠=1

= 84 tras.𝑇𝑇−1

Původní předpokládaný rozsah vlakové dopravy ve výhledovém GVD činil 40 vlaků, celkový průměrný počet dodatečně vložených průměrných tras vlaků činí 84 za výpočetní dobu. Propustná výkonnost mezistaničního úseku za výpočetní dobu


10

1 440 min tedy činí 124 tras průměrných vlaků. Celková průměrná doba obsazení úseku všemi trasami činí 744 minut, celková průměrná doba mezer po doplnění tras činí 696 minut, tzn., že na jednu průměrnou trasu tak nově připadá skutečná průměrná časová mezera ve výši 5,61 minuty. Rozdíl mezi hodnotou vypočítané skutečné průměrné časové mezery 5,61 min a minimální hodnoty časové mezery ve výši 4 minuty si lze vysvětlit např. tak, že ve výpočtu již nebylo zvažováno s využíváním časových mezer vhodných pro vložení více než deseti dodatečných tras průměrných vlaků (uvedené časové mezery se budou vyskytovat s četnostmi blízkými nule, proto nebyly při výpočtu zohledněny).

Závěr Prezentovaný článek se zabývá výpočetním postupem, na základě kterého lze prověřit kapacitní možnosti jednosměrně pojížděných traťových kolejí metodou vkládání dodatečných tras s využitím teoretických četností mezer pro výhledové GVD bez nutnosti splnění předpokladu, že délky časových mezer vhodných pro vložení dodatečných tras vlaků se řídí exponenciálním rozdělením pravděpodobnosti. Článek z původní metody preparuje obecný postup aplikovatelný na libovolné rozdělení pravděpodobnosti, tzn. např. i bez ohledu na to, zda primitivní funkce k hustotě pravděpodobnosti existuje či nikoliv.

Návrhová část ukazuje, jak lze obecné části původní metody využít v případech, kdy se délky časových mezer vhodných pro vkládání dodatečných tras řídí Gama rozdělením pravděpodobnosti, které je, na jednu stranu, matematickým zobecněním exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti (zvyšuje variabilitu navržené metody), na druhou však stranu komplikuje přesnost výpočtu, neboť hodnoty distribuční funkce lze získat pouze numericky. Navržený přístup je obecně využitelný, je tedy využitelný i v případech, kdy se délky mezer řídí jinými, než exponenciálním a Gama rozdělením pravděpodobnosti. Při numerickém výpočtu hodnot distribuční funkce je v případech, kdy se délky časových mezer řídí jiným než Gama rozdělením pravděpodobnosti, pochopitelně nutno použít jinou z předdefinovaných distribučních funkcí v programu MS Excel odpovídající otestovanému a nezamítnutému rozdělení pravděpodobnosti. Poděkování Autor článku děkuje Ing. Pavlovi Krýže, Ph.D. z Odboru základního řízení provozu SŽDC, s. o. za věcné připomínky k předloženému článku.


11

Literatura: [1] BRANDALÍK, F. Dopravní provoz železnic II. Bratislava: ALFA, 1970. 200 s. [2] BRANDALÍK, F. – KLUVÁNEK, P. Operační analýza v železniční dopravě.

Bratislava: ALFA, 1984. 498 s. [3] DANĚK, J. – VONKA, J. Dopravní provoz železnic. Bratislava: ALFA, 1988.

400 s. ISBN 063-565-88. [4] GAŠPARÍK J. – ŠULKO, P. Technológia železničnej dopravy – líniové dopravné

procesy. Žilina: EDIS, 2016. 383 s. ISBN 978-80-554-1171-2 [5] MOLKOVÁ, T. – MOJŽÍŠ, V. – BULÍČEK, J. – DRDLA, P. – HRUBAN, I. –

MAZAČ, P. – ZEMAN, A. Kapacita železničních tratí. Pardubice: Univerzita Pardubice, 2010. 150 s. ISBN 978-80-7395-317-1.

[6] SVOBODA, V. Stanovení propustné výkonnosti tratí pomocí teorie hromadné obsluhy. Praha: ÚKDŽ, 1975. 108 s.

DODATEK Text dodatku byl zpracován s využitím publikací [3] a [6].

Jak již bylo uvedeno, dosavadní texty věnované výpočetní metodě předpokládají, že časové mezery vhodné pro vkládání dodatečných tras se řídí exponenciálním rozdělením pravděpodobnosti, tj. rozdělením popsaným hustotou pravděpodobnosti:

𝑓𝑓(𝑧𝑧) = 𝑏𝑏𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧 pro 𝑧𝑧 ≥ 0, 𝑏𝑏 > 0 𝑓𝑓(𝑧𝑧) = 0 jinde

(16)

přičemž pro střední hodnotu platí:

𝑧𝑧̅ =

1𝑏𝑏

(17)

přičemž ze vztahu (17) ihned vyplývá vztah:

Praha, listopad 2016 Lektorovali: prof. Ing. Jan Daněk, CSc. Fakulta strojní, VŠB – TU Ostrava doc. RNDr. Štefan Peško, CSc. Fakulta riadenia a informatiky, ŽU v Žilině

Ing. Pavel Krýže, Ph.D. SŽDC, s.o.


12

𝑏𝑏 =

1𝑧𝑧̅

(18)

Předpokládejme dále, že podmínka pro vkládání dodatečných tras uvedená v kroku 1 je splněna, postup ve výpočetním kroku 2 zůstává nezměněn a lze tedy přejít přímo ke kroku 3.

V Kroku 3 se podle vztahů (6), (7) a (8) vypočítají jednotlivé integrály vyjadřující pravděpodobnosti výskytů časových mezer:

pro vložení jedné dodatečné trasy lze psát:

𝑝𝑝1 = �1𝑧𝑧̅

𝑒𝑒−𝑧𝑧�̅�𝑧𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧2

𝑧𝑧1=

1𝑧𝑧̅� 𝑒𝑒−

𝑧𝑧�̅�𝑧𝑑𝑑𝑧𝑧

𝑧𝑧2

𝑧𝑧1=

1𝑧𝑧̅�−𝑧𝑧̅𝑒𝑒−

𝑧𝑧�̅�𝑧�𝑧𝑧1

𝑧𝑧2= 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−


analogicky, pro vložení 2 dodatečných tras lze psát:

𝑝𝑝2 = �1𝑧𝑧̅


𝑧𝑧3

𝑧𝑧2=


𝑧𝑧�̅�𝑧�𝑧𝑧2

𝑧𝑧3= 𝑒𝑒−

𝑧𝑧2�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−


a konečně pro vložení 𝑘𝑘 dodatečných tras (kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+) lze psát:

𝑝𝑝𝑠𝑠 = �

1𝑧𝑧̅


𝑧𝑧𝑘𝑘+1

𝑧𝑧𝑘𝑘=


𝑧𝑧�̅�𝑧�𝑧𝑧𝑘𝑘

𝑧𝑧𝑘𝑘+1= 𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘+1�̅�𝑧

(19)

Ukážeme nyní druhý přístup, jak získat vztah (19). Pro výpočet použijeme výše zmiňované známé univerzální pravidlo (12). Při znalosti vztahu pro výpočet hodnoty distribuční funkce exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti v bodě 𝑧𝑧:

𝐹𝐹(𝑧𝑧) = 1 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧 pro 𝑧𝑧 ≥ 0, 𝑏𝑏 > 0 𝐹𝐹(𝑧𝑧) = 0 jinde

(20)

lze podle vztahu (20) pro 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠)

𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠) = 1 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘

analogicky pro 𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠+1)

𝐹𝐹(𝑧𝑧𝑠𝑠+1) = 1 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘+1

a tedy pro hledanou pravděpodobnost

𝑃𝑃(𝑧𝑧𝑠𝑠 ≤ 𝑍𝑍 < 𝑧𝑧𝑠𝑠+1) = 1 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘+1 − [1 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘]

po úpravě potom (21)

𝑃𝑃(𝑧𝑧𝑠𝑠 ≤ 𝑍𝑍 < 𝑧𝑧𝑠𝑠+1) = 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘 − 𝑒𝑒−𝑜𝑜𝑧𝑧𝑘𝑘+1 (21)

a po dosazení vztahu (18) do vztahu (21) také

𝑃𝑃(𝑧𝑧𝑠𝑠 ≤ 𝑍𝑍 < 𝑧𝑧𝑠𝑠+1) = 𝑒𝑒−𝑧𝑧𝑘𝑘�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘+1�̅�𝑧


13

což odpovídá již odvozenému vztahu (19).

Následuje postup ke Kroku 4. Pro výpočet teoretické četnosti výskytu mezery pro vložení 𝑘𝑘 dodatečných tras (kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+) v případě exponenciálního rozdělení pravděpodobnosti platí:

ℎ𝑠𝑠 = 𝑁𝑁 �𝑒𝑒−𝑧𝑧𝑘𝑘�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘+1�̅�𝑧 �

Následuje Krok 5 obsahující odvození průměrného počtu tras, které bude možno dodatečně vložit za výpočetní dobu. Vyjdeme ze vztahu (10) a po dosazení za ℎ𝑠𝑠 můžeme psát

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁�𝑘𝑘 �𝑒𝑒−𝑧𝑧𝑘𝑘�̅�𝑧 − 𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘+1�̅�𝑧 �

∞

𝑠𝑠=1

Po úpravě lze uvedený vztah napsat také v ekvivalentním tvaru:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁�𝑒𝑒−

𝑧𝑧𝑘𝑘�̅�𝑧

∞

𝑠𝑠=1

(22)

Připomeňme nyní vztah (5).

𝑧𝑧𝑠𝑠 = 𝑘𝑘 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + (𝑘𝑘 + 1) 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚

kde 𝑘𝑘 ∈ 𝑍𝑍+.

Položíme-li 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝜏𝜏 , potom platí:

𝑧𝑧2 = 2 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 3 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 2 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚��𝑧𝑧1

+ 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚��𝜏𝜏

= 𝑧𝑧1 + 𝜏𝜏

𝑧𝑧3 = 3 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 4 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 2 𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚��𝑧𝑧1

+ 2 𝑡𝑡𝑑𝑑𝑜𝑜𝑜𝑜 + 2𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚��2𝜏𝜏

= 𝑧𝑧1 + 2𝜏𝜏

a tedy, analogicky, vztah (5) ve tvaru:

𝑧𝑧𝑠𝑠 = 𝑘𝑘 𝜏𝜏 + (𝑘𝑘 + 1)𝑧𝑧𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 = 𝑧𝑧1 + (𝑘𝑘 − 1)𝜏𝜏

Potom lze vztah (22) upravovat následovně:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁 �𝑒𝑒−𝑧𝑧1�̅�𝑧 + 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1+𝜏𝜏�̅�𝑧 + 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1+2𝜏𝜏�̅�𝑧 + ⋯�

což se dá rozepsat také do tvaru:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁 �𝑒𝑒−𝑧𝑧1�̅�𝑧 + 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1�̅�𝑧 𝑒𝑒−

𝜏𝜏�̅�𝑧 + 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1�̅�𝑧 𝑒𝑒−

2𝜏𝜏�̅�𝑧 + ⋯� (23)

Výraz v závorce reprezentuje nekonečnou geometrickou řadu. Pro náhradu nekonečného součtu konečným výrazem je třeba znát její první člen a kvocient. Prvním členem řady je 𝑎𝑎1 = 𝑒𝑒−

𝑧𝑧1𝑧𝑧� , kvocientem 𝑞𝑞 = 𝑒𝑒−

𝜏𝜏𝑧𝑧�. Protože platí, že �𝑒𝑒−

𝜏𝜏𝑧𝑧�� < 1,


14

nekonečná geometrická řada konverguje. Při využití známého vztahu pro součet nekonečné geometrické řady ve tvaru 𝑎𝑎1

1−𝑞𝑞 , ve kterém je 𝑎𝑎1 první člen řady a 𝑞𝑞 její

kvocient, lze potom vztah (22) pro výpočet 𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 přepsat do tvaru:

𝑁𝑁𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = 𝑁𝑁𝑒𝑒−


1 − 𝑒𝑒−𝜏𝜏�̅�𝑧

což již odpovídá vztahu (1), jehož platnost bylo třeba dokázat.


1

Ing. Luděk Pilmann zemřel 28. dubna 2017

My, přátelé, kamarádi a spolupracovníci jsme přijali smutnou zprávu, že nás opustil, Luděk Pilmann, strojní inženýr, vedoucí pracovník Výzkumného ústavu železničního i jeho ředitel. Ústavu, jehož odborný profil zaměřený na železniční výzkum, vývoj a zkušebnictví spoluvytvářel.

Rozhodující měrou přispěl k vybudování originální české železniční experimentální základny – Železničního zkušebního okruhu Výzkumného ústavu železničního, využívaného českými a zahraničními partnery železniční výrobní a provozní praxe.

Motivoval svoje kolegy a podřízené k tvůrčí práci a jejich osobnímu profesnímu růstu. Aktivně se podílel na společných akcích s kolegy a přáteli z Výzkumného ústavu železničního, nejen pracovních, ale i sportovních a společenských.

Jeho odchodem ztrácíme přítele, kamaráda a iniciátora zajímavých námětů – záměrů pro naši práci v českém železničním výzkumu a vývoji.

Ing. Ivo Malina Spolupracovník VUŽ

vědeckotechnický sborník Čd - cd.cz

Documents