Marie Skřivanová Elektrická informační zařízení pro cestující Klíčová slova: informační zařízení, listová jednotka, LED diody, elektromagnetické bistabilní prvky, displeje s tekutými krystaly. Úvod Úroveň poskytování informací o nabízených službách, popřípadě pomocné informace navigující uživatele v neznámém prostředí významným způsobem spoluvytvářejí image poskytovatele těchto služeb. Podávání informací o jízdě vlaků se pro cestující veřejnost zajišťuje prostřednictvím akustických a vizuálních informačních zařízení, která zjednodušují klientům orientaci při pohybu v nádražních prostorách a poskytují aktuální informace o vlakových spojích. Postupným vývojem od manuální obsluhy vývěsních tabulí s pevnými informacemi, obvykle pouze o směru jízdy vlaku, případně odjezdové koleji, se v drážním provozu začala využívat elektrická informační zařízení, umožňující automatické vydávání informací v reálném čase podle provozní situace v železniční stanici. Elektrická informační zařízení se dělí podle způsobu podávání informací na: vizuální, hlasová, audiovizuální, akustická orientační. Vizuální informační zařízení Vizuální informační zařízení je z technického hlediska tvořeno souborem programovatelných zobrazovacích tabulí připojených prostřednictvím komunikační sběrnice a speciální komunikační karty na řídící jednotku informačního systému. Vzhledem k možnosti Marie Skřivanová, od r. 1967 zaměstnána ve VÚŽ ve výzkumné oblasti sdělovací a zabezpečovací techniky, od r. 1993 v ČD DDC, odboru automatizace a elektrotechniky.
vzájemné kompatibility se systémem hlasového informačního systému tvoří v případě obou instalací řídící jednotku celého informačního systému jediný počítač se zabudovanou zvukovou a komunikační kartou. Řídící jednotka zabezpečuje uchování informačních údajů a jejich správu, řízení posloupnosti zobrazování jednotlivých informací, řízení komunikace s informačními tabulemi a monitorování správné činnosti informačních tabulí. Vizuální informace jsou poskytovány na informačních tabulích pomocí zobrazovacích jednotek - základních prvků pro uvádění informací pomocí písmen, číslic a symbolů (např. listová jednotka, modul vytvořený ze světlo emitujících prvků, modul vytvořený z elektromagnetických bistabilních prvků, modul vytvořený z displejů s tekutými krystaly - LCD moduly, apod.). Základní informace v grafickém provedení musejí být kontrastní a viditelné ze vzdálenosti, ze které mají být čteny. Tyto informace se na hlavních komunikačních cestách ve stanicích doplňují akustickými, taktilními a viditelnými prvky sloužícími osobám se sníženou schopností pohybu a orientace. Pro reklamní účely může být použit buď poslední řádek s pohyblivým textem, čtyřřádkový text zařazovaný na krátký okamžik mezi informace pro cestující, nebo přídavná tabule umístěná tak, aby nerušila čtení tabulí s údaji pro cestující. Přídavná tabule může být řízena stejným počítačem jako informační systém. Hlasová informační zařízení Hlasový informační systém je učen pro automatická hlášení příjezdů a odjezdů vlaků staničním rozhlasem v souladu s aktuálním grafikonem železniční stanice v jazyce českém, a příp. podle charakteru stanice i v jazyce německém, anglickém či jiném. Proměnné parametry hlášení musí být nastavitelné podle reálné provozní situace. Z technického hlediska je hlasový informační systém realizovaný na bázi osobního počítače se zabudovanou modifikovanou zvukovou kartou a odposlechovým kontrolním reproduktorem. PC je propojen se staniční rozhlasovou ústřednou. Řízený vstup zvukové karty je možné použít pro připojení mikrofonu k případnému živému vstupu operátora do staničního rozhlasu. Programové vybavení automatického hlasového informačního systému musí vždy umožňovat hlášení v českém jazyce. Obsah hlášení musí být v souladu se služebním předpisem KC 1.
Automatický hlasový informační systém musí vždy umožňovat živý vstup operátora do staničního rozhlasu. Nadstandardním vybavením automatického hlasového informačního zařízení může být hlášení se znělkou. U ČD se používají dva speciálně vytvořené SW pro automatické hlášení. Od r. 1996 je zaveden systém HIS, HIS pro od firmy BDmikroVOX, který může být součástí vizuálního informačního zařízení Digis pod souhrnným názvem HaVIS. V r. 1999 byl zaveden jako součást zařízení INISS SW, který vyvinula firma Chaps, s.r.o. Tento SW využívá firma Elektročas, s.r.o. k ozvučení svých vizuálních systémů. Audiovizuální informační zařízení Audiovizuální informační zařízení je vzájemně provázané vizuální (informační tabule) a automatické hlasové (staniční rozhlas) informační zařízení, které je ovládané z jedné centrální řídící jednotky - standardního PC s programovým vybavením umožňujícím potřebné funkce pro ovládání systému. Audiovizuální informační zařízení musí vždy umožňovat přechod na ruční obsluhu pro operativní informování cestujících o mimořádnostech v dopravě. V současné době se dají do této skupiny zařadit oba hlavní dodavatelé nových informačních zařízení pro cestující firmy Starmon, s.r.o. a Elektročas, s.r.o. Akustická orientační informační zařízení Akustické orientační informační zařízení - hlasový majáček řady DHM 5, který dodává firma Elvos, s.r.o., je dálkově ovládané akustické informační zařízení, které spouští nevidomá nebo slabozraká osoba pro usnadnění své prostorové orientace. Uživatel DHM 5 obsluhuje nepřímo prostřednictvím externího zařízení, s nímž je DHM 5 propojen kabelem nebo přímo dálkovým ovladačem. Tato zařízení byla do provozu ČD zavedena na počátku letošního roku. Důvodem byla stavba modernizovaných tratí s vyššími provozními rychlostmi, kde je zvýšené nebezpečí případné kolize nevidomé či slabozraké osoby s projíždějícím vlakem. V současné době jsou zatím v provozu 4 kusy, ale v nebližší době se počítá s jejich hojným nasazením.
Přehled zařízení, používaných v provozu Českých drah První elektrická zařízení pro vizuální informování cestujících o příjezdech a odjezdech vlaků se u tehdejších ČSD začaly používat začátkem sedmdesátých let. Základními prvky těchto systémů jsou zobrazovací jednotky - informační tabule, příp. monitory, na kterých se uvádějí proměnné informace o aktuálním provozu vlaků osobní dopravy a stálé informace, zpravidla vysvětlující význam údajů proměnných informací. Podle určení a umístění se informační tabule dělí na tabule : - pro veřejnost (odjezdové, příjezdové, nástupištní, podchodové, směrové, zpoždění při odjezdu, zpoždění při příjezdu), - kontrolní (odjezdové, příjezdové, zpoždění při odjezdu, zpoždění při příjezdu). Tabulka uvádí zařízení, která jsou v současné době nasazena u ČD. dodavatel zařízení označení zařízení zobrazovací prvky býv. Pragotron, s.p. Signaltron listové jednotky Solari NET 2000 listové jednoznakové jednotky + přídavná tabule s LED diodami Starmon, s.r.o. Digis, HaVis LED diody, elektromagnetické bistabilní terčíky LED diody, elektromagnetické bistabilní terčíky + hlasový informační systém Chaps, s.r.o. INISS elektromagnetické bistabilní terčíky + hlasový informační systém Elektročas, s.r.o. IZE 1 mozaikové displeje z tekutých krystalů GEMA, s.r.o. Rail info mozaikové displeje z tekutých krystalů BDmikroVOX HIS samostatný hlasový informační systém Prakticky do začátku devadesátých let byl jediným tuzemským výrobcem a dodavatelem vizuálních informačních systémů státní podnik Pragotron, který vybavil v průběhu cca dvaceti let 33 železničních stanic tímto zařízením. Základem systému Pragotron je soubor informačních tabulí ovládaných mechanickými prvky (řadiče, tlačítka). Z jediného řídícího pracoviště - řídícího pultu, se ovládá buď celý soubor tabulí nebo mohou být tabule řízeny skupinově, příp. jednotlivě. Informace je uspořádána v řádcích.
Zobrazovacím prvkem jsou překlápěcí listové jednotky s natištěnou informací. Každá informace je natištěna na dvou po sobě jdoucích listech tak, že na líci jednoho listu je horní polovina vodorovně rozděleného nápisu (číslice, znaku) a na rubu předchozího listu je spodní polovina téže informace. Paměťové registry řídícího pracoviště umožňují přepisovat informace z jedné řádky na jinou téže tabule nebo jinou tabuli. Pro ovládání víceřádkových tabulí se využívá automatický přepis řádků nahoru a dolů, čímž se dosahuje dodržení požadovaného chronologického sledu podávaných informací s minimálními nároky na obsluhu, která označí pouze ty řádky, které je třeba vymazat a poté proběhne posun na uvolněné řádky automaticky. Tabule mohou být doplněny analogovými hodinami. Obr.1: Informační tabule zařízení Pragotron V současné době se při rekonstrukci těchto prvních zařízení nahrazuje ovládací pult řídícím PC. Programové vybavení počítače obsahuje model informačního systému, vyprojektovaný podle skutečné konfigurace systému. Na tomto modelu se provádějí všechny požadované změny informací na tabulích dané funkčními možnostmi programu. Po úpravě modelu jsou aktualizovaná data tabulí, na kterých byly provedeny změny, vyslána sériovým komunikačním portem do elektronické skříně. Řídící elektronika zajišťuje přenos těchto
informací na tabule pomocí reléových výstupních desek. Současně může vysílat řídící elektronika specifikované informace ve formě videosignálů na linky televizních monitorů. Programové vybavení počítače umožňuje tyto funkce: výběr informací podle reálného času z časového harmonogramu a jejich výpis na monitor počítače a příslušné tabule, možnost volby poloautomatického provozu s potvrzením každého zápisu na tabule obsluhou, možnost úpravy a doplňování informací v časovém harmonogramu, možnost ruční úpravy a doplňování informací na tabulích, posun informací na tabuli po uvolnění řádku odmazáním neaktuální informace, doplnění dalšího řádku informace automaticky nebo na potvrzení, automatické testování bezchybnosti výpisu na tabulích s uvedením informace o případné chybě na monitoru počítače, možnost vynechat při dalších výpisech vadný řádek tabule, automatické obnovení funkce v reálném čase po skončení případného výpadku napájení, možnost pouze ručního řízení informačního zařízení obsluhou, tj. zablokování výběru informací z časového harmonogramu na monitor počítače a jejich výpisu na tabule, automatické zobrazení určených informací na televizní monitory, výpis chybových hlášení na tiskárnu. Začátkem devadesátých let bylo v železniční stanici Praha hl.n. na nových nástupištích a v novém podchodu poprvé použito informační zařízení NET 2000 italské firmy Solari, která nabízí tato zařízení od r. 1988. V současné době je v šesti zemích nainstalováno více než 150 těchto zařízení. Stejným zařízením je od r. 1996 vybavena celá železniční stanice Brno hl.n. Systém NET 2000 je založen na multiprocesorové výstavbě a skládá se z řídící jednotky a informační sítě. Pracuje automaticky v reálném čase podle zadaného programu vypracovaného podle grafikonu, přičemž případné změny lze zadávat z pracoviště operátora. Řídící jednotku tvoří řídící počítač, všechny potřebné vstupní a výstupní jednotky, modem pro dálkovou diagnostiku a napájecí zdroj. K ní je připojeno pracoviště operátora a pracoviště údržby. Informační síť sestává z informačních tabulí s listovými jednoznakovými jednotkami, elektromagnetickými bistabilními prvky nebo LED diodami, zobrazovacích monitorů a informačních sloupků s dotykovou obrazovkou. Tabule mohou být doplněny hodinami. Připojení periferních zařízení je realizováno pomocí asynchronních linek a standardních
komunikačních rozhraní. Data z tohoto systému lze použít i do jiných informačních systémů.pro železnici nabízí firma Solari subsystém ASA 2000, který umožňuje automatické hlášení informací pro cestující. Při výběru HW a tvorbě SW byla stanovena kritéria umožňující kompletní integraci subsystému ASA do vizuálního železničního informačního systému. Informace jsou hlášeny staničním rozhlasem automaticky nebo při mimořádné situaci v železniční stanici živým vstupem operátora. Hlášení mohou být podávána v různých jazycích. Subsystém automatického hlášení ASA se aktivuje příkazem základního systému NET 2000. Obr. 2: Detail jednoznakové jednotky systému NET 2000 Další subsystém vyrobený pro potřeby železnice má označení ITA 2000. Jedná se o automatický telefonní informační systém, který využívají účastníci veřejné telefonní sítě. Kritéria pro výběr HW a SW byla stanovena stejně jako pro subsystém ASA 2000. Informace mohou být podávány v různých jazycích ze slov uložených ve slovnících. Slovníky jsou vytvořeny přeměnou věty vyslovené profesionálním hlasatelem do digitální formy. Pro účely reklamy může být využíván systém LGS 3000, který je řízen počítačem. Obraz z monitoru počítače, vytvořený podle přání zákazníka pomocí SW, je přenášen na
tabule se světlo emitujícími prvky - LED diodami. Každá informační tabule je tvořena z modulů 16x16 LED diod, jejich počet se určuje podle požadované velikosti tabule. Velikost zobrazovací tabule závisí na dvou faktorech: - počtu svislých a vodorovných zobrazovacích prvků a na velikosti zobrazovacích prvků (3, 5 nebo 8 mm), volí se podle vzdálenosti, ze které se budou informace číst. Některé nejvíce používané velikosti tabulí jsou v rámci firmy standardizovány. Obraz na tabuli může být tvořen třemi barvami (červená, zelená a žlutá), doporučuje se použít stejné barvy i při tvorbě vyobrazení na PC. V r. 1994 probíhal ověřovací provoz a posléze byl zaveden do provozu u ČD digitální informační systém Digis, určený pro malé a střední železniční stanice, který dodává firma Starmon, s.r.o. Jedná se o elektronické zobrazovací tabule řízené počítačem. Základem informačního systému je osobní počítač se dvěma sériovými porty. K počítači je připojena jedna nebo více elektronických zobrazovacích informačních tabulí umístěných v prostoru železniční stanice.informační tabule mohou být dvou, tří nebo čtyřřádkové, zobrazovacím prvkem jsou světlo emitující prvky - LED diody. Informace lze zobrazovat automaticky v závislosti na grafikonu podle dnů v týdnu bez zásahu obsluhy nebo ruční obsluhou. Obr. 3: Tabule informačního zařízení Digis s LED diodami
Obr. 4: Řídící pracoviště informačního zařízení Digis (vlevo je umístěn monitor kamerového systému, vpravo monitor informačního systému) Programové vybavení počítače umožňuje tyto funkce: vytvoření souborů podle jednotlivých dnů v týdnu, určení doby, kdy se mají jednotlivé řádky zobrazit a smazat (pokud se čas neurčí, bude řádek svítit až do ručního přepsání jiným řádkem), změna pořadí zobrazovaných řádků na tabuli podle potřeby, vložení nového řádku (řádky nad ním se posunou nahoru a vrchní řádek se ztratí), ruční změny v zobrazených informacích (doplnění zpoždění, změna nástupiště apod.), zadávání řídících znaků pro tabuli (šířka písma, hodiny, příp. hodiny s datumem), umístění pohyblivého textu, příp. dalších efektů (přerušované svícení, zasouvání textu apod.) na poslední řádek tabule, vrácení, nebo oprava chybně vykonaného kroku obsluhou kdykoliv v průběhu činnosti upozornění programem na chybu při nesprávné manipulaci. Informační tabule mohou být umístěny buď v krytých prostorách bez intenzivního vnějšího osvětlení nebo ve vnějším prostředí - na denním světle kryté před slunečním zářením. Za snížené viditelnosti je nutné přisvícení. Tabule, kde je zobrazovacím prvkem LED dioda
nesmí být použity jako nástupištní z důvodu možnosti záměny jejich svitu se světelnou návěstí. Později firma Starmon začala dodávat kompletní hlasový (HIS) a vizuální informační systém (Digis) pod názvem HaVIS. Tento systém je tvořen souborem technických a programových prostředků, které zabezpečují automatizované generování zvukových hlášení pro cestující a současně poskytují tyto informace ve vizuální formě na zobrazovacích panelech umístěných v prostorách železniční stanice. Systém umožňuje automatický provoz, funkce operátora je minimalizovaná na kontrolu činnosti systému a modifikaci údajů v případě mimořádných situací při provozu vlakových spojů. Komplexnost informačního systému HaVIS je zabezpečena vzájemnou kompatibilitou hlasového informačního systému a vizuálního informačního systému. V r. 1997 proběhlo provozní ověření nové zobrazovací technologie - elektromagnetických bistabilních prvků. Základním stavebním prvkem je otočný terčík, který je uložen v jehlových ložiscích. V nich se může otáčet o 180. Krajní polohy vytvářejí dva stabilní stavy. Terčík obsahuje permanentní magnet a k jeho překlopení z jedné polohy do druhé dojde na základě proudového impulsu do cívky elektromagnetu magnetického obvodu, v jehož poli se terčík nachází. Po skončení proudového impulsu se terčík překlopí do požadované polohy, která je dána působením magnetických sil permanentního magnetu v terčíku a elektromagnetu. V této poloze je držen neomezeně dlouhou dobu zbytkovým magnetismem magnetického obvodu. To znamená, že elektromagnetické bistabilní prvky (terčíky) potřebují energii pouze ke změně stavu. Barevné provedení terčíků je zpravidla žlutá kontrastní barva z jedné strany a černá z druhé strany. Jednotlivé prvky se sdružují do modulů, umožňujících zobrazování alfanumerických znaků a grafiky. Pro osvětlení terčíků při nízké intenzitě okolního světla se používá přisvětlení zářivkou zabudovanou do systému. Informační panely s těmito prvky mohou být umístěny i tam, kde může dojít k přímému dopadu slunečních paprsků na zobrazované nápisy i tam, kde nelze použít panely s LED diodami.
Obr. 5: Tabule informačního zařízení Digis s elektromagnetickými bistabilními terčíky V informačním systému Digis/HaVIS může být použita kombinace tabulí s LED diodami a elektromagnetickými bistabilními terčíky. V současné době probíhá ověřovací provoz nástupištních informačních tabulí, na kterých jsou osazeny terčíky doplněné miniaturními LED diodami.
Obr. 6: Tabule informačního zařízení Digis s elektromagnetickými bistabilními terčíky s miniaturními LED diodami Otočné elektromagnetické terčíky jsou základní zobrazovací jednotkou informačního systému INISS (INtegrovaný Informační Systém Stanice), který byl do provozu ČD zaveden v r. 1999. Výrobcem i dodavatelem pro ČD je firma Chaps, s.r.o. Jediným vstupem do systému je standardní PC s příslušným SW a HW vybavením, k němuž je připojen potřebný počet tabulí a vstup rozhlasové ústředny. Programové vybavení umožňuje následující funkce: tvorba časových harmonogramů informací, tj. posloupností informací, které se mají postupně vypisovat na informační tabuli v různém čase, v různých dnech týdne, příp. v jiném období, výběr informací z tohoto harmonogramu a jejich výpis na monitor PC a po potvrzení obsluhou na příslušnou informační tabuli, na víceřádkových informačních tabulích automatické doplnění dalšího řádku podle časového harmonogramu, automatické testování správnosti výpisu na informační tabuli s indikací případné chyby na monitoru PC, možnost zablokování příslušného řádku s možností případné diagnostiky závady, automatické obnovení funkce v reálném čase po skončení výpadku napájení,
automatický přenos informace mezi odjezdovou tabulí a nástupištní, eventuálně podchodovou tabulí, automatizované hlášení staničního rozhlasu spolu s jeho synchronizací s výpisy na informačních tabulích. Systém podporuje tyto operace: import dat z elektronického jízdního řádu (IDOS), zavedení vlaku, zrušení vlaku, změna atributů vlaku, různá oznámení cestujícím, přiřazení vlaků k tabulím (určuje které atributy se mají na té-které tabuli vypisovat. Obsluha může podle aktuální dopravní situace v železniční stanici ručně zadat zpoždění, změnit nástupiště nebo zadat odklon či výluku. Veškeré provedené změny jsou zapisovány do historie, kterou je možné exportovat a následně statisticky zpracovat. Hlasový výstup je tvořen zvukovou kartou, příposlechovým reproboxem a nízkofrekvenčním linkovým výstupem, který zprostředkuje spojení s rozhlasovou ústřednou v železniční stanici. Vstup rozhlasové ústředny slouží k živému vstupu obsluhy. Nejnovější zobrazovací technologií zavedenou u ČD v r. 1999 jsou transreflektivní mozaikové displeje z tekutých krystalů (LCD). Systém nabízí firma Elektročas, s.r.o. pod označením IZE 1. Tabule s tímto zobrazovacím prvkem byla u ČD ověřena v železniční stanici Rokycany a první systém byl použit v železniční stanici Cheb. Stejnou technologii zobrazování nabízí i firma Gema, s.r.o. Její tabule byla ověřována v železniční stanici Hostivice. Základním stavebním prvkem je displej s tekutými krystaly prosvětlovaný vestavěným zářivkovým osvětlením tabule. Každý displej obsahuje 8 znaků, z nichž každý je tvořen matricí ze 132 optimálně tvarovaných segmentů, což umožňuje lepší rozlišitelnost a čitelnost jednotlivých znaků. Znaky mohou být zvoleny buď o výšce 63 mm s diakritikou včetně malých písmen nebo o výšce 75 mm, kde jsou znaky s diakritikou sníženy. Barva znaků je žlutá na tmavém podkladě. Za displeji je umístěna reflexní fólie odrážející vnější světlo pro zlepšení čitelnosti při přímém osvětlení tabule slunečním světlem. Displeje lze spojovat do libovolně dlouhých řádek (vždy násobek 8 znaků). V případě, že se na tabuli nezobrazuje
žádná informace se z důvodu snížení spotřeby elektrické energie automaticky vypíná osvětlení tabule. Konstrukce tabulí se vyznačuje nízkou hmotností a malou stavební hloubkou. Tabule není třeba temperovat, pracovní teplota je od -20 C do +80 C, při překročení těchto hodnot není zaručen kontrast znaků. Tento stav je vratný a po navrácení teploty do uvedených mezí pracují zobrazovače normálně. Všechny prvky systému, tj. tabule LCD, hlasový výstup, popř. tabule s jiným druhem zobrazovačů, monitory apod., jsou ovládány z jednoho řídícího počítače a jedním programem, subdodavatelem programového vybavení je firma Chaps, s.r.o. Obr. 7: Tabule informačního zařízení IZE 1 s displeji z tekutých krystalů
Očekávaný vývoj Německá firma MAN Systemelektronik GmbH vyvinula systém Vollmatrix, jehož základním prvkem jsou čtvercové terčíky sdružené v modulech. Každý modul sestává z elektromagnetických elementů a nastavovací elektroniky. Každý čtvercový terčík je složen ze dvou trojúhelníkových. Krátký proudový impuls zajistí změnu barvy. Při nasazení bistabilních terčíků osazených LED diodami, nemusí být informační tabule přisvětlována zářivkou. Dalším stupněm ve vývoji podávání vizuálních informací cestujícím budou pravděpodobně plazmové příjezdové a odjezdové tabule s barevným rozlišením. Obr. 8: Plazmová informační tabule
Závěr Podaný přehled elektrických informačních systémů pro cestující veřejnost mapuje zařízení požívaná u ČD. Kombinace informačních tabulí s různými zobrazovacími technologiemi v jednom systému umožňuje podávání integrovaných audiovizuálních informací o aktuálním dopravním provozu včetně příp. přídavných informací předem naprogramovaných nebo vkládaných v reálném čase. Koncepční záměry ČD předpokládají nasazení vizuálních a audiovizuálních zařízení v co největším počtu železničních stanic s tím, že je nutné vždy vybavit ucelené úseky železničních tratí stejnou technologií, aby se předešlo nejednotnosti podávaných informací a ztížené orientaci cestující veřejnosti v podávaných údajích. Literatura: 1. Závazné pokyny pro výběr, projektování a užívání elektricky ovládaných železničních informačních zařízení, 1. Novelizace (č.j. 58548/2000-O14), 2. Technická dokumentace firem Pragotron, s.p., Starmon, s.r.o., Solari di Udine spa, Elektročas, s.r.o., Chaps, s.r.o., Gema, s.r.o. V Praze, říjen 2000 Lektoroval: Dalibor Slánský ČD DOP O16