Autonómne vlaky

Vďaka pokročilej senzorovej technológii a prenosu dát v reálnom čase je autonómny vlak efektívnym riešením na zlepšenie presnosti, spoľahlivosti a optimalizácie kapacity v železničnom priemysle. Inovácie signalizačnej technológie a systémov automatického riadenia vlakov (ATC) znižujú technické chyby, zlepšujú toky dopravných informácií a posilňujú dôveru cestujúcich v železničnú dopravu. Napríklad systém GoA4 autonómne zvláda núdzové situácie a detekciu prekážok, ako aj riadi rýchlosť vlaku, brzdy a dvere.

Belgický startup OTIV vyvíja pokročilý asistenčný systém vodiča (ADAS) a riešenia na jazdu bez rušňovodiča (FSD) pre ľahkú železničnú dopravu a posun. Startup využíva umelú inteligenciu (UI), hĺbkové učenie, počítačové videnie a snímače na vývoj systému ľahkých koľajových vozidiel OTIV s nulovými emisiami, ktorý prispôsobuje lokomotívy mestskému prostrediu. Systémy ADAS a FSD, vybavené technológiami detekcie objektov a predchádzaniu kolíziám, zvyšujú bezpečnosť a efektivitu železničnej dopravy.

V októbri 2021 spustili Deutsche Bahn a Siemens prvý autonómny vlak na svete. Automatizácia umožňuje prevádzkovateľom železníc vytvoriť lepšiu ponuku pre cestujúcich bez budovania nových kilometrov železníc. Okrem Nemecka poškuľujú po tomto riešení aj ďalšie krajiny. Francúzska národná železničná spoločnosť SNCF plánuje spustiť prototyp autonómneho vlaku v roku 2023. Japonskí železniční operátori tiež oznámili plány na testovanie vlakov bez vodiča, nakoľko v oblasti pracovníkov ochotných pracovať v železničnom odvetví na pracovnom trhu neustále ubúda.

Medzi výhody autonómnych vlakov patria:

  • Ochrana životného prostredia – vlaky bez rušňovodiča sú energeticky efektívnejšie, s lepšou rekuperáciou energie pri brzdení.
  • Väčšia spoľahlivosť – autonómne a prepojené vlaky sú odolnejšie proti kolíziám a chybám a lepšie reagujú na nebezpečenstvá.
  • Ekonomické výhody – znížená spotreba energie šetrí náklady a automatická prevádzka vlakov umožňuje prevádzkovateľom zvýšiť kapacitu, čo umožňuje lepšie prispôsobenie frekvencie vlakov dopytu v špičkách.

Internet vlakov

Internet vlakov (Internet of Trains) výrazne ovplyvňuje spoľahlivosť a bezpečnosť železničnej infraštruktúry. Monitorovanie založené na sledovaní podmienok a reálneho stavu koľajovej infraštruktúry či koľajových súprav zabraňuje meškaniu spôsobenému poruchami trate a častí vlaku, čo optimalizuje efektivitu údržby a náklady a zvyšuje spokojnosť cestujúcich. Pokročilá analytika s podporou internetu vecí navyše umožňuje prevádzkovateľom železníc nájsť riešenia založené na údajoch na zlepšenie kontroly vozového parku a efektívnosti železničnej prevádzky.

Kanadský startup TRAINFO ponúka riešenie, ktoré pomáha znižovať dopravné zdržania na železničných priecestiach. Startup používa vlakové snímače, Bluetooth a predikčný softvér na určenie, kedy otvoriť a zatvoriť železničné priecestie. Tieto informácie sa potom sprostredkujú vodičom prostredníctvom informačných systémov, ako sú cestné značenie, mobilné aplikácie alebo dopravné značenie. Riešenie startupu tiež pomáha vo fáze územného plánovania pri projektovaní a prevádzke železničných priecestí a ďalšej infraštruktúry.

Startup HUM Industrial Technology so sídlom v USA ponúka železničným prepravcom a majiteľom železničných vozňov riešenia prediktívneho monitorovania. Využíva bezdrôtové IoT snímače na automatizované monitorovanie bezpečnosti a predikciu zlyhania kolies a ložísk, ako aj detekciu úniku ropy či plynu. Startup navyše poskytuje riešenie sledovania globálneho polohovacieho systému (GPS) v reálnom čase, ktoré ponúka komplexný prehľad o polohe a histórii vozového parku. Riešenie pomáha prevádzkovateľom železníc znižovať náklady na údržbu tým, že umožňuje včasné odhalenie potenciálnych porúch.

Umelá inteligencia

Umelá inteligencia nachádza množstvo aplikácií v železničnom priemysle vrátane správy majetku, prediktívnej údržby a núdzových upozornení. Algoritmy hĺbkového učenia a neurónové siete optimalizujú plánovanie jázd vlakov a minimalizujú meškania. Pokročilé informačné systémy pre cestujúcich navyše zlepšujú dopravné služby a zvyšujú spokojnosť cestujúcich.

Švédsky startup The Train Brain vyvíja modely UI, ktoré zlepšujú spoľahlivosť verejnej dopravy. Startupový nástroj poskytuje prognózy oneskorenia, ako aj simulácie premávky a správy v reálnom čase. Tento nástroj spracováva cestovné poriadky vlakov a údaje signalizácie alebo globálneho polohovacieho systému (GPS) s cieľom predpovedať stav a správanie vlakov v železničnej sieti. Train Brain umožňuje železničným operátorom robiť rozhodnutia o plánovaní dopravy na základe údajov a cestujúcim byť viac informovaní pri plánovaní dochádzania alebo cestovania.

Dekarbonizácia

Hoci sú železnice najudržateľnejšou formou dopravy, vlády viacerých krajín sa snažia v rámci ambicióznych plánov zameraných na nulové emisie dekarbonizovať aj železničný priemysel. Medzi najbežnejšie riešenia dekarbonizácie patrí nahradenie dieselových vlakov batériovou technológiou, vodíkovými palivovými článkami alebo čisto elektrickými hnacími vozidlami. Aby ešte viac minimalizovali emisie CO2, nasadzujú prevádzkovatelia železníc elektrické lokomotívy, ktoré využívajú energiu z obnoviteľných zdrojov, ako je solárna alebo veterná.

Komunikačné prepojenie

Moderné železničné mobilné komunikačné systémy, vylepšené technológiami 5G, umožňujú komunikáciu s malým oneskorením a vysokým výkonom a zároveň zvyšujú spoľahlivosť železničnej infraštruktúry. Okrem toho riadenie vlakov založené na komunikácii (CBTC) umožňuje efektívne riadenie železničnej dopravy a monitorovanie majetku. Aplikácie komunikačného prepojenia v rámci železničnej infraštruktúry zahŕňajú určovanie polohy vlaku, riadenie, údržbu, sledovanie zvyklostí cestujúcich a zber údajov o cestujúcich.

Český startup Passengera vyvíja platformu, ktorá poskytuje wi-fi pripojenie a infotainment pre cestujúcich na železnici. Riešenie konektivity startupu poskytuje cestujúcim prístup k palubnej zábave, správam a informáciám o cestovaní a ubytovaní prostredníctvom inteligentných zariadení alebo notebookov. Prepojené riešenia startupu navyše podporujú informačné systémy pre cestujúcich vo vlaku a systémy predaja cestovných lístkov, informácie o trase a CCTV kamery.

Vysokorýchlostná železnica

Rozvoj vysokorýchlostných železničných systémov (HSR) je zameraný na zefektívnenie a častejšiu prepravu osôb a tovaru. HSR zahŕňa návrh a výstavbu vysokorýchlostných vlakov a tratí. Spoločnosti sa zameriavajú najmä na prispôsobenie existujúcej infraštruktúry a vývoj nových vysokorýchlostných systémov, ako je hyperloop, ktoré sú schopné prekročiť rýchlosť 1 000 km za hodinu.

Poľský startup NEVOMO vyvíja magnetický koľajnicový systém schopný dosiahnuť rýchlosť až 550 km za hodinu. Vlak na zlepšenie prepravy osôb a tovaru využíva technológiu pasívnej magnetickej levitácie a lineárneho motora. Technológia startupu umožňuje vlakom novej koncepcie jazdiť na existujúcich tratiach spolu s konvenčnými vlakmi. NEVOMO okrem toho vyvíja riešenia na nasadenie technológií hyper-rail a hyperloop.

Automatizácia

Automatizácia železničného priemyslu presahuje rámec autonómnej prevádzky vlakov. Rôzne technologické spoločnosti vyvíjajú robotické systémy na čistenie a údržbu infraštruktúry a technológiu dronov na diaľkovú kontrolu. Okrem toho automatizácia riadenia trakcie zabraňuje oneskoreniam a zvyšuje bezpečnosť železničnej infraštruktúry. Inteligentná automatizácia železníc pomáha železničným spoločnostiam optimalizovať efektívnosť majetku, monitorovanie a údržbu, vďaka čomu sa zvyšuje spoľahlivosť železníc a pribúdajú pozitívne skúsenosti cestujúcich.

Holandská spoločnosť Laser Precision Solutions vyvíja riešenia laserovej technológie na údržbu tratí. Produkt s názvom LaserTrain rieši problém nízkej adhézie čela koľajníc, ktorý spôsobuje meškanie vlakov v dôsledku nánosov jesenného lístia na trati. TriboMeter je ďalším riešením na meranie trenia medzi traťou a vlakom v reálnom čase, čo umožňuje optimalizáciu zrýchlenia a spotreby energie. Uvedené riešenia prispievajú k znižovaniu meškania a zrušenia jázd vlakov, rovnako zlepšujú celkovú bezpečnosť železníc.

Veľké údaje a analýza

Používanie veľkých údajov v železničnom sektore otvára cestu na nasadenie riešení v oblasti vlakovej komunikácie, prediktívnych analýz, správy majetku, informačných systémov pre cestujúcich a platforiem na správu údajov. Nasadením inteligentných snímačov sa zhromažďujú a analyzujú milióny údajových bodov s cieľom ďalšieho zvyšovania bezpečnosti a spoľahlivosti železničnej infraštruktúry. Schopnosť predvídať poruchy ďalej umožňuje prevádzkovateľom železníc plánovať opravy, čím sa zvyšuje dostupnosť železníc. Spoločnosti vyvíjajú IoT snímače na zhromažďovanie údajov zo železničných vozňov, tratí a signalizačných jednotiek.

Rozšírená a virtuálna realita

Aplikácie zmiešanej reality (MR) v železničnom priemysle zahŕňajú školenia personálu, vizualizáciu návrhov a interakciu s cestujúcimi. Interaktívne okná vlakov poskytujú priestor na zábavu a informácie o trase, zatiaľ čo mobilné aplikácie s rozšírenou realitou (AR) umožňujú cestujúcim podieľať sa na návrhu železničnej infraštruktúry. Vďaka náhlavným súpravám pre virtuálnu realitu (VR) sa školenia stávajú realistickejšími a informatívnejšími. Riešenia AR a VR umožňujú železničným spoločnostiam znížiť náklady na školenie personálu a zlepšiť spokojnosť a lojalitu cestujúcich, čím sa zvýši predaj cestovných lístkov a služieb.

Ukrajinský startup TSUKAT vyvíja AR/VR aplikácie a interaktívne riešenia naprieč rôznymi odvetviami. Poskytuje najmä služby interakcie zákazníkov s vlakovou stanicou. Mobilné aplikácie startupu umožňujú cestujúcim komunikovať s infraštruktúrou železničnej stanice, ako aj prijímať pokyny na navigáciu na stanici pomocou ich mobilných zariadení.

Literatúra

[1] Top 10 Rail Industry Trends & Innovations in 2022. StartUs Insights. [online]. Citované 14. 3. 2022. 

[2] Trends influencing the railway sector, T-Systems International GmbH. [online]. Publikované 1. 12. 2021. 

-tog-