Vědeckotechnický sborník ČD. č. 35/2013 ISSN Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1

Transkript

1 Vědeckotechnický sborník ČD č. 35/2013 ISSN Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1

2 Ondřej Černý 1, Radovan Doleček 2, Jaroslav Novák 3, Petr Sýkora 4, Václav Lenoch 5 Experimentální vozidlo s volně otáčivými koly pro rozchod 600 mm Klíčová slova: experimentální kolejové vozidlo, řízení, PMSM (synchronní motor s permanentními magnety), nezávisle otáčivá kola, bateriový pohon Úvod Dnešní požadavky kladené na moderní prostředky hromadné dopravy, vedou výrobce těchto vozidel ke speciálním konstrukcím a způsobům řešení pohonů takovýchto vozidel. Významnou měrou je to zapříčiněno stále více se měnícími požadavky a standardy v osobní i nákladní dopravě, a to jak kolejové, tak i silniční. Nejvíce se tyto změny projevují u prostředků hromadné dopravy, kde kromě velkého množství elektroniky, sloužící například pro zvýšení bezpečnosti osob nebo týkající se informačních systémů pasažérů, dochází i k úpravám v konstrukci do současnosti používaných vozů. U nových vozů hromadné dopravy je provozovateli vyžadována minimální časová náročnost pro nástup a výstup a pohyb pasažérů uvnitř vozidla. 1 Ing. Ondřej ČERNÝ, Ph.D.; narozen 1980; Univerzita Pardubice, DFJP, obor Dopravní prostředky a infrastruktura, specializace elektrotechnika, se sídlem v Pardubicích; současné zaměření: Elektrické pohony, regulační technika, výkonová elektrotechnika; pracoviště: Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě, Studentská 95, Pardubice, ondrej.cerny@upce.cz 2 Doc. Ing. Radovan DOLEČEK, Ph.D.; narozen 1971; Univerzita Pardubice, DFJP, obor Dopravní prostředky a infrastruktura, specializace elektrotechnika, se sídlem v Pardubicích; současné zaměření: EMC, trakční systémy, elektrické pohony; pracoviště: Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě, Studentská 95, Pardubice, radovan.dolecek@upce.cz 3 Prof. Ing. Jaroslav NOVÁK, CSc.; narozen 1966; Univerzita Pardubice, DFJP, obor Dopravní prostředky a infrastruktura, specializace elektrotechnika, se sídlem v Pardubicích; současné zaměření: Elektrické pohony, řídící a regulační technika; pracoviště: Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě, Studentská 95, Pardubice, jaroslav.novak@upce.cz 4 Ing. Petr SÝKORA; narozen 1983; České vysoké učení technické v Praze, obor Silnoproudá elektrotechnika, specializace Elektrické stroje, přístroje a pohony; současné zaměření: elektrické pohony, elektrická trakce; pracoviště Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě; Studentská 95, Pardubice; petr.sykora@upce.cz 5 Ing. Václav LENOCH; narozen 1984; Univerzita Pardubice, DFJP, obor Dopravní prostředky a infrastruktura, specializace elektrotechnika, se sídlem v Pardubicích; současné zaměření: Řídící systémy kolejových vozidel, programování v Labview; pracoviště: Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra elektrotechniky, elektroniky a zabezpečovací techniky v dopravě, Studentská 95, Pardubice, vaclav.lenoch@upce.cz 1

3 Usnadnění nástupu a výstupu je dosahováno, kromě zvýšeného počtu dveří, pomocí konstrukce nízkopodlažních nástupních míst, usnadněný pohyb pasažérů po vozidle je dosažen pomocí podlahy ve stejné výšce, pokud možno bez schodových hran. Velká skupina těchto úprav je spojena se zkvalitňováním jízdních vlastností vozidla, ale i poměrně významná skupina se zabývá zvýšením dostupnosti této dopravní techniky pro osoby se sníženou pohybovou schopností. Jak se postupně mění společenské pohledy, tak mezi tyto méně pohyblivé osoby patří kromě seniorů již i děti předškolního věku a část mladistvých, pro které například nástup nebo výstup z vozidla hromadné dopravy je mnohdy komplikovaný. U kolejových vozidel lehké trakce je vytvoření plně nízkopodlažního vozidla velmi obtížně technicky realizovatelné. Zde převládá standardní použití pevné nápravy spojující pravé a levé kolo, která není ovšem vhodná z hlediska výšky podlahy pro plně nízkopodlažních provedení jednotky. Právě díky pevné nápravě a vhodnému profilu železničního kola je u standardních provedení zajištěno optimální vedení dvojkolí v kolejovém kanálu. Z těchto velmi stručně nastíněných důvodů jsou provozovateli systémů hromadné dopravy požadovány od výrobců nové vozy buď částečně nízkopodlažní nebo spíše vozy plně nízkopodlažní. Vozidel, která splní tento požadavek, není v současné době dostatečně velký výběr, a proto tato problematika stojí v popředí vývoje hlavních světových výrobců. Mnohdy se navíc tyto konstrukce potýkají ještě s dalším požadavky provozovatele, kterými jsou vysoká spolehlivost a energetická i provozní úspornost po celý životní cyklus vozidla. V současné době se jako jedna z velmi progresivní možností konstrukce naskýtá využití individuálního pohonu volně otáčivými koly a kola místo pevné nápravy spojit pouze softwarově. Tato konstrukce díky dnešním pohonům umožní vytvořit plně nízkopodlažní vozidlo s velkým trakčním výkonem, který je již mnohdy spíše limitován adhezními silami mezi kolem a kolejnicí. Popisovaná aplikace samozřejmě má i výhody a nevýhody, kde výhody převyšují. Například tato konstrukce umožňuje zoptimalizovat tažné síly, aby bylo maximálně využito možných adhezních sil každého kola. Kolejové vozidlo uvedené konstrukce bylo již v České republice vyrobeno firmou Škoda Plzeň a.s. a nasazeno například jako tramvaj 15T pro Hlavní město Praha ForCity. Během provozu tohoto vozidla, i přes rozsáhlou přípravnou vývojovou část vozidla, vznikly nové poznatky pro řešení a podměty k optimalizaci, které je vhodné nejen simulačními, ale i experimentálními metodami dále zkoumat a analyzovat. Ze zmíněných důvodů je v současnosti na DFJP Univerzity Pardubice ve spolupráci s VÚKV Praha a.s. a ŠKODA ELECTRIC a.s. stavěno experimentální kolejové vozidlo, které bude sloužit pro nezávislé zkoumání dané problematiky. Záměr Jak již bylo uvedeno, vznikly provozem plně nízkopodlažní tramvaje firmy ŠKODA Plzeň a.s. nové výzkumné a vývojové úkoly. Za tímto účelem byla pracovníky VÚKV navržena speciální konstrukce experimentálního kolejového vozidla, která je poměrovou zmenšeninou trakčního podvozku vozidla tramvaje 15T. Vytyčeným cílem prováděného výzkumu je najít ještě vhodnější strukturu řízení, která by vylepšila stávající vlastnosti existujícího vozidla firmy Škoda. Tato struktura 2

4 řízení by měla přinést další zlepšení jízdních a provozních vlastností, které by mohly být aplikovány do nových řešení řízení nebo i zpětně do stávajících struktur řízení existujících tramvají tohoto typu firmy Škoda. Experimentální kolejové vozidlo v daném provedení bylo navrženo z důvodu snížení finančních nákladů na stavbu takového vozidla a usnadnění přístupu na experimentální dráhu. Jako experimentální dráha byla vytipována trať Mladějovské průmyslové dráhy, která není zatížena pravidelným provozem s velkou hustotou a nabízí široké spektrum jízdních profilů, poloměrů oblouků a stoupání přes 30. Obr. 1. Mladějovská průmyslová dráha Experimentální kolejové vozidlo je navrženo pro jízdu včetně personálu zajišťujícího měření a obsluhu. Navržená mechanická konstrukce se od stávajícího schváleného vozidla liší mechanickou konstrukcí uchycení jednotlivých kol (včetně motorů), která je navržena pro měření působících sil ve všech osách, a to na každé kolo. PMSM rám pomocná hřídel tenzometrické snímače Obr. 2. Část otočného podvozku během testování v laboratoři Vozidlo obsahuje otočný podvozek a jedno pevné dvojkolí umístěné na hlavním nosném rámu vozidla, které nahrazuje druhý otočný podvozek. Toto dvojkolí je vloženo s cílem usnadnění modelování mechanických jízdních vlastností vozidla a není poháněno. Celkové rozměry vozidla jsou 3400 x 1900 x 2527 mm (d x š x v) a celková hmotnost vozidla bez osádky je téměř 2 t. 3

5 Obr. 3. Experimentální kolejové vozidlo Elektrická výzbroj Po konstrukční stránce byl součástí návrhu stavěného experimentálního kolejového vozidla proveden i návrh elektrické výzbroje pro potřeby zajištění jízdních vlastností a možností vyplývajících z takovéhoto typu vozidla. Vozidlo kromě unikátní mechanické konstrukce, která umožňuje měření reakcí a sil na jednotlivých poháněných kolech a umožňující měnit vzájemnou polohu jednotlivých kol v podvozku, je netypické samotným typem a topologií pohonu. K pohonu vozidla je použita čtveřice nezávislých měničů a motorů, které jsou napájeny ze společné trakční baterie o jmenovitém napětí 96 V, ze které jsou i napájeny zbylé systémy včetně citlivé měřící techniky osazené na vozidle. Díky společnému napájení je tak možné úsporně zacházet během jízdy s dostupnou energií, neboť vozidlo umožňuje během jízdy ve sklonu rekuperovat, případně uměle zvyšovat zátěž vozidla, kdy jedna dvojice kol je poháněná a druhá bržděná. Tuto strukturu lze využít i při testování vlivu řízení. Díky širokému spektru přístrojů a systémů na vozidle je elektrická výzbroj navržena s řadou DC/DC měničů přímo napájených z trakční baterie, které zajišťují jednotlivé požadované napěťové hladiny. Na vozidle je tak instalována dvojice DC/DC měničů (P max = 100 W a 200 W) zajišťující napájení nadřazeného regulátoru a čtveřice regulátorů jednotlivých pohonů, dvojice DC/DC měničů (P max = 2x30 W) vytvářejících symetrické napětí pro snímače proudu a napětí, DC/DC měnič pro napájení budičů výkonových tranzistorů IGBT (P max = 100 W) a jeden měničový systém, který mění napětí trakční baterie 96 V na AC 230 V 50 Hz s průběhem napětí blížícímu se sinusoidě. Tento měnič je zvolen o výkonu 500 W pro potřeby napájení měřící techniky a aparatury. 4

6 Obr. 4. Blokové schéma hlavní elektrické výzbroje Instalované velké množství střídačů ovšem zvyšuje i problém vzájemného ovlivňování. Touto problematikou bylo nutné se během návrhu vozidla také zabývat, neboť jenom pro vyhodnocování sil na trakčním podvozku je umístěno 80 ks odporových tenzometrů, jejichž měrné signály jsou v řádech jednotek mv. Každé rušení, které by nebylo dobře utlumeno, by způsobovalo významné ovlivnění výsledků měření. Z tohoto důvodu je v samotné elektroinstalaci zařazeno větší množství filtračních členů (LC filtry, ferity atd.). Ze stejných důvodů bylo nutné při návrhu trakčních měničů, využívajících tranzistorů IGBT a modulových budičů, neřešit pouze problematiku samotné trakce, ale i rušení a ovlivňování všech vedení, které jsou na vozidle umístěny. S tímto vzájemným ovlivňováním bylo nutné vyřešit i problém zemnícího uzlu pro analogovou část, kterou díky složitosti provázání jednotlivých regulátorů a nadřazeného systému měřící aparatury nebylo snadné vyřešit pouze dle doporučených postupů známých z problematiky EMC. 5

7 Obr. 5. Blokové schéma řídicího systému Závěr V současné době je problematika kolejových vozidel s nezávisle otáčivými koly v popředí zájmů mnohých světových výrobců. Zároveň vznikají nová kolejová vozidla lehké trakce takovéto konstrukce, na kterých jsou využity jak nové konstrukční metody, tak i moderní koncepční struktury řízení jednotlivých pohonů. Díky tomuto nasazování do provozu vznikají nové poznatky a problémy, které je nutné dále řešit. Za tímto účelem je navrženo experimentální kolejové vozidlo speciální konstrukce s nezávisle otáčivými koly, které jsou bezpřevodovkově poháněny synchronními motory s permanentními magnety. Toto vozidlo je v současné době ve fázi finalizace. Během této projektově - konstrukční činnosti jsou navrhovány a studovány řídící algoritmy, které budou ověřovány na zkušební dráze s rozchodem 600mm. Na základě získaných dat bude proveden rozbor nově získaných poznatků o jednotlivých vlivech a odlišnostech koncepcí řízení, které mají vliv na vedení vozidla v kolejové dráze a ovlivňování trakčních vlastností. Poděkování Příspěvek vznikl za podpory Technologické agentury České republiky (TAČR) pod názvem Výzkum jízdních vlastností a řízení pohonů trakčních kolejových vozidel s nezávisle otáčivými koly, číslo: TA

8 Literatura [1] Youn Hee Lee, Nasiri A., Analysis and modeling of conductive EMI noise of power electronics converters in electric and hybrid electric vehicles, in: Applied Power Electronics Conference and Exposition, 2008, pp , Austin, 2008, ISSN [2] Keiichiro Kondo, Anti-slip control technologies for the railway vehicle traction in: Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC), 2012, pp , ISBN [3] Kubín J., Richter A., Efficiency of Mechanical Energy Recovery from a Tram by Different Input Conditions, in: Power Electronics and Motion Control Conference (EPE/PEMC), 2012, Page(s): DS1c DS1c.6-5, ISBN: [4] Doleček R., Černý O., Lenoch V., Schejbal V., Disturbing effects in rail vehicle traction drives, in: Radioelektronika, 2012, Page(s): 1 4, ISBN: Praha, březen 2013 Lektoroval: doc. Ing. Karel Hlava, CSc. 7

9 Ivo Hruban 1, Tatiana Molková 2 Průzkumy kvality služeb při zpoždění v osobní železniční dopravě u ČD a ÖBB Klíčová slova: zpoždění, železniční doprava, osobní doprava, kvalita, průzkum Úvod V současné době narůstají požadavky na mobilitu obyvatelstva. K tomu, aby byla tato mobilita udržitelná, je potřeba mít fungující dopravní systém na území státu, resp. celé Evropy. Správně fungující systém veřejné osobní dopravy poskytující kvalitní dopravní služby je předpokladem pro snížení počtu jízd v rámci individuální automobilové dopravy. V jakémkoli dopravním systému mohou vznikat zpoždění, která mají za následek odklon od kvality a vznik časových ztrát na straně uživatele dopravního systému. Zahraniční studie (1) a (2) dlouhodobě poukazují na fakt, že uživatelé individuální automobilové dopravy jsou ke zpožděním a časovým ztrátám vzniklých v rámci využití tohoto dopravního systému více tolerantní než uživatelé veřejné dopravy. Závěry studií (1) a (2) z Barcelony a Vídně dokládají, že zákazníci veřejné dopravy vnímají negativně i jen potenciálně vzniklé časové ztráty z předpokládaných zpoždění. A tak například ve Vídni uživatelé veřejné dopravy začali využívat vlastní automobily při zahájení přestavby železničního uzlu. Jejich chování mělo za cíl snížit pravděpodobnost získání časové ztráty ze zpoždění vlaku projíždějícího úseky se stavební činností, aniž by si uvědomili, že jejich chování přispěje k zhoršení situace na komunikacích a vlaky ÖBB jezdí dle výlukového jízdního řádu. Celkový přesun z linek S-Bahnu do osobních aut byl 16 % ve srovnání se stavem před rekonstrukcí železničního uzlu Vídeň (2). Zpoždění a vznik časové ztráty může uživatele veřejné dopravy zastihnout během celého přepravního procesu. Časové ztráty vznikající při objednání přepravy či zakoupení jízdních dokladů se díky moderní technice daří eliminovat nákupem dopravní služby přes internet, případně pomocí mobilního telefonu. Časové ztráty před ukončením přepravního procesu představují úkony s vyřizováním reklamací a jsou samy o sobě důsledkem odklonu od kvality v průběhu přepravního procesu. 1 Ing. Ivo Hruban, Ph.D., nar. 1983, absolvent Univerzity Pardubice, Pardubice, Odborný asistent na Katedře technologie a řízení dopravy Univerzity Pardubice, zaměření na železniční dopravu. 2 doc. Ing. Tatiana Molková, Ph.D. nar. 1966, absolvenka Žilinskj univerzity v Žiline, v současnoti působí na Katedrře technologie a řízení dopravy, Dopravní Fauklta Jana Pernera, Univerzita Pardubice, zabývá se se železniční dopravou, systémy řízení kvality. 1

10 Nejvíce zákazníci pociťují časové ztráty vzniklé zpožděním spoje, proto je třeba případná zpoždění co nejefektivněji minimalizovat ev. správně kompenzovat. V souvislosti se zpožděním se často mluví výhradně o osobní dopravě, ale i nákladní doprava bývá zpožděním ovlivněna, a ani u ní není zpoždění žádoucí. V železniční dopravě může zpoždění vznikat z celé řady důvodů. Obecně lze tyto důvody rozlišit na důvody: provozní (např. čekání na zpožděný vlak, nedodržení pravidelného řazení) technické (např. závada na trati, na vozidle) přepravní (např. zvýšená frekvence cestujících, zvýšená přeprava spoluzavazadel) způsobené třetí stranou (např. střet vlaku s osobou nebo silničním vozidlem, nepříznivé klimatické podmínky). Některé z důvodů zpoždění je možné eliminovat, jiné ne. Pro zachování spokojenosti cestujících je třeba zjistit, co cestující očekávají v případech vzniku zpoždění. K tomuto zjištění mohou sloužit průzkumy mínění cestujících, kterým se věnuje tento článek. 1 Kvalita osobní železniční dopravy Kvalita železniční osobní dopravy je utvářena celým spektrem vlastností a činitelů, které mohou být přímo i nepřímo ovlivnitelné činností železničních dopravců. Kvalitativní doporučení v obecné rovině pro všechny dopravní systémy dávají normy ČSN EN (3) a ČSN EN (4). Norma (3) definuje způsoby měření kvality a kritéria kvality, mezi která patří dostupnost, přístupnost, informace, čas, péče o zákazníka, bezpečnost, pohodlí, vliv na životní prostředí. Přesné postupy měření kvality podle jednotlivých kritérií obsahuje norma (4) a tím doplňuje normu (3). Na vytváření výsledné kvality železniční dopravní služby se tedy podílí nejen kvalita dopravních prostředků a dopravní infrastruktury, ale také způsob sestavení jízdních řádů, jejich dodržování a další služby, které jsou cestujícím poskytovány před, během a po skončení přepravního procesu. V rámci tohoto článku je pozornost věnována zejména službám, které jsou cestujícím poskytovány a nabízeny během zpoždění vlaku. Zpoždění vlaku samo osobě představuje odklon od kvality poskytovaných služeb. Tento odklon může být mírněn kompenzační politikou. Pravidla pro kompenzaci zpoždění cestujícím jsou v Evropě regulována pomocí nařízení 1371/2007 (5) upravující práva cestujících v železniční dopravě, které má za cíl sjednotit práva a povinnosti cestujících napříč Evropou. Toto nařízení stejně jako další z evropského práva musí podléhat schválení příslušnými orgány státní správy v jednotlivých členských zemích. V ČR však byla sjednána výjimka z platnosti do 3. prosince 2014 (6). V současnosti tak tato norma v ČR platí pouze pro mezistátní přepravu. 2

11 Nařízení (5) poskytuje práva cestujícím z přepravní smlouvy při zpoždění větším než 60 minut. Cestujícím poskytuje možnost vrácení jízdného, přesměrování a odkladu jízdy nebo finanční kompenzaci s dvojí sazbou (5): 25 % ceny přepravního dokladu v případě zpoždění o 60 až 119 minut; 50 % ceny přepravního dokladu v případě zpoždění o 120 a více minut. Cestující, kteří jsou držiteli pasu nebo časové jízdenky a kteří zažívají opakovaná zpoždění nebo zrušení spojů v průběhu platnosti jejich předplatních jízdních dokladů, mohou žádat přiměřené odškodnění v souladu s úpravou odškodnění platnou u železničního dopravce. Železničnímu dopravci je dále ukládána povinnost zajistit pro cestující občerstvení, náhradní dopravu, příp. nocleh za podmínek stanovených v nařízení (5). Kompenzace však mají i svá omezení, např. stanovení minimální výše návratku činí 4. 2 Průzkumy kvality služeb v dopravě Pro potřeby zjištění mínění je třeba sestavit vhodný dotazník. Otázky v dotazníku je třeba formulovat jednoduše, srozumitelně a jednoznačně. Dále je třeba určit jejich formu a počet (obecné doporučení je ne víc než 15 otázek). Otázky lze rozdělit na otázky zahrnující (7): otázky o celkové spokojenosti, spokojenost s jednotlivými znaky, informace o respondentovi. Před dotazováním je třeba zákazníkovi vysvětlit účel dotazování, popř. motivaci, proč má zákazník dotazník vyplnit. Při průzkumech zaměřených na spokojenost zákazníka může být žádoucí deklarování a dodržení anonymity dotazovaných. Před samotným hlavním šetřením je vhodné provést cvičné šetření, které odhalí případné nesrovnalosti ve formulaci otázek. Průzkumy pro měření kvality lze provádět dvěma způsoby: dotazováním zákazníků přímo, využitím vyškolených pracovníků, kteří hodnotí dílčí kvalitativní znaky na základě informací, které získají školením, před provedením daného průzkumu. Existuje celá řada způsobů, jak lze mínění zákazníků získat. Moderní technologie rozšiřují možnosti provádění průzkumu mínění zákazníků, zejména v oblasti internetu se otevírají sociální sítě a webové prezentace dopravců, na kterých je možné průzkumy provádět. Zvolená forma dotazování závisí od jeho účelu. 3

12 Kromě již zmíněného internetu je možné provádět dotazování následujícími způsoby (7): telefonickou komunikací, poštou (klasická, elektronická), osobním rozhovorem, pro formou. Přímým dotazováním, tedy osobním pohovorem s respondentem, lze získat velmi přesné názory a odpovědi. Měření poskytované kvality služeb během zpoždění vlaku je zaměřeno na pohled zákazníka, proto je vhodné jej provádět právě přímým dotazováním zákazníků. Zásadou při dotazníkovém šetření kvality poskytovaných služeb je, aby co nejméně obtěžovalo zákazníky. Dotazování v osobní dopravě může tedy využít neproduktivní časy cestujících, které cestujícímu mohou vznikat čekáním na spoj ve stanici, případně dotazování může probíhat během přepravy (tedy během jízdy cestujícího ve vozidle). 3 Měření spokojenosti zákazníků ČD a ÖBB V rámci výzkumu na Univerzitě Pardubice byla zvolena forma osobního rozhovoru, která dosahuje největší odezvy a spolehlivosti získaných dat. Navíc umožnila přesné zacílení na okruh zákazníků, tedy jeho realizaci přímo v železničních stanicích. Se svolením společností ČD, a.s., vedení stanice Brno hl. n., New station Brno Development, a.s. a ÖBB Infrastruktur Netzbetrieb byl v průběhu léta 2010 proveden průzkum mínění cestujících v železničních stanicích Brno hl. n. a Wien Westbahnhof. Železniční stanice Wien Westbahnhof byla z vídeňských nádraží zvolena z důvodu eliminace vlivu zahraničních, zejména českých cestujících, na průběh dotazování (cestující z ČR do Rakouska využívají v uzlu Wien stanice Wien Simmering, Wien Meidling, Wien Südbahnhof, příp. Wien Praterstern) a zároveň je tato stanice jednou ze dvou stanic ve vídeňském uzlu, kde zastavují prestižní spoje RJ a ICE. Železniční stanice Brno hl. n. byla vybrána svou podobností se stanicí Wien Westbahnhof. Průzkumy v obou stanicích probíhaly v období páteční špičky na přelomu jara a léta 2010 (Wien Westbahnhof) resp. na přelomu léta a podzimu 2010 (Brno hl. n.). V obou stanicích bylo získáno 603 odpovědí. Dotázáno tedy bylo 1206 cestujících. 3.1 Parametry použitého dotazníku Pro zjištění citlivosti cestujících na zpoždění a jejich požadavků na poskytované služby během zpoždění autoři sestavili dotazník. Formulace otázek byla ověřena u studentů 4. ročníku studijního oboru Technologie a řízení dopravy dopravní systémy na Dopravní fakultě Jana Pernera Univerzity Pardubice v předmětu Kvalita dopravních a přepravních procesů. V dalším kroku byla připravena německá mutace pro klienty ÖBB a tato byla prokonzultována se studenty Technische Universität Wien. 4

13 V rámci průzkumu byli cestující dotazováni na následující okruhy otázek: Jak často jezdíte vlakem? Jaký je nejčastější důvod vaší cesty? Jakou kategorii vlaku nejčastěji používáte? Jak velké zpoždění spoje jste ochoten/ochotna tolerovat? Jaké hlášení o zpoždění upřednostňujete? Je pro Vás důvod zpoždění důležitý? Jakou kompenzaci, v případě většího zpoždění, byste uvítal/a? Při sestavování dotazníku musel být brán zřetel na rozdílné kategorie vlaků v ČR a Rakousku. K jednotlivým kategoriím vlaků ČD byly přiřazeny následující kategorie vlaků ÖBB, viz tabulka1. Tabulka 1 Srovnání kategorií vlaků Společnost Kategorie vlaku ČD Os Sp R IC EC EN SC ÖBB 3 S, R REX, RSB D IC, OIC EC, OEC EN RJ, ICE Zdroj: (8) 3.2 Výsledky měření Kompletní výsledky průzkumu jsou uvedeny v disertační práci Časové ztráty z provozu a kvalita dopravy (8). Z hlediska analýzy v rámci tohoto článku je potřeba se seznámit se strukturou dotázaných cestujících, která je uvedena v kapitole Struktura dotázaných cestujících a obecné požadavky Strukturu cestujících z hlediska četnosti a důvodu dojíždění popisuje tato kapitola. V tabulce 2 jsou znázorněny procentuální podíly cestujících dle četnosti dojíždění. Tabulka 2 Procentuální zastoupení dotázaných Četnost dojíždění Brno hl. n. zastoupení v % Wien WBHF zastoupení v % denně 14 7 týdně měsíčně méně než 2krát měsíčně Zdroj: (8) 3 Kategorie vlaků odlišné od českých podmínek: S S-Bahn - příměstský vlak, R Regionalzug - osobní vlak, REX Regionalexpress Spěšný vlak, RSB Regional S-Bahn příměstský zrychlený vlak, D Durchzug Rychlík, OIC OBB IC IC s definovanými standardy služeb ÖBB na palubě, OEC - OBB EC EC s definovanými standardy služeb ÖBB na palubě, RJ RailJet, ICE Intercityexpress (vedený jednotkami DB) 5

14 Jednotlivá procentuální zastoupení při cestách za jednotlivými činnostmi pro jednotlivé četnosti dojíždění v ČR znázorňuje obrázek 1. Obr. 1 Procentuální podíl dojíždění a důvodů v ČR Zdroj: (8) Analýza jednotlivých důvodů dojíždění dle četnosti potvrdila předpokládané rozložení důvodů pro vykonání jízd vlakem. Nejmenší skupinou dotázaných cestujících jsou cestující dojíždějící denně do zaměstnání a škol. Tato skutečnost je dána existencí dobře fungujícího systému integrované dopravy v okolí města Brna. Cestující se před příchodem na nádraží odbaví v prostředcích MHD, případně mají zakoupeny síťové jízdenky a nezdržují se v prostorách nádraží. V rámci průzkumu nebyla objevena žádná anomálie v rozložení důvodu cest v rámci jednotlivých četností. Situace byla podobná i ve Vídni, kde je také nejmenší počet dotázaných ze skupiny cestujících jezdících denně, viz obrázek 2. I v Rakousku funguje systém příměstské integrované dopravy a navíc jsou pravidelnými cestujícími hojně využívány síťové jízdenky ÖBB, které výrazně zlevňují dojíždění za prací a do škol. Proto pravidelní cestující stanici Wien Westbahnhof prakticky pouze procházejí, a bylo tedy velmi komplikované s nimi dotazník vyplnit. Poměr denně dojíždějících ke všem dotázaným je v Rakousku poloviční než v případě ČR (7 % ku 14 %). Tento nepoměr může být dán skutečností, že právě v pátek se tito cestující na brněnském nádraží zdržují déle (např. 6

15 z důvodu pozdního příchodu způsobeného nakupováním). Tím vznikl větší prostor pro jejich oslovení a vyplnění dotazníku. V Rakousku nedochází k žádným odchylkám, oproti situaci v ČR však chybí při denním dojíždění skupina cestujících dojíždějících za sportem. Tento jev lze vysvětlit skutečností, že do Brna se sjíždí za tréninky ve sportovních klubech mládež z blízkého okolí. Obr. 2 Procentuální podíl dojíždění a důvodů v Rakousku Zdroj: (8) K obecnému pohledu je možné přidat i vnímání zpoždění jednotlivých vlaků a možnosti kompenzace. V rámci otázky: Jak velké zpoždění jste ochoten/ochotna tolerovat? měli cestující na výběr z několika pevných rozsahů zpoždění, nebo mohli určit vlastní tolerovanou hranici. Srovnání situace v ČR a Rakousku představuje tabulka 3. Tabulka 3 Čestnost tolerovaného zpoždění min Jak velké zpoždění jste ochoten tolerovat stát ČR Rakousko Zdroj: (8) 7

16 V obou státech vychází statistické hodnoty tohoto souboru naprosto stejně, hodnota modus i medián je rovna 10 min., vážený průměr je pak pro ČR 13,2 min. pro Rakousko 13,3 min. Dá se tedy říci, že cestující jsou ochotni tolerovat zpoždění do 10 minut. Další otázka se zjišťovala preferovaný způsob kompenzace v případě většího než cestujícím tolerovatelného zpoždění. Názor cestujících je znázorněn v tabulce 4. Tabulka 4 Procentuální zastoupení možností kompenzace dle všech cestujících V případě většího, zpoždění by cestující uvítali Stát finanční kompenzaci slevu na příští zakoupenou jízdenku občerstvení stávající systém jim vyhovuje ČR 45,9 36,8 10,3 7,0 100,0 Rakousko 38,3 41,8 10,9 9,0 100,0 Zdroj: (8) Z možností nabídnutých cestujícím v obou státech by cestující měli zájem o nějakou formu finanční kompenzace buď o formu slevy, nebo přímé finanční kompenzace. Respondenti volící možnost slevy na příští zakoupenou jízdenku počítají s jejím jednodušším vyřízením než v případě návratku z ceny jízdného. Za povšimnutí stojí fakt, že ani v jedné zemi nejsou cestující se stávajícím systémem kompenzací spokojeni. Přitom v Rakousku byla již v době dotazování zapracována v tarifu (9) norma 1371:2007 (5). Výsledek dotazování je způsoben mezerami v kompenzaci pro cestující s předplatní jízdenkou, kteří získají kompenzaci podle souhrnné situace na trati a nikoliv podle toho, do jaké míry jsou zpožděním opravdu zasaženi, a jen v případě, že jsou vlastníky roční traťové jízdenky (9). V ČR pro vnitrostátní dopravu byla v době konání průzkumu platná vyhláška (10) zajišťující práva na kompenzaci cestujícím vlaků vyšší kvality. Ke kvalitě přepravních procesů přispívají i poskytované informace, v případech zpoždění tomu není jinak. Cestující jsou zpravidla informování o velikosti zpoždění příslušného spoje a dále volitelně o důvodu zpoždění. Dotazníkové šetření proto obsahovalo i otázku na to, jak přesné informace si cestující přejí v těchto případech získávat. Hlášení o velikosti zpoždění má na nádražích v České republice dvojí podobu. Cestující jsou zpravidla informováni o zpoždění v rámci 5 minutové tolerance (systém původního Pragotronu). Přesné minutové hlášení se pak objevuje ve vybraných stanicích. V Rakousku jsou cestující informováni vždy s minutovou přesností. Odpovědi na otázky se v tomto případě v obou státech lišily, porovnání ukazuje tabulka 5. 8

17 Tabulka 5 Hlášení o zpoždění 4 Hlášení o zpoždění upřednostňujete stanice přesné v minutách s tolerancí 5 minut je mi jedno Brno hl. n Wien Westbahnhof Zdroj: Autoři Ačkoli jsou výsledky v obou zemích protichůdné, většina cestujících volbu s pětiminutovou tolerancí odůvodňovala tím, že v místě vzniku zpoždění se velikost zpoždění nedá dostatečně přesně odhadnout. V ČR pak chybnou velikost nahlášeného zpoždění uvedli všichni cestující bez ohledu na vzdálenost, na které se od vzniku zpoždění nacházeli. Zajímavé výsledky nastaly i v případě otázky, zda se má uvádět důvod zpoždění. Cestující v ČR považují v 51 % důvod zpoždění za důležitý. Cestující však chtějí znát přesný důvod zpoždění (tedy ne jen informace z provozních důvodů ) s tím, že pokud dojde k usmrcení osoby nebo k vážné dopravní nehodě, lépe by snášeli uvedení obecného důvodu, jakým je mimořádná událost na trati. V Rakousku pak informaci o důvodu zpoždění považuje za důležitou 57 % respondentů. V obou státech se pravidelní cestující shodli, že s uvedeným důvodem zpoždění jsou schopni lépe vyhodnotit vzniklou situaci Požadavky cestujících podle četnosti jízd a ujeté vzdálenosti V předchozí části byly popsány obecné požadavky, které mají všichni cestující. Dále je však možné sledovat odpovědi i z hlediska četnosti dojíždění respondentů, výsledky jsou shrnuty v následujících odstavcích. Tolerovatelné zpoždění dle četnosti jízd je vyobrazeno v tabulce 6. Tabulka 6 Tolerovatelné zpoždění dle četnosti jízd Česká republika Rakousko prům. medián modus prům. medián modus denně 12, , týdně 13, , měsíčně 14, , méně než 2krát za měsíc 15, , ,5 Zdroj: Autoři 4 Hodnoty v tabulce reprezentují počty odpovědí. 9

18 Pokud by byla uvažována hranice 10 minut jako hranice, od které bude cestujícím poskytnuta nějaká forma kompenzace, byla by tato hranice nedostačující pro 16,7 % z denně dojíždějících, 18,8 % z týdně dojíždějících, 20,0 % z měsíčně dojíždějících a 29,2 % z dojíždějících méně, než dvakrát za měsíc. V Rakousku je pak situace opačná, čím častěji cestující dojíždí, tím přesnější služby vyžadují, cestující by tak nebyli spokojeni v 40,0; 16,7; 14,1 a 14,0 % případů. Z toho vyplývají i vyšší nároky pro rakouské dopravce, protože většina cestujících bude vyžadovat větší přesnost služeb. Protichůdné výsledky spokojenosti lze zdůvodnit rakouskou přesností a snahou dostat se do práce včas společně s neochotou přidat čas na dojíždění právě z důvodu předpokládaného zpoždění, viz úvod a (2). Proto také s ubývající četností jízd vlakem roste ochota cestujících tolerovat větší zpoždění (cestující jezdí na víkendy, sportem zábavou na dovolenou, nebo do jiného města než ve kterém přebývají přes celý pracovní týden; viz obrázek 2. Výsledek v České republice může být vysvětlen tak, že cestující se sice snaží do práce dostat včas, ale vzhledem k horší ekonomické situaci se nejsou schopni tak snadno přeorientovat na jiný druh dopravy (v okolí Brna zejména na individuální automobilovou dopravu) jako jejich jižní sousedé (2), a proto jsou ochotni při cestách za prací, tedy při denním dojíždění, počítat i se zpožděním. Zatímco cestující, kteří nepoužívají vlak dostatečně často, jej využijí pro cesty na dovolenou, vyžadují přesné spojení, aby si mohli více užít svého volného času, a jízdu vlakem srovnávají s jízdou osobním automobilem, u které rovněž nezapočítávají případná zpoždění. Podle ujeté vzdálenosti by situace včetně procentuálního zastoupení vypadala následovně, viz tabulka 7. Tabulka 7 Tolerovatelné zpoždění dle vzdálenosti Česká republika Vzdálenost prům medián modus % prům [min] [min] [min] bez kompenzace [min] medián [min] Rakousko modus [min] % bez kompenzace 0 50 km 12, ,4 8, , km 12, ,9 14, , km 12, ,8 16, ,4 nad 150 km 14, ,2 13, ,3 Zdroj: Autoři Sloupec procent bez kompenzace udává procentuální podíl cestujících, kteří nebudou uspokojeni po nabídnutí jakékoliv formy kompenzace, protože jsou ochotni tolerovat jenom zpoždění menší než 10 minut. Rovněž je zajímavé sledovat požadavky na kompenzaci, z hlediska četnosti jízd a vzdálenosti, tak jak je ukazují tabulky 8 a 9. 10

19 Tabulka 8 Požadavky cestujících dle četnosti jízd v procentech Hlášení o zpoždění upřednostňujete: přesné v minutách s tolerancí 5 minut Je mi jedno Důvod zpoždění v rámci hlášení je důležitý V případě většího, než akceptovatelného, zpoždění byste uvítal finanční kompenzaci slevu na příští zakoupenou jízdenku občerstvení stávající systém mi vyhovuje Brno hl.n. denně týdně měsíčně méně než 2krát za měsíc Wien Westbahnhof denně týdně měsíčně Zdroj: Autoři Z tabulek 8 a 9 je zřejmé, že cestující z hlediska informace o zpoždění upřednostňují tu formu hlášení, na kterou jsou zvyklí, bez ohledu na četnost nebo i vzdálenost dojíždění. Platí tedy, že cestující v České republice považují za dostatečné hlášení o zpoždění vlaku s tolerancí 5 minut a v Rakousku chtějí cestující přesnou informaci o zpoždění jejich spoje. Z hlediska kompenzací je z výsledku dobře patrné, že cestující v Rakousku jsou se stávajícím systémem kompenzací spokojenější. Vzhledem k tomu, že již mají zkušenosti s finančním odškodněním (tedy návratek z ceny jízdného (9)), volí v případě nespokojenosti slevu na příští zakoupenou jízdenku, u které předpokládají jednodušší vyřízení. Důvod nespokojenosti cestujících se stávajícím způsobem kompenzací byl uveden v kapitole Obecně lze říci, že cestující uvítají zejména finanční kompenzaci a slevu na příští jízdenku, jednotlivé rozdíly v procentuálním zastoupení jsou nízké. 11

20 Tabulka 9 Požadavky cestujících dle vzdálenosti v procentech Hlášení o zpoždění upřednostňujete: přesné s tolerancí 5 minut Je mi jedno Důvod zpoždění v rámci hlášení je důležitý Brno hl.n. V případě většího, než akceptovatelného, zpoždění byste uvítal Finanční kompenzaci slevu na příští zakoupenou jízdenku Občerstvení stávající systém mi vyhovuje 0-50 km km km více než 150 km Wien Westbahnhof 0-50 km km km více než 150 km Zdroj: Autoři Tabulky 8 a 9 jasně ukazují, že cestující v Rakousku nejsou spokojeni se systémem kompenzace, přestože v době konání dotazníkového šetření byla v tarifu ÖBB (9) implementováno nařízení 1371/2007 (5), zejména z důvodu velké komplikovanosti vyřízení odškodnění Požadavky cestujících využívající vlaky vyšší kvality Za cestující v tomto vyhodnocení jsou považováni cestující využívající k cestování vlaků SC (SuperCity společnosti ČD) a RJ a ICE (RailJet společnosti ÖBB, ICE společnosti DB, provozovanými ve spolupráci s ÖBB) v kombinaci s vlaky EC, IC, EN resp. ÖEC, ÖIC. Celkový podíl cestujících podchycených dotazníkovým šetřením byl 5 % v České republice a 51 % v Rakousku. Srovnání cestujících využívající pouze služby SC a RJ/ICE nebylo možné, protože v ČR se podařilo získat je 1% zastoupení, za zmínku však stojí, že v Rakousku bylo podchyceno 22 % cestujících využívajících pouze kategorie RJ/ICE. Autoři vycházeli z předpokladu, že cestující používající vlaky vyšší kvality, mají vyšší nároky na kvalitu cestování, a tím i na služby poskytované během zpoždění. Toto očekávání se úplně nenaplnilo, když v České republice jsou tito cestující ochotni tolerovat zpoždění v průměru 17 minut (Medián souboru 10 min., modus 10 12

21 min.) a i v Rakousku byli tito cestující tolerantnější, když jsou ochotni akceptovat zpoždění v průměru 16 minut (Modus je 10 min., medián pak 15 min.) Tabulka 10 Požadavky cestujících využívající vlaky vyšší kvality v procentech Hlášení o zpoždění upřednostňujete: přesné s tolerancí 5 minut je mi jedno Důvod zpoždění v rámci hlášení je důležitý V případě většího, než akceptovatelného, zpoždění byste uvítal finanční kompenzaci slevu na příští zakoupenou jízdenku občerstvení stávající systém mi vyhovuje Brno hl.n Wien Westbh Zdroj: Autoři Porovnání nároků na poskytované služby v obou zemích ukazuje tabulka 10. Rozložení procentuálního zastoupení u jednotlivých forem kompenzace je více rozmělněno mezi všechny odpovědi. Tím se tato skupina cestující odlišuje od obecného vzorku. Tento jev je patrný zejména u českých cestujících. Může to být způsobeno tím, že nejvíce cestujících (33 %) využívá vlak pro služební cesty. Takoví cestující mají cestovné hrazené od zaměstnavatele, tím se dá vysvětlit, že 77 % dotázaných žádá jinou formu kompenzace, než slevu na příští zakoupenou jízdenku. Přestože rakouští cestující nevyužívají vlaky vyšší kvality v takové míře pro služební cesty (pouze 15 % cestujících), projevuje se zde jejich, který způsobil mírně vyšší preferenci finanční kompenzace, která u obecného vzorku rakouských cestujících, není běžná (viz tabulky 7 a 8). Nepoměr mezi počtem cestujících využívající vlak výhradně pro služební cesty mezi oběma státy může být způsoben skutečností, že v době konání dotazníkového šetření bylo nutné do vlaků SC pořídit lístek se speciálním jízdným, nebo dražší místenkou Požadavky cestujících používající vlak výhradně na služební cesty Tato kapitola je zaměřena na cestující využívající vlak výhradně pro služební cesty. Zajímavé bylo porovnání vzdáleností, na které cestující vlak využívají. Zatímco v České republice cestující na služebních cestách jezdí nejvíce na vzdálenost do 150 km (48 %) případně, na větší vzdálenosti (38 %), v Rakousku cestující na služební cesty využívají vlak na vzdálenosti nad 150 km (70 %). Citlivost cestujících na zpoždění vlaků se blíží obecným hodnotám, kdy v průměru jsou cestující ochotni tolerovat zpoždění 12 minut s hodnotou modus a medián 10 min. v obou státech. Tabulka 11 potvrzuje předpokládaný výsledek, který byl patrný i z tabulky 10 zejména u českých cestujících, tedy že cestující, kteří používají vlak na služební cesty, spíše 13

22 ocení přímou finanční kompenzaci, je to z toho důvodu, že cestovné jim z pravidla platí zaměstnavatel. Tabulka 11 Požadavky cestujících využívající vlaky pro služební cesty v procentech Hlášení o zpoždění upřednostňujete: přesné s tolerancí 5 minut Je mi jedno Důvod zpoždění v rámci hlášení je důležitý V případě většího, než akceptovatelného, zpoždění byste uvítal finanční kompenzaci slevu na příští zakoupenou jízdenku občerstvení stávající systém mi vyhovuje Brno hl.n Wien Westbh Zdroj: Autoři V tabulce 11 je také vidět větší rovnocennost jednotlivých forem kompenzace. Díky tomu, také získává relativně vysoký podíl i možnost zachování stávajícího systému kompenzací nebo získání občerstvení při zpoždění vlaku. Cestující na služebních cestách se příliš nezajímají o možnosti kompenzace, protože jízdenku jim platí zaměstnavatel. Při srovnání s ostatními skupinami cestujících (8) není nikde rozdělení preferencí tak rovnoměrné, jako právě u cestujících využívající vlak na služební cesty. Pro porovnání čeští cestující do zaměstnání a škol by z 85 % uvítali buď finanční kompenzaci, nebo slevu na příští jízdenku (rakouští cestující 87 %), cestující na víkendy/dovolené by tyto formy kompenzace uvítali z 84 % (rakouští cestující 86 %) a Češi jedoucí za zábavou nebo sportem by první dvě formy volili z 83 % (Rakušané z 85 %). Daný rozbor potvrzuje závěry u tabulky 10, že u vlaků vyšší kvality v ČR právě vysoký podíl cestujících využívajících vlak na služební cesty přispívá k vyrovnanější preferenci všech forem kompenzace. Zatímco u vlaků vyšší kvality v Rakousku je klientela pestřejší a převažují dvě formy kompenzace - sleva na příští jízdenku nebo finanční kompenzace. Závěr Nastavení kompenzační politiky je velmi křehkou záležitostí. Z výše uvedeného je jasné, že kompenzace zakotvené v nařízení 1371/2007 (5) představují pouze minimum možného k úplné spokojenosti zákazníků. Pochopitelně, není možné vždy splnit všechna přání všech zákazníků. Z dotazníkových šetření však vyplynulo, že cestující uvítají informace o skutečném důvodu zpoždění vlaků. Z komunikace s dotazovanými cestujícími dále vyplynulo, že se nespokojí s informací: Vlak je opožděn z důvodu provozních. Na druhé straně v případě nehody se cestující obejdou s hlášením mimořádná událost na trati bez bližšího upřesnění důvodu. 14

23 Průzkum ukázal, že v době liberalizovaného železničního trhu je zapotřebí kooperace správce dopravní infrastruktury s jednotlivými dopravci i z hlediska poskytování informací během zpoždění vlaků, protože samotná kompenzace cestujícím nestačí. Cestující by uvítali kompenzaci ve formě návratku (ČR), nebo slevy na příští jízdenku (Rakousko). Obecně lze ale říci, že cestující budou preferovat kompenzaci s co nejjednodušším způsobem vyřízení. Mez cestujícími tolerovaného zpoždění lze stanovit na 10 minut, proto je vhodné, aby dopravci cestujícím kompenzovali zpoždění již od zpoždění 15 minut a výše. Použitá literatura [1] ALBORS, E., Transports Metropolitans de Barcelona, In Marketing and service quality in public transport, OECD: Paris 1993, 1. vyd. 193 s. ISBN , s [2] Studie belegt: So sauer sind die Pendler. Heute, , č.1393, s [3] Česká technická norma Doprava - Logistika a služby -Veřejná přeprava osob - Definice jakosti služby, cíle a měření ČSN EN 13816, Praha: Český normalizační institut, [4] Evropská norma EN Veřejná přeprava osob Základní požadavky a doporučení pro systémy hodnocení kvality poskytované služby. Brusel: Evropský výbor pro normalizaci, 2006, 10 s. [5] Nařízení Evropského parlamentu a Rady č. 1371/2007 o právech a povinnostech cestujících v žel. přepravě, Štrasburk: Evropský parlament a Rada 2007,10 s. [6] Zákon 377/2009 Sb. Zákon, kterým se mění zákon č. 266/1994 Sb., o dráhách, ve znění pozdějších předpisů, Sbírka Zákonů 2009, částka 123, s [7] MOJŽÍŠ, V. A KOL, Kvalita dopravních a přepravních procesů. 1. vyd. Pardubice: Univerzita Pardubice, s. ISBN [8] HRUBAN I, Časové ztráty z provozu a kvalita dopravy. Pardubice, s. Disertační práce na Univerzitě Pardubice, Dopravní Fakultě Jana Pernera, Katedře technologie a řízení dopravy, školitelka Tatiana Molková [9] Österreichischer Eisenbahn- Personen- und Reisegepäcktarif, Rakousko, ÖBB [online] poslední aktualizace [cit ]. Dostupné z < [10] Vyhláška PTV ČD a. s. Vyhl. 177 / 51 / / 2010 AKVIZICNÍ SLEVY, Pilotní projekt kompenzací ve vnitrostátní přepravě ČD, Praha: ČD, srpen 2010, 4 s. V Praze, březen 2013 Lektoroval: Ing. Pavel Surý SŽDC, s.o. 15

24 Jaroslav Smutný 1, Vladimír Tomandl 2, Ivan Vukušič 3, Luboš Pazdera 4 Vybrané metody modální analýzy uplatňované na železniční infrastruktuře Klíčová slova: modální analýza, modální útlum, rázové kladivo, elektrodynamický budič, kolejový rošt Úvod Neustálé zvyšování nároků na únosnost železničních konstrukcí vede k vyšší tuhosti konstrukčních vrstev a zemní pláně. Používají se rovněž již téměř výhradně betonové pražce, které mají mnohem vyšší ohybovou tuhost a menší pružnost než pražce dřevěné. Všechny tyto aspekty vedou k většímu namáhání kolejového lože, které pod zvyšujícím se zatížením mění svůj tvar a tím ovlivňuje geometrické parametry koleje. V běžné koleji z výše popsaných důvodů dochází ke zhroucení štěrkové lavičky za hlavami pražců. Vlivem vysoké ohybové tuhosti betonových pražců, se zde vytvoří volné prostory mezi pražcem a štěrkem. Při průjezdu vlaku pak pražce dosedají na zhroucenou štěrkovou lavičku, čímž vzniká nerovnoměrné podepření pražců a zvyšují se dynamické účinky, což zrychluje degradaci kolejového lože. 1 Prof. Ing. Jaroslav Smutný, Ph.D. je absolventem Fakulty elektrotechnické VUT v Brně. Od roku 1990 je zaměstnán na Fakultě stavební VUT v Brně. V roce 2009 byl jmenován profesorem pro obor Konstrukce a dopravní stavby. Je členem významných profesních společností, např. České akustické společnosti, České asociace pro geoinformace a společnosti sdružující aktivní uživatele časově frekvenčních metod signálové analýzy Time & frequency user club National Physical Laboratory. Je odborníkem v oblasti měřicích metod a techniky, dále v problematice hluku a vibrací od dopravy. Zabývá se také problematikou aplikace umělé inteligence, dopravní telematiky a GIS. V rámci svého zaměření spolupracuje s průmyslovými podniky působícími v oblasti silniční a železniční dopravy. 2 Ing. Vladimír Tomandl je absolventem oboru Konstrukce a dopravní stavby prezenční formy magisterského studia Fakulty stavební VUT v Brně, kde od roku 2008 pokračuje v postgraduálním studiu na Ústavu železničních konstrukcí a staveb. V roce 2007 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Brně zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 3 Ing. Ivan Vukušič je absolventem oboru Konstrukce a dopravní stavby prezenční formy magisterského studia Fakulty stavební VUT v Brně, kde od roku 2007 pokračuje v postgraduálním studiu na Ústavu železničních konstrukcí a staveb. V roce 2007 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Brně zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 4 Prof. Ing. Luboš Pazdera, CSc. je profesorem v oboru Fyzikální a stavebně materiálové inženýrství na Vysokém učení technickém (VUT) v Brně. Absolvoval obor Regulační, přístrojová a automatizační technika na VUT v Brně. Od roku 1988 je zaměstnán na Stavební fakultě VUT v Brně. Je členem České společnosti pro nedestruktivní testování. Je akademickým pracovníkem na Ústavu fyziky Fakulty stavební VUT v Brně. V rámci svého zaměření spolupracuje s průmyslovými podniky působícími v oblasti výroby železničních dvojkolí a železničních pražců. 1

25 Aby se těmto nežádoucím dějům co nejvíce zamezilo, musí být vkládány nemalé finanční prostředky do diagnostiky kvality geometrie koleje a její případné údržby. Kvalita geometrie běžné koleje je obecně řešena evropskými i vnitrostátními pravidly. V České republice jsou četnost provádění kontrol, stavební, provozní a mezní provozní odchylky geometrických parametrů koleje resp. stavební a provozní odchylky prostorové polohy koleje uvedeny v několika dokumentech, zejména pak v [1] a [2]. Vybranou sít celostátních drah je Česká republika zavázána udržovat tak, aby byla interoperabilní vůči drahám ostatních států v evropském železničním systému [3]. Výše uvedené skutečnosti mj. vedou k neustálé snaze o zdokonalování konstrukcí železničního svršku a uzpůsobení jejich vlastností s ohledem na podmínky, v nichž mají být použity. Důležitým aspektem při rozhodování o výběru a použití nového konstrukčního prvku je teoretická analýza (modelování). Účinky kolejových vozidel na konstrukci tratě se řeší jako interakční účinky dvou mechanických soustav, a to pohybujícího se kolejového vozidla a konstrukce tratě. Všeobecně jde o řešení složité dynamické úlohy, ve které konstrukce tratě vystupuje jako mechanická soustava tvořená kolejových roštem a pražcovým podložím, která je typickou prostorovou 3D soustavou, avšak je možné ji modelovat také jako jednodušší rovinnou 2D soustavu, protože zjednodušené řešení dává přijatelné výsledky. Běžná kolej se skládá z několika prvků, které mají různou schopnost deformace. V místě kontaktu kola vozidla s kolejnicí se přenáší síly mezi vozidlem a železniční tratí. Jedná se o složité dynamické síly obecného charakteru. Tyto interakční síly zahrnují zejména tíhové a setrvačné účinky vozidla, odstředivé síly, podélné síly způsobené změnou rychlosti pojezdu apod. Na jejich velikost mají vliv nerovnosti kolejnic i kol a další poruchy tratě. V místě kontaktu neplatí lineární vztah mezi interakční silou a deformací. Tento vztah závisí na geometrii kontaktní plochy a lze jej vyjádřit tuhostí Hertzovy pružiny. Kolejnice a pražce jsou charakterizovány ohybovou tuhostí. Podložky pod patu kolejnice jsou modelovány užitím soustavy pružin a tlumičů. Kolejové lože a podloží je obvykle modelováno podle Winklerovy hypotézy. I nejjednodušší modely pak zahrnují jak model koleje, tak i model kolejového vozidla. V teoretických řešeních úloh mechaniky tratě má mimořádný význam koncepce přenosové funkce, protože představuje efektivní charakteristiky lineární soustavy, které se využívají i při všeobecném buzení, resp. při stochastické analýze konstrukce tratě nebo interakční soustavy kolejové vozidlo trať. Frekvenční odezvová funkce je ovlivněna hmotností, tlumením a tuhostí. Tyto parametry určují vlastní frekvence. Pokud se v zatížení vyskytne složka s touto frekvencí, projevuje se vysokými dynamickými účinky. Teoretická analýza konstrukčních prvků železničního svršku bývá současně podpořena laboratorními zkouškami na hotovém výrobku [4] a [5], příp. zkouškami in situ [6]. Velmi často je také experimentální analýza prováděna za účelem ověření správnosti výpočtových modelů. Experimentálním zjištěním modálních parametrů, tzn. vlastních frekvencí, vlastních tvarů, příp. modálního tlumení, lze srovnat takto získaná data s výstupy teoretické analýzy. Následně je možné zpětně upravit vstupy pro výpočtové modely, např. mírnou změnou materiálových charakteristik, 2

26 či přidáním modálního tlumení do výpočtu. Postupy aplikované na testované struktury za účelem získání matematického popisu jejich dynamického chování obecně nazýváme modálními zkouškami [7]. 1. Teoretický rozbor řešené problematiky Testovanou strukturu je možné popsat pomocí tří různých typů modelů, jež se navzájem liší v zápisu systémových matic: fyzikální model modální model odezvový model Odezvovým modelem se při experimentální vibrační analýze rozumí počáteční změření vhodné množiny frekvenčních odezvových funkcí FRF (z angl. Frequency Response Function). Následnou analýzu naměřených dat lze označit jako modální model. V rámci experimentální analýzy se zpravidla neuplatňuje fyzikální model. Ten slouží k sestavení pohybových rovnic v rámci vytváření výpočtového modelu. Modální zkoušky lze v obecnosti rozdělit na dva základní typy: měření vstupních i výstupních parametrů měření jednoho parametru (obvykle úrovně odezvy na buzení) Princip experimentální modální analýzy prvního typu spočívá ve vybuzení měřené konstrukce určitou silou a v současném měření vibrační odezvy převážně snímačem zrychlení. Tento přístup předpokládá současné měření budící síly snímačem síly. Pokud chceme získat odezvový model dané struktury, musíme měření realizovat v dostatečném počtu měřících míst na struktuře. Odezvový model je pak tvořen maticí frekvenčních přenosových funkcí. Je vhodné podotknout, že pokud jde jen o analýzu přenosu vibrací od místa buzení do určitého cílového místa, je možné použít zjednodušený přístup měření. Tzn. působení buzení v jednom bodě a snímání odezvy v druhém vhodně zvoleném bodě. Je zřejmé, že tento přístup je vhodný při zkoumání přenosových vlastností různých typů upevnění. Způsoby buzení jsou v zásadě dva: rázem, realizuje se převážně rázovým kladívkem se snímačem síly elektrodynamickým budičem, kde budící síla působící na měřenou strukturu je opět měřena snímačem síly. Výhodou tohoto způsobu buzení je zejména velký výběr budících signálů. Používá se zejména náhodný signál, rozmítaný sinus apod. Přenos budících vibrací se realizuje pomocí budící tyčky V rámci modálních zkoušek druhého typu není možné určit, zda vysoká úroveň odezvy testované struktury je způsobená silným buzením nebo rezonancí. Tento typ měření je v oblasti železničních konstrukcí využíván při vibrodiagnostických zkouškách in situ, kdy budicí jednotkou je přímo kolejové vozidlo. V rámci srovnávacích měření pak bývá podmínkou, aby toto vozidlo bylo charakterizováno stejným nebo podobným chováním (rychlost, nápravové zatížení, geometrie podvozku). 3

27 1.1 Frekvenční odezvová funkce FRF Frekvenční odezvová funkce FRF je specifickým případem přenosové funkce. Jedná se o funkci získanou řezem přenosovou funkcí v komplexní Laplaceově oblasti. Tento řez je rovnoběžný s imaginární osou oblasti. FRF je možné vyjádřit poměrem výstupu ke vstupu, pohybem vůči síle, resp. odezvou na příslušné buzení. Odezvové parametry FRF mohou být vyjádřeny formou výchylky, rychlosti nebo zrychlení. FRF vyjadřující poměr výchylky vůči síle se nazývá funkcí receptance (dynamické poddajnosti), která je základní funkcí výpočtové modální analýzy. Inverzí této funkce vyjádříme strukturální dynamickou tuhost. Při aplikaci experimentální modální analýzy, kdy se pro měření odezvy systému nejčastěji používají akcelerometrické snímače, je praktičtější využití funkce akcelerance, tedy vzájemného vztahu mezi zrychlením a budicí silou. Inverzí funkce akcelerance získáme vztah pro zdánlivou hmotnost zkoumaného systému. Pro převod mezi jednotlivými typy FRF platí základní matematický vztah mezi výchylkou y [m], rychlostí v [m s -1 ] a zrychlením a [m s -2 ]: 2 v y a = =. (1) 2 t t Konstrukci železničního svršku si lze představit jako viskózně tlumenou soustavu o jednom stupni volnosti s vynuceným kmitáním, která je charakterizována svojí pružností k [N m -1 ], tlumením c [Ns m -1 ] a hmotností m [kg]. Chování této soustavy je popsáno následující diferenciální rovnicí pro neznámou funkci posunutí w(t) [m]: 2 d w( t) dw( t) m + c + kw = F( t). (2) 2 dt dt Nalezení řešení v časové oblasti je obtížné. Pro jednoduché funkce F(τ) je možné jej nalézt při použití funkce odezvy na jednotkový impuls h(τ) ve tvaru [8]: t w( t) = h( τ ) F( t τ ) dτ. (3) 0 Volí se cesta nalezení funkce frekvenční odezvy H(f) pomocí Fourierových transformací. Tato funkce popisuje vztah mezi odezvou a buzením ve frekvenční oblasti. Známe-li časový průběh zatížení, provede se její Fourierova transformace a odezva ve frekvenční oblasti W(f) se vypočte násobením funkcí frekvenční odezvy: W ( f ) = H( f ) F( f ). (4) Funkce frekvenční odezvy pro soustavu s jedním stupněm volnosti je definována vztahem: 1 W ( f ) H( f ) = = k, (5) 2 F( f ) f f 1 + i 2β f 4 2 n f n

28 kde f n [Hz] jsou netlumené vlastní frekvence a β [ ] je poměrný útlum soustavy: f n 1 k = ; 2π m c β =. (6) a (7) 2 k m Dosazením za f = 0 získáme ze vzorce (5) vztah pro statické hodnoty: 1 H( 0) =. (8) k V polárních komplexních souřadnicích lze napsat funkci (5) jako součin faktoru zisku H(f) a fázového posunu Φ(f): H( f ) i φ ( f ) = H( f ) e, (9) kde je: H( f ) = 1 f f 1 k f β 2 n f n, (10) f 2β fn φ ( f ) = arctan. (11) 2 f 1 f I když je pouze velmi málo praktických struktur, které mohou být realisticky modelovány systémem s jedním stupněm volnosti SDOF (Single Degree of Freedom), vlastnosti takovéhoto systému jsou velmi důležité, protože vlastnosti složitějšího systému s více stupni volnosti MDOF (Multi Degree of Freedom) mohou být vždy vyjádřeny jako lineární superpozice mnoha SDOF charakteristik [9]. 1.2 Buzení rázem Nejrychlejším a nejjednodušším způsobem, jak vybudit kmitání testované struktury je použití rázového kladiva. Rozsah frekvencí, který je účinně vybuzen, je dán tuhostí dotýkajících se povrchů a hmotností hlavy kladiva. Úderem hrotu do testované struktury je vyvolán silový impuls. Z hlediska frekvenčního obsahu je tento impuls do určité frekvence v podstatě plochý. Tím je dán frekvenční rozsah kladiva. Ten je možné měnit použitím různých typů hrotů a příp. hlav kladiva. Čím jsou materiály tužší, tím kratší je délka trvání pulsu a tím vyšší je frekvenční rozsah. Mezi hmotností kladiva a frekvenčním rozsahem pak platí nepřímá úměra. Výhodami této metody jsou snadná použitelnost v provozních podmínkách a rychlost daná malým rozsahem přípravných prací. Nevýhoda buzení rázovým kladívkem spočívá ve velkém činiteli amplitudy A max / A ef. V případě některých struktur může vysoký činitel amplitudy způsobit nelineární odezvu. 5 2 n

29 1.3 Buzení pomocí připojeného budiče vibrací V případě buzení vzorků kolejnicových upevnění elektrodynamickým budičem použil autorský kolektiv jiný způsob buzení, než je popsaný v rychlém přehledu na začátku této kapitoly. Bylo využito inerciálního elektrodynamického budiče s řídicím systémem. Jeho hlavní výhodou je, že se přímo prostřednictvím připojovací desky montuje na zkoušenou strukturu a nevyžaduje použití finančně nákladného snímače síly. Zároveň umožňuje i aplikaci budících signálů získaných v rámci měření v terénu, jež jsou charakterizovány reálným frekvenčním obsahem. Z těchto důvodů je budící systém vybaven elektronickým řídicím systémem, který eliminuje v rámci buzení rezonance struktury. Kmitočtová charakteristika buzení není plochá, obsahuje rezonanční maxima a další rezonance zanáší testovaný objekt namontovaný na budiči. V rámci frekvenčního pásma se tedy zisk zesilovače musí měnit s kmitočtem. Tento zisk je nastavován kontrolérem, jenž dostává zpětnovazební informaci ze snímačů umístěných na testovaném objektu. K hlavním řídicím prvkům budiče patří generátor kmitočtu, měřič vibrací a obvod, který nastavuje úroveň. Digitální řídicí systém budiče tedy představuje výkonné a ekonomické řešení pro široké spektrum otřesových a vibračních testů. Jak je navíc z výše uvedeného popisu patrno, tento způsob buzení nevyžaduje snímač budící síly, vystačí se pouze se snímačem zrychlení v blízkosti budiče. Ve spojení s elektrodynamickým budičem umožňuje reprodukovat vlivy skutečného prostředí v laboratorních podmínkách. Pro testování konstrukcí se používá klasická průmyslová metoda testů náhodnými vibracemi, rozmítanými sinusovými kmity, otřesovými vibracemi i signály zemětřesení. 2. Metodika měření Základním cílem měření bylo srovnání zkušebních vzorků kolejnicových upevnění v laboratoři z hlediska odezvy na vibrace s výsledky získanými in situ, stejně tak jako ověření, zda lze na základě získaných frekvenčních odezvových funkcí predikovat praktické využití jednotlivých systémů upevnění kolejnic, jejich vlastnosti apod. Byla zvolena metoda buzení rázovým kladivem doplněná o buzení pomocí elektrodynamického budiče. V laboratoři byla jako zkušební vzorek použita část pražce s uzlem upevnění. Pražec byl uložen do štěrkového lože tvaru komolého jehlanu, které bylo zřízeno ve zkušební vaně o rozměrech 2,0 x 2,0 m. Rozměry a tvar vzorku jsou zachyceny na obrázku č. 1. Zkušební vana byla od základové desky odizolována mezivrstvou z korku. Laboratorní zkoušky byly prováděny v březnu 2012 v laboratoři Ústavu pozemních komunikací a Ústavu železničních konstrukcí a staveb VUT v Brně. O měsíc později byla uskutečněna doplňková měření in situ. Pro tyto účely byl vybrán zkušební úsek na trati č. 260 v km 166,140 v lokalitě u Bílovic nad Svitavou. In situ byla z důvodů pravidelného provozu na trati využita pouze metoda buzení rázovým kladivem. 6

30 Obr. 1 Schéma zkušebního vzorku 2.1 Zkušební vzorky V laboratoři byly testovány následující typy přímých pružných bezpodkladnicových upevnění pro soustavu UIC 60 a rozšíření rozchodu +RK 0 mm: část pražce B 91P s kotvami Fastclip a bočním izolátorem 7049 o upevnění Pandrol FC I pružné spony FC 1501 s izolátory 8494, podložka pod patu kolejnice 6530 část pražce B 91S/1 s polyamidovou otevřenou hmoždinkou o upevnění Vossloh W 14 pružné svěrky Skl 14, úhlové vodicí vložky Wfp 14K-12, vrtule R1 s podložkami Uls 7, podložka pod patu kolejnice WU 7 se statickou sečnou tuhostí kn mm -1, stanovenou vybranými postupy dle [10] o upevnění Vossloh W 14NT pružné svěrky Skl 14, úhlové vodicí vložky Wfp 14K NT, vrtule R1 s podložkami Uls 7, podložka pod patu kolejnice Zw 900 NT 150/160 se statickou sečnou tuhostí kn mm -1 o upevnění Vossloh W 21NT pružné svěrky Skl 21, úhlové vodicí vložky Wfp 21K NT-12, vrtule R1 s podložkami Uls 7, podložka pod patu kolejnice Zw 1000/150 HS-35 se statickou sečnou tuhostí 35 kn mm -1 o upevnění Vossloh E 14 pružné svěrky Skl 21, úhlové vodicí vložky Wfp 16G / Wfp 16F, vrtule R3 s podložkami Uls 7, podložka pod patu kolejnice Zw 693/150, ocelová roznášecí deska Grp 22/150, vysoce pružná podložka Zwp E14 NT/150 se statickou sečnou tuhostí 27,5 kn mm -1 (40 kn mm -1 v přechodových úsecích) 7

31 Ověřující měření in situ byla prováděna na upevnění Vossloh W 14 v koleji č. 1, resp. na upevnění Pandrol FC I v koleji č. 2 předmětného úseku trati. Kolejnicová upevnění Pandrol FC I a zejména Vossloh W14 jsou nejběžněji používaná pružná bezpodkladnicová upevnění v České republice. Setkáme se s nimi ve všech modernizovaných úsecích tranzitních železničních koridorů a drah celostátního významu. Upevnění W 14NT je vybaveno úhlovými vodicími vložkami Wfp 14K NT opatřenými na spodní ploše speciální vodicí lištou. Tato lišta zasahuje v montážní poloze pod patu kolejnice, čímž zabraňuje nadměrnému vyklápění či poklesu kolejnice. Z tohoto důvodu je upevnění W 14NT s výhodou používáno v koleji se směrovými oblouky o malých poloměrech. Upevnění E 14 řadíme mezi upevnění se zvýšenou svislou pružností. Upevnění E 14 je vhodné tam, kde je potřeba zvýšit tlumení dynamických účinků, resp. snížit emitovanou hladinu hluku. Konstrukce tohoto upevnění vychází principiálně z upevnění typu System 300 určeného pro pevnou jízdní dráhu. Vysoce pružná podložka Zwp E14 NT/150 částečně nahrazuje tlumící účinky kolejového lože, takže upevnění E 14 lze s výhodou použít například v místech, kde není možné zřídit kolejové lože dostatečné tloušťky. Pro ukázku lze uvést hlavní staniční koleje vedoucí nad stávajícím podchodem v železniční stanici Kolín. Upevnění W 21NT prochází v České republice stádiem provozního ověřování. Jedná se o upevnění s vysoce pružnou podložkou pod patu kolejnice Zw 1000/150 HS-35. Této zvýšené svislé pružnosti odpovídá také vyšší únavový limit svěrek Skl 21. Oblast použití upevnění W 21NT je obdobná jako u upevnění W 14NT resp. E Uspořádání zkoušky Laboratorní vzorky kolejového roštu byly osazeny snímači dle obrázku č. 2. Z pohledu příčného řezu byla všechna čidla umístěna do podélné osy pražce. Umístění snímačů Ak a Ap vzhledem ke stojině kolejnice bylo voleno koncepčně v souladu s předchozími měřeními [11]. Vzhledem k umístění čidla As do štěrku pod ložnou plochu pražce byl na Ústavu železničních konstrukcí a staveb vyvinut speciální měřicí kámen. Měřicí kámen byl opatřen otvorem pro vložení snímače. Tento otvor byl následně zaslepen, viz obrázek č. 3. V rámci měření in situ nebylo čidlo As osazeno. Obr. 2 Schéma rozmístění čidel 8

32 Obr. 3 Měřicí kámen se snímačem As Jako snímače byly využity vhodné akcelerometry Brüel & Kjær, jež byly před měřením kalibrovány. Ráz byl buzen kladivem Brüel & Kjær, typ 8210 Impact Hammer, s budícím hrotem Hard tip black. Pro řízené buzení byl použit elektrodynamický budič TIRA TV IN. Shaker S 517-IN byl umístěn přímo na hlavu kolejnice, a sice prostřednictvím speciálně upravené roznášecí desky. Aparatura budiče TIRA se dále sestávala ze zesilovače Amplifier BAA 1000, Bloweru SB0140 a čtyř-kanálového řídicího systému VibrationVIEW. Data z obou metodik měření byla zpracovaná pomocí modulárního analyzátoru PULSE 3560D od společnosti Brüel & Kjær. Uspořádání zkoušky je patrné z obrázků č. 4 až 6. Obr. 4 Uspořádání zkoušky buzení rázem 9

33 Obr. 5 Uspořádání zkoušky buzení vibrátorem Obr. 6 Uspořádání ověřovací zkoušky in situ 3. Vyhodnocení získaných dat Hodnocenou veličinou rázového buzení byla akcelerance a v případě buzení elektrodynamickým budičem TIRA normovaná hodnota zrychlení vibrací. Po počátečním odzkoušení byl nastaven frekvenční rozsah měření Hz. V případě rázového vyhodnocení byla provedena pro každý typ upevnění tři opakovaná laboratorní měření akcelerance, každé získané z deseti úderů kladiva. 10

34 U upevnění Vossloh bylo navíc testováno chování nedotažené a přetažené sestavy. Tento typ měření byl prováděn pouze dvakrát. Utahovací moment vrtule byl nastaven v kroku 150 MN (nedotažení), 200 MN (předpisové utažení) a 250 MN (přetažení). Laboratorní měření normovaného zrychlení vibrací bylo pro každý typ upevnění uskutečněno také metodou elektrodynamického buzení ve dvou cyklech. Zrychlení generované budičem bylo po počátečním odzkoušení nastaveno na 10 m s -2. V tomto případě již nebyl sledován vliv dotažení vrtule. Všechna upevnění Vossloh tak byla dotažena utahovacím momentem 200 MN. Rázové kladivo bylo použito také v případě ověřovacího měření in situ. Frekvenční rozsah i metodika zjišťování akcelerance byla obdobná jako v laboratoři. Z důvodu zajištění bezpečného provozu na trati však nebyl u upevnění Vossloh měřen vliv dotažení vrtule. Výsledky jednotlivých měření byly zprůměrovány a zobrazeny do grafů frekvenční odezvové funkce H3, příp. normovaného amplitudového spektra zrychlení vibrací. Tlumení testovaných struktur bylo určeno pomocí bodů s polovičním výkonem [6]. Vyhodnocení bylo provedeno v programu ME Scope. Vlastní vyhodnocení bylo zaměřeno na nízkofrekvenční oblast 0 80 Hz, středněfrekvenční oblast Hz a vysokofrekvenční oblast Hz. Toto rozdělení vychází z předchozích úloh a je založeno na principu, že v oblasti nízkých frekvencí se projevují zejména účinky vyvolané působením podvozků a dvojkolí jedoucích železničních vozidel, pásmo středních frekvencí je projevem imperfekcí na stykové ploše kolo kolejnice stejně tak, jako vysokofrekvenční oblast do 1000 Hz. Zde se však navíc přidává vliv akustických jevů zapříčiněných pohybem vozidla. V pásmu nízkých frekvencí vykazují všechna upevnění výraznější odezvu mezi 60 a 80 Hz. Nejvýraznější poměrný útlum na kolejnici 5,3 % zde dosahuje upevnění Vossloh W 14NT, nejmenší 0,8 % naopak upevnění Vossloh E 14. Vysoký poměrný útlum upevnění W 14 NT je s největší pravděpodobností zapříčiněn vodicí lištou na spodní ploše úhlové vodicí vložky, která brání větším pohybům kolejnice. Naopak upevnění E 14 je charakterizováno zvýšenou svislou pružností, která může mít za následek vyšší vibrace na kolejnici. Na pražci bylo největší strukturální tlumení 9,3 % zaznamenáno na upevnění Vossloh W 21NT, nejmenší pak na Pandrolu FC I, resp. Vosslohu W 14NT (shodně 3,1 %). Rozdíl mezi útlumem na kolejnici a na pražci nám může indikovat svislou pružnost upevnění. Jako upevnění s největší svislou pružností lze proto definovat upevnění Vossloh E 14 a Vossloh W 21NT. Získaný poměrný útlum 4,3 ± 2,2 % v kolejovém loži naznačuje, že zhutněná vrstva štěrku vytvořila pro všechny zkoušené sestavy upevnění stabilní podklad. Pro upevnění Pandrol FC I neexistují na kolejnici v pásmu středních frekvencí významnější kmitočty, vyjma frekvence 277 Hz in situ, kde testovaná konstrukce vykazuje tlumení 3,1 %. Tato frekvence je ekvivalentem ke kmitočtu 430 Hz, který byl zaznamenán při laboratorních měřeních. Na pražci jsou výraznou frekvenční oblastí upevnění Pandrol kmitočty Hz, kde dosahuje průměrného útlumu 5,3 %. V kolejovém loži nebylo většího útlumu na středních frekvencích dosaženo. Ani na kolejnici u upevnění Vossloh W 14 nebyla nalezena žádná výrazná frekvence. Na pražci průměrně dosahuje toto upevnění poměrného útlumu 2,6 %. Důležité je v tomto ohledu zejména pásmo Hz. Ve štěrku bylo vypočteno tlumení 11

35 6,4 % na kmitočtech Hz. Upevnění W 14NT vykazuje na vybraných frekvencích v pásmu Hz poměrné útlumy 4,0 % na kolejnici, 3,4 % na pražci, resp. 4,2 % v kolejovém loži. V případě upevnění Vossloh W 21NT je zásadní rezonanční frekvence 290 Hz. Upevnění zde vykazuje poměrné útlumy 7,3 % na kolejnici, 6,3 % na pražci a 7,4 % ve štěrku. Další spektrum frekvencí Hz již není tolik významné, konstrukce zde dosahuje tlumení 4,5 %. Poslední testovaná konstrukce Vossloh E 14 vykazuje vysoká rezonanční pásma Hz s poměrnými útlumy 3,6 % na kolejnici, 3,1 % na pražci a 3,9 % v kolejovém loži. Ještě výraznější poměrné útlumy cca 5,2 % byly získány na kmitočtu Hz. Celkově lze z chování srovnávaných konstrukcí odhalit, že s rostoucí svislou pružností upevnění roste také velikost rezonančního pásma v oblasti středních frekvencí Hz. Nejméně příznivě v tomto ohledu vyznívá upevnění Vossloh W 21NT, upevnění Pandrol FC I, resp. upevnění Vossloh E 14. V pásmu vyšších frekvencí Hz je pro upevnění Pandrol FC I důležitá frekvence 430 Hz, kde vycházejí průměrné útlumy 2,6 % a v kolejovém loži navíc frekvence Hz s vypočteným tlumením 1,9 %. V případě upevnění Vossloh W 14 bylo zjištěno tlumení na velké řadě kmitočtů vysokofrekvenční oblasti. Pouze hodnoty z oblasti Hz a Hz však vycházejí vyšší než 1,0 %. U upevnění Vossloh W 14NT byly nalezeny poměrné útlumy ve frekvenčním pásmu 510 Hz 600 Hz v průměru 1,5 %. V kolejovém loži pak bylo navíc zjištěno vnitřní tlumení 3,3 % odpovídající frekvencím Hz. Průměrné hodnoty útlumu 1,9 % byly vypočteny pro systém upevnění Vossloh W 21NT. Uvedeného poměrného útlumu bylo dosaženo na frekvencích Hz. Druhou významnou frekvencí je 562 Hz, kde bylo zjištěno tlumení 3,3 %. Upevnění E 14 nevykazovalo ve zvoleném pásmu frekvencí Hz žádné významnější poměrné útlumy překračující hodnoty 0,5 %. V pásmu vyšších frekvencí vykazují všechna testovaná upevnění horší schopnost tlumení vibrací, než v pásmech pod 400 Hz. Nejméně příznivě působí upevnění Vossloh W 14NT, které v oblasti 510 Hz 600 Hz vykazuje ze všech testovaných konstrukcí nejvyšší amplitudy zrychlení vibrací na pražci, potažmo v kolejovém loži. Z průběhů frekvenčních odezvových funkcí, resp. normovaného amplitudového spektra zrychlení vibrací lze vyčíslením plochy mezi křivkami Ak a Ap orientačně stanovit charakteristiky testovaných uzlů upevnění z hlediska jejich tuhosti, lépe řečeno z hlediska relativních zrychlení vibrací kolejnice vůči pražci ve svislém směru. V pásmu nízkých frekvencí do 80 Hz je dobře patrná přítomnost vodicí lišty na spodní ploše úhlové vodicí vložky upevnění W 14NT a W 21NT, která zapříčiňuje velmi malé plochy mezi danými křivkami v tomto frekvenčním pásmu relativní svislá zrychlení kmitání kolejnice vůči pražci jsou minimální. V celkovém frekvenčním měřítku pak vycházejí největší rozdíly mezi křivkami Ak a Ap u upevnění E 14, nejmenší pak u upevnění W 14. Měření tak orientačně potvrdilo statické sečné tuhosti testovaných sestav upevnění uvedených v kapitole 3.1. Upevnění Pandrol FC I vykazuje zajímavé vlastnosti v rezonančním pásmu kolem frekvence 430 Hz. Tato frekvence bývá projevem vlnkovitosti s délkou vlnek cca 7 9 cm v závislosti na jízdní rychlosti, která je uvažována v rozmezí typickém pro koridorové tratě, tj km h -1. Použití upevnění Pandrol na tratích, kde hrozí vznik vlnkovitosti s uvedenou vlnovou délkou, může urychlit rozvoj této kolejnicové vady. Obdobnou charakteristiku vykazuje rovněž upevnění Vossloh 12

36 W 21NT na středních frekvencích kolem 290 Hz, resp. upevnění Vossloh E 14 na frekvencích v pásmu Hz. U testovaných upevnění s největší statickou sečnou tuhostí Vossloh W 14 a Vossloh W 14NT je patrný posun nejdůležitějších rezonančních pásem směrem k vyšším frekvencím. Na koridorových tratích se v těchto vysokofrekvenčních pásmech může projevovat přítomnost vlnek kratších vlnových délek do 5 cm. Z uvedeného vyplývá, že v oblastech kde lze očekávat rozvoj periodických vad pojížděné plochy kolejnice malých a středních délek je vlivem obecných vlastností vhodné použití svisle zpružněných systémů upevnění kolejnic, jako např. Vossloh E 14, či Vossloh W 21NT. Naopak v místech, kde lze očekávat kolejnicové vady typu skluzových či dlouhých vln, jsou vhodnější upevnění s vyšší statickou sečnou tuhostí podložky pod patu kolejnice. Mezi tato upevnění patří např. konstrukce Vossloh W 14, ať již v provedení s vodicí lištou na spodní ploše úhlové vodicí vložky (typ NT) či bez ní. Obr. 7 Frekvenční charakteristika laboratorních vzorků upevnění 13

37 Obr. 7 Frekvenční charakteristika laboratorních vzorků upevnění - pokračování 14

38 Obr. 8 Srovnání laboratorních výstupů s měřením v terénu Obr. 9 Srovnání vlivu velikosti utahovacího momentu na průběhu FRF 15

39 Snímač Kolejnice Ak Pražec Ap Kolejové lože As Laboratoř, buzení rázem Upevnění Pandrol FC I Laboratoř, elektrodynamický budič In situ, buzení rázem f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] 69 3,0 98 4,0 83 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 70 2,8 77 4, , , , , , , , , , , , Tab. 1 Závislost zjištěného útlumu na frekvenci upevnění Pandrol FC I Snímač Kolejnice Ak Pražec Ap Laboratoř, buzení rázem Upevnění Vossloh W 14 Laboratoř, elektrodynamický budič 16 In situ, buzení rázem f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] 72 2, , , , , , , , , , , , , , , , , ,1 74 6,1 58 4, , , , , , , , , ,1

40 Snímač Pražec Ap Kolejové lože As Laboratoř, buzení rázem Upevnění Vossloh W 14 Laboratoř, elektrodynamický budič In situ, buzení rázem f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] f [Hz] Útlum [%] 633 0, , , , , , , , , , , ,6 41 5, ,5 82 8, , , , , , , , , , , , , , , Tab. 2 Závislost zjištěného útlumu na frekvenci upevnění Vossloh W Závěr Uskutečněná laboratorní a provozní měření prokázala stabilní vlastnosti všech zkoušených typů upevnění pro danou oblast zkoušení. Byla odhalena závislost na velikosti statické sečné tuhosti a rezonanční oblasti jednotlivých systémů upevnění. Čím je upevnění tužší, tím se oblast nejvýznamnějších kmitočtů přesouvá směrem k vyšším frekvencím. Z uvedeného lze učinit závěr, že např. v České republice provozně ověřované upevnění typu Vossloh W 21NT nelze doporučit do oblouků s malými poloměry, kde hrozí vznik skluzových vln u tratí v rychlostním pásmu RP3. Skluzové vlny jsou při jízdních rychlostech km h -1 významným přispěvatelem k úrovni zrychlení vibrací ve středněfrekvenčním pásmu Hz. Díky svým vlastnostem by tedy upevnění W 21NT mohlo v tomto rychlostním pásmu přispět k rychlejšímu rozvoji uváděné kolejnicové vady. U ostatních typů zkoušených upevnění lze na základě získaných dat potvrdit vhodnost použití pro teoretické oblasti použití popsané v kapitole 3.1. Obecně lze ale poznamenat, že každý typ upevnění je vždy nutné podrobit komplexnímu zhodnocení vhodnosti použití při zvážení místních podmínek, jako např. traťové rychlosti, poloměrů směrových oblouků, provozního zatížení apod. Při porovnání výsledků laboratorního měření pomocí různých metod buzení bylo možné vypozorovat určitý vliv umístění elektrodynamického budiče přímo na testované struktuře. Projevoval se na frekvencích Hz. Globálně však bylo možné tento vliv na měření zanedbat. Srovnáním výsledků laboratorních měření s měřením v terénu, bylo možné obecně konstatovat, že z měření in situ byl patrný trend snižování významných 17

41 středních kmitočtových oblastí na kolejnici i na pražci o přibližně Hz směrem k počátku. Toto platilo pro obě srovnávaná upevnění Pandrol FC I i Vossloh W 14. Měřeními nebyla prokázána příčina tohoto jevu. Souvislosti lze nejpravděpodobněji spatřovat v průběžně podepřené kolejnici a v působení osových sil a napětí v bezstykové koleji, což nebylo v laboratorních podmínkách zohledněno. Lehce odlišná charakteristika obou zkoumaných upevnění ve vyšších frekvenčních pásmech pak pravděpodobně rovněž souvisí s obecně složitějšími vazbami kolejnice pražec kolejové lože in situ, které nelze v laboratorních podmínkách plně simulovat. V rámci laboratorních zkoušek buzení rázem byl mj. testován vliv tvaru frekvenční odezvové funkce na velikosti utahovacího momentu vrtule upevnění. Výsledky neprokázaly pro utahovací momenty MN žádnou viditelnou změnu průběhu frekvenční odezvové funkce. Nedotažená, resp. přetažená neměla zásadní vliv na dynamické chování zkoušených typů upevnění Vossloh. V grafických výstupech měření bylo někdy obtížné rozlišit jednotlivé křivky v oblasti nízkých frekvencí, zejména pak u konstrukcí buzených vibrátorem. Rozlišení frekvenční odezvové funkce resp. amplitudového spektra by bylo možné zlepšit pomocí logaritmického měřítka osy y, čímž by se ovšem vytratil na první pohled viditelný rozdíl mezi maximálními a minimálními hodnotami sledované veličiny. Rezonanční oblasti jsou navíc zřejmé z tabulek útlumu, viz tabulky č. 1 a 2. Literatura [1] Vyhláška Ministerstva dopravy č. 177/1995 Sb., kterou se vydává stavební a technický řád drah, ve znění pozdějších předpisů. [2] Česká technická norma ČSN Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha Část 2: Stavba a přejímka, provoz a údržba. Říjen [3] Příloha rozhodnutí komise 2011/275/EU. Technická specifikace pro interoperabilitu, subsystém Infrastruktura transevropského konvenčního železničního systému. Duben [4] České technické normy řady ČSN EN až 5 a ČSN EN Železniční aplikace Kolej Požadavky na vlastnosti systémů upevnění. Leden [5] Česká technická norma ČSN EN Železniční aplikace Kolej Požadavky na vlastnosti systémů upevnění Část 8: Systémy upevnění kolejí pro vysoká nápravová zatížení. Září [6] Česká technická norma ČSN EN Železniční aplikace - Trať - Metody zkoušení systémů upevnění - Část 8: Provozní ověřování. Leden [7] BILOŠOVÁ, A. Aplikovaný mechanik jako součást týmu konstruktérů a vývojářů: část Modální zkoušky. VŠB Technická univerzita Ostrava [8] ESVELD C.: Modern Railway Track, Second edition. MRT Production, Delft stran. ISBN

42 [9] MAN A. P. DE: Dynatrack, A Survey of Dynamic Railway Track Properties and their Quality. Disertační práce. TU Delft. DUP-Science. Delft. Prosinec ISBN [10] Česká technická norma ČSN EN Železniční aplikace - Trať - Metody zkoušení systémů upevnění - Část 9: Stanovení tuhosti. Květen Změna A1. [11] SMUTNÝ, J.; TOMANDL, V.; PAZDERA, L. Dynamická a akustická analýza pružného upevnění kolejnic bez podkladnic. Stavební obzor Roč. 18, č. 8, s ISSN: Praha, březen 2013 Lektoroval: Ing. Vladimír Dubský Vossloh Drážní technika, s.r.o. 19

43 Michaela Škovranová 1 Vyhodnocení geometrických parametrů koleje s podpražcovými podložkami Klíčová slova: geometrické parametry koleje, pražec, podpražcové podložky, kolej, kolejnice, měřící vůz, geometrické parametry koleje Úvod Neustálá snaha o zvyšování rychlostí vlaků a hmotnosti na nápravu na železničních tratích vede k rozvoji dynamických účinků, které působí na konstrukci koleje. Dochází k rozvoji poruch a závad, které se projevují rozpadem geometrických parametrů koleje a k dalšímu zvyšování dynamických účinků. Dynamické účinky se zmenšují snižováním statického a dynamického zatížení, úpravami dynamických vlastností soustavy vozidlo - kolej. Do koleje se vkládají pružné prvky, které slouží k snížení tuhosti jízdní dráhy a roznášejí kolové síly na delším úseku koleje. Podpražcové podložky jsou používány již více než deset let na tratích s rychlostí až 300 km/h - Francie, Švýcarsko, Norsko, Dánsko, Nizozemsko a Švédsko. Výsledky vyspělých železničních správ - DB, ÖBB a SNCF, které již s využitím podpražcových podložek v konstrukci běžné koleje nebo výhybek a výhybkových spojení zkušenosti mají, jednoznačně vykazují přínos konstrukce železničního svršku s podpražcovými podložkami v oblasti redukce sedání pražců, snížení hluku a vibrací a ojetí kolejnicových pásů. Použití podpražcových podložek v konstrukci železničního svršku způsobuje zpružnění konstrukce a zvětšení styčné plochy mezi pražcem a kolejovým ložem. Podpražcové podložky tak zpomalují rychlost rozpadu kolejového lože pod betonovým pražcem. Vzhledem k tomu, že v současné době neexistuje evropský standard sdružující požadavky na vlastnosti podpražcových podložek, uvádějí jednotliví výrobci rozdílné údaje. Přesné určení technických požadavků na podpražcové podložky a pražce s pružnou ložnou plochou obsahuje pouze německá drážní norma BN V první části normy jsou shrnuty požadavky na podpražcové podložky, v druhé části požadavky na pražce s podpražcovými podložkami. Materiálovými vlastnostmi podpražcových podložek se zabýval projekt Under Sleeper Pads, řešený v letech a projekt USP in Track, jehož řešení bylo ukončeno na konci roku Ing. Michaela Škovranová, nar. 1987, absolventka Vysokého učení v Brně, Fakulta stavební, obor železniční konstrukce a stavby 1

44 Problematikou podpražcových podložek se zabýval také projekt Wins, který vznikl v roce 2009 na žádost ÖBB a rakouské společnosti vyrábějící podpražcové podložky Getzner. Projekt se zabýval analýzou technických a ekonomických dopadů při použití podpražcových podložek. Měření se prováděla na více než 1500 průřezech a ukázala výrazné zlepšení geometrie koleje, což umožňuje prodloužení intervalů údržby a životnosti trati. Tyto účinky výrazně sníží náklady na životní cyklus svršku a to i přes vyšší investiční náklady. S využitím výsledků studie odborníci vypracovali výpočetní nástroj na výpočet nákladů na životní cyklus, který lze použít pro výpočet nákladové efektivity při použití podpražcových podložek. Tento LCC model umožňuje statistickou podporu pro traťovou strategii. [2] [5] Podpražcové podložky Podpražcové podložky (zkr. USP z ang. Under Sleeper Pads) jsou pružné desky, které se umisťují na ložnou plochu pražce a pevně se s ní spojují. Pružná plocha může být tvořena více vrstvami, některé z nich mohou být zabudovány do pražce. Vlastnosti podložek se volí podle předpokládaného použití, rozhodující je hmotnost na nápravu a rychlost vlaků. Můžou být tvořeny různými materiály, nejčastěji se používá polyuretan, pryž a EVA (Lupolen - etylvinylacetát). Podložky mohou být z homogenního materiálu anebo jsou profilované z důvodu úpravy tuhosti. Často jsou vytvářené jako sendvič různých materiálů, např. ochranné fólie, pružné vrstvy a pojící mřížky. Obvyklá tloušťka pružné vrstvy je 10 mm. Ve výjimečných případech se používají i menší tloušťky, ale je třeba vzít v úvahu funkčnost podložek s ohledem na zatlačení hran kameniva do podložky. Profilované podložky jsou navrhovány ve větší tloušťce. Podložky musí být chráněny při podbíjení. Z tohoto důvodu nepokrývají celou ložnou plochu pražce, ale jsou o 5-10 mm menší. Hrana pražce chrání hranu podložky. Podložky mají otvory, které kopírují otvory v betonovém pražci pod hmoždinkami pro vrtule pro upevnění. Nemusí pokrývat celou ložnou plochu pražce, ale mohou být jen na části pražce pod úložnou plochou v závislosti na úhlu roznášení zatížení. U dlouhých výhybkových pražců lze také použít podložky různé tuhosti po délce pražce. [4] Doba životnosti podražcových podložek se předpokládá stejná jako životnost pražce, která byla stanovena dle výsledků únavových zkoušek na dobu cca 40 let. Je ale velmi ovlivněna kvalitou provedení spoje pražec - USP. [1] Zkušební úseky v ČR Hlavní problémy v provozu jsou: zvýšený výskyt vad kolejnic v kolejích s oblouky malého poloměru (poloměr oblouku do 400 m) např. tvorba vlnkovitosti nebo skluzových vln 2

45 degradace GPK ve výměnové a srdcovkové části výhybky (poklesy pražců) hluk a vibrace na tratích ČR S ohledem na tyto problémy byly v ČR vybudovány dva zkušební úseky s podpražcovými podložkami. První se nachází v úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice (oblouk malého poloměru, R = 288 m) a druhý v Plané nad Lužnicí (výhybka). Zkušební úseky jsou od uvedení do běžného provozu v roce 2008 sledovány a jsou na nich prováděna pravidelná měření (výšková poloha koleje, zrychlení vibrací, pokles kolejnic a pražců pod jedoucími vozy). [1] Havlíčkův Brod - Okrouhlice Pražce s USP se nacházejí v koleji č. 1 v oblouku malého poloměru, od km 224,800 do 225,150, v délce 350 m. Ve zkušebním úseku jsou tyto parametry konstrukčního a geometrického uspořádání: R = 288 m V=75 km/h; D = 139 mm; I = 92 mm; α s = 52,4917 g ; d o = 143,222 mm n = 9,00V; l p = 93,825 m; m = 1,317 m; T = 173,440 m; přechodnice kub.parabola n = 9,00V; l p = 93,825 m; m = 1,317 m; T = 173,440 m; přechodnice kub.parabola Konstrukci železničního svršku tvoří kolejnice 60 E 1, betonové pražce B 91 S a pružné bezpodkladnicové přímé upevnění W 14. V sousedství zkušebního úseku bylo použito zpružněné upevnění kolejnic E 14. Vzhledem k tomu, že výsledná tuhost kolejové jízdní dráhy s tímto upevněním je podobná jako spojitá svislá tuhost s upevněním W 14 na pražcích s podpražcovými podložkami, nebyly ve zkušebním úseku vybudovány mezi úseky s odlišnými upevněními přechodové oblasti. Obr. č. 1 - Rozvržení zkušebního úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice 3

46 Ve zkušebním úseku je pružná ložná plocha pražce tvořena podpražcovými podložkami, nalepenými na ložné ploše pražců. Byly použity podložky od rakouského výrobce Getzner, typ SLB 2210 (modul ložnosti 0,220 až 0,250 N.mm -3 ) tloušťky 10 mm. V měřeném úseku se nacházejí dvě mostní konstrukce. První, s průběžným kolejovým ložem, se nachází v km 225,013 a druhá v km 225,058, kde se jedná o most s přesypávkou a světlostí konstrukce 6 m. Žst. Planá nad Lužnicí Obr. č. 2 Rozvržení zkušebního úseku pro výhybku v žst. Planá nad Lužnicí 4

47 Zkušební úsek s podpražcovými podložkami, nacházející se od km 75, do km 75, , byl zřízen v roce 2007 v koleji č. 2. Úsek je dlouhý 205,055 m a zahrnuje výhybku č. 12 tvaru: J60-1: I. Podložky se nacházejí v části oblouku bez převýšení s poloměrem 3204,75 m a v části přechodnice. Jako základní typ podpražcových podložek byl v tomto zkušebním úseku použit typ SLB 2210, tj. stejný typ jako ve zkušebním úseku v Havlíčkově Brodě. V srdcovkové části výhybky a u dlouhých pražců za výhybkou jsou zkombinované podložky základní tuhosti s podložkami měkčími. V přechodových úsecích, nacházejících se mimo oblast výhybkové konstrukce, byly z důvodu pozvolného přechodu mezi kolejí s běžnými pražci a kolejí s podpražcovými podložkami použity podložky s modulem ložnosti 0,300 N.mm -3, typ SLB Navržená délka přechodové oblasti vychází ze zkušeností zahraničních provozovatelů drah. Přechodový úsek byl navržen tak, aby průjezd úsekem jedné svislé tuhosti trval minimálně 0,5 s, což odpovídá délce úseku po zaokrouhlení 22 m při rychlosti 160 km/h. Délka přechodových úseků byla zvolena na 54 pražců na obou koncích zkušebního úseku. Výhybka č. 11 s přilehlým úsekem koleje k výhybce č. 8 byla vybrána jako srovnávací úsek klasické konstrukce pro měření v rámci provozního ověřování ve zkušebním úseku. Výsledné uspořádání zkušebního úseku je znázorněno na obr. č. 2, kde jsou úseky s pružnou ložnou plochou označeny červenou barvou. [3] Přehled zkoušek a sledovaných parametrů V rámci práce byly sledovány tyto jevy nebo veličiny: kvalita geometrických parametrů koleje sedání koleje K hodnocení jednotlivých parametrů byly použity tyto metody: pro sledování výškové polohy koleje a sedání koleje byla použita přesná nivelace měřicí vůz pro sledování odchylek rozchodu koleje, směru koleje, podélné výšky koleje a převýšení koleje Ve zkušebním úseku pro oblouk malého poloměru v úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice byla provedena v roce 2012 tato měření: výšková poloha koleje pomocí přesné nivelace dne , a měřicí vůz dne 2. 4., a

48 Ve zkušebním úseku s výhybkami v žst. Planá nad Lužnicí byla provedena tato měření: výšková poloha koleje pomocí přesné nivelace dne , a měřicí vůz dne , a Přesná nivelace Hlavním cílem přesné nivelace je zachytit proces sedání koleje s podpražcovými podložkami. Aby bylo možné porovnání a vytvoření závěrů o přínosu podpražcových podložek v konstrukci železniční trati, byly měřeny také úseky bez USP, které na úseky s podpražcovými podložkami navazovaly. Vzhledem k tomu, že odchylky vůči projektované výškové poloze koleje bývají značné (až několik desítek mm), bylo vypracované vyhodnocení výškové polohy metodou přesné nivelace vzhledem k relativní optimální výškové poloze koleje. Při porovnávání s projektovanou výškou lze z grafu dobře vidět základní rozdíly dané podélným sklonem koleje, nevyniknou však lokální odchylky. Havlíčkův Brod - Okrouhlice Ve zkušebním úseku bylo pomocí přesné nivelace sledováno 74 příčných řezů, které jsou od sebe vzdáleny po šesti metrech. V každém příčném řezu se měřila výška obou temen kolejnicových pásů. Pro kontrolu byly také měřeny výšky konzolových zajišťovacích značek, umístěných na sloupech trakčního vedení. Měřilo se na sloupech sudých čísel 2-20 a sloup č. 21. Ve zkušebním úseku byly zřízeny také dva kontrolní výškové body. Výšky bodů jsou vztaženy ke konzolové zajišťovací značce na sloupu trakčního vedení Havlíčkův Brod - Okrouhlice č. 22 a k fixním bodům na sloupu č. 9 a na zídce. V grafu č. 3 lze vidět, že nejrychleji dochází k sedání v úseku s USP v oblasti mimo mosty a sanaci. Sedání v oblasti mostů a sanace s USP má podobný průběh s obdobnými hodnotami jako úsek bez podpražcových podložek. Z grafu není patrný pozitivní vliv podpražcových podložek na sedání koleje. V grafu č. 4 je znázorněno sedání vůči stavu , kdy bylo uskutečněno první měření po podbití. Je zde dobře vidět vývoj sedání po délce úseku. K nejrychlejšímu sedání dochází v oblasti před prvním mostem a mezi mosty. Hodnoty sedání zde dosahují až -16 mm. Vyšší hodnoty sedání jsou pravděpodobně způsobeny přechodovými oblastmi. Sedání v přechodnicích nabývá stejných hodnot, okolo -8 mm a před a za obloukem jsou hodnoty okolo -4 mm. 6

49 Graf č. 3 Časový vývoj sedání v úseku Havlíčkův Brod Okrouhlice Graf č. 4 - Sedání vůči stavu v úseku Havlíčkův Brod Okrouhlice 7

50 V rámci přesné nivelace bylo spočítáno také zborcení koleje pro tři měřicí základny - 6 m, 12 m a 18 m. Největší hodnoty zborcení jsou v přechodnicích a v oblasti mostů. Na měřicích základnách 12 m a 18 m nejsou patrné velké rozdíly, hodnoty si jsou velmi podobné. Na měřicí základně délky 6 m je možné sledovat rozdíly v podobě lokálních výchylek. Kratší základny umožňují lépe identifikovat a pozorovat tyto závady. V parametru zborcení koleje nebyly v průběhu roku 2012 pozorovány žádné významné změny. Jedinou výjimku, kde je větší nárůst zborcení, je při třetím měření v druhé přechodnici. Zborcení se zvětšilo až o polovinu. Graf č. 5 - Zborcení koleje v úseku Havlíčkův Brod Okrouhlice Žst. Planá nad Lužnicí V daném zkušebním úseku byla provedena nivelace v 93 příčných řezech. Vzdálenost řezů ve výhybce je 3 m a mimo výhybku byla zvolena po 6 m. V každém příčném řezu se měřila výška obou temen kolejnicových pásů a ve výhybce všech kolejnicových pásů výhybky. Pro kontrolu byly také měřeny výšky konzolových zajišťovacích značek, umístěných na sloupech trakčního vedení. Měřilo se na sloupech sudých čísel Výšky bodů jsou vztaženy ke konzolové zajišťovací značce na sloupu trakčního vedení žst. Planá nad Lužnicí č. 58, výška značky je uvažována 2000 mm. V žst. Plané nad Lužnicí proběhlo troje podbíjení, konkrétně ve dnech a a jedno Relativní vztažná poloha koleje byla stanovena ke dni

51 Pro posouzení vývoje sedání byl sestaven graf sedání vybraných úseků v závislosti na čase, na kterém lze dobře vidět jak rychle jednotlivé úseky sedají. Nejrychleji probíhá proces sedání ve výhybce č. 11 a v úseku bez podpražcových podložek před výhybkou č. 11. Pro ostatní úseky je sedání koleje podobné. V grafu lze dobře vidět přínos podpražcových podložek ve výhybkách z hlediska sedání. Graf č. 6 - Vývoj sedání vybraných úseků v žst. Planá nad Lužnicí Graf č. 7 - Sedání vůči stavu v žst. Planá nad Lužnicí 9

52 V grafu č. 7 je zpracováno sedání vůči stavu po podbití. V celém úseku dochází k plynulému sedání. Největší sedání vykazuje kolej ve výměnové části obou výhybek. Rozdíl v sedání je mezi jednotlivými měřeními malý. Nejméně sedá úsek mezi výhybkami, který je opatřen podpražcovými podložkami. Velikost sedání koleje po 3 letech dosahuje hodnot okolo -10 mm. Úsek bez podpražcových podložek má více lokálních nárůstů odchylek, sedání se zde pohybuje okolo -12 mm. Problémovým místem je také oblast za dlouhými pražci výhybky č. 12, kde je dosaženo odchylky až - 13 mm. Graf č. 8 - Zborcení koleje v žst. Planá nad Lužnicí Zborcení koleje je spočítáno pro čtyři měřicí základny délky 3 m, 6 m, 12 m a 18 m. Největší hodnoty zborcení jsou ve výhybce č. 11 v úseku bez podpražcových podložek a za dlouhými pražci výhybky č. 12 s podpražcovými podložkami. Během jednotlivých měření dochází k nárůstu zborcení ve výhybce č. 11. Naopak v druhém problematickém místě (za dlouhými pražci výhybky č. 12) došlo během roku 2012 ke zmenšení hodnot zborcení. Při porovnání úseku mezi výhybkami s úsekem bez podpražcových podložek lze dobře vidět pozitivní přínos USP. Hodnoty zborcení jsou mezi výhybkami velmi malé, pouze lokálně dochází k mírnému zvýšení hodnot u měřící základny délky 6 m. V úseku bez podpražcových podložek je zborcení koleje podstatně větší. 10

53 Měřící vůz Havlíčkův Brod - Okrouhlice Převýšení koleje Graf č. 9 - Odchylky v převýšení koleje v úseku Havlíčkův Brod Okrouhlice Odchylky v převýšení koleje za rok 2012 jsou porovnány s daty, které byly naměřeny na konci roku 2008 po podbití, které v úseku proběhlo v období Po celé délce úseku jsou odchylky srovnatelné, dosahují hodnot -1,0 mm až 1,0 mm, jen na několika místech dosahují nepatrně vyšších hodnot. K zvětšování odchylek v čase dochází pomalu. Na základě grafu odchylek v převýšení koleje lze říci, že podpražcové podložky nemají vliv na velikost odchylek pro tento geometrický parametr. Samotné odchylky v převýšení koleje nejsou bezpečnostním kritériem. Z hlediska bezpečnosti provozu se hodnotí velikost nedostatku převýšení. Z hlediska nedostatku převýšení jsou rozhodující záporné odchylky převýšení koleje, které zvětšují hodnoty nedostatku převýšení. Pro všechna měření v roce 2012 odchylky převýšení vyhověly. stupeň AL stupeň IL stupeň IAL Záporné odchylky I projekt -105=92-105=-13 mm I projekt -106=92-106=-14 mm I projekt -107=92-107=-15 mm mm -9 mm -8 mm Tab. č. 1 - Záporné odchylky - PK od projektované hodnoty převýšení v úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice

54 Podélná výška koleje Graf č Odchylky v podélné výšce levého kolejnicového pásu v úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice Odchylky podélné výšky koleje byly zpracovány pro jednotlivé kolejnicové pásy. Odchylky jednotlivých kolejnicových pásů dosahují podobných hodnot. Největší odchylky jsou na přechodech mezi úseky bez a s podpražcovými podložkami a v oblasti mostů. Odchylky ve zkušebním úseku s USP jsou místy až poloviční oproti úseku bez USP. V levém kolejnicovém pásu se v km 224,927 vyskytla lokální zvětšená odchylka. V tomto místě se nachází zrušený železniční přejezd, který je (i přes řadu opatření - např. oplocení) využíván místními obyvateli nadále jako přechod. Výsledkem je sešlapání kolejového lože, které dle předpisu S6DC S3/2 Bezstyková kolej vyžaduje vzhledem k poloměru směrového oblouku opravu tvaru vzhledem ke zvětšení příčného odporu kolejového roštu v kolejovém loži. To má zřejmě vliv na geometrické parametry koleje. K zvětšení odchylek během roku 2012 došlo jen nepatrně. Na základě výsledků z grafů je možné říci, že podpražcové podložky mají pozitivní vliv na podélnou výšku koleje. Největší odchylky dosahují hodnot ± 4 mm, splňují tedy všechny provozní a mezní odchylky podélné výšky koleje pro levý a pravý kolejnicový pás. 12

55 Žst. Planá nad Lužnicí Převýšení koleje Odchylky v převýšení koleje se od roku 2009 v úseku s podpražcovými podložkami příliš nezměnily. Došlo k jejich mírnému zvětšení, kdy největší narůst odchylek nastal v srdcovkové části výhybky č. 12. Odchylky dosahují hodnot -2,5 mm až 2,5 mm. V úseku bez podpražcových podložek jsou největší odchylky za výhybkou č. 11 a ve výměnové části této výhybky, kde dosahují hodnot až -3,2 mm. Oproti roku 2009 došlo k výraznému zvětšení odchylek v oblasti za výhybkou č. 11, ale největší odchylka z roku 2009 za výhybkou č. 12 se zmenšila na polovinu. Graf č Odchylky v převýšení koleje v úseku v žst. Planá nad Lužnicí Pro obě měření byly vybrány největší odchylky úseku s podpražcovými podložkami a tyto odchylky byly porovnány s provozními a mezními odchylkami veličiny převýšení koleje projektované hodnoty. Pro všechna měření odchylky s velkou rezervou vyhověly. V [km/h] PK [mm] stupeň AL ±16 stupeň IL 120 < V 160 ±18-6,8 a 5,8-4,4 a 7,0-4,7 a 7,0 stupeň IAL ±20 Tab. č. 2 - Provozní a mezní provozní odchylky veličiny PK od projektované hodnoty v žst. Planá nad Lužnicí 13

56 Podélná výška koleje Graf č Odchylky v podélné výšce koleje - levý kolejnicový pás v úseku v žst. Planá nad Lužnicí Odchylky podélné výšky jsou zpracovány pro jednotlivé kolejnicové pásy. Nejmenších hodnot odchylek je dosaženo v úseku mezi výhybkami. Oproti úseku bez USP je v některých místech hodnota dokonce poloviční. Lze tedy dobře vidět pozitivní přínos podpražcových podložek. Ve výhybkách jsou pro levý kolejnicový pás odchylky srovnatelné, nejvyšší hodnoty je dosaženo v oblasti dlouhých pražců výhybky č. 12. Odchylky pravého kolejnicového pásu ale dosahují nižších hodnot ve výhybce č. 12 s USP než u výhybky č. 11 bez USP. Zde je maximální hodnota odchylky dosažena ve výměnové části výhybky č. 11. Odchylky se pohybují v rozsahu ± 5 mm, což zcela splňuje provozní a mezní provozní odchylky pro podélnou výšku jednotlivých kolejnicových pásů. 14

57 Závěr Pro vyhodnocení sedání ve zkušebních úsecích byla použita metoda přesné nivelace. Z hlediska sedání je těžké hovořit o velmi příznivém, nebo nepříznivém vlivu podpražcových podložek. V úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice je pro porovnání zvolen krátký úsek bez USP. Navíc je v porovnávaném úseku použitý jiný typ upevnění kolejnice k pražci než v úseku s USP, což ztěžuje interpretaci vlivu USP na kvalitu GPK. Porovnávána je tedy konstrukce koleje s USP s upevněním E 14 versus W 14. K největšímu sedání v tomto úseku dochází v oblasti mostních konstrukcí. V úseku žst. Planá nad Lužnicí byl pro porovnání zvolen přibližně stejně dlouhý úsek koleje s a bez podpražcových podložek, což umožňuje lepší porovnání. V úseku s i bez USP je situována výhybka. K největšímu sedání dochází ve výhybkách a je stejné pro úsek s USP i bez USP. Pozitivní vliv podpražcových podložek na sedání koleje se projevuje v úseku koleje mezi výhybkami. V této oblasti je sedání koleje rovnoměrnější a o něco málo menší než v přilehlých úsecích. Rozdíly v sedání nejsou ale výrazné, dochází jen k malému zpomalení sedání. Odchylky převýšení koleje jsou v úseku s USP v žst. Planá nad Lužnicí menší a to jak ve výhybce, tak v koleji mimo výhybku. Na odchylky převýšení koleje mají podpražcové podložky pozitivní vliv. V úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice jsou odchylky stejné po celé délce zkušebního úseku nezávisle na použití USP. Podpražcové podložky mají největší vliv na podélnou výšku koleje. Především v úseku žst. Planá nad Lužnicí jsou odchylky výrazně nižší oproti úseku bez podpražcových podložek. V úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice lze také pozorovat zlepšení v oblasti s USP. K zvětšování odchylky zde dochází velmi pomalu a v roce 2012 došlo dokonce ke snížení odchylek oproti roku Největší odchylky jsou v oblasti mostů a výhybek. Pro obě výhybky jsou odchylky srovnatelné. Z celkového hlediska bych zhodnotila vliv podpražcových podložek v konstrukci kolejové jízdní dráhy jako pozitivní. USP jsou jednoznačně pozitivní pro oblast mezi výhybkami. Ve výhybce se zatím vliv neprojevil, což ale může souviset s projetou zátěží nebo s problémy při budování koleje. Také tam bylo provedeno dvojí podbití, což má vliv na geometrii koleje. V úseku Havlíčkův Brod - Okrouhlice je z hlediska sedání lepší upevnění E 14. Výsledky získané na zkušebních úsecích v České republice jsou odlišné od výsledků zahraničních pozorování a výzkumných ústavů, ale je třeba si uvědomit krátkodobé působení na našich tratích. Důležitým kritériem je také provozní zátěž, čím větší, tím dříve se vliv USP projeví. 15

58 Literatura [1] ADAMEK, R., Podložky pod ložnou plochou pražce a jejich pozitivní vliv na geometrickou polohu koleje, Vědeckotechnický sborník ČD č. 21, Praha 2006 [2] MÜLLER, R., Mitigation Measuers for open lines against vibrafon and Ground- Borne Noise: A.Swiss Overview [3] PLÁŠEK, O., Hodnocení zkušebních úseků pro pražce s pružnou ložnou plochou , Zpráva SŽDC. Brno, 2008 [4] PUDA, B., Pražce s pružnou ložnou plochou, Seminář Železniční dopravní cesta, Ostrava, 2006 [5] UIC Project No. I/05/U/440; Paris, 10/2006 V Brně, březen 2013 Lektoroval: Ing. Roman Adamek VUZ, a.s. 16

59 Luboš Šperl 1 České dráhy - přehledné informace nad mapovým podkladem Klíčová slova: mapový server, DTOP, MapExpert, jízdní doklad, relace vnitro, relace mezinárodní, zatížení tratí Úvod V době, kdy se na relativně malém dopravním trhu v České republice objevují první soukromí dopravci, bylo nutno pro udržení konkurenceschopnosti Českých drah řešit problém, jak získat relevantní a zároveň přehledné informace o přepravních proudech a poptávce zákazníků na jednotlivých tratích. Přesněji řečeno, jde zejména o přiřazení dat o počtu cestujících ke konkrétnímu vlaku či na celé lince, popřípadě pro vybranou skupinu vlaků na železniční síť. Využití těchto informací se pak nabízí zejména při výběrových řízení na provozování jak regionálních tak i dálkových spojů v osobní dopravě dále pak pro dopravní plánování a další projekty jako například Produktový Controling. Logickým požadavkem národního železničního dopravce proto bylo získat nástroj, který umožní zobrazení požadovaných reportů nejen ve formě tabulek, ale především graficky nad geografickým podkladem. 1. Mapový server Jak všichni víme, k prezentaci digitálních geoprostorových dat v prostředí internetu jsou velmi užitečným prostředkem služby webových mapových serverů. Z této skutečnosti vycházel i dodavatel popisovaného řešení firma ČD - Informační Systémy, a. s. která pro potřeby ČD vyvinula mapový server MapExpert. 1 Ing. Šperl Luboš - VŠSE Plzeň, katedra technické kybernetiky, systémový specialista odboru informatiky GŘ ČD 1

60 Obr. 1 Generování výstupů nad mapovým podkladem MapExpert je integrační platforma pro ovládání mapových podkladů a jejich vizuální zobrazení v aplikacích. Součástí systému jsou základní mapové vrstvy a základní databáze objektů. Zásadní výhodou je možnost propojení na databázové systémy zákazníka, umožňující zobrazení informací o jednotlivých předem definovaných bodech, kterými mohou být například dopravní uzly, stanice, tratě apod. Pro vytvoření mapových podkladů je požíván OpenSource produkt "MapServer" vyvíjený na univerzitě v Minnesotě. Generování těchto mapových podkladů funguje na principu navázání objektů vztažených k železniční dopravě na konkrétní geografické souřadnice (Křovákův systém). Pro účely řešení požadavků Českých drah jsou použity mapové podklady KCOD (Krajská centra osobní dopravy), OS (Obvody osobních stanic), IDS (Integrované dopravní systémy), kategorií tratí a tranzitních železničních koridorů. 2

61 2. Zdrojová data Zdrojová data jsou získávána zejména z prodejních zařízení (pokladen) nebo eshopu. Následně jsou ukládána v archivu primárních dat, odkud jsou transformována do centrální databáze jízd. Transformace dokladů na jednotlivé jízdy probíhá na základě schválené Metodiky rozpadu jízdních dokladů na jízdy. Následně jsou tato data prostřednictvím datové pumpy nahrána do datového tržiště. Pro použití v mapových prezentacích je nutno tato data dále zpracovat (agregovat) a vytvořit vazby na geografické objekty (stanice, KCOD, OS, ). Při plnění zdrojových tabulek mapových prezentací dochází ke kontrole zpracovávaných dat a provedených agregací z pohledu obecného (plnopočetnost, sumární hodnoty a další údaje) a konkrétního (kontrola na platné číselníky). Tyto tabulky mají různou strukturu dle konkrétního pohledu na uložená data, která se dále prezentují v tématických pohledech. Uživatelské rozhraní pro práci s jednotlivými tematickými pohledy je přístupné z portálu Datových skladů. Vybraní uživatelé mají nastaven přístup na jednotlivé Mapové prezentace. Aplikace umožní uživatelům v jednotlivých tematických pohledech výpis interaktivních výsledků v mapě nad zvýrazněným objektem v sumárním i detailním členění. 3. Tématické pohledy Zobrazení dat z pohledu výdeje jízdních dokladů v rámci vnitrostátní i mezinárodní přepravy, realizovaných na výdejních zařízeních na síti ČD (rozšíření funkcionalit z pilotní verze). Pohled poskytuje uživateli informaci o výkonech ve stanicích výdeje s grafickým porovnáním vybraných měřítek ve formě koláčových grafů a tabulkově. Možnost volby konkrétní stanice, osobní stanice nebo KCOD v časovém horizontu dnů, měsíců, čtvrtletí, pololetí a roku. Možnost omezovat vybraný objem dat pomocí kategorie dokladů, skupiny dokladů a typu výdejního zařízení. Tento typ pohledu je vhodný např. na analýzu problémových míst výdeje, tedy tarifních bodů s nízkým počtem vydaných dokladů. Umožňuje získat informace pro zásadní rozhodnutí, zda se vyplatí ponechat prodejní zařízení ve stanici či provádět odbavení ve vlaku. 3

62 Obr. 2 - Výdej dokladů formou koláčových grafů je zobrazen výdej jednotlivých druhů jízdních dokladů. Pro stanici Pardubice hlavní nádraží je otevřeno informační okno s komplexnímy údaji. Hodnoty v legendě k obrázku jsou pouze ilustrační. Pohled Relace zobrazuje data z pohledu realizovaných přepravních výkonů ("Relace") ve vnitrostátní přepravě, výkonech na PPS (Pohraniční přechodová stanice) a zjednodušeným způsobem v mezinárodní přepravě. Analytický nástroj obsahuje informace o výkonech ve stanicích nástupu a výstupu s grafickým zobrazením přepravních proudů. Tento pohled obsahuje všechny výkony uvnitř hranic ČR bez ohledu na cíl cesty. Přepravní proudy jsou sledovány ze stanice do stanice, z osobní stanice do osobní stanice, z Krajského centra osobní dopravy do Krajského centra osobní dopravy. Pohled dále dovoluje zvolit až deset nástupních stanic a sledovat přepravní proudy mezi jimi a dalšími stanicemi současně v jednom pohledu. Výkony lze členit podle dne v týdnu, kategorie dokladů, skupiny dokladu a vozové třídy. Objem dat lze omezovat pomocí časového horizontu, volby kategorie dokladů, skupiny dokladů nebo vozové třídy. Obdobně lze tento pohled použít i pro relace v mezinárodní přepravě. 4

63 Obr. 3 - Relace vnitro zobrazeny vnitrostátní relace z Prahy do vybraných stanic Obr. 4 - Relace vnitro zobrazeny vnitrostátní relace z Prahy do vybraných stanic + informační okno pro stanici Hradec Králové hlavní nádraží. Hodnoty v legendě k obrázku jsou pouze ilustrační. 5

64 Pohled Zatížení tratí zobrazí data z pohledu realizovaných přepravních proudů na elementárních hranách železniční sítě ve vnitrostátní přepravě a mezinárodní přepravě na území ČR. Oproti pohledu relace vnitro přikládá přepravní proudy na konkrétní hrany nikoliv jen jako spojnice mezi nástupní a cílovou stanicí. V tomto pohledu je vidět konkrétní trasa cestujícího. Obr. 5 - Zatížení tratí Doklady vydané z Prahy do Brna a položené na konkrétní hrany. Hodnoty v legendě k obrázku jsou pouze ilustrační. Obr. 6 - Zatížení tratí celosíťový pohled. Hodnoty v legendě k obrázku jsou pouze ilustrační. 6

65 4. Uživatelské rozhraní Uživatelské rozhraní tvoří WEB klient vybavený standardními funkcemi mapových portálů (zoom, posun, centrování, výběr objektů, hledání stanic dle názvu či kódu, nápověda, variantní přepínání mapových podkladů). Vstupními parametry má uživatel možnost data filtrovat, agregovat a volit měřítka (výkony) pro zobrazení v grafu. Dále má možnost dle typu tematické mapy zvolit typ grafu. V bodových tematických mapách může volit mezi bodovým, stupňovaným grafem nebo pomocí koláčového grafu porovnávat měřítka analyzovaného výkonu v různém členění (časové, skupiny výkonů). Hodnoty měřítka je možné automaticky nebo prostřednictvím uživatelsky definovaných pásem rozdělit a následně barevně prezentovat v mapě, což platí i v čárových tematických mapách (tratě). Nedílnou součástí mapového rozhraní je tabulkové zobrazení hodnot při výběru objektu v mapě a možnost exportu dat do Excelu. Uživatelský komfort je podpořen možností ukládání uživatelských šablon tematických map. Každý uživatelský pohled nad datovými tržišti prezentovaný v mapových prezentacích lze totiž dále uložit pomocí funkce Šablony. Uložení je provedeno buď manuálně (uživatel nastavení název, viditelnost, poznámku) nebo automaticky (nastavení názvu, viditelnosti, poznámky se provede automaticky podle původního nastavení aplikace). Šablona je uložena do cílové tabulky v databázi. Když se uživatel do aplikace přihlásí z kterékoliv pracovní stanice, tak může uložené šablony jednoduchým způsobem vyvolat (opětovně je provést), nebo může vyvolat nastavený formulář a změnit některý parametr prováděného dotazu. Takto uložené šablony lze sdílet ostatním uživatelům, upravovat, opětovně je provádět a smazat. 5. Uživatelská lišta Další zajímavé možnosti uživateli nabízí uživatelská lišta, kde je možno například provádět vypnutí/zapnutí popisu tratí, zvětšení plochy pro zobrazení mapy, vyhledání pozice stanice na mapě, reset mapy vymazání zadávacích parametrů a tematických objektů z mapy, rychlý náhled zadaných parametrů, export dat do MS Excel s možností volby podrobnosti výstupu a v neposlední řadě zobrazit Nápovědu. 7

66 Závěr Mapový server MapExpert přinesl Českých drahám nástroj, který zprostředkuje naprosto klíčové informace nejen pro provozovatele osobní železniční dopravy, ale ve svém důsledku zjednodušil a zpřehlednil výklad zásadních provozních údajů i partnerům a zákazníkům Českých drah. Další jeho devizou je intuitivní ovládání, které umožňuje rychle proniknout do jeho možností bez zdlouhavého odhalování skrytých zákoutí programu. Tomu bezesporu přispělo i použití mapových podkladů, které přinášejí názornost a přehlednost. Je zcela evidentní, že moderní prostředí mapových portálů nepřináší užitek jen geografům, ale posunuje IT technologie i v tak pragmatické činnosti, jako je sběr provozních dat národního železničního dopravce. Praha, březen 2013 Lektoroval: doc. Dr. Ing. Roman Štěrba České dráhy, a.s. 8

67 Ondřej Štěpán 1 Posouzení rozsahu dopravní infrastruktury s ohledem na výhledový rozsah dopravního provozu na trati Veselí nad Lužnicí Jihlava Havlíčkův Brod Klíčová slova: železniční doprava, racionalizace, simulace, Open Track Úvod V rámci neustále se zvyšujících požadavků na kvalitu dopravního provozu na železnici je ze strany dopravců vyvíjen tlak na provozovatele dráhy na zvyšování kvality infrastruktury, bezpečnosti provozu a na těchto atributech závislé stability jízdního řádu. Dopady stability jízdního řádu se prostřednictvím dopravce odrážejí až na konečného zákazníka tedy cestujícího nebo přepravce. Náklady spojené s modernizací a údržbou železniční dopravní cesty jsou však velmi vysoké a je proto nutné, aby provozovatel dráhy všechny akce pečlivě plánoval a prostředky vynakládal svědomitě a rovnoměrně do celé provozované sítě. To se v poslední době, bohužel, v České republice příliš nedaří, jelikož je velká část pozornosti soustředěna do dostavby tranzitních koridorů. Cílem článku, který vychází z autorovy diplomové práce [1], je na vybrané části železniční sítě provozované společností Správa železniční dopravní cesty, státní organizace, navrhnout racionalizační úpravy dopravní infrastruktury. Úpravy jsou prováděny na základě výstupů ze simulačních experimentů současného stavu dopravní infrastruktury a dopravního provozu. Kromě výstupů ze simulací je brán při úpravách zřetel na požadavky provozovatele dráhy a na výhledový rozsah dopravního provozu. Úpravy na infrastruktuře jsou koncipovány tak, aby je bylo možné provést v krátkém časovém horizontu (v desítkách týdnů až měsících) pokud možno s co největším využitím stávajících možností dané infrastruktury. Vybranou tratí, je trať Veselí nad Lužnicí Jihlava Havlíčkův Brod, kde na základě podkladů ze simulačních experimentů v programu Open Track byly prováděny úpravy dopravní infrastruktury v závislosti na výhledovém rozsahu dopravního provozu. Cílem je nalezení racionalizačních opatření, která zvýší bezpečnost provozu a jeho stabilitu na trati. 1 Ing. Ondřej Štěpán, 1988, Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy, interní doktorand 1

68 1 Analýza a vyhodnocení současného stavu dopravní infrastruktury a dopravního provozu Železniční trať Veselí nad Lužnicí Jihlava Havlíčkův Brod je podle zákona 266/1994 Sb., o drahách v platném znění a podle Prohlášení o dráze pro jízdní řád 2010/2011 zařazena do kategorie drah celostátních. Provozovatelem dráhy je společnost Správa železniční dopravní cesty, s. o. Trať je v celé své délce jednokolejná, normálního rozchodu a elektrizovaná napájená střídavou soustavou 25 kv a 50 Hz. 1.1 Stavebně-technická analýza trati Celková stavební délka trati ze stanice Veselí nad Lužnicí (km 0,000) přes stanici Jihlava (km 92,953 = 198,627) do stanice Havlíčkův Brod (km 224,108) činí 118,434 km. Ve stanici Jindřichův Hradec dochází ke styku s dráhou regionální o rozchodu 760 mm. Styk drah je formou kolejové splítky o délce 1,414 km. Z tratě dále odbočují ve stanicích Horní Cerekev, Kostelec u Jihlavy a Dobronín dráhy regionální a ve stanici Jihlava dráha celostátní. Obrázek 1 Mapa řešené trati (zvýrazněna červeně). Zdroj: [1] Díky svému geografickému položení, jak v rovinaté krajině Jihočeské pánve, tak v kopcovité krajině Českomoravské vrchoviny, má trať velmi členité směrové i výškové uspořádání. Na trati je dosahováno stoupání až 15,3 a více než 50 % stavební délky trati se nachází v obloucích. Převýšení v obloucích však nedosahuje potřebných hodnot, což má vliv i na traťovou rychlost. Nejmenší poloměr oblouku je 180 m. Traťová rychlost v úseku Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec nepřesahuje rychlost 70 km/h, v úseku Jindřichův Hradec Jihlava rychlost 65 km/h a v úseku Jihlava Havlíčkův Brod 80 km/h. Ve stanicích dochází zpravidla ke snížení rychlosti na 60 km/hod při jízdě po hlavní staniční koleji, což je zapříčiněno zabezpečením pojížděných výhybek. Ve stanici Jindřichův Hradec je z důvodu splítky rychlost snížena na 40 km/h. Na trati dochází i k lokálním omezením rychlosti zapříčiněnými 2

69 zabezpečením přejezdů, kterých je na trati celkem 101. Z toho 66 je vybaveno přejezdovým zabezpečovacím zařízením. Na trati se nachází celkem 20 dopraven s kolejovým rozvětvením, z toho osm má pouze 2 dopravní koleje. Dopravny jsou vybaveny ve většině případů elektrickým zabezpečovacím zařízením III. kategorie a úsek Jihlava Havlíčkův Brod (mimo) je řízen dálkově pomocí elektronického zabezpečovacího zařízení ze stanice Jihlava. Jízda vlaků v mezistaničních úsecích je zabezpečena, až na dálkově řízený úsek, traťovým zabezpečovacím zařízením II. kategorie reléový poloautomatický blok. Z analýzy stavebně-technických parametrů jsou jako problémové atributy, jejichž racionalizací se diplomová práce [1] zabývala, vybrány následující: traťová rychlost, která je vzhledem k významu tratě nedostatečná zejména v úseku Veselí nad Lužnicí Jihlava, hustota přejezdů, jejich zabezpečení a rozhledové podmínky, které ovlivňují traťovou rychlost, staniční a traťové zabezpečovací zařízení a z nich vycházející délky provozních intervalů. 1.2 Provozní analýza trati Pro provozní analýzu trati byla použita data jízdního řádu 2010/2011. Na trati jsou v tomto období provozovány v segmentu osobní dopravy vlaky dálkové vlaky kategorie rychlík (dálková relace Brno České Budějovice Plzeň) a regionální osobní vlaky. Poměrně významná je trať i pro nákladní dopravu. Jsou zde vedeny mezistátní vlaky z ostravské uhelné pánve, resp. Polska, do Rakouska a vnitrostátní vlaky spojující Nymburk a Brno-Maloměřice s Českými Budějovicemi. Objem dopravního výkonu objednaný na období jízdního řádu na této trati činí necelých vlakokilometrů (nejsou započteny nákladní vlaky jedoucí podle potřeby) z toho vlakokilometrů v osobní dopravě. Na obrázku 2 je možné vidět podíl jednotlivých segmentů osobní dopravy na dopravních výkonech. 3

70 Obrázek 2 Podíl dopravního výkonu v osobní dopravě. Zdroj: [1] Na trati jsou vedeny vlaky dálkové linky Brno Jihlava České Budějovice Plzeň (dále jen R1 ) a Jihlava Pardubice (dále jen R2 ). Linka R1 je linkou spojující jižní Moravu se západními Čechami. Vlaky jsou vedeny v celodenním dvouhodinovém taktu. Během dne je vedeno celkem 8 párů těchto vlaků. Na lince R2 jsou vedeny pouze 2 páry vlaků denně. Jeden pár v dopoledních hodinách a jeden pár v odpoledních hodinách. Obě uvedené linky na sebe ve stanici Jihlava navazují a je mezi nimi vytvořen přestup pro cestující od Českých Budějovic do Pardubic a opačně. Kromě uvedených linek R1 a R2 je v segmentu dálkové dopravy veden jeden pár rychlíků spojující Jihlavu s Prahou. Ráno je veden jeden vlak do Prahy a v podvečerních hodinách jeden vlak z Prahy do Jihlavy. Regionální doprava je díky rozdělení tratě ve stanici Počátky-Žirovnice pod území dvou krajů, kraje Jihočeského a Kraje Vysočina, v každé části zcela odlišná. V Jihočeském kraji jsou v úseku Veselí nad Lužnicí Počátky-Žirovnice vedeny osobní vlaky ve dvouhodinovém taktu, který tvoří proklad vlaků dálkové dopravy. V ranních a odpoledních špičkách dochází k posílení regionální dopravy v úseku Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec. V Kraji Vysočina není regionální doprava na trati vedena systematicky. Stěžejním pro vedení regionální dopravy v kraji je stanice Havlíčkův Brod, kde dochází každou celou sudou hodinu ke křižování dálkových vlaků linky Praha Brno. Od toho se odvíjí vedení regionálních vlaků v kraji. Jediný úsek, kde lze vysledovat systematičnost, je úsek Havlíčkův Brod Jihlava. Zde jsou od zmiňovaných rychlíků vedeny vlaky v dvouhodinovém taktu, stejně tak v opačném směru. Na zbylém úseku je vedení vlaků ve volných časových polohách. 4

71 I přes nesystematičnost jízdního řádu lze vysledovat, že vlaky jsou vedeny přibližně v dvouhodinovém taktu po celý den a všechny dny v týdnu (výjimku tvoří dopolední sedlo) v úseku Havlíčkův Brod Horní Cerekev. V pracovní dny v ranní a odpolední špičce dochází ke zvýšení počtu vlaků. Ty jezdí přibližně v hodinovém taktu. Úsek Horní Cerekev Počátky-Žirovnice má malou přepravní poptávku. Vlaky jsou zde vedeny nepravidelně, buď pouze v tomto úseku, nebo se jedná o prodloužení ramene z Jihlavy nebo Havlíčkova Brodu. Z pohledu intenzity přepravních proudů je přepravní proud v dálkové dopravě velmi ovlivněn jak týdenními tak sezónními výkyvy. V dálkové dopravě jsou nejvytíženějšími dny pátek a neděle. V období letní sezóny je počet přepravených cestujících na trati vlaky dálkové dopravy rovnoměrný pro všechny dny v týdnu. V regionální dopravě je nejsilnější přepravní proud mezi stanicemi Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec a Jihlava Havlíčkův Brod. Od toho se odvíjí i objednávka vlaků kraji. 1.3 Simulační model výchozího stavu a jeho vyhodnocení Pro vytvoření simulačního modelu zkoumané tratě je využito softwarové podpory programu Open Track. Pro vyhodnocení simulačních experimentů je využito ukazatele přírůstek zpoždění ΔZ p. Ukazatel přírůstek zpoždění ΔZ p se vypočítá na základě vztahu: ΔZ α p = n S = 1 Z α p výstupní n S = 1 Z α p vstupní [ min], (1) α kde ΔZ p je přírůstek zpoždění [min], α je index segmentu dopravy (dálková, regionální, nákladní atd.), S je počet simulačních experimentů, Z α p vstupní je zpoždění na začátku simulačního experimentu [min], Z α p výstupní je zpoždění na konci simulačního experimentu [min]. Zdroj: [1] Na modelu současného stavu dopravní infrastruktury (DI) a dopravního provozu (DP) byly provedeny dvě simulace. Jedna simulace je bez jízdy rušících vlaků a druhá simulace včetně rušících vlaků. Vzhledem ke způsobu průběhu simulací a možnostem nastavení operativního řízení DP programem Open Track v průběhu simulačního experimentu bylo nutné při vyhodnocování jednotlivých výsledků postupovat individuálně. Obecně platí, že pro to, aby se dal vzájemný rozsah DP a DI prohlásit za stabilní, měl by se přírůstek zpoždění pohybovat v intervalu ( ;0. Pro jeho určování je celá trať rozdělena do traťových úseků. Úseky jsou zvoleny tak, aby v jednotlivých úsecích byl podobný rozsah DP. Zvolené úseky jsou následující: Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec, Jindřichův Hradec Počátky-Žirovnice, 5

72 Počátky-Žirovnice Horní Cerekev, Horní Cerekev Jihlava, Jihlava Havlíčkův Brod. Oba simulační experimenty probíhaly pro simulační čas 0:00 hod prvního dne až 2:00 hod druhého dne. Důvodem prodloužení běhu simulačního experimentu na 26 hodin je dojetí vlaků jedoucích přes přelom dne do cílové stanice a pozorování chování systému v tomto okamžiku. Z průběhu simulací je patrné, že zejména u vlaků nákladní dopravy dochází ke značnému krácení jízdních dob stanovených jejich jízdním řádem. Tento jev lze přisoudit přirážkám k pravidelným jízdním dobám. K tomuto jevu dochází i v reálním provozu, jak bylo zjištěno rozborem části dopravní dokumentace. Krácení jízdních dob má za následek překládání křižování do jiných stanic. U vlaků osobní dopravy jízdní doby podle jízdního řádu odpovídají jízdním dobám vlaků při simulaci. Zejména u segmentu dálkové dopravy dochází, stejně jako u vlaků nákladních, ke krácení jízdních dob. V případě osobní dopravy je však tento jev žádoucí z důvodu možnosti krácení případných vzniknuvších zpoždění (nejmarkantnější v úseku Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec). Shrnutí přírůstků zpoždění v jednotlivých úsecích tratě při obou simulačních experimentech je uvedeno v tabulce 1. Tabulka 1 Přírůstek zpoždění v jednotlivých úsecích (simulace současného stavu). Segment dopravy Přírůstek zpoždění [min] v úseku Simulace bez rušících vlaků Osobní Nákladní Simulace včetně rušících vlaků Osobní Nákladní Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec 2 Jindřichův Hradec Počátky-Žirovnice 3 Počátky-Žirovnice Horní Cerekev 4 Horní Cerekev Jihlava 5 Jihlava Havlíčkův Brod Zdroj: [1] Z údajů v tabulce 1 a z rozboru průběhu simulací se jako jediný stabilní úsek jeví úsek Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec. Naopak úsek, ve kterém dochází k největším přírůstkům zpoždění, je úsek Horní Cerekev Jihlava a Jihlava Havlíčkův Brod. Jako důvody negativního výsledku ukazatele přírůstek zpoždění lze určit v úseku Horní Cerekev Jihlava nesourodé délky prostorových oddílů v traťových úsecích spolu s hustotou provozu a v úseku Jihlava Havlíčkův Brod hustotu provozu. 6

73 Kromě vyhodnocení simulací ukazatelem přírůstek zpoždění byl v rámci jednotlivých simulací posuzován i jejich průběh. Zde bylo hodnoceno využívání dopravních kolejí ve stanicích, jejich délka a na základě výsledků ukazatele přírůstek zpoždění délky prostorových oddílů v mezistaničních úsecích. Vyhodnocením průběhů simulací byly stanoveny následující nedostatky, na jejichž odstranění jsou v návrhové části zpracována racionalizační opatření: úsek Veselí nad Lužnicí (včetně) Jindřichův Hradec je vyhovující. úsek Jindřichův Hradec (včetně) Počátky-Žirovnice je nevyhovující z hlediska nedostatečných délek dopravních kolejí ve stanici Jindřichův Hradec. Nedostatečná délka se projevuje zejména při křižování vlaků osobní dopravy s nákladním vlakem nebo samotných nákladních vlaků (normativ délky nákladních vlaků 540 m, nejdelší předjízdná kolej 503 m). Jako důvod nepříznivého výsledku ukazatele přírůstek zpoždění lze stanovit průběh operativního řízení provozu programem Open Track v průběhu simulačního experimentu, úsek Počátky-Žirovnice (včetně) Horní Cerekev je nevyhovující. Nevyhovujícím prvkem DI je nedostatečný počet dopravních kolejí ve stanici Počátky-Žirovnice, kde dochází při sjetí se dvou končících osobních vlaků k obsazení všech dopravních kolejí ve stanici a tím i traťového úseku Popelín Jihlávka. Dalším prvkem DI, který omezuje provoz v úseku, jsou délky prostorových oddílů v mezistaničních úsecích, které dosahují až dvojnásobku délky úseků bezprostředně navazujících, úsek Horní Cerekev (včetně) Jihlava je nevyhovující. Tento úsek má oproti ostatním dosud popisovaným mnohem větší intenzitu DP. Problémovým prvkem DI jsou nesourodé délky prostorových oddílů v mezistanicích úsecích, úsek Jihlava (včetně) Havlíčkův Brod má na sledované trati nejvyšší intenzitu DP. Nevyhovující výsledky ukazatele přírůstek zpoždění lze přičíst zejména způsobu operativního řízení průběhu simulačního experimentu. Z pohledu DI je úsek vyhovující. 2 Výhledový rozsah dopravního provozu V této části je stručně popsán koncept osobní i dálkové dopravy pro řešenou trať Veselí nad Lužnicí Havlíčkův Brod. Koncept je vytvořen pro střednědobý výhled, tedy přibližně v časovém horizontu 4 8 let. Při jeho vytváření je již uvažováno s dokončením třetího tranzitního koridoru. Tato skutečnost se promítá zejména do oblasti nákladní dopravy, jak je uvedeno dále. Při zpracovávání konceptu osobní dopravy jsou zohledněny požadavky jednotlivých objednavatelů osobní dopravy tedy Ministerstva dopravy České republiky, Kraje Vysočina a Jihočeského kraje. Jednotlivé navržené koncepty byly v průběhu tvorby konzultovány autorem tak, aby se přiblížily co nejvíce potřebám obsluhy území a reflektovaly tak dopravní koncepci České republiky 7

74 i obou zmiňovaných krajů. Stejně tak i v nákladní dopravě byl rozsah navrhované dopravy konzultován s největším tuzemským dopravcem ČD Cargo, a. s. 2.1 Koncept osobní dopravy Výhledový rozsah dopravního provozu v osobní dálkové dopravě vychází z Plánu dopravní obsluhy území vlaky celostátní dopravy. Kromě uvedeného dokumentu byl dále koncept dopravního provozu konzultován na Ministerstvu dopravy ČR (MDČR). Z konceptu vyplývá, že MDČR, jakožto objednatel dálkové dopravy, nadále počítá s provozováním dálkové linky Brno Jihlava České Budějovice Plzeň ve stejném rozsahu jako nyní. Jedná se tedy o vedení vlaků ve dvouhodinovém taktu po všechny dny v týdnu. Jako pevný bod přitom k sestavě jízdního řádu slouží stanice České Budějovice. MDČR a následně ani vytvořený koncept dálkové dopravy nepočítá s vedením linky Jihlava Havlíčkův Brod Pardubice. Pro trakční výpočty se používá stejné složení souprav, jak je tomu v jízdní řádu 2010/2011. V oblasti regionální dopravy na území Jihočeského kraje je koncept dopravy navržen ve dvouhodinovém taktu v úseku Veselí nad Lužnicí Počátky-Žirovnice. V ranní špičce jsou tyto vlaky posíleny v úseku Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec. Vlaky jsou vedeny obdobně, jako v jízdním řádu 2010/2011, v prokladu vlaků dálkové dopravy. Pro trakční výpočty je uvažováno nasazení elektrických jednotek řady 650. Pro regionální dopravu na území Kraje Vysočina je páteřní vedení regionálních vlaků ve dvouhodinovém taktu v úseku Havlíčkův Brod Horní Cerekev. Vlaky jsou vedeny tak, aby tvořily přípoj dálkovým vlakům ve stanici Havlíčkův Brod. Časové polohy vlaků jsou upraveny tak, aby bylo dosahováno v celém úseku minimálního cestovního času. Na tyto páteřní vlaky se uvažuje zachování souprav z jízdního řádu 2010/2011. V období ranní a odpolední špičky jsou páteřní regionální vlaky posíleny v úseku Havlíčkův Brod Jihlava město regionálními vlaky vedenými v prokladu k této páteřní lince. Na posilovou linku je uvažováno nasazování motorových vozů řady 841. Dopravní obslužnost posledního úseku trati, Horní Cerekev Počátky-Žirovnice, je zajišťována regionálními vlaky v relaci Jihlava Počátky-Žirovnice. Tyto jsou vedeny ve čtyřhodinovém taktu s přípojnou vazbou ve stanici Počátky-Žirovnice na osobní vlaky ve směru Jindřichův Hradec a Veselí nad Lužnicí. V trati Jihlava Horní Cerekev jsou vlaky vedeny v prokladu k vlakům páteřní linky. Na vedení této linky je uvažováno nasazení motorových vozů řady

75 Tabulka 2 Vedení regionálních vlaků v Kraji Vysočina koncept. Os 1 Os 2 Os 3 Os 1 Os 2 Os 3 SS:05 LL:07 Havlíčkův Brod LL:47 SS:44 SS:36 LL:46 LL:30 Jihlava LL:18 SS:11 SS:32 SS:42 LL:49 LL:35 Jihlava město LL:14 SS:06 SS:29 SS:57 LL:50 Kostelec u Jihlavy SS:57 SS:13 LL:14 SS:21 Horní Cerekev SS:38 LL:52 SS:38 Počátky-Žirovnice LL:24 Os 1 základní vlak, 2 hodinový takt, klasická souprava (hnací vozidlo + 2 vozy klasické stavby) Os 2 posilový vlak, 2 hodinový takt, motorový vůz (řada 841) Os 3 základní vlak, 4 hodinový takt, motorový vůz (řada 841) SS sudá hodina LL lichá hodina tučně jsou zvýrazněny stanice, v nichž odbočuje odbočná trať 2.2 Koncept nákladní dopravy Zdroj: [1] V oblasti nákladní dopravy dojde po dokončení třetího tranzitního koridoru k významné změně a redukci objednávaných tras vlaků ze strany dopravce ČD Cargo, a. s. Dopravce počítá s tím, že mezistátní spoje z/do oblasti středních Čech, zejména kolínské a mladoboleslavské automobilky, již dále nebudou vedeny přes Havlíčkův Brod, ale přes uzel Praha. Díky tomu dojde ke snížení počtu tras nákladních vlaků na trati. Dopravce počítá na této trati pouze s vedením vnitrostátních relačních vlaků a mezistátních vlaků ve/ze směru Ostravska, resp. Polska, z/ve směru hraničního přechodu Horní Dvořiště produktové vlaky uhlí a hutních výrobků 2. Kromě uvedených tras je do konceptu zapracováno i několik nabídkových tras. Trasy vlaků v konceptu nákladní dopravy jsou vedeny vesměs v časových polohách, které jsou obdobné jako v jízdním řádu 2010/2011. Polohy tras vnitrostátních vlaků jsou převážně vedeny v noční době a je tak využito technologie nočního skoku. 3 Úpravy dopravní infrastruktury V této části jsou uvedeny navrhované úpravy v oblasti DI. Úpravy zohledňují výsledky získané simulací současného stavu DI a DP, korespondují výhledový rozsah DP a požadavky Správy železniční dopravní cesty, s. o. Při jejich zpracovávání byly navrhovány takové zásahy do DI, které co nejvíce využívaly stávající možnosti DI a které by bylo možné realizovat v krátkodobém až střednědobém časovém horizontu. 2 Od září 2012 došlo k odklonění těchto vlaků přes pohraniční bod Břeclav Gr. 9

76 3.1 Stavební úpravy železničních stanic Stavební úpravy kolejového uspořádání jsou navrženy u stanic, které byly na základě analýzy a provedených simulačních experimentech vyhodnoceny jako nevyhovující (Jindřichův Hradec, Počátky-Žirovnice) nebo ve kterých jsou úpravy nutné s ohledem na dálkové řízení, resp. jejich plánovanou rekonstrukci. První takovou stanicí je Jindřichův Hradec. Zde je navrženo vytvoření mimoúrovňového nástupiště namísto stávající 5. koleje, které je podmínkou pro možnost dálkového řízení. Nedostatečnou délku dopravních kolejí autor řeší využitím stávajícího odstavného kolejiště, které je pozůstatkem zamýšleného kontejnerového terminálu. Zde dochází k využití některých kolejí a prodloužení tak 9. koleje přes kolej 9a a vytvoření nové dopravní koleje, koleje 11. Nové kolejové uspořádání stanice je uvedeno na obrázku 3. Zdroj: [1] Obrázek 3 Kolejové uspořádání stanice J. Hradec po provedených úpravách Další stanicí, kde dochází k úpravám kolejového uspořádání, je stanice Počátky- Žirovnice. Ve stanici je navrženo využití stávající třetí koleje a změna její funkce z manipulační na dopravní. Vznikne tak kolej, kterou bude možné využívat zejména pro vlaky osobní dopravy. Obdobně jako u stanice Jindřichův Hradec i zde dochází k úpravám nástupišť. Mezi první a nově vzniklou třetí dopravní kolejí autor navrhuje vytvoření poloostrovního nástupiště. Centrální přechod se nachází za cestovým návěstidlem Sc 3. Stávající nástupiště u 2. koleje je navrženo zachovat. Existencí 3 10

77 dopravních kolejí se zamezí při setkání dvou regionálních vlaků a jejich plánovanému pobytu (cca 40 min, důvodem hranice krajů a obrat souprav) dlouhému obsazení všech dopravních kolejí a tím i celého úseku Popelín Jihlávka. Navrhované kolejové uspořádání stanice je uvedeno na obrázku 4. Zdroj: [1] Obrázek 4 Kolejové uspořádání stanice Počátky-Žirovnice po provedených úpravách. Z důvodu zamýšleného dálkového řízení provozu na trati je navržena dílčí úprava kolejového uspořádání i ve stanici Horní Cerekev. V části stávající 3. koleje je navrženo vybudovat mimoúrovňové nástupiště. Část 3. koleje směrem od začátku trati je ponechána jako dopravní a je kusá. Primárně je určena pro vjezdy/odjezdy vlaků z regionální tratě Tábor Horní Cerekev. Kolejové uspořádání stanice je uvedeno na obrázku 5. 11

78 Zdroj: [1] Obrázek 5 Kolejové uspořádání stanice Horní Cerekev po provedených úpravách. Ve stanici Jihlava město se počítá s realizací plánované komplexní přestavby stanice. Tím dojde ve stanici k vytvoření jednoho jednostranného a dvou ostrovních nástupišť (návrh projektu zpracovaného společností SUDOP Brno, spol. s r. o.). Problematikou přestavby stanice a se zabývá autor ve své bakalářské práci [2]. Ve všech ostatních stanicích, které zde nejsou uvedeny, je navržena úprava stávajících nástupišť na jednostranná vstřícná, aby bylo možné při dálkovém řízení tratě zachovat maximální bezpečnost při křižování vlaků osobní dopravy. 3.2 Úpravy zabezpečovacího zařízení Při racionalizačních úpravách v oblasti železničních stanic a při úpravách traťové koleje se předpokládá i změna staničního a traťového zabezpečovacího zařízení na zařízení III. kategorie (elektronické stavědlo jako staniční zabezpečovací zařízení a automatické hradlo jako traťové zabezpečovací zařízení). Tato změna zabezpečovacího zařízení umožní dálkové řízení celé tratě z centrálního nebo regionálního dispečerského pracoviště. Změna zabezpečovacího zařízení s sebou přinese i zvýšení bezpečnosti provozu a zkrácení provozních intervalů. Spolu se změnou traťového zabezpečovacího zařízení bylo navrženo na základě výstupů ze simulace rozdělení vybraných mezistaničních úseků oddílovými návěstidly. 12

79 Jedná se o úseky vyjmenované v tabulce 3. Vybrané úseky jsou delší, než úseky na ně navazující a vložením oddílového návěstidla automatického hradla dojde k přibližnému sjednocení délek prostorových oddílů v jednotlivých mezistaničních úsecích. Rozdělení mezistaničních úseků na dva traťové prostorové oddíly je navrženo přibližně v polovině daného mezistaničního úseku. Tabulka 3 Umístění oddílových návěstidel. Mezistaniční úsek Kilometrická poloha Název dopravny oddílových návěstidel [km] Počátky-Žirovnice Jihlávka 51,885 AHr. Horní Vilímeč Jihlávka Horní Cerekev 60,690 AHr. Horní Ves Horní Cerekev Batelov 66,600 AHr. Švábov Kostelec u Jihlavy - Rantířov 81,494 AHr. Dvorce Zdroj: [1] Kromě změny staničního a traťového zabezpečovacího zařízení je nutné přistoupit ke změně zabezpečení přejezdů. Změnou zabezpečení přejezdů dojde k odstranění lokálních snížení rychlosti z důvodu rozhledových poměrů na přejezdech. U přejezdů, které dosud nejsou vybaveny přejezdový zabezpečovacím zařízením, je doporučeno následující: dopravně významné přejezdy vybavit přejezdovým zabezpečovacím zařízením, křížení komunikací výhradně pro pěší s dráhou ponechat zabezpečené výstražnými kříži, ostatní přejezdy buď trvale uzavřít, nebo zahájit správní řízení o jejich zrušení a přejezdy zrušit. 3.3 Úpravy geometrických parametrů koleje Pro návrh zvýšení traťové rychlosti je postupováno zhodnocením současného stavu převýšení koleje a případného nedostatku převýšení koleje. Zde došlo k výpočtu současné maximálně možné rychlosti. Rozborem bylo zjištěno, že v některých obloucích je převýšení velmi malé (v řádech několika mm) a vůbec zde není uvažováno s nedostatkem převýšení, který je umožňován. Je navrženo zvýšení traťové rychlosti tak, aby byly dodrženy požadavky dané normou ČSN Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha: Část 1: Projektování. Norma stanovuje pro převýšení koleje a nedostatek převýšení koleje mezní hodnoty, které nebyly při výpočtech překročeny. Zároveň byla respektována zásada, že nelze využívat současně více než jedné mezní hodnoty. Při výpočtech bylo uvažováno s osazením jednoho rychlostníku N. Při dodržování zásad popsaných výše je možné zvýšit traťovou rychlost v jednotlivých úsecích. Změnu oproti současnému stavu uvádí tabulka 4. Z tabulky je patrné, že 13

80 v některých úsecích je možné vybudováním převýšení koleje s využitím ČSN zvýšit traťovou rychlost až o 15 km/h. Změny rychlosti se týkají pouze úseku Veselí nad Lužnicí Jihlava. V úseku Jihlava Havlíčkův Brod není ke zvyšování traťové rychlosti přistoupeno. Zvýšením traťové rychlosti v úseku Veselí nad Lužnicí Jihlava dojde ke zkrácení cestovního času vlaků dálkové dopravy až o 16 minut; ze stávajících 135 min na 119 min. Zkrácení jízdních dob se promítá i v konceptu výhledového DP na trati. Tabulka 4 Traťová rychlost v úseku Veselí nad Lužnicí Jihlava po úpravě. Začátek [km] Konec [km] Délka úseku [km] Rychlost [km/h] 0,000 2,907 2, ,907 7,970 5, až +10 7,970 23,750 15, až ,750 25,884 2, ,884 26,494 0, ,494 29,289 2, ,289 33,810 4, ,810 35,538 1, až ,538 36,795 1, ,795 40,725 3, až ,725 54,419 13, až +5 54,419 56,585 2, ,585 59,910 3, až +5 59,910 61,175 1, ,175 92,486 31, až ,486 92,803 0, Ověření navrhovaných opatření simulačním modelem 14 Změna oproti současné rychlosti [km/h] Zdroj: [1] Simulační model výhledového rozsahu dopravní infrastruktury a dopravního provozu je vytvořen stejně jako simulační model současného stavu dopravní infrastruktury a dopravního provozu v programu Open Track. Do modelu jsou zapracovány změny infrastruktury a změny provozu popsané v částech 2 a 3. Pro vyhodnocení simulačních experimentů je stejně jako v předchozím modelu využito ukazatele přírůstek zpoždění ΔZ p. Simulovány byly tři scénáře provozu: simulace osobních vlaků pro ověření navrhovaného konceptu osobní dopravy a ověření jízdních dob na upravené dopravní infrastruktuře, simulace pravidelných vlaků simulace osobních vlaků a vlaků nákladní dopravy, které jsou vedeny jako pravidelné (vlaky relační a mezistátní vlaky pro přepravu uhlí a hutních výrobků),

81 simulace veškeré dopravy simulace osobních vlaků a všech vlaků nákladní dopravy. Při simulaci bylo dosaženo přírůstků zpoždění ΔZ p uvedených v tabulce 5. Všechny tři simulační scénáře probíhaly 26 hodin, od 0:00 h prvního dne do 2:00 h druhého dne. Důvodem prodloužení simulačního času dne je ověření chování systému v době přelomu dne. Při simulacích nedocházelo k zásadním poruchám v simulovaném systému. Vlaky zpravidla v mezistaničních úsecích krátily pravidelné jízdní doby. Většina poruch (zpoždění a náskok), ke kterým během simulace docházelo, byly způsobeny nevhodným operativním řízením provozu programem Open Track. Stejný problém nastával i při simulacích současného stavu. Tabulka 5 Přírůstek zpoždění v jednotlivých úsecích tratě simulace navrhovaného stavu DI a DP. Segment dopravy Přírůstek zpoždění [min] v úseku Simulace pravidelných vlaků Osobní Nákladní Simulace pravidelných i mimořádných vlaků Osobní Nákladní Veselí nad Lužnicí Jindřichův Hradec 2 Jindřichův Hradec Počátky-Žirovnice 3 Počátky-Žirovnice Horní Cerekev 4 Horní Cerekev Jihlava 5 Jihlava Havlíčkův Brod Zdroj: [1] Velkým přínosem se během simulací ukázalo zvýšení počtu dopravních kolejí ve stanici Počátky-Žirovnice a rozdělení dlouhých mezistaničních úseků na dva prostorové oddíly. Tento jev se projevuje zejména ve výrazném snížení ukazatele přírůstek zpoždění. Na styku drah ve stanici Jindřichův Hradec také nedocházelo ke konfliktům. Jistým problémem se může jevit stanice Šlapanov, kde bylo nutné při jedné situaci ve všech simulovaných scénářích využít kolej určenou primárně pro vlaky do uložiště státních hmotných rezerv. Závěr Racionalizačními úpravami dopravní infrastruktury, mezi které lze zahrnout zejména změnu zabezpečení jízd vlaků a změnu zabezpečení přejezdů, bylo možné spolu s úpravami geometrických parametrů koleje dosáhnout v úseku trati Veselí nad Lužnicí Jihlava výrazného zvýšení traťové rychlosti bez nutnosti nákladného budování přeložek trati. Toto zvýšení v některých úsecích představuje nárůst až o 15 km/h na traťovou rychlost až 80 km/h, díky čemuž došlo v celém úseku ke zkrácení jízdních 15

82 dob vlaků dálkové dopravy (jako jediný segment jede celým úsekem) ze 135 min na 119 min, tedy zkrácení jízdní doby o 16 minut. Zvýšení traťové rychlosti bylo dosaženo v souladu s normou ČSN , aniž by bylo nutné využívat současně mezních hodnot převýšení koleje a nedostatku převýšení. Zavedením systémového jízdního řádu v regionální osobní dopravě a využíváním technologie nočního skoku v nákladní dopravě spolu s úpravami zabezpečovacího zařízení (dálkově ovládané zabezpečovací zařízení a rozdělení dlouhých mezistanicích úseků oddílovými návěstidly) bylo dosaženo při simulaci dopravního provozu v programu Open Track zlepšení stability jízdního řádu. Z přehledů uvedených v tabulkách 1, 2 a 4 je patrné, že se podařilo úpravami dopravní infrastruktury a dopravního provozu stabilizovat provozu v nejvytíženějších úsecích tratě, tedy v úseku Horní Cerekev Jihlava, kde se oproti průměrnému přírůstku zpoždění vlaku osobní dopravy 1,62 minuty v současném stavu při maximálním počtu vlaků (pravidelné i mimořádné) podařilo tento ukazatel v navrhovaném stavu snížit na průměrný přírůstek zpoždění vlaku osobní dopravy -0,11 minuty. K obdobným výsledkům je dosahováno i v úseku Jihlava Havlíčkův Brod. Literatura: [1] ŠTĚPÁN, O. Posouzení rozsahu dopravní infrastruktury s ohledem na výhledový rozsah dopravního provozu na trati Veselí nad Lužnicí Jihlava Havlíčkův Brod. Univerzita Pardubice, s. Diplomová práce. Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy. Vedoucí práce David Šourek. Oponent práce Miroslav Novotný. [2] KRÝŽE, P. M04 Vyznačení krajů/regions marking. Praha: Správa železniční dopravní cesty, s. o., Dostupné z: [3] ŠTĚPÁN, O. Výluková činnost spojená s přestavbou stanice Jihlava město. Univerzita Pardubice, s. Bakalářská práce. Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy. Vedoucí práce Tatiana Molková. Oponent práce Miroslav Novotný. Praha, březen 2013 Lektoroval: Ing. Jan Hrabáček, Ph.D. ČD, a.s. 16

83 David Švingr 1 Jízdní řády ČD v mobilním telefonu Klíčová slova: dopravní spojení, vyhledávač, jízdní řády Webový vyhledávač statistiky provozu V roce 2009 umožňovaly online vyhledávání v jízdních řádech českých dopravců pouze weby IDOS.cz a internetový vyhledávač Dopravního podniku hl. města Prahy. Když byl tedy na přelomu let 2009 a 2010 na nově připravených webových stránkách Českých drah ( představen moderní a rychlý vyhledávač, našel si velmi rychle své uživatele a od svého spuštění si drží vysokou návštěvnost. Služba vyhledá a nabídne svým uživatelům každý měsíc stovky tisíc dopravních spojení. V prosinci 2009, kdy bylo vyhledávání v jízdních řádech na webu Českých drah spuštěno, bylo výpočetnímu modulu vyhledávače předáno více než požadavků. Vzhledem k tomu, že každý uživatel obvykle dostane na výběr více spojení splňujících parametry dotazu, bylo vyhledaných spojení podstatně více. Od ledna 2010 až doposud je pak počet dotazů do aplikace od jejích návštěvníků/uživatelů velmi vyrovnaný a pravidelně dosahuje téměř žádostí. Poměrně hojně je využívaná také anglická jazyková mutace a jistě bude zajímavé sledovat, jaké návštěvnosti dosáhne připravovaná německá verze. Tabulka 1: Počty dotazů do vyhledávače spojení ( Měsíc Počet dotazů celkem AJ verze Prosinec (nebyla dostupná) Leden (nebyla dostupná) Leden Leden Prosinec Leden Kromě statistik provozovatele samotné aplikace, jehož výstupy jsou výše použity, pomáhají sledovat a analyzovat chování návštěvníků i standardní nástroje jako Webtrekk a Google Analytics, dříve Yahoo Web Analytics. Výstupy z těchto statistik používá Odbor marketingu GŘ ČD k dalším analýzám a vychází z nich také při rozvoji a plánování úprav webových stránek nebo přímo aplikace vyhledávače. 1 Ing. David Švingr, nar v Lounech; v letech zaměstnanec ČD DATIS, od roku 2012 zaměstnán v CHAPS spol. s r.o. na pozici projektový manažer; absolvent Hornicko-geologické fakulty VŠB-TUO (bakalářské studium) a Podnikohospodářské fakulty VŠE v Praze (magisterské studium). 1

84 Webový vyhledávač technická omezení Webové stránky vyhledávače na webu Českých drah byly vytvořeny dle standardu XHTML 1.0 Strict při použití skriptovacího jazyka JavaScript. K vizuální prezentaci jsou využívány kaskádové styly (CSS). Jakkoli je vyhledávač v jízdních řádech na webu Českých drah použitelný i v mnoha typech mobilních telefonů, je optimalizován především pro obrazovky počítačů s minimálním rozlišením 1024 x 768 bodů. Speciální vyhledávač pro mobilní web Českých drah Přístupy uživatelů z mobilních telefonů v prostředí praktických služeb českého internetu rostou velmi rychlým tempem. V současnosti hovoří statistiky o počtu 1,4 milionu mobilních uživatelů v České republice (zdroj: NetMonitor.cz), což by představovalo 20% české internetové populace. Prostřednictvím mobilních médií zapojených do průzkumu (např aj.) pak uživatelé měsíčně zobrazí 270 milionů stránek (Page Views). Především proto, že mobilní verze webových stránek nejsou zcela obvyklou záležitostí, zobrazí uživatelé z mobilních telefonů každý měsíc více než 230 miliónů stránek na plných verzích webů. Protože některé praktické služby na webu Českých drah jako např. vyhledávání dopravního spojení či informace o poloze vlaku jsou přímo předurčeny k tomu, aby byly využívány v terénu, byl v roce 2012 zahájen vývoj verze optimalizované pro displeje mobilních telefonů. Struktura stránek Zatímco v plné verzi webu Českých drah jsou aplikace výrazněji oddělené, tj. samostatné a uživatel je schopen rozpoznat a používat dílčí služby, mobilní stránky jsou úzce propojené a přechody mezi aplikacemi jsou bezešvé. Uživatel tak nemusí přemýšlet nad tím, jakou záložku na webu zvolit, protože po dobu své návštěvy na webových stránkách je provázen krok za krokem a intuitivně přechází ze služby na službu. I když je díky tomu obtížné identifikovat aplikaci, která právě poskytuje své výpočty (ta je patrná především z měnících se URL v adresním řádku prohlížeče), je mobilní web navržen tak, aby zákazník vždy dostal na správném místě požadovanou informaci. Samotný vyhledávač dopravního spojení v jízdních řádech spolupracuje formou odkazů, předáváním parametrů či sdílení získaných dat s dalšími systémy či odkazuje do dalších sekci mobilního webu Českých drah. Vyhledávač spojení byl v menu pro mobilní webové stránky integrován do odkazu Spojení a jízdenka. Do této sekce byl, jak je patrné z jejího názvu, zařazen jak vyhledávač umožňující nalezení dopravního spojení, tak mobilní eshop sloužící k nákupu související jízdenky. Jak už bylo zmíněno výše, provázanost služeb je 2

85 podstatným rysem mobilního webu, a proto pro přehlednost nejprve uvedeme všechny dílčí služby, které jsou z URL odkazovány: mobilní eshop ČD ( formou odkazu Koupit jízdenku v seznamu vyhledaných spojení (scéna Nalezené spoje) či v detailu spojení (scéna Informace o spojení) výluky a mimořádnosti ( formou výpisu Omezení v provozu v detailu spojení a po kliknutí na odkaz Detail u každého zobrazeného omezení Obrázek 1 Zobrazení informací o omezení v provozu ve vyhledávači na mobilním webu ČD mapa ( formou odkazu Na mapě v detailu spojení Obrázek 2 Odkaz na zobrazení spojení na mapě ve vyhledávači na mobilním webu ČD 3

86 informace o vlaku ( formou odkazu na Detail vlaku (šipka pro rozkliknutí konkrétního vlaku v nabídce spojení) informace o aktuální poloze vlaku (pro více informací odkazováno opět na formou identifikace případného zpoždění (barvou i udáním konkrétního zpoždění) Obrázek 3 Zobrazení informací o aktuální poloze vlaku EC 276 ve vyhledávači spojení na mobilním webu ČD Technické řešení aplikace vyhledávače Úvodním krokem při řešení technické koncepce bylo stanovení architektury mobilního webu Českých drah, kdy bylo rozhodnuto, že všechny požadavky na vyhledávač spojení budou směrovány přes tzv. reverzní proxy. Výhodou tohoto řešení je především jediné přihlašování, řešení jednotné adresy (URL) a také možnost sdílení dodatečných informací o zákazníkovi v rámci všech aplikací na mobilním webu. Vyhledávač spojení je plně funkční na každém moderním webovém prohlížeči, který má zapnutou podporu JavaScriptu a cookies. Aplikace je optimalizována pro použití na dotykových telefonech (iphone od verze ios 5.1, Android od verze 2.2, Windows Phone od verze 7.5) a je funkční také na všech prohlížečích Opera Mini od verze 7. Samotná webová aplikace je vytvořená v ASP.NET MVC 4 a.net Framework 4.0. Aplikace je provozovaná na webovém serveru IIS (Internet Information Services) verze 7.5, na operačním systému Windows Server 2008 R2. Popis funkčnosti zadávacího formuláře Pro vyhledání spojení je třeba zadat výchozí bod (pole Odkud) a cílový bod (pole Kam). K vyplnění těchto polí lze využít volbu Najít nejbližší stanici. Tato funkce je dostupná pomocí standardizovaného Geolocation API, což je JavaScriptová specifikace určená ke zjištění polohy mobilního zařízení, v prostředí mobilních služeb obecně velmi využívaná. Uživateli má sloužit k lokalizaci geograficky nejbližších stanic a nabídnout je k výběru. Při zadávání míst je používán javascriptový našeptávač - po zadání prvních tří znaků názvu stanice či zastávky se zobrazí nabídka šesti vhodných možností s tím, že po zadání dalších znaků se nabídka postupně zpřesňuje. Přitom není bezpodmínečně nutné zadávat úplný název konkrétní železniční stanice - zastávky či stanice jsou jako cíle sdruženy pod číselníkem měst a obcí a uživatel tak může pohodlně zadat požadavek na vyhledání 4

87 z Loun do Postoloprt, aniž by musel přemýšlet, zda konkrétní spoje vyjíždí ze zastávky Louny střed či Louny město. Pro další usnadnění při zadávání míst/cílů je implementována i oblíbená možnost zadání počátečních znaků z každého víceslovného názvu stanice či města l p me je tedy nejrychlejší zadání volby Luka pod Medníkem. Další možností je použití znaku * pro fultextové prohledávání databáze cílů. Po zadání *mberk se tedy našeptá např. Žamberk, Vamberk, Štramberk a Rožmberk. Dalšími zadávanými údaji jsou datum a čas, pro které se spojení hledá. U data je defaultně nastaveno aktuální datum (dnes) a jeho změna se nastavuje pomocí nabídky s přednastavenými položkami až na měsíc dopředu. V prohlížečích podporujících HTML5 je pro výběr data použit praktický prvek type=date, díky čemuž není potřeba zadávání data řešit vkládáním např. javascriptového kalendáře. V položce čas je nastaven aktuální čas, který lze měnit buď vepsáním konkrétního údaje nebo za pomoci tlačítek + a -, které ho posouvají o hodinu dopředu, resp. zpět. Zadané datum a čas lze použít jako kritérium pro vyhledání spojení podle odjezdu z výchozí stanice nebo pro výpočet vzhledem k příjezdu do cílové stanice, pokud uživatel preferuje vyhledání spojení splňující jeho požadavek na dobu ukončení přepravy v cílovém bodě. Pro vyhledání spojení lze do pole Přes volitelně zadat až tři nácestné stanice, přes které uživatel hodlá cestu uskutečnit. Vyhledávačem nabídnuté spojení pak bude respektovat i pořadí stanic, které uživatel uvedl. Tlačítko Podrobnější hledání slouží k zadání typu omezení na vyhledávané spojení. Zadaná omezení mohou být: pro cestující s koly pro cestující s dětmi pro vozíčkáře vynechat vlaky Supercity Tlačítkem Hledat potvrdí uživatel údaje ve formuláři. Po ukončení výpočtu se mu zobrazí seznam až 6 nalezených optimálních spojení vyhovujících zadaným kritériím. V množině nalezených spojení mohou být zobrazeny všechny vyhledané spoje Českých drah i smluvních dopravců, tedy i vlaky, na které momentálně nelze zakoupit jízdenku prostřednictvím mobilního eshop. V úvodní scéně menu Spojení a jízdenka jsou pod tlačítkem Hledat v panelu Mohlo by mě zajímat zobrazena poslední uskutečněná hledání. Tato volba pak velmi urychluje přístup k výsledkům předchozích vyhledávání uživatele/telefonu. Pokud uživatel neuskutečnil ani jedno vyhledání, panel Mohlo by mě zajímat se mu vůbec nezobrazí. 5

88 Obrázek 4 Panel s nabídkou naposledy hledaných spojení ve vyhledávači na mobilním webu ČD Popis práce s výsledky hledání Algoritmus výpočtu spojení se uživateli snaží nabídnout optimální spojení, to znamená, že nenabízí všechna dostupná spojení, ale automaticky vyřazuje ta, která jsou delší či náročnější na přestupy. Stránka nazvaná Nalezené spoje obsahuje seznam vyhledaných spojení podle požadavků zadaných v zadávacím formuláři. Seznam je řazený chronologicky, kdy první je spojení s odjezdem nejblíže času požadovaného odjezdu, resp. příjezdem nejdále od požadovaného příjezdu. Na stránce s vyhledanými spojeními je uživateli zobrazena jeho relace, doba trvání cesty při použití konkrétního spojení, o počtu případných přestupů, a pokud existuje více vhodných spojení s různým směrováním, tak směr jízdy. Dále jsou pod již zmíněnými šesti vypsanými spojeními uvedeny odkazy na předchozí, resp. následující/další spojení a také možnost změnit původní zadání. Jak je z výše uvedeného popisu zřejmé, výpis je z důvodu udržení přehlednosti ve výsledcích vyhledání maximálně strohý s tím, že všechny další informace o spojení je možné získat v další scéně, která je nazvána Informace o spojení. Tato stránka pak obsahuje kromě již zmíněných údajů takové parametry spojení, jako jsou kilometrická vzdálenost, seznam služeb poskytovaných dopravcem u každého spoje, informace o aktuálním zpoždění jednotlivých spojů a možnost zobrazit trasu spojení na mapě. Pokud uživatel klikne na konkrétní spoj, zobrazí se mu podrobný jízdní řád vlaku a informace o posledním bodě, kde byla potvrzena poloha vlaku. Aplikace dává 6

89 uživateli možnost prostřednictvím volby Koupit jízdenku plynule přejít do sekce mobilního eshopu, kde jsou v procesu nákupu jízdního dokladu zohledňovány jak parametry vybraného spojení, tak potřeby a preference cestujícího. Statistiky provozu Vyhledávač v jízdních řádech je nejpoužívanější aplikací na mobilním webu Českých drah. Jeho využívanost je podpořena i automatickým přesměrováním uživatelů, přišedších na web z mobilního telefonu na stránky mobilní verze ( Pro rozlišení, zda jde o mobilní telefon, je používán tzv. User-Agent, což je HTTP hlavička, kterou předává webový prohlížeč a která mobilní zařízení poměrně spolehlivě identifikuje. Četnost využívání služby vyhledání spojení na mobilním webu Českých drah je možné posoudit z níže uvedené tabulky. Ke spuštění webových stránek optimalizovaných pro mobilní telefony došlo 3. října Tabulka 2: Počty dotazů do mobilního vyhledávače spojení ( Měsíc Počet dotazů celkem Říjen Listopad Prosinec Leden Únor Z hlediska srovnání počtu dotazů odeslaných do vyhledávače na klasickém webu Českých drah a jeho mobilní verzi je možné považovat start mobilních stránek za úspěšný relativní četnost 16% zjištěná v lednu, tzn. jen několik měsíců po zahájení provozu, je slibným začátkem. Ze statistik webu IDOS.cz, kde návštěvnost mobilní verze a plné verze vyhledávače je dokonce v poměru 1:4 lze predikovat, že návštěvnost aplikace vyhledávače v jízdních řádech ČD pro mobilní telefony ještě poroste. Vyhledávač spojení v nativních mobilních aplikacích Dalším cestou, jak vyjít vstříc uživatelům mobilních telefonů a umožnit jim i jiné varianty přístupu k informacím o jízdních řádech, je vývoj nativní mobilní aplikace. Ty jsou, na rozdíl od mobilních verzí webů, na českém trhu již poměrně rozšířené. Existují speciální verze vyhledávače pro Android (např. Pubtran, Jízdní řády, CG Transit, MHDroid či Leo Express jízdenky a Jízdenky RegioJet), pro ios, platformu BADA, pro Windows Phone i pro BlackBerry. Také České dráhy plánují vývoj aplikací umožňujících mimo jiné vyhledání spojení a to minimálně ve verzi pro operační systémy ios a Android. Na to, jak budou připravované aplikace úspěšné, si však budeme muset počkat nejméně do konce roku

90 Závěr V současné době chce mobilní zařízení používat pro plánování cesty, tj. vyhledání dopravního spojení případně současně i nákup jízdního dokladu, stále větší množství uživatelů. Vývoj těchto funkcionalit pro mobilní zařízení je na Českých drahách směrován zatím do prostředí webových stránek (verzí pro mobilní zařízení, které jsou v článku popisované). V plánu je i vývoj nativních aplikací pracujících na jednotlivých operačních systémech. Praha, duben 2013 Lektoroval: Ing. František Szczyrba České dráhy, a.s. 8

91 Vladimír Tomandl 1, Marek Pětioký 2, Petr Felgr 3, Oldřich Jirků 4 Posuzování subsystému Infrastruktura dle TSI ve fázi projektu Klíčová slova: Technická specifikace pro interoperabilitu, subsystém Infrastruktura, požadavky TSI, revize TSI Úvod Při povolování a uvádění staveb do provozu v souladu se stavebním zákonem vyžaduje Drážní úřad mj. doklady o posouzení shody subsystémů s technickými požadavky na interoperabilitu. Tyto doklady se mohou pro jednotlivé případy lišit v závislosti na typu tratě, na níž se předmětná stavba nachází, na fázi posouzení, resp. na zvoleném modulu posouzení [1]. Pro uvedení subsystému do provozu je dále nezbytné předložit Zprávu o posouzení bezpečnosti v souladu s ustanoveními metodického pokynu [2], více se však touto problematikou, vzhledem k omezenému rozsahu příspěvku, nebudeme zabývat. Veškeré informace týkající se požadavků na posouzení shody subsystémů s technickými požadavky na interoperabilitu by měly být uvedeny v zadávacích podmínkách investora, resp. ve smlouvě o dílo. Zeměpisná oblast působnosti má zásadní vliv na charakter a rozsah posouzení shody. V tomto ohledu lze konstatovat, že přestože již existují některé návrhy, dle aktuálního platného stavu [3] není žádná trať na našem území zařazena do transevropského železničního systému (TEN-T) jako vysokorychlostní. Rozsah posouzení konvenčních tratí závisí na tom, zda jsou tyto dráhy začleněny do TEN-T (tj. jsou uvedeny v rozhodnutí Evropského parlamentu a Rady č. 1692/96/ES) nebo zda jsou drahami celostátními nacházejícími se mimo TEN-T. Posouzení shody s technickými požadavky na interoperabilitu u drah spadajících do TEN-T se řídí 1 Ing. Vladimír Tomandl je absolventem oboru Konstrukce a dopravní stavby prezenční formy magisterského studia Fakulty stavební VUT v Brně, kde od roku 2008 pokračuje v postgraduálním studiu na Ústavu železničních konstrukcí a staveb. V roce 2007 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Brně zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 2 Ing. Marek Pětioký je absolventem oboru Dopravní stavitelství prezenční formy magisterského studia Dopravní fakulty Jana Pernera v Pardubicích, kde od roku 2010 pokračuje v postgraduálním studiu. V roce 2010 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Cerhenicích zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 3 Ing. Petr Felgr je absolventem oboru Konstrukce a dopravní stavby prezenční formy magisterského studia Fakulty stavební VUT v Brně. Během studia absolvoval dvouletou stáž u stavební společnosti Balfour Beatty v Londýně. V roce 2009 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Brně zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 4 Ing. Oldřich Jirků je absolventem oboru Dopravní infrastruktura v území prezenční formy magisterského studia Fakulty dopravní ČVUT v Praze. V období mezi roky 2007 až 2010 pracoval jako projektant technik u projekční společnosti SUDOP Praha a.s. V roce 2011 vstoupil do Výzkumného Ústavu Železničního, a.s., kde na pracovišti v Cerhenicích zastává funkci specialisty pro železniční infrastrukturu. 1

92 ustanoveními směrnice o interoperabilitě č. 2008/57/ES [4] a provádí ho oznámený subjekt (notifikovaná osoba) na základě kontroly požadavků technických specifikací pro interoperabilitu (TSI) jednotlivých subsystémů. Posuzování shody u celostátních drah nacházejících se mimo TEN-T provádí určený subjekt dle požadavků vyhlášky č. 352/2004 Sb. [5], tj. na základě kontroly splnění oznámených dokumentů [6]. Zde podotkněme, že proces změny kategorizace železničních drah v České republice není v současnosti dokončen. Konečná podoba závisí na odsouhlasení Ministerstvem dopravy. Pro ověření aktuálního zařazení dané tratě je vždy vhodné kontaktovat příslušného zaměstnance odboru strategie, oddělení koncepce, Správy železniční dopravní cesty, s.o. Významné stavby železniční infrastruktury v České republice téměř výhradně patří do kategorie drah spadajících pod konvenční síť TEN-T, a proto se budeme v dalším textu blíže věnovat posuzování shody notifikovanou osobou dle požadavků dvou nejvíce specifických TSI týkajících se subsystému Infrastruktura přílohy rozhodnutí Komise 2011/275/EU (dále jen TSI CR INS) [7] a přílohy rozhodnutí Komise 2008/164/ES (dále jen TSI PRM) [8]. Požadavky na subsystém Infrastruktura týkající se bezpečnosti v železničních tunelech jsou na základě získaných zkušeností plněny bez větších potíží, a proto nebudou v dalším textu uváděny. 1. TSI CR INS Dokument TSI CR INS oznámený v Úředním věstníku Evropské unie ze dne prochází nyní revizí, při které dojde ke sloučení konvenčního a vysokorychlostního TSI do jediného dokumentu, obdobně, jak je tomu již dnes např. u TSI PRM. Tento proces celkové revize je však zdlouhavý a nová TSI nelze očekávat dříve, než na přelomu let 2013 a Z praktických důvodů byly některé konkrétní opravy a aktualizace ve znění právních textů, které nevycházely z celkové revize TSI nebo z rozšíření jejich zeměpisné působnosti, změněny ve vícero TSI pomocí rozhodnutí Komise 2012/464/EU [9] účinného od Největší dopad má přijaté rozhodnutí na obsah registru infrastruktury, neboť příloha D, TSI CR INS, byla zrušena. Nově je nutné podklady pro registr infrastruktury vytvářet dle prováděcího rozhodnutí Komise 2011/633/EU [10]. V budoucnu se předpokládá vytvoření virtuálního evropského registru infrastruktury, který budou spravovat a aktualizovat členské státy za dohledu Evropské agentury pro železnici (ERA). Tento registr infrastruktury nebude veřejný, bude sloužit výhradně potřebám železničních dopravců a správců infrastruktury. Aby mohla být stavba dle požadavků TSI CR INS notifikovanou osobou vůbec posouzena, je nezbytné znát její zařazení z hlediska TSI kategorie trati, viz tabulka 2, TSI CR INS. Na základě těchto kategorií klade TSI CR INS rozdílné požadavky. Zařazení všech tratí na území České republiky je v mandátu Ministerstva dopravy. Komise ve spolupráci s Evropskou agenturou pro železnici (ERA) a členskými státy zkoordinuje tuto kategorizaci s ohledem na překračování státních hranic a podá konečný návrh k přezkoumání výboru založenému speciálně pro tento účel. Po odsouhlasení ERA zveřejní konečnou kategorizaci. Do doby zveřejnění sděluje TSI kategorii trati na požádání provozovatel infrastruktury svým prohlášením. 2

93 Výkonnostní parametry uváděné v tabulce 3, TSI CR INS, je možné pracovně rozdělit na tvrdé a měkké. Tzv. tvrdé požadavky jsou požadavky minimálními (obrys vozidla, hmotnost na nápravu), zatímco u tzv. měkkých požadavků je možné udělit výjimku v souladu se směrnicí o interoperabilitě 2008/57/ES (traťová rychlost, délka vlaku). O výjimku není nutné u měkkých parametrů dokonce zažádat vůbec. V tomto případě však musí být notifikované osobě poskytnuto podrobné odůvodnění, proč nebyly požadované výkonnostní parametry dodrženy a toto odůvodnění musí být navíc notifikovanou osobou akceptováno. Uvedené řešení je možné aplikovat pouze na specifická místa na trati, u kterých vyvstávají jistá geografická či urbanistická lokální omezení. Rovněž nemusí být dosaženo kombinace maximální traťová rychlost a zatížení na nápravu. Je povolené nižší zatížení při maximální rychlosti a naopak, je povolena menší rychlost, než je traťová, při maximálním zatížení na nápravu. Podotkněme, že v tabulce 3 je uvažována traťová rychlost pro běžná kolejová vozidla bez systému naklápění. Jedním ze základních parametrů interoperability dle TSI CR INS je také ekvivalentní kuželovitost, viz odst Projektované hodnoty ekvivalentní kuželovitosti se posuzují pomocí výpočtů dle normy ČSN EN Pro amplitudu příčného posunu y = 3 mm jsou výsledky výpočtů pro nejběžnější sestavy železničního svršku uvedeny v příručce pro aplikaci TSI CR INS, příloze 2 [11]. U tratí Správy železniční dopravní cesty, s.o. je maximální rozchod dvojkolí stanoven v souladu s předpisy a směrnicemi Evropské unie na 1426 mm a pro výpočet ekvivalentní kuželovitosti se ve fázi návrhu uvažuje jednotně RK100 = 1435 mm, ve smyslu kapitoly 6, normy ČSN Z uvedeného vyplývá, že příloha 2, příručky pro aplikaci TSI CR INS je v podmínkách České republiky plně využitelná, neboť rozdíl mezi rozchodem koleje a rozchodem dvojkolí je vždy minimálně TG - SR = 9 mm, což požadovanou amplitudu příčného posunu y = 3 mm umožňuje. V praxi to znamená, že např. kolejnice tvaru 49 E1 uložené v úklonu 1:20 a 1:40 nebo kolejnice tvaru 60 E2 v úklonu 1:40 požadavky TSI CR INS na ekvivalentní kuželovitost splňují. Kolejnice tvaru R 65 jsou bez nutnosti dodatečných výpočtů použitelné v kolejích s rychlostmi do 60 km h -1 včetně. Na výhybky a výhybkové konstrukce se posouzení ekvivalentní kuželovitosti nevztahuje. Pro účely posouzení lze jako stávající mostní konstrukci zjednodušeně uvažovat každou konstrukci, u které nedošlo k nahrazení jejích nosných částí. U stávajících konstrukcí je dle odst , TSI CR INS, nutné provádět kontrolu, zda sledovaný objekt je přechodný, tj. vyhoví účinkům vyvolaným zatížením nejčastěji se vyskytujícími vozidly. Provozní zatížení je v takovém případě reprezentováno traťovou třídou zatížení s přidruženou rychlostí. Požadavky na přechodnost stávajících konstrukcí jsou uvedeny v příloze E, TSI CR INS. Podotkněme, že běžně předkládaný výpočet zatížitelnosti Z uic vycházející z metodiky služební rukověti SŽDC SR 5 (S), který má vazbu na zatěžovací schéma UIC 71, je z pohledu posouzení požadavků interoperability nedostačující. Ověření přechodnosti stávajících mostů musí být provedeno pro všechny traťové třídy zatížení vztažené ke konkrétní TSI kategorii trati. Nové mostní konstrukce musí být navrženy dle Eurokódu, ke kterému se musí přihlédnout rovněž při návrhu nových zemních těles. Konstrukce nad a podél trati musí být ověřeny z hlediska aerodynamických účinků kolejové dopravy. Velmi často 3

94 se v tomto ohledu zapomíná na vodorovné ochranné konstrukce proti dotyku elektrického vedení u nadjezdů resp. nadchodů. Jiné než zmiňované požadavky na interoperabilitu dle TSI CR INS, na základě zkušeností autorů příspěvku, zpravidla nepřinášejí projektantům výraznější potíže při jejich dodržování u návrhu stavby. Nebudeme se jimi proto dále zabývat. 2. TSI PRM (pouze část týkající se subsystému Infrastruktura) TSI PRM oznámené v Úředním věstníku Evropské unie ze dne je v současné době ve stádiu celkové revize. Původní přístup k revizi měl být totožný s TSI CR INS. Měly být vyřešeny zejména otevřené body, opraveny chyby, protimluvy a nejasnosti v textu a přizpůsobeny požadavky současnému technickému a sociálnímu vědění. Během přípravných procedur revize však vyplynuly nové skutečnosti, a sice že přístup jednotlivých členských států k řešení otázky bezbariérového užívání staveb je odlišný, byť si klade přibližně stejné cíle. Transformace požadavků národních standardů do jednotného evropského dokumentu by tak byla v důsledku těchto odlišností velmi složitá. Proto byla nově revize TSI PRM koncipována tak, aby upravený dokument v konečné podobě sloužil především k obecnému pochopení principů bezbariérového užívání staveb, aby pokud možno obsahoval pouze obecné a funkční požadavky bezbariérového užívání a aby byly detailně rozepsané jen takové požadavky, jež jsou pro užívání železnice specifické. Obecné a funkční požadavky budou přednostně naplňovány na základě vnitrostátních pravidel. Při jejich absenci bude možné použít předpisy citované v nově vznikající aplikační příručce k TSI PRM, např. normu ISO/FDIS Building construction Accessibility and usability of the built environment, apod. Revidované TSI PRM nově zavedou povinnost každého členského státu vytvořit tzv. inventář majetku železniční infrastruktury (stanic a zastávek) s ohledem na geografickou oblast působnosti TSI. Tento inventář, obsahující aktuální stav vybavení jednotlivých stanic/zastávek ve vztahu k bezbariérové přístupnosti včetně jejich správců a vlastníků, bude sloužit k identifikaci existujících překážek a stane se základní pomůckou při sestavování národního implementačního plánu (NIP). Hlavním účelem NIP by mělo být co nejefektivněji minimalizovat všechny tyto překážky pomocí vzájemné spolupráce správce infrastruktury, železničních dopravců, správců železničních stanic a případně jiných dotčených orgánů. Za sestavení NIP budou odpovídat členské státy a jeho obsahem by měl být seznam a priorita jednotlivých železničních stanic (a kolejových vozidel), které budou v následujícím 10-ti letém období podléhat rekonstrukci či modernizaci. S ohledem na existující infrastrukturu budou v revizi nově zavedeny 3 úrovně splnění požadavků TSI. Jinými slovy to znamená, že ačkoliv při rekonstrukci či modernizaci stávající stanice/zastávky by mělo cílem primárně splnění veškerých požadavků TSI PRM (úroveň 3), tato TSI zavádí možnost postupného zvyšování úrovně přístupnosti jednotlivých stanic a zastávek přes úrovně 1 a 2. Konkrétní minimální požadavky, které bude nutné splnit na úrovni 1 resp. 2, jsou uvedeny v příloze B resp. C, TSI PRM. Dosažení úrovně 3 znamená splnění všech požadavků 4

95 TSI PRM. Úleva v podobě úrovně 1 a 2 nebude možná u staveb, které budou spolufinancovány z prostředků Evropské unie. Důležitým legislativním počinem, který provázal oblasti bezbariérového užívání staveb s požadavky na interoperabilitu evropské železnice, je bezesporu směrnice Komise 2013/9/EU ze dne 11. března 2013, kterou se mění příloha III směrnice Evropského parlamentu a Rady 2008/57/ES o interoperabilitě železničního systému ve Společenství. V rámci této směrnice byl doplněn základní požadavek interoperability Přístupnost. Tento požadavek má bezprostřední dopad na subsystém Infrastruktura, Kolejová vozidla, Provoz a řízení dopravy a Využití telematiky v osobní dopravě. TSI PRM bylo rovněž pozměněno rychlou revizí pomocí rozhodnutí Komise 2012/464/EU. Odstavec byl upraven tak, aby výška nástupiště vysokorychlostní infrastruktury, u které je v rámci běžného komerčního provozu uvažováno zastavování vlaků vyhovujících požadavkům TSI pro vysokorychlostní kolejová vozidla, byla navržena dle technických specifikací pro interoperabilitu subsystému Infrastruktura transevropského vysokorychlostního železničního systému (TSI HS INS). Dále došlo k úpravě přílohy N, kde původní symbol indukční smyčky N.5 byl nahrazen novým, srozumitelnějším symbolem. Původní symbol Nový symbol Obr. 1 Symboly indukční smyčky, uvedené v TSI PRM Problematice týkající se uplatňování TSI PRM v praxi byl již dříve věnován poměrně rozsáhlý příspěvek ve Vědeckotechnickém sborníku Českých drah č. 31 [12]. Autoři se proto dále budou zabývat pouze těmi tématy, která v citovaném příspěvku nebyla zveřejněna vůbec, příp. se v něm objevila pouze okrajově. Požadavkem odst , TSI PRM, je mj. také to, aby informace o bezbariérové přístupové cestě byly osobám se zrakovým postižením poskytovány prostřednictvím přirozených vodicích linií a umělých vodicích linií nebo jejich speciálních forem uváděných v bezbariérové vyhlášce č. 398/2009 Sb., dále prostřednictvím akustických prvků nebo hmatných štítků umístěných na madlech či jiných stavebních prvcích. Rozsah a kombinaci jednotlivých prvků pro bezbariérové užívání je nutné volit citlivě. Vždy je vhodné daný návrh konzultovat se zainteresovanými stranami. Za tímto účelem byla zprovozněna služba poradenství pro bezbariérové řešení staveb pro zrakově postižené. Gestorem projektu 5

96 poradenství je Česká komora autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě ČKAIT. Více informací o této bezplatné službě lze získat na Obecně lze o vytváření bezbariérové cesty pro nevidomé říci, že méně je někdy více. Přirozené vodicí linie by měly být zřizovány přednostně před umělými, které mohou znesnadňovat užívání stavby ostatním cestujícím příp. údržbu stavby. Prvky akustického vedení by měly být instalovány pouze na důležitých místech z hlediska rozhodování o směru cesty (hlavní vstupy do budov, schodiště a rampy na bezbariérové přístupové cestě, pohyblivé schody či pohyblivé chodníky). Velmi často se zapomíná na požadavek 9, odst. 1, vyhl. č. 398/2009 Sb., kde je výslovně napsáno, že informační a signalizační prvky musí být vnímatelné a srozumitelné pro všechny uživatele. Uvedené znamená, že v případě informačních panelů s příjezdy a odjezdy vlaků je vyžadováno dovybavení dynamických informací čtecím zařízením pro nevidomé, tzv. elektronickým reproduktorem. Obdobné zařízení již bylo úspěšně odzkoušeno za provozu, konkrétně v žst. Hořovice a v žst. Zdice. Nevidomý si může elektronický reproduktor spustit a ovládat pomocí povelových tlačítek vysílačky č. 5 a 6, v závislosti na požadované funkci a typu zařízení. Bezbariérová přístupová cesta rovněž nemusí být vedena pro všechny uživatele stejnou trasou. Pro vytvoření bezbariérové rampy je často nezbytné volit cesty, které vedou oklikami nebo nejsou přímo napojeny na bod zájmu. Byť je taková cesta pro osobu na ortopedickém vozíku důležitá, osoby s omezenou schopností orientace bezpečně zvládnou chůzi po trase, která vytváří pro osoby s pohybovým postižením omezení. Nevidomí také většinou nevyužijí výtah (pokud mají na výběr jiný, méně intimní způsob dopravy) nebo toaletu pro osoby na vozíku. Např. akustické navádění k těmto místům je tedy zcela zbytečné. Zajímavým prvkem vybavení stanice, který se v zahraničí velmi osvědčil, je tzv. opora ke stání. V odst , TSI PRM, je uveden požadavek na délku opěrného pultu min mm (nevhodný překlad opory ke stání z angl. originálu TSI). Modulově lze běžně zakoupit výrobky o délce 900 mm. Je povolené poskládat požadovanou minimální délku ze dvou či více opor, které ani nemusí na sebe přímo navazovat. Striktní požadavky přílohy N, TSI PRM, na odstíny barev signální bílé RAL 9003 a noční modré RAL 5022 vybraných piktogramů jsou příliš svazující a jejich použití může působit rušivě ve spojení s grafickým designem některých železničních společností. Z tohoto důvodu vydala Evropská agentura pro železnici dokument [13], ve kterém zmírňuje požadavky na uvedené dvě barvy. Bílá barva musí být nově v souladu s kap. 11, normy ISO ISO norma definuje trichromatické souřadnice krajních bodů plochy, která je v diagramu barevné teploty označována jako plocha bílé barvy. Jakýkoliv odstín ležící v této oblasti vyhovuje požadavků ISO normy na bílou barvu, jsou-li zároveň dodrženy požadavky na činitele jasu. Jedná se o obdobný postup, jaký se dle TSI PRM aplikuje pro barvu zelenou u symbolu N.7. Pro stanovení požadavků na tmavě modré odstíny však ISO norma využít nelze. Oblast diagramu barevné teploty definovaná jako modrá má příliš světlé odstíny. Z toho důvodu byl uveden konkrétní interval barevných odstínů, které lze považovat 6

97 za tmavě modré. V systému RAL se jedná o odstíny 5002, 5003, 5004, 5011, 5013 nebo původní Barevné odstíny ČD tmavomodrá, ČD bílá, resp. ČD zelená uváděné v Manuálu orientačního systému a systému odbavení ve staničních budovách požadavkům interoperability vyhovují. Manuál Českých drah je po registraci a uvedení důvodů jeho použití dostupný na stránkách Je-li přístup na nástupiště zajišťován pomocí centrálních přechodů, přejezdů pro zavazadlové vozíky či železničních přejezdů, musí umožnit bezbariérové užívání pro všechny kategorie osob s omezenou schopností pohybu a orientace, pro něž neexistuje v daném místě alternativní bezbariérová cesta. Zde je nutné mít na paměti, že běžné konstrukce železničních přejezdů a přechodů mohou vlivem existence žlábku pro okolek být nebezpečné pro osoby pohybující se na určitých typech ortopedických vozíků. Jedná se zejména o mechanické vozíky nesplňující požadavky přílohy M, TSI PRM. Proto by bylo vhodné zvážit použití konstrukce s uzavřeným žlábkem, kde jsou pořizovací náklady těchto speciálních přejezdů a přechodů pouze cca o 5% vyšší, než náklady na běžné konstrukce. Tento systém umožňuje bezpečné využití v kolejích s max. traťovou rychlostí 80 km h -1. Pro osoby se zrakovým postižením jsou standardně zabezpečeny železniční přejezdy a přechody pomocí zvukového signalizačního zařízení spouštěného na vyžádání povelovou vysílačkou. Vizuální a akustické zabezpečení centrálních přechodů ve stanicích je však doposud pouze ve fázi příprav a je předběžně uvažováno jeho použití pro maximální rychlosti do 80 km h -1. Centrální přechody, tak jak je dnes známe, vytvářejí pro osoby s postižením zraku bariéru, což je spolu s bezbariérovou vyhláškou v rozporu také se stavebním a technických řádem drah č. 177/1995 Sb. Závěr Interoperabilitu transevropského železničního systému, do něhož patří téměř bez výhrady všechny významné stavby železniční infrastruktury na území České republiky, lze zajistit teoreticky snadno, neboť většinu požadavků TSI CR INS a TSI PRM lze řešit prostřednictvím národní legislativy. Pro zbylé parametry, na které jsou kladeny díky TSI nové nebo přísnější požadavky, by bylo vhodné vytvořit implementační dokumenty, příp. uvést národní legislativu do souladu s TSI. Kolektiv autorů věří, že jejich příspěvek může být dobrým pomocníkem při ujasňování si otázek interoperability české železnice. Literatura [1] Drážní úřad. Metodický pokyn pro uvádění subsystémů transevropského a evropského železničního systému, které jsou součástí železniční dopravní cesty, do provozu. Praha Dostupné na [2] Drážní úřad. Metodický pokyn pro uplatňování nařízení Komise (ES) č. 352/2009, o přijetí společné bezpečnostní metody pro hodnocení a posuzování rizik. Praha Dostupné na [3] Rozhodnutí Evropského parlamentu a Rady č. 1692/96/ES ze dne 23. července 1996, o hlavních směrech Společenství pro rozvoj transevropské dopravní sítě. 7

98 Úřední věstník Evropské unie ze dne Ve znění pozdějších předpisů. Konsolidovaná verze dostupná na [4] Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 2008/57/ES ze dne 17. Června 2008, o interoperabilitě železničního systému ve Společenství (přepracované znění). Úřední věstník Evropské unie ze dne Ve znění pozdějších předpisů. Konsolidovaná verze dostupná na [5] Vyhláška Ministerstva dopravy ČR č. 352/2004 Sb., o provozní a technické propojenosti evropského železničního systému. Účinnost od Ve znění pozdějších předpisů. Úplné znění vyhlášky dostupné na [6] Ministerstvo dopravy ČR. Soubor předpisů a technických normativů pro realizaci základních požadavků na bezpečnost a provozní spolehlivost železničního systému, používaných v České republice. Dostupné na [7] Příloha rozhodnutí Komise 2011/275/EU ze dne 26. dubna Technická specifikace pro interoperabilitu, subsystém Infrastruktura konvenčního železničního systému. Úřední věstník Evropské unie ze dne Dostupné na [8] Příloha rozhodnutí Komise 2008/164/ES ze dne 20. prosince Technická specifikace pro interoperabilitu týkající se osob s omezenou schopností pohybu a orientace v transevropském konvenčním a vysokorychlostním železničním systému. Úřední věstník Evropské unie ze dne Dostupné na [9] Rozhodnutí Komise 2012/464/EU ze dne 23. července 2012, kterým se mění rozhodnutí 2006/861/ES, 2008/163/ES, 2008/164/ES, 2008/217/ES, 2008/231/ES, 2008/232/ES, 2008/284/ES, 2011/229/EU, 2011/274/EU, 2011/275/EU, 2011/291/EU a 2011/314/EU o technických specifikacích pro interoperabilitu. Úřední věstník Evropské unie ze dne Dostupné na [10] Prováděcí rozhodnutí Komise 2011/633/EU ze dne 15. září 2011, o společných specifikacích registru železniční infrastruktury. Úřední věstník Evropské unie ze dne Dostupné na [11] Evropská agentura pro železnici. ERA/GUI/ /INT: Guide for the application of the CR INF TSI. Valenciennes, Francie Dostupné na [12] TOMANDL V., FELGR P., VUKUŠIČ I., SOUČEK V. Zkušenosti s uplatňováním požadavků TSI PRM v subsystému Infrastruktura. Vědeckotechnický sborník Českých drah č. 31. Praha. 06/2011. Dostupné na [13] Evropská agentura pro železnici. ERA/OPI/ /INT: Technical opinion of the European Railway Agency regarding: Colour of signs as they are specified in annex N of the PRM TSI. Francie Dostupné na Praha, březen 2013 Lektoroval: Mgr. Ing. Radek Čech, Ph.D. SŽDC, s.o. 8

99 Martin Vnuk 1 Mobilní web Českých drah Klíčová slova: mobilní web, spoj, vlak, reverzní proxy Úvod Uživatelé mobilních telefonů (chytrých telefonů a jiných mobilních zařízení) jistě ocení zjednodušenou a optimalizovanou verzi webu, která je pro ně připravená na adrese České dráhy tak reagují na stav, kdy je podstatná část přístupů na web realizována prostřednictvím mobilních a jiných zařízení. Mobilní verze si klade za cíl poskytnout návštěvníkovi stránek základní přehled všech služeb, které je možné najít na klasické nemobilní verzi webu Verze webu je přizpůsobena pro zobrazení na mobilních zařízeních, které oproti např. běžnému stolnímu PC resp. notebooku (a jinému zařízení) mají menší rozměr displeje, odlišné ovládání a chování. I sebelepší mobilní telefon má omezení velikosti zobrazované plochy, odlišný způsob ovládání (na mobilním zařízení je například nesnadné simulovat stav, kdy uživatel na běžném stolním PC pouze přesune kurzor nad určitý objekt a objekt na tento stav zareaguje, atd.). Webové stránky pro mobilní zařízení (oproti nativním aplikacím, které jsou vytvářeny vždy na konkrétní platformu např. Android, ios, BlackBerry, Windows a použitý hardware) představuji univerzální formu prezentace, která je funkční napříč platformami. Mobilní web ČD, a.s. běží od října ( ) minulého roku a svojí oblibu si nachází u stále více uživatelů. Někteří přistupují na tento web poprvé a to např. v situacích, kdy je jejich zařízení (Iphone, Android, Windows,..), při vstupu na stránky (tedy nemobilní verze), vyhodnoceno jako zařízení z databáze vhodné pro zobrazení mobilní verze webu. Takovýto návštěvník se rázem ocitne na adrese mobilního webu oproti původně zadané Pokud návštěvník navíc patří do rodiny běžných dotykáčů, je na té správné adrese. Pro ty, kdo se chtějí dostat na tento mobilní web napřímo, bez automatické detekce je k dispozici adresa 1 Martin Vnuk (nar. 1982), absolvent Střední průmyslové školy v Hradci Králové, v současnosti analytik u ČD IS, a.s. 1

100 Obrázek 1: Směrování požadavku při vstupu na adresu zdroj: autor Mobilní verze přináší zjednodušený přistup k informacím oproti klasickým internetovým stránkám. Toho je dosaženo jak pomocí výrazného zjednodušení navigační struktury, tak i pomocí vzájemného provázání jednotlivých aplikací, intuitivní predikce (viz kapitola Datová úložiště). Obrázek 2: Detekce polohy zdroj: autor Pokud má návštěvník ve svém mobilním zařízení integrovány polohové služby a může využít navíc funkci detekce polohy k nabídnutí nejbližší stanice, ze které předpokládá uskutečnit svojí jízdu. 2

101 Návštěvník mobilního webu přistupuje ke službám daleko rychleji a efektivněji. Díky připraveným aplikacím (které jsou neustále aktualizovány o nové funkce) je možné vyhledat vhodné spojení, realizovat nákup jízdního dokladu nebo například vyhledat detailní informace o daném vlaku či stanici. Sledování chování návštěvníků pomáhají monitorovat a vyhodnocovat dva integrované analytické nástroje (Webtrekk a Google Analytics). Tyto nástroje předávají zpětnou vazbu k vyhodnocení a připravují tak podmínky pro automatizované přebírání naměřených dat v dalších aplikacích. Ukázka naměřených hodnot za období v rámci Google Analytics. zdroj: Google Analytics Mobilní web Obrázek 3: Noví vs. vracející se návštěvníci zdroj: Google Analytics Mobilní web Obrázek 4: Ukázka pořadí nejnavštěvovanějších částí (dle kritéria zobrazení unikátních stránek) 3

102 zdroj: Google Analytics Mobilní web Obrázek 5: Ukázka pořadí nejnavštěvovanějších částí (tabulkový přehled) Obrázek 6: Přehled hledaných výrazů dle pořadí zdroj: Google Analytics Mobilní web 4

103 Směrování požadavků Základem mobilního webu je server (reverzní proxy) pro směrování požadavků na jednotlivé části (stránky) mobilního webu. Tato reverzní proxy zajišťuje integritu jednotlivých aplikací (jako je například vyhledávač spojení nebo detail stanice), které běží pod jednou společnou doménu ( a jsou provozovány na různých platformách. Součástí směrování jednotlivých požadavků je: Integrace měřících kódů analytických nástrojů (Webtrekk a Google Analytics) do každé stránky procházející mobilním webem. Je tak zajištěn stav, kdy jakákoli stránka volaná z domény mobilního webu je sledována analytickými nástroji a to bez ohledu na to, že by sama ovlivnila integraci samotných kódů do stránky. Zajištění společného úložiště pro jednotlivé uživatele (kapitola úložiště). V rámci integrity vzhledu domény je dále zajištěna distribuce šablon (např. záhlaví, zápatí a menu), kterou jednotlivé aplikace přebírají (načítají) v rámci definovaných intervalů. Obrázek 7: Směrování požadavku v prostředí mobilního webu 5 zdroj: autor

104 Datové úložiště Úložiště je možné charakterizovat jako paměť klienta (anonymního uživatele). Tato paměť je využívána např. pro uložení informací o vyhledaném spojení, které návštěvník na webu realizoval, či hledané výrazy zadané do Fulltextového vyhledávače. Toto úložiště je umístěno na serveru a do zařízení klienta se ukládá pouze identifikátor datového kontejneru (identifikace klienta je v zařízení návštěvníka uložena prostřednictvím cookies). Tyto informace jsou evidovány po dobu 60 dnů. Po uplynutí této doby je záznam z datového kontejneru (z databáze) odstraněn. Úložiště tedy představuje jakousi intuitivní predikci často vyhledávaných objektů návštěvníka stránek s cílem minimalizovat opakované zadávání údajů (hledané spojení, stanice, vlak, jízdenka atd.) 6 zdroj: autor Obrázek 8: Ukázka funkce úložiště v rámci přechodu z jedné aplikace do druhé Ukázka prezentuje stav, kdy uživatel provedl hledání spojení např. Praha Ostrava (při vyhledání spojení se uložila informace o daném spojení do datového úložiště). Při následném vstupu do části pro vyhledání spojení, je již uživateli automaticky nabídnuta hodnota z předchozího hledání (tato informace je uživateli zobrazena ve spodní části stránky v sekci mohlo by tě zajímat ). V případě, že uživatel dále přejde například do sekce informace o stanici, je mu opět nabídnuta hodnota z předchozího hledání. Jednotlivé aplikace (jako například vyhledávač spojení, informace o vlaku, detail o stanici nebo fulltextové hledání) se tak snaží evidovat předchozí hodnoty zadané

105 uživatelem (sdílet je a shromažďovat v jednom společném úložišti) a v případě opětovného vstupu návštěvníka na web, nabízet tyto zadané hodnoty. Návštěvník webu tak ušetří čas nejen při opětovném zadaní hledaného spojení, ale i například v situaci při vstupu do další části detail o stanici. Detekce mobilního zařízení Detekce zda je zařízení vhodné pro zobrazení mobilního zařízení se provádí na mateřském webu Zde je integrován kód (již na úrovni samotného serveru), který po vstupu na adresu provede vyhodnocení, zda je zařízení vhodné pro zobrazení mobilních stránek ( či návštěvníka ponechá na nemobilní verzi ( Pokud je návštěvníkovo zařízení vyhodnoceno jako vhodné a dojde k přesměrování na mobilní verzi, návštěvník má stále možnost rozhodnout se, zda na mobilní verzi webu zůstane (a bude jej na svém zařízení nadále preferovat) nebo zda se vrátí zpět k nemobilní verzi. Pro takové případy je zde v patičce stránky připraven odkaz zobrazit plnou verzi. Tento odkaz přesměruje návštěvníka stránek zpět na adresu a webu předá informaci, že uživatel volí nemobilní verzi webu (prostřednictvím cookies je zajištěno, že návštěvník při dalších krocích na webu nebude případně přesměrován na mobilní verzi). Detekce mobilního zařízení se provádí na základě porovnání hodnoty HTTP_USER_AGENT s předem definovaným seznamem pravidel. Fulltextové vyhledávání Vyhledávání na webu je možné realizovat prostřednictvím odkazu Hledání na webu ve spodní části stránky. Tento odkaz přesměruje návštěvníka na novou adresu, kde je již připravený formulář pro zadání hledaného výrazu. Po jeho vyplnění a odeslání je uživateli zobrazen výsledek, realizovaný prostřednictvím Google Mini (a fulltextu samotného redakčního systému). I zde má uživatel možnost využít možnosti úložiště viz kapitola úložiště a vybrat výraz ze svého předchozího hledání. 7

106 Obrázek 9: Fulltextové vyhledávání zdroj: autor Detekce polohy Detekce polohy je na mobilním webu využívána pro funkci Najdi nejbližší stanici. Tato funkce je integrována v části Vyhledávač spojení pro získání hodnot nejbližší stanice u výchozí (resp. cílové stanice) a v sekci informace o stanici. Na ostatních stánkách webu není toto vyhodnocení realizováno (a návštěvník webu není vyzván, zobrazením dialogového okna se souhlasem o sdílení polohy např. již v okamžiku vstupu na úvodní stránku mobilního webu nebo při využívání jiných služeb). Detekce polohy se provádí na základě vyhodnocení získaných dat z daného zařízení. V případě souhlasu se sdílením těchto hodnot, se provede porovnání získaných dat (souřadnic) oproti definovanému algoritmu (a rádiusu vhodnosti získaných dat). Bezpečnost a protokol HTTPS Část (přesněji kontext domény / eshop) věnovaná prodeji jízdního dokladu, běží výhradně v zabezpečeném spojení HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure) tj. pokud uživatel zadá do prohlížeče adresu bude automaticky přesměrován na adresu a na zabezpečený protokol HTTPS. Ostatní částí (jako například informace o vlaku, stanici nebo mapa) toto zabezpečení v tuto chvíli nevyžadují a spokojí se běžným protokolem HTTP. Současná verze webu pro mobilní zařízení neobsahuje registraci nebo formu 8

107 autentizace uživatelů a vše v tuto chvíli probíhá anonymně (bez registrace nebo přihlašování uživatele ke společnému učtu jako je tomu například u nemobilní verze). V současné době se však připravují nové aktualizace, které umožní přihlašování uživatelů i na mobilním webu (a integraci jednoho společného učtu v rámci nemobilní verze na adrese i mobilní verze Výjimku tvoří pouze části stránek platební brány, která však probíhá mimo prostředí webu ČD (a uživatel je na tyto stránky přesměrován, ve chvíli, kdy zvolí druh platební metody při nákupu jízdního dokladu). Struktura mobilního webu Základní struktura mobilního webu je složena z následujících částí: Spojení a jízdenka Informace o vlaku Informace o stanici Aktuálně Služby a nabídky Záhlaví V záhlaví stránek je možné nalézt logo (bez názvu společnosti, které po kliknutí přesměruje návštěvníka stránek na úvodní stránku mobilního webu). Kromě loga je v levé části i tlačítko zpět a v pravé části vysouvací menu. Obrázek 10: Záhlaví zdroj: autor Zápatí V zápatí stránek je možné nalézt odkazy (mapa stránek, kontakty a hledání na webu) pro vstup na další stránky mobilního webu. Ve spodní části patičky je umístěn odkaz pro zobrazení plné verze webu (tj. adresy a odkaz na stránku, vysvětlivky použitých symbolů, které jsou na webu používány. 9

108 Obrázek 11: Zápatí zdroj: autor Úvodní stránka Úvodní stránka webu tvoří nabídku pěti základních odkazů (k jednotlivým částem webu), které vytváření menu pro vstup k jednotlivým částem mobilní webu. Návštěvník webu má na dalších stránkách možnost vidět znovu tuto nabídku v pravém horním rohu (výjimku tvoří aplikace mapového portálu, zde je možné nalézt tlačítko pro vstup do menu v levé horní části stánek). Obrázek 12: Úvodní stránka zdroj: autor 10

109 Spojení a jízdenka V části spojení a jízdenka může návštěvník vyhledat požadované spojení a následně v několika krocích realizovat nákup jízdního dokladu. 11

110 Obrázek 13: Ukázka nákupu jízdního dokladu zdroj: autor Jak ukazuje obrázek, jízdní doklad je možné uhradit pomocí platební karty nebo platebního nástroje PaySec (obdobně jako u nemobilní verze eshopu ČD na adrese pouze jsou použity platební brány přizpůsobené pro mobilní telefony. V budoucnu se předpokládá rozšiřování dalších platebních metod (např. platby typu mobito). Po uhrazení jízdního dokladu je uživatel přesměrován zpět na mobilní verzi webu (obdobně jako v nemobilní verzi webu). Informace o vlaku V této části má návštěvník možnost najít detailní informace o vlaku (např. ze svého hledaného spojení), včetně jízdního řádu a grafického znázornění řazení vlaku v dané stanici, nabídky služeb. Při vstupu je zobrazen formulář (nebo je v případě dané hodnoty čísla vlaku rovnou přesměrován na detailní informace) pro zadání hodnot názvu vlaku. Po jeho odeslání jsou zobrazeny detailní informace o vlaku. 12

111 Obrázek 14: Informace o vlaku zdroj: autor Informace o stanici Informace o stanici je věnovaná detailním informacím o odjezdech, příjezdech, službách a přístupnosti v dané stanici. Dále jsou zde zobrazeny informace o tratích v dané stanici, integrovaném dopravním systému nebo například informaci o GPS souřadnici dané stanice. 13

112 Obrázek 15: Informace o stanici zdroj: autor Aktuálně Část nazvaná Aktuálně se věnuje nejen aktuální dopravní situaci na celé síti ČD, ale například i produktovým novinkám a změnám v tarifu. Je možné tu nalézt přehled všech omezení provozu (výluky 2 a mimořádnosti 3 na trati) a mapu, zobrazující tyto události. Návštěvník je již před vstupem do této sekce (například při otevření menu v pravé horní části) informován o počtu mimořádností na celé síti ČD. Tato informace je zobrazena pomocí ikony a hodnoty v pravé části odkazu (tlačítka). 2 Výluky je možné charakterizovat jako plánovaná omezení způsobená stavebními pracemi, jež zahrnují modernizaci, údržbu a opravy tratí, železničních stanic a zastávek. 3 Mimořádnosti jako neplánované události typu poruchy, nehody a živelné katastrofy atd. 14