ZVYŠOVÁNÍ PŘEPRAVNÍ VÝKONNOSTI ŽELEZNICE CESTOU NOVÝCH TECHNICKÝCH ŘEŠENÍ

Transkript

1 ZVYŠOVÁNÍ PŘEPRAVNÍ VÝKONNOSTI ŽELEZNICE CESTOU NOVÝCH TECHNICKÝCH ŘEŠENÍ Abstrakt. Železniční síť se v posledních létech velmi výrazně polarizuje na dopravně silně zatížené tratě, které pracují na mezi technických možností, a na dopravně málo zatížené tratě, které pracují pod mezí své ekonomické rovnováhy. Zájem cestujících a přepravců se koncentruje zejména na kvalitní magistrální tratě, které umožňují rychlou jízdu vlaků, a dynamicky roste. Právě ve směru nejsilnějších přepravních proudů, respektive nejsilnější přepravní poptávky, je potřebné ze strany železnice zvyšovat kvalitu i kvantitu přepravní nabídky. A to jak na síti konvenčních železnic, zejména RFC koridorů, tak i budováním sítě vysokorychlostního železničního systému. Přitom je potřebné dbát o vyváženost jednotlivých strukturálních subsystémů. Jde o vzájemnou provázanost trendů zvyšování traťových rychlostí a prodlužování délky staničních kolejí s trendem zvyšování výkonnosti pevných trakčních zařízení subsystému energie (v rámci postupného přechodu na jednotný systém 25 kv 50 Hz), s rozvojem subsystému řízení a zabezpečení (koordinovaná aplikace radiového spojení EIRENE a jednotného evropského vlakového zabezpečovače ETCS na tratích i na vozidlech s cílem minimalizace délky migračního období) a subsystému vozidla (nová moderní vozidla pro konvenční nákladní dopravu, konvenční osobní dopravu a vysokorychlostní dopravu). V zájmu harmonického územního rozvoje je nutností, aby potenciál přepravní nabídky předcházel přepravní poptávku a indukoval ji. Klíčová slova: přepravní nabídka, přepravní poptávka, železniční síť, subsystém INS, subsystém CCS, subsystém ENE, subsystém RST EXPANDING TRANSPORT PERFORMANCE OF RAILWAY IN THE WAY OF NEW TECHNICAL SOLUTIONS Abstract. In the last years the railway network polarizes quite sharply on with the transport highly stressed lines, which are kept on the edge of the technical resources and on the low for transportation used routs, which operation is under the boundary of their economic balance. The interest of passengers and carriers is concentrated on the top major routes, which enable fast run of trains, and grows dynamically. From the railway operator s side, it is necessary, especially in course of the strongest transportation streams or even the strongest transportation demand, to intensify quality and quantity of their transportation offer. And it is necessary to achieve this both on the conventional railway networks, especially RFC corridors, and via building of the high speed railway network. In doing so, it is needed to care about the balance of the particular structural subsystems. It is concerned about the interlocking trends of growing line speeds and lengthening tracks in the stations and the trend of the increasing stationary traction equipment performance from the subsystem Energy,(this in the gradual transition to the single system 25kW 50hz), with the development of the subsystem CCS, (consisting in the coordinated application of the radio communication EIRENE and unified European automatic train-stopping device ETCS on lines and vehicles with the aim of minimizing duration of the migration period) and subsystem RST, with its new up to date vehicles for conventional goods and passenger traffic and high speed transport. It is a must, in the interest of harmonic territorial development, that the potential of the transportation offer is preceding transportation demand and also inducing it. Keywords: transportation offer, transportation demand,, railway network, subsystem INS, subsystem CCS, subsystem ENE, subsystem RST. Jiří Pohl Siemens, s.r.o. Siemensova 1, Praha 13, Mobil: , jri.pohl@siemens,com 1. Původní a budoucí poslání železnice Podstatná část tradiční železniční sítě byla vybudována v průběhu druhé poloviny 19. století. Železnice byla v té době vnímána jako základní dopravní systém k přepravě osob i zboží na pevnině. Proto byla pojata jako síť schopná pokrýt celé území, a to při hierarchické struktuře hlavních a vedlejších tratí. V průběhu 20. století došlo k velkému rozvoji silniční i letecké dopravy. Ty se staly dominantními dopravními módy: na krátké a střední vzdálenosti převzala od železnice většinu přepravních výkonů silniční automobilová doprava, na velké vzdálenosti letecká doprava. Pokles přepravních výkonů měl pro železnici velmi nepříjemné důsledky v podobě ztráty efektivnosti. To je dáno strukturou nákladů železniční dopravy, ve které dominují fixní náklady nad variabilními. Poté, co byly vynaloženy velké investice k zajištění provozu, je železnice schopna za nízké proporční náklady dopravovat osoby i zboží. Avšak v případě, že nejsou její kapacitní možnosti náležitě využity, přechází do ztráty. Má-li železnice existovat, musí být náležitě využívána a zatížena přepravními proudy. 67

2 Trend konverze přepravní poptávky ze železnice k automobilům a později i letadlům nastal již v průběhu 20. let minulého století. Železnice se tomu snažila čelit dvojicí opatření: snižováním nákladů, zejména fixních, na straně dráhy i na straně drážní dopravy, a to s cílem přiblížit se cenou jízdného a dovozného k úrovni silniční a letecké dopravy, růstem kvality přepravní nabídky (rychlost, dochvilnost, pohodlí, služby ) zvyšovat atraktivitu železnice tak, aby pracovala náležitě zatížena, tedy hospodárněji. Zkušenost ukazuje, že druhá z obou výše uvedených forem je racionálnější. Má-li v určitém geografickém směru vést územím železnice, pak má logiku, aby plnila roli dominantního přepravního módu. Tedy aby na sebe převzala podstatnou část přepravních výkonů. Přitom nejde jen o docílení rentability železnice, o návratnost investic do ní vložených, ale zejména jde o patřičné využití jejích přínosů. Železnice má ve srovnání se silniční i leteckou dopravou zásadní přednosti zejména v oblastech energetiky, produktivity pracovních sil i environmentálních vlivů, a ty je žádoucí naplno rozvinout. Má smysl využít přednosti železnice ku prospěchu lidské společnosti u nejvyššího objemu přeprav. Neplýtvat zbytečně energiemi i pracovními silami a nezatěžovat životní prostředí exhalacemi automobilové a letecké dopravy tam, kde to není nutné, kde existuje kvalitní alternativa v podobě železnice. Naopak snažit se snížit z konkurenčních důvodů investiční i provozní náklady slabě zatížené železnice pod úroveň automobilové dopravy, která je navíc operativnější, nebývá úspěšné. Železnice je podnikatelským statkem nemalé hodnoty, který nelze rentabilně provozovat a rozvíjet jen pro zajištění nevelkých přepravních výkonů. Navíc je potřeba vnímat technický pokrok u všech druhů dopravy. Bez nezbytných inovačních aktivit by se železnice rok od roku stále více vzdalovala přepravním potřebám společnosti. Výsledkem těchto skutečností je stále zřetelnější polarizace železniční sítě. Část tratí, ve směru kterých existuje silná přepravní poptávka, a kterou je železnice schopna kvalitně uspokojit, je investicemi do tratí, vozidel i do objednávky služeb ve veřejném zájmu, rozvíjena směrem k vyšší kvalitě a atraktivitě. Funguje u nich efekt kladné zpětné vazby správně cílené investice generují vyšší kvalitu a s tím i zvýšenou poptávku a další tržby, které vytvářejí zdroje pro další investování. Avšak část tratí, v jejichž směru neexistuje silná přepravní poptávka, respektive železnice ji není schopna ji kvalitně uspokojit, se v důsledku absencí investic do tratí, vozidel i do objednávky sužeb ve veřejném zájmu stále výrazněji propadá. Také u nich působí efekt kladné vazby chybějící inovace snižují v průběhu času jejich kvalitu. To je provázeno poklesem poptávky a tržeb, které svojí nízkou úrovní nevytvářejí zdroje pro investování. K těmto zákonitostem se též váže zásadní souvislost kvality železniční dopravy s její kvantitou. Málo kapacitní jednokolejné tratě nabízejí z dopravních důvodů (časté čekání na křižování) jen nevelké cestovní rychlosti a nemohou se proto jak z důvodu nízké kapacity, tak i z důvodu nízké atraktivity, stát pro společnost významnými. Nemají potřebné parametry pro převzetí zátěže ze silniční dopravy. 2. Nová podoba železniční sítě (subsystém INS) V souhrnu těchto skutečností tvoří prakticky využitelnou podobu železniční sítě neregionálního významu nikoliv celá mapa železnic, ale jen dvoukolejné (respektive vícekolejné) elektrifikované tratě. Z bezpečnostního, energetického i provozního hlediska se neopomenutelným standardem stává jejich vybavení technikou ERTMS (digitálním rádiovým spojením EIRENE, v současnosti realizovaným technologií GSM- R, a jednotným evropským vlakovým zabezpečovačem ETCS, alespoň 2. aplikační úrovně). Další přívlastky, které charakterizují použitelnost a atraktivitu jednotlivých železničních tratí, již jednotné nejsou: dálková doprava osob (respektive balíčkového zboží) vyžaduje pro konkurenceschopnost náležitou rychlost. Optimálně kolem 300 km/h, aby vůči individuální silniční dopravě vyrovnala delší dobu dostupnosti nádraží (ve srovnání s poblíže domu zaparkovaným osobním automobilem). Též proto, aby ve srovnání s leteckou dopravou dokázala využít dobu odpovídající časovým ztrátám souvisejícím s obtížnější dostupností letišť a s procesy na letištích. Rychlým vlakům v důsledku jejich velkého měrného trakčního výkonu i velké kinetické energie nevadí velké sklony, avšak vyžadují náležitě velké poloměry oblouků. Ty musí být větší, než jak bývalo obvyklé v devatenáctém století při stavbě hlavních tratí, konvenční nákladní doprava vyžaduje pro konkurenceschopnost náležitou délku hmotnost vlaků. Nevadí ji poloměry oblouků používané v minulosti při stavbě hlavních tratí, ale komplikují ji velké sklony, neboť ty citelně snižují normativ zátěže. Tím zhoršují produktivitu vozidel i personálu a v důsledku toho i profitabilitu železniční nákladní dopravy. Ve zvlněném trénu je proto trasování tratí pro rychlou osobní dopravu (s preferencí i vyšších sklonů před oblouky o malých poloměrech) zcela jiné, než trasování tratí pro nákladní dopravu (s preferencí i oblouků o malém poloměru před velkými sklony). Univerzální řešení selhává vede buď k velmi drahé stavbě s množstvím tunelů, nebo ke kompromisu, který je nepříznivý pro oba účely. Svými malými poloměry oblouků snižuje rychlost vlaků osobní přepravy a svými velkými sklony snižuje normativ zátěže nákladních vlaků. Avšak i v rovinatém terénu, kde odpadá dilema skonů a oblouků, se vyplatí stavět odděleně tratě pro rychlou dopravu, zejména osobní, a tratě pro konvenční nákladní dopravu. Důvodem je praktikování rovnoběžného grafikonu na obou tratích, separace provozu rychlejších a pomalejších vlaků. Ta zásadním způsobem zvyšuje propustnost tratí, zvyšuje cestovní rychlost a snižuje spotřebu energie (odpadá zastavování a čekání na předjíždění) a zmenšuje počet a rozsáhlost mezilehlých stanic. 68

3 S uvážením těchto fyzikálních skutečností evropské železnice směřují k transformaci historicky vzniklé železniční sítě v zásadě univerzálního charakteru (vzniklých a sloužících pro dopravu osob i zboží) na dvě železniční sítě: nákladní koridory (RFC), využívající modernizované hlavní konvenční tratě, nově budované vysokorychlostní tratě (HS). Jak z důvodu nízké cestovní rychlosti, tak z důvodu vazby na obce, kterými konvenční železnice tradičně prochází a dlouhodobě stimuluje jejich rozvoj, zůstávají regionální osobní zastávkové vlaky na konvenčních tratích, v silně exponovaných příměstských úsecích pokud možno se svými kolejemi (3. a 4. traťová kolej). Tyto zásady určují principy rozvoje železniční sítě. Většina regionálních tratí stojí stranou těchto trendů. To je dáno nejen jejich (zpravidla) nízkým využitím, ale i skutečností, že v současné době většina z nich nefunguje jako součást železniční sítě, nýbrž jako oddělený dopravní systém. Nepřechází na ně vozidla či vlaky z jiných tratí (nákladní doprava je velice nízká, osobní dopravu zajišťují vozidla provozovaná zpravidla jen na dotyčné trati). Pokud však mají potenciál růstu přepravních proudů na úroveň hodnou železnice, pak je na místě jejich integrace do železniční sítě, a to například vozbou přímých vlaků. Jde nejen o vytvoření atraktivních bezpřestupových spojů, ale i o technologické propojení hlavních a vedlejších tratí. Například využití OBU ETCS, instalovaných na vozidlech z důvodu zajíždění do stanic na hlavních tratích opatřených systémem ETCS, i na vedlejších tratích racionálně vybavených vlakovým zabezpečovačem ETCS level 3, aplikace dvouzdrojových vozidel trolejakumulátor, využívající k nabíjení zásobníků energie pevná trakční zařízení na hlavních tratích. Propojení oběhů vozidel hlavních a vedlejších tratí přinese nejen atraktivní přepravní nabídku pro cestující, ale i vyšší denní proběhy a s tím i zvýšení produktivity vozidel obsluhující vedlejší tratě. Trendem v oblasti tratí (subsystém INS) je zvyšování únosnosti pro možnost přepravy těžkých nákladních vozů s hmotností na osu 22,5 t (s velmi dobrým poměrem ložné a vlastní hmotnosti) a zvyšování prostorové průchodnosti na úroveň průjezdného průřezu, odpovídajícímu vztažnému obrysu vozidel GC. To je žádoucí zejména pro další rozvoj kombinované dopravy. Neméně významnou kategorií je délka vlaků nástupiště délky 400 m / 200 m pro vlaky osobní přepravy a předjízdné koleje pro nákladní délky 740 m. Avšak nejde jen samotnou délku, ta se (zejména přes hmotnost vlaku, rychlost a sklon) promítá do potřebného trakčního výkonu k dopravě vlaku, což má zásadní dopady na dimenzování pevných trakčních zařízení. Vliv délky vlaků na potřebnou výkonnost trakčních napájecích stanic a na potřebnou přenosovou schopnost trakčního vedení je zcela zásadní. Smyslem není, aby vlaky délky 740 m ve stanicích stály (to si nepřeje ani dopravce ani správce železniční dopravní cesty), ale aby ji rychle a nekonfliktně projely (to si přeje dopravce i správce železniční dopravní cesty). 3. Rozvoj subsystému CCS Již zmíněnou samozřejmostí v rámci subsystému CCS je vybavování tratí technikou ETRMS. K tomu mají jednotlivé evropské země národní implementační plány. Ty jsou vzájemně nadnárodně koordinovány, s cílem vytvořit evropské ETCS koridory. Přínos ETCS pro železnici je zásadní: vývoj na straně traťových, staničních i přejezdových železničních zabezpečovacích zařízení již dospěl do stadia, kdy bezpečnost stacionární části železničního systému určují technická zařízení, nikoliv člověk. Výsledkem je však pouze návěst a bezpečnost železnice jako celku závisí na skutečnosti, zda ji strojvedoucí postřehne a bude ji respektovat, tedy na lidském činiteli. Náhrada dosavadní komunikace mezi tratí a vlakem, zajišťovaná prostřednictvím vizuálně vnímaných návěstí, novými principy ETCS, tedy předáváním oprávnění k jízdě a rychlostního profilu z tratě na vozidlo (a zpětné hlášení aktuální polohy a rychlosti vlaku z vozidla rádioblokové centrále), je zásadním přínosem pro bezpečnost a plynulost železniční dopravy, znalost informace o rychlostním profilu až 16 km před vlakem dává jak strojvedoucímu, tak ATO možnost energeticky optimalizovaného vedení vlaku (použití výběhu či pozvolného elektrodynamického rekuperačního brzdění daleko před místem, kde končí oprávnění k jízdě), možnost vytvářet rychlostní profil mnohem jemněji, než v současnosti dovolují svým umístěním a svými návěstními znaky hlavní návěstidla, pomáhá zvýšit cestovní rychlost vlaků i propustnost stanic, zajištění bezpečného pohybu vlaku zařízením ERTMS s funkcí vlakového zabezpečovače (ATP) vytváří velmi příznivé podmínky pro zásadní rozvoj automatizace železniční dopravy a to jak na úrovni vlaku automatické vedení vlaku (ATO), tak i jeho propojení s řízením provozu na dopravní cestě automatické řízení provozu vlaků (ATS). Bezpečnostně relevantní funkce řízení vlaku zajistí ERTMS, které je schopno kontrolovat nejen činnost strojvedoucího, ale i činnost ATO a ATS. Proto mohou být nadřazené automatizační systémy na úrovni vlaku (ATO) i na úrovni dopravní cesty (ATS) řešeny moderními vysoce výkonnými HW a SW prostředky bez požadavku na jejich nejvyšší bezpečnost, neboť nejsou bezpečnostně relevantní provoz (konvenční i vysokorychlostní) zjednodušení výbavy a homologace vozidel, jednotnost kvalifikace personálu. 4. Rozvoj subsystému ENE Díky moderní zabezpečovací technice ETCS jsou, jak bylo výše uvedeno, vytvářeny podmínky nejen pro zvýšení bezpečnosti železniční dopravy a úspory energie, ale i pro zkrácení odstupu mezi vlaky, a tím i ke zvýšení propustné výkonnosti tratí. To je na silně dopravně zatížených evropských koridorech velmi potřebné. 69

4 Avšak je nutné, aby následná mezidobí daná zabezpečovací technikou (subsystém CCS) nebyla limitována delšími následnými mezidobími, určenými zatížitelností pevných trakčních zařízení (subsystém ENE). Jde nejen o výkonnost trakčních napájecích stanic, ale především o přenosovou schopnost trakčního vedení. Ta je úměrná druhé mocnině napájecího napětí. Proto je u systému 3 kv přenosová schopnost trakčního velmi nízká, při stejných parametrech by byla 69krát nižší, než u systému 25 kv (25 2 /3 2 = 69). Nízkým použitým napětím způsobený velký měrný úbytek napětí na odporu vedení výrazně snižuje napětí v místě jeho odběru trakčním vozidlem. Zároveň též způsobuje ztráty, které nežádoucím způsobem ohřívají trakční vedení. Aby nedošlo k poškození trakčního vedení v důsledku překročení mezních dovolených teplot, musí být mezi vlaky s velkým odběrem proudu náležitý časový rozestup. To proto, aby akumulací tepelné energie ohřáté vedení stačilo před jízdou dalšího vlaku zchladnout. To je ovšem v rozporu s cílem provážet pomaleji jedoucí nákladní vlaky ve svazcích těsně za sebou a tím dosáhnout optimální využití kapacity tratí. Ztráty, způsobené nízkou přenosovou schopností trakčního vedení, způsobují snížení výkonnosti trakčních vozidel v důsledku poklesu jejich napájecího napětí. Zároveň citelně zvyšují spotřebu elektrické energie. Navzdory opatřením přijatých na straně pevných trakčních zařízení s cílem zvýšit přenosovou schopnost trakčního vedení 3 kv (zhruba trojnásobný ekvivalentní vodivý průřez oproti systému 25 kv AC, poloviční vzdálenost trakčních napájecích stanic, dvoustranné napájení, ) jsou ztráty v trakčním vedení systému 3 kv asi osmkrát vyšší, než ztráty v trakčním vedení systému 25 kv. Uváděná vzájemná relace dvou systémů je řadu let stejná, avšak co se oproti minulosti zásadně změnilo, je potřebný trakční výkon a jeho druhé mocnině odpovídající absolutní hodnota Joulových ztrát v trakčním vedení. Ty oproti minulosti vzrostly, aktuálně činí zhruba v 20 % u systému 3 kv a 2,5 % u systému 25 kv (při použití vozidel se čtyřkvadrantovými vstupními měniči, která nezatěžují síť jalovým (magnetizačním) výkonem ani deformačním výkonem - vyššími harmonickými složkami proudu). Na velikost ztrát v trakčním vedení má velmi významný vliv rychlost jízdy vlaků. Aerodynamický opor roste úměrně dynamickému tlaku vzduchu, tedy s druhou mocninou rychlosti. Trakční výkon, potřebný k překonání aerodynamického odporu, je součinem síly a rychlosti a proto roste se třetí mocninou rychlosti. Totéž platí o proudu, odebíraném při stálém napětí z trakčního vedení pro překonání aerodynamického odporu vlaku. Ztráty v trakčním vedení a jeho oteplení jsou úměrné druhé mocnině proudu. Z toho plyne, že aerodynamický odpor vlaku ovlivňuje ztráty a oteplení trakčního vedení se šestou mocninou rychlosti. Přitom je realitou, že z důvodu souběhu jízdy nákladních vlaků s rychlejšími vlaky osobní přepravy, vzrostla v uplynulých létech rychlost jízdy nákladních vlaků z někdejší typické hodnoty 60 km/h na současnou typickou hodnotu 90 až 100 km/h. Tedy vliv aerodynamického odporu vlaku na oteplení trakčního vedení vzrostl na jedenáctinásobek. Podobně působí i kinetická energie vlaku, rovněž (podobně jako aerodynamický odpor vlaku) úměrná druhé mocnině rychlosti jízdy vlaku. Ta navíc ovlivňuje ztráty a ohřev trakčního vedení nejen při rozjezdu, ale i při rekuperačním brzdění. Náklady spojené se ztrátami v trakčním vedení nese dopravce. Například při napětí na voltmetru lokomotivy V platí dopravce za spotřebu elektrické energie zhruba 1,5násobek skutečné spotřeby, neboť dalších 50 % energie (úměrných poklesu napětí z přibližně V na V) se ztratí cestou od elektroměru na AC vstupu trakční napájecí stanice přes pevná trakční zařízení ke sběrači proudu lokomotivy. Z výše uvedených i z dalších důvodů, například pro odstranění korozního poškozování kovových konstrukcí v zemi bludnými proudy, je racionálním řešením postupná programová konverze tratí v minulosti elektrifikovaných systémem 3 kv na jednotný systém 25 kv. Tím též dojde ke sjednocení napájecího napětí konvenčního a vysokorychlostního železničního systému. Proto se touto cestou vydávají prakticky všechny státy, které v minulosti stejnosměrné napájení železničních tratí zavedly. 5. Rozvoj subsystému RST Ze struktury podnikatelského kapitálu železnice je zřejmé, že vozidla (subsystém RST) představují jen zlomek celkového kapitálu železnice. Dominantní kapitálovou zátěží železnice je cena a odpis subsystémů tvořících dopravní cestu (INS, CCS a ENE). Proto nemá logiku, aby vozidla svými nižšími parametry znemožňovala plnohodnotné využití parametrů pracně a nákladně modernizované, respektive nově vybudované, železniční dopravní cesty. Provoz přestárlých, jen modernizovaných vozidel, která neodpovídají možnostem tratí a která svými vlastnostmi a parametry cestující spíše demotivují, než lákají, jsou dokladem nesprávného koordinování investic do rozvoje železnic. Obdobně lze hodnotit i nákup nových vozidel, jejichž parametry a vlastnosti neodpovídají očekávanému stavu železniční dopravní cesty v době jejich předpokládané životnosti. Vozidla nesmí limitovat využitelnost parametrů tratí, to by bylo plýtvání veřejnými prostředky do železnice vložených. Zároveň nesmí svoji kvalitou odrazovat cestující od použití železnice, naopak je musí k použití železnice motivovat. Jinak by neměly řádově vyšší investice do železniční infrastruktury smysl. Zajistit koordinaci parametrů tratí a vozidel však není snadné, existují některé procesní překážky. Oddělené financování dráhy od financování drážní dopravy, různé účelově vázané dotační zdroje, jakožto i snahy vytvářet v oblasti železniční dopravy intramodální dopravní trh, komplikují vytvoření souladu investic do dráhy a do vozidel. Tuto situaci nelze pasivně přijímat, je potřebné ji řešit s cílem naplno využit potenciál do železniční dopravní cesty investovaného kapitálu. Po vzoru regionálních operačních programů, které dospěly k potřebě integrovaných teritoriálních investic (ITI), je velmi správné soustřeďovat i na železnici investice do tratí a vozidel tak, aby došlo k nárůstu 70

5 výsledné kvality. Přitom jde nejen plnohodnotné o využití potenciálu moderní železnice, ale i o zajištění ekonomických efektů k návratnosti investice do modernizované tratě. Jedním ze základních požadavků na vozidla je jejich fungování v železničním systému let 2015 až V systému, který má zásadním způsobem rozvinout mobilitu společnosti s cílem využít celou plochu státu k rodinným, podnikatelským i společenským aktivitám a přitom být šetrný ke zdrojům energie i k životnímu prostředí. Všeobecně je prioritou rozvoj elektrické vozby. A to jak budováním nových elektrifikovaných tratí (týká se zejména sítě vysokorychlostních železnic), tak i elektrifikací dalších tratí (prakticky výhradně již jen jednotným systémem 25 kv) a vyšším využíváním dosud elektrifikovaných tratí (zvyšování výkonnosti pevných trakčních zařízení včetně postupné konverze systému 3 kv na 25 kv). Z toho pak vyplývá orientace na trakční vozidla se střídavým napájením (v přechodném období vícesystémová i se stejnosměrným napájením). Zejména v regionální dopravě najdou uplatnění vozidla se zásobníky energie (na bázi lithiových akumulátorů), nabíjenými z trakčního vedení elektrizovaných tratí (BEMU). V oblasti nákladní dopravy je dlouhodobým jednoznačným trendem orientace na vysocevýkonné interoperabilní lokomotivy. Oba zmíněné přívlastky mají charakter nutnosti: zvýšení měrného trakčního výkonu nákladních vlaků z tradičních hodnot kolem 1 kw/t na cca 3 kw/t (tedy růst výkonu elektrických lokomotiv z tradičních 2 až 3 MW na cca 6 MW) je nutnou podmínkou provozu nákladních vlaků na dopravně silně zatížených hlavních tratích (řazení tras nákladních vlaků v souběhu s trasami rychlíků), prodloužení vozebních ramen nákladních vlaků přes hranice je nutností pro docílení konkurenceschopnosti se silniční dopravou jak kvalitativně (atraktivní nabídka přeprav), tak i ekonomicky (pokles nákladů vyšší produktivitou lokomotiv, strojvedoucích i vozů). Cíl EU převést nákladní dopravu na vzdálenost nad 300 km ze silnic na železnice je reálně splnitelný, jen je potřebné nabídnout přepravcům náležitou kvalitu a kvantitu. Rostoucí obliba kombinované dopravy (přeprava kontejnerů po železnice setrvale narůstá) dokládá, že přepravci reagují na atraktivní a cenově dostupnou nabídku železnice pozitivně. Podobná situace je v oblasti dálkové osobní železniční dopravy. V odezvě na modernizaci tratí směrem k vyšším rychlostem, jakožto i s nástupem nových vozidel schopných tyto rychlosti využívat, dochází k postupnému přechodu cestujících z automobilů a autobusů na železnici. Ke stimulaci tohoto trendu je potřebné vybudovat odpovídající park nových vozidel, splňující následující atributy: schopnost využívat nejen rychlost 160 km/h, ale alespoň 200 až 230 km/h, neboť v průběhu jejich exploatace v létech 2015 až 2045 bude na některých úsecích modernizovaných konvenčních tratí rychlost 200 km/h a budou již též k dispozici i tratě vysokorychlostní, musí jít o otevřené systémy schopné průběžného zvyšování přepravní kapacity, neboť potenciál přesunu cestujících ze silnic a dálnic na železnice je velmi silný, vedle bezpečnosti, spolehlivosti a rychlosti je velmi důležitou vlastností cestovní pohodlí. V této kategorii není pro železniční vozidla snadné soutěžit s osobními automobily, které jsou v osobní vlastnictví (je o ně vzorně pečováno), a které jsou kontinuálně a s krátkou periodou obměňovány za novější (mají jen poměrně malý odstup za stavem techniky) a včas dožívají (jejich životnost prodlužovat modernizacemi). Železniční vozidla musí cestujícím poskytnout příjemné cestovní prostředí. Za tímto pojmem se skrývá celá řada dílčích vlastností a služeb (perfektní chodové vlastnosti, ticho, čisto, příjemná teplota a vlhkost vzduchu, absence tlakových rázů, individuální ovládání osvětlení, ohleduplný akustický informační systém, vnitřní bezbariérovost, catering ), V podmínkách zemí, které jsou dosud bez vysokorychlostních tratí, tedy bez požadavku na vozidla pro rychlosti kolem 300 km/h, postačí pro EC/IC vlaky vozidla pro rychlost kolem 200 km/h. Těmi jsou optimálně lokomotivami dopravované (tažené či sunuté) netrakční jednotky. Spojují v sobě výhody: ucelených jednotek (vytvářejí přepravní produkt vyrovnané kvality jednotnost stylu, vnitřní průchodnost, záruka úrovně pohodlí i služeb), lokomotivami dopravovaných vlaků (možnost postupného zvyšování kapacity přidáváním vozů uvnitř, možnost víkendového zvyšování kapacity přidáváním vozů vně, možnost navzájem rozdělené údržby trakční netrakční části, vzdálení cestujících od zdrojů hluku a vibrací). Proto jsou lokomotivami dopravované netrakční jednotky optimálními vozidly pro vozu EC/IC vlaků na modernizovaných tratích konvenčních železnic. V oblasti příměstské regionální dopravy se hlavním tématem stává koexistence tohoto segmentu vlakové dopravy na nejzatíženějších úsecích magistrálních tratí spolu s vlaky dálkové dopravy osob i zboží. Příměstské zastávkové vlaky představují svojí cestovní rychlostí nejpomalejší segment vlakové dopravy. Pokud nemají své koleje, působí při tvorbě jízdního řádu rušivě. Racionální proto je urychlit osobní zastávkové vlaky tak, aby jejich cestovní rychlost vzrostla, což je i přínosem i pro ně samotné (zejména v superpozici s uvažováním časových ztrát při čekání na předjíždění). Nástrojem k tomu je orientace na trakční jednotky s velkým podílem poháněných (a tedy i elektrodynamicky rekuperačně brzděných) dvojkolí, vnější bezbariérovost a rychlé otevírání a zavírání dveří tak, aby mohly být pobyty na zastávkách co nejkratší. Na společných kolejích s dálkovými vlaky již nelze z důvodu limitů na straně kapacity železniční dopravní cesty přepravní nabídku osobních zastávkových vlaků dále zvyšovat zkracováním intervalu mezi vlaky. Proto je trendem snaha o co největší přepravní kapacitu vlaku ve vztahu k délce nástupiště, optimálně dosažitelná 71

6 kombinací jednopodlažních trakčních vozů s elektrickou výzbrojí na střeše a dvoupodlažních netrakčních vozů. Stojí za povšimnutí, že výhradní orientací segmentu dopravy osobních zastávkových vlaků na trakční jednotky dochází k narušení mnohaleté tradice kaskádového propadávání vozidel ze služby v dálkové dopravě do služby v místní dopravě. Důsledné řešení vozidel pro přepravu osob buď s preferencí pohodlného cestování (dálkové vlaky), nebo s preferencí rychlého nástupu a výstupu (zastávkové vlaky), znemožňuje dosud tradiční přesun starších vozidel z rychlíků na osobní zastávkové vlaky. Kaskádový přechod vozidel z vlaků vyšší kategorie je však velmi racionálním řešením. Jedno dodané vozidlo zvýší kvalitu cestování dvakrát v místě své aplikace i v místě nové aplikace jím nahrazeného vozidla. Proto je rozumné kaskádový přesun vozidel s výhodou praktikovat mezi EC/IC a R segmenty. To znamená prioritně pořizovat nová vozidla pro EC/IC vlaky, a pro R vlaky využívat zánovní vozidla uvolněná z EC/IC vlaků. Závěr Po mnoha letech útlumu dochází na železnici (u přeprav, kde je použití železnice přínosem) k nárůstu přepravní poptávky. Tomuto trendu je potřebné porozumět a vycházet mu vstříc. 72