České vysoké učení technické v Praze Fakulta Elektrotechnická

České vysoké učení technické v Praze Fakulta Elektrotechnická Diplomová práce Grafikon vlakové dopravy Bc. Jakub Klouda Vedoucí práce: Dobiáš Radek Ing., Ph.D. Studijní program: Elektrotechnika a informatika Obor: Výpočetní technika Květen 2013

2

Zadání Prozkoumejte problematiku plánování a sledování vlakové dopravy a činnosti s tím spojené. Prozkoumejte existující řešení a porovnejte je. Navrhněte programové vybavení pro sledování splněného grafikonu pro Dopravní sál Fakulty dopravní, implementujte serverovou část i klientskou aplikaci pro obsluhu, zobrazení a přípravu GVD. Dále navrhněte rozhraní pro tvorbu elektronické dokumentace dopravy. Vlastní řešení navažte na stávající zabezpečovací zařízení na sále a následně řešení otestujte. Práce bude vedena formou projektu s tím, že student bude vykonávat funkci manažera, analyzátora, programátora i alfa testera. Vedoucí práce vykonává funkci sponzora. 3

4

Poděkování Na tomto místě bych chtěl poděkovat všem, kteří mě při psaní diplomové práce podporovali. Vedoucímu diplomové práce Ing. Radku Dobiášovi děkuji za trpělivost, rady a připomínky. Poděkování patří i vyučujícím, kteří mě studiem provázeli a díky jimž jsem získal vědomosti, které jsem při psaní této práce uplatnil. 5

6

Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou diplomovou práci vypracoval samostatně a použil jsem pouze podklady uvedené v přiloženém seznamu. Nemám závažný důvod proti užití tohoto školního díla ve smyslu 60 Zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon). V Praze dne. 7

8

Abstract This thesis deals with issues of planning and observation train service. It presents existing software and outline processes of formation and observation of train traffic diagram. This thesis shows own implementation of that solutions. Abstrakt Tato práce se zabývá problematikou plánování a sledování vlakové dopravy. Uvádí stávající programové vybavení a nastiňuje procesy vzniku a sledování plnění grafikonu vlakové dopravy. Ukazuje vlastní implementaci těchto řešení. 9

10

Obsah Zadání... 3 Poděkování... 5 Prohlášení... 7 Abstract... 9 Obsah... 11 Seznam obrázků... 14 1. Úvod... 17 1.1. Deklarace záměru... 17 2. Grafikon... 18 2.1. Grafikon dopravy... 18 2.2. Druhy grafikonů dopravy... 18 2.2.1. Rovnoběžný grafikon... 18 2.2.2. Nerovnoběžný grafikon... 19 2.3. Grafikon vlakové dopravy... 19 2.4. Grafické znázornění vlaku... 22 2.4.1. Definice vlaku... 22 2.4.2. Dělení vlaků... 22 2.5. Pohyb vlaku je jeho zobrazení... 23 2.6. Grafické zvyklosti zobrazení vlaku v GVD... 24 2.6.1. Tloušťka trasy vlaku... 24 2.6.2. Barva trasy vlaku... 24 2.6.3. Druh trasy vlaku... 24 3. Plánování železniční dopravy... 24 3.1. Ruční tvorba grafikonu vlakové dopravy... 25 3.2. Sestava nákresného jízdního řádu výpočetní technikou (SENA)... 26 3.2.1. Základní charakteristika... 26 11

3.2.2. Grafický editor standardních dat EXPERT... 27 3.2.3. Tvorba grafikonu vlakové dopravy (SENA - JŘ - VT)... 29 3.2.4. Centrální editor vlaků (CEV)... 31 3.2.5. Shrnutí projektu Sestava nákresného jízdního řádu výpočetní technikou... 33 3.3. Informační systémy KANGO a KASO... 34 3.3.1. Základní charakteristika systému... 34 3.3.2. Propojení systémů... 34 3.3.3. Postup tvorby grafikonu v systému KANGO/KASO... 36 3.3.4. Postup tvorby vlaku... 37 3.3.5. Komunikace s ostatními informačními systémy řízení provozu... 38 3.3.6. Shrnutí IS KANGO/KASO a budoucí vývoj... 39 3.4. Přidělování kapacity dráhy a vlakových tras pro ad hoc požadavky... 40 3.4.1. Základní charakteristika systému ISOŘ KADR... 40 3.4.2. Uživatelské rozhraní... 41 3.4.3. Průběh žádosti o ad hoc trasu... 43 3.5. Shrnutí plánování železniční dopravy... 44 4. Sledování železniční dopravy... 45 4.1. Elektronické stavědlo... 45 4.2. Graficko-technologická nadstavba zabezpečovacího zařízení (GTN)... 45 4.2.1. Charakteristika GTN... 45 4.2.2. Hlavní funkce GTN... 46 4.2.3. Provozní využití GTN... 46 4.2.4. Blokové schéma GTN... 47 4.2.5. Výhledová doprava... 48 4.2.6. Elektronická dopravní dokumentace... 49 4.3. ISOŘ Splněný grafikon vlakové dopravy (SGVD)... 50 4.3.1. Charakteristika SGVD... 50 12

4.3.2. Hlavní funkce SGVD... 50 4.3.3. Sledování průběhu vlakové dopravy... 50 4.3.4. Využití sytému... 51 4.4. Dopravní deník... 51 4.4.1. Charakteristika... 51 4.4.2. Hlavní funkce a využití systému... 51 4.4.3. Uživatelské rozhraní... 52 4.5. Shrnutí sledování železniční dopravy... 52 5. Praktická část - implementace vlastního řešení... 53 5.1. Analýza... 53 5.1.1. Využití systému... 53 5.1.2. Definice pojmů... 53 5.1.3. Funkční požadavky... 54 5.1.4. Nefunkční požadavky... 54 5.1.5. Aktéři... 55 5.1.6. Případy užití... 55 Příprava grafikonu... 55 5.1.7. Analytický diagram tříd... 56 5.2. Návrh... 58 5.2.1. Relační datový model... 58 5.3. Implementace... 61 5.3.1. Použité technologie a aplikace... 61 5.3.2. Použité aplikace... 61 5.3.3. Postup implementace... 62 5.4. Testování... 62 5.4.1. White-Box testování... 63 5.4.2. Black-Box testování... 63 13

5.4.3. Testování systému... 63 6. Závěr... 64 7. Definice pojmů... 65 8. Použitá literatura:... 66 Seznam obrázků Obrázek 1 - Rovnoběžný grafikon [3]... 18 Obrázek 2 - Nerovnoběžný grafikon [3]... 19 Obrázek 3 - Zobrazení vlaků v GVD [4]... 21 Obrázek 4 - Elektrická jednotka 451... 22 Obrázek 5 - Grafické zjednodušení jízdy vlaku... 23 Obrázek 6 - Ručně kreslený grafikon... 26 Obrázek 7 - Vazby mezi informačními systémy [8]... 27 Obrázek 8 - Výřez sítě v aplikaci EXPERT [8]... 28 Obrázek 9 - Editace a zobrazení dopravny... 28 Obrázek 10 - Dráhový tachogram vlaku [8]... 29 Obrázek 11 - Ukázka knižního jízdního řádu... 30 Obrázek 12 - Základní okno konstrukce grafikonu... 30 Obrázek 14 - Propojení mezi moduly KANGO a KASO, napojení na externí IS [13]... 35 Obrázek 15 - Struktura KANGO-Vlak a její napojení na DB a AS jiných modulů [12]... 36 Obrázek 16 - Postup tvorby vlaku [9]... 37 Obrázek 17 - Postup při změně požadavku na vlak[9]... 38 Obrázek 18 - Informační systémy řízení provozu [9]... 39 Obrázek 20 - Životní cyklus požadavku... 41 Obrázek 21 - Ukázka webového rozhraní ISOŘ KADR [15]... 42 Obrázek 22 - List grafikonu ISOŘ KADR [15]... 42 Obrázek 23 - Tabelární zobrazení ISOŘ KADR [15]... 43 Obrázek 24 - Přenos čísel vlaků v zabezpečovacím zařízení [16]... 45 Obrázek 25 - Blokové schéma GTN [17]... 47 Obrázek 26 - Hlavní obrazovka GTN... 48 Obrázek 27 - Protokol obsluhy GTN... 49 Obrázek 28 - Záznam o vlaku GTN... 49 14

Obrázek 29 - Řezová poloha vlaku [20]... 50 Obrázek 30 - Sledování průběhu vlakové dopravy ISOŘ SGVD [20]... 51 Obrázek 31 - Uživatelské prostředí Dopravního deníku... 52 Obrázek 32 - Diagram případu užití - Aktéři... 55 Obrázek 33 - Diagram případu užití - Příprava grafikonu... 55 Obrázek 34 - Případ užití - Obsluha grafikonu... 56 Obrázek 35 - Analytický diagram tříd - Vztahy mezi balíčky... 57 Obrázek 36 - Analytický diagram tříd - Grafikon... 57 Obrázek 37 - Analytický diagram tříd - SGVD... 58 Obrázek 38 - Relační datový model - Grafikon... 59 Obrázek 39 - Relační datový model - Grafikon... 60 Obrázek 40 - Relační datový model - Síť... 60 15

16

1. Úvod 1.1. Deklarace záměru Cílem práce je prozkoumání problematiky procesu plánování a sledování vlakové dopravy. Práce se zabývá nástroji a programovým vybavením, které jsou k tomu využívány. Podrobněji se zaměřuje na podstatu, význam a proces vzniku grafikonu vlakové dopravy, na jeho základní konvence a na možnost jeho využití v procesech řízení vlakového provozu. Dále zjišťuje průběh procesu sledování a evidence pohybu vlaků, zobrazení a vyhodnocení grafikonu vlakové dopravy. První část práce je zaměřena na podstatu grafikonu a principu zobrazení jízdy vlaků v něm. Ukazuje různé varianty zobrazení grafikonu a nastiňuje práci s ním. Definuje základní konvence pro zakreslení vlaku do grafikonu a jeho grafickou reprezentací. Druhá část vysvětluje proces plánování železniční dopravy. Ukazuje programové vybavení využívané v České republice a její vývoj v posledních letech. Zaměřuje se na vazby mezi informačními systémy a jejich funkce. Třetí části se zaměřuje na programové vybavení pro sledování pohybu vlaků, evidenci splněného grafikonu a vedení dopravní dokumentace. Čtvrtá část obsahuje analýzu a implementaci vlastního řešení programového vybavení pro plánování a sledování grafikonu vlakové dopravy, které bude navázáno na již existující programové vybavení na Dopravním sále Fakulty dopravní. 17

2. Grafikon 2.1. Grafikon dopravy Grafikon dopravy znázorňuje v grafickém vyjádření změnu polohy dopravních prostředků různých druhů doprav (železniční, tramvajové, autobusové) v závislosti na čase. Tato práce je však zaměřena na oblast železniční dopravy, a proto se zabývá především grafikonem vlakové dopravy (GVD). GVD zobrazuje vlaky (spoje) jako lomené čáry na grafu kartézské soustavy souřadnic. Vodorovná osa obvykle znamená čas, svislá vzdálenost (poloha dopraven a zastávek). Dopravny jsou místa, která řídí jízdu a sled vlaku (stanice, výhybny, hradla, odbočky, kolejové splítky). Jejich poloha je v GVD vyznačena. Vyznačena jsou rovněž místa styku trakčních systémů a napájecích bodů. Poloha návěstidel se u tříznakého nebo čtyřznakového automatického traťového zabezpečovacího zařízení nevyznačuje Jízda vlaku je v GVD zobrazena šikmou čarou a směr jejího sklonu je odvislý od směru jízdy (sudý, lichý) kterým vlak jede. Sklon čáry vyjadřuje rychlost jízdy vlaku. GVD se používá zejména pro plánování a řízení drážního provozu. Grafická forma je používána především vlakovými, lokomotivními a vozovými dispečery, výpravčími a analytickými pracovníky. Je podkladem pro tvorbu cestovních (tabelárních) jízdních řádů a dalších pomůcek. 2.2. Druhy grafikonů dopravy 2.2.1. Rovnoběžný grafikon Rovnoběžný grafikon je typ grafikonu, tvořený jedním druhem vlaků. Používá se především pro hodnocení traťového úseku a ke zjištění jeho propustnosti a ke stanovení, který prostorový oddíl je z tohoto hlediska omezující. Obrázek 1 - Rovnoběžný grafikon [3] 18

2.2.2. Nerovnoběžný grafikon Nerovnoměrný grafikon je typ grafikonu tvořený všemi druhy vlaků, které v daném úseku vyskytují, tedy s různými jízdními dobami. Jde o reálný typ GVD. Obrázek 2 - Nerovnoběžný grafikon [3] 2.3. Grafikon vlakové dopravy Pojem grafikon vlakové dopravy (GVD) v železniční dopravě v sobě zahrnuje nejen grafické znázornění, ale také soubor služebních pomůcek, které souvisejí s organizací práce na železnici. Je vnímán jako hlavní prvek základního řízení železniční dopravy. Napomáhá při rozhodovacích procesech a ke zvládnutí běžných úkolů. Grafikon se zpracovává na období jednoho roku. GVD je nutné vnímat jako model organizace železniční dopravy, který je základním podkladem pro organizaci základního a operativního řízení. Grafikon je soubor opatření, jehož smyslem je zabezpečit rychlou a ekonomickou přepravu cestujících a zboží. Umožňuje efektivní využití lokomotiv, vozů a vlakového personálu a rozložit dopravu rovnoměrně v čase a díky tomu využít maximálně propustnost železničních tratí. 19

Pomůcky grafikonu vlakové dopravy [1]: Nákresný jízdní řád - list grafikonu Sešitový jízdní řád (obsahují tabelární jízdní řády, pro každý vlak platí samostatný tabelární jízdní řád) Vlaky osobní dopravy (řazení vlaků osobní dopravy, oběhy souprav apod.) Čekací doby a opatření při zpoždění vlaků osobní dopravy Plán vlakotvorby (řeší tvorbu nákladních vlaků pro celou železniční síť) Plán řadění nákladních vlaků Rozkaz o zavedení grafikonu vlakové dopravy Grafikon oběhu lokomotiv Turnusy lokomotivních a vlakových čet Seznam vlaků pro staniční zaměstnance Seznam vlaků pro traťové zaměstnance Pro všechny tyto pomůcky je výchozím podkladem nákresný jízdní řád a proto je také nákresnému jízdnímu řádu v této práci věnována základní pozornost. 20

Obrázek 3 - Zobrazení vlaků v GVD [4] Základní rastr nákresného jízdního řádu je ve svislém směru tvořen desetiminutovou časovou sítí s odlišeným vyznačením hodinových a půlhodinových intervalů. Polohy dopraven a zastávek jsou vyznačeny sítí vodorovných čar s roztečí úměrnou jejich kilometrickou vzdáleností. Poloha vlaku je pak definována průsečíkem znázorněné trasy s linkami poloh dopraven. Čas příjezdu, odjezdu nebo průjezdu je pak dán hodinovým údajem, polohou desetiminutového sloupku a jednomístným číselným údajem v ostrém úhlu průsečíku trasy vlaku s čarou dopravny. Vysvětlíme si to na vlaku č. 8502 z obrázku 3, na kterém znázorněn výřez z grafikonu se třemi vlakovými spoji. Tento vlak jede ze stanice A do stanice F. Ze stanice A odjíždí v 6:15, do stanice B přijíždí v 6:20, zde jednu minutu stojí (pro nástup a výstup cestujících) a v 6:21 odjíždí ze stanice B. Do stanice C přijíždí v 6:31 a odjíždí v 6:32. Takto bychom mohli v popisu pokračovat až do stanice F, kam přijede v 6:50. Pokud vlak ve stanici nezastavuje a pouze projíždí, píše se jenom údaj o minutě průjezdu. [4] Nákresný GVD jednokolejné trati je od GVD dvoukolejné trati na první pohled rozeznatelný. Trasy vlaků u nákresného GVD jednokolejných tratí se mohou protínat pouze na čarách vyjadřující dopravnu s kolejovým rozvětvením k tomu upraveným (stanice, výhybny), jinak by došlo ke střetu vlaků. U nákresného GVD dvoukolejné trati se trasy sudým a lichých vlaků, tedy protijedoucích vlaků, mohou střetávat i mimo stanice a výhybny. 21

2.4. Grafické znázornění vlaku 2.4.1. Definice vlaku Vlak je dle obecných drážních předpisů skupina (souprava) spojených drážních vozidel (z pravidla kolejových), z nichž alespoň jedno je hnací (dieselová) resp. trakční (elektrická), opatřená předepsanými návěstmi (například začátek a konec vlaku) a vlakovým doprovodem (tzv. vlakové náležitosti) jedoucí podle jízdního řádu nebo podle pokynů osoby odborně způsobilé k řízení drážní dopravy (například výpravčího čí dispečera), nebo samostatné drážní vozidlo s vlastním pohonem (hnací nebo speciální). Tento pojem je v dopravním řádu drah ( 1 písm. k) vyhl. 173/1995 Sb.) definován zejména pro kolejovou drážní dopravu (železnice včetně metra, tramvajová doprava), na trolejbusovou dopravu a lanové dráhy (pozemní, visuté kabinové) se však tato definice vztahuje teoreticky také. Termín se používá i například pro důlní a průmyslové dráhy, na které se Zákon o dráhách nevztahuje. V železniční dopravě se vlakem rozumí též spoj uvedený v jízdním řádu, tedy jízda vlaku v určené trase a časech pod stanoveným označením (druh, číslo, případně název). [6] Obrázek 4 - Elektrická jednotka 451 2.4.2. Dělení vlaků Na tratích ČD a SŽDC jsou používány tyto typy vlaků [8]: Vlaky osobní přepravy EuroCity (EC), InterCity (IC), SuperCity (SC), EuroNight (EN), Expresy (Ex) - mezinárodní vlaky nejvyšší kvality 22

rychlíky (R) - vlaky pro rychlou přepravu na velké vzdálenosti, zastavují zpravidla pouze ve větších městech spěšné vlaky (Sp) - vlaky pro rychlou přepravu na střední vzdálenosti, zastavují zpravidla pouze v městech osobní vlaky (Os) - vlaky, které zajišťují přepravu do většiny stanic a zastávek na určité trati soupravové vlaky (Sv) - vlaky zajišťující přemístění soupravy osobních vozů do výchozí nebo koncové stanice, nepřepravují cestující Nákladní, lokomotivní a služební vlaky expresní (NEx), rychlé (Rn), do roku 2000 u ČD též spěšné (Sn), průběžné (Pn), vyrovnávkové (Vn), manipulační (Mn) lokomotivní vlaky (Lv) - hnací vozidlo nebo skupina hnacích vozidel jedoucí jako vlak, nejde-li o soupravový vlak služební vlaky (Služ) - vlaky zaváděné pro potřeby provozovatele dráhy, mezi něž patří i pomocné vlaky pro odstranění mimořádné události, které se označují zkratkou Pom 2.5. Pohyb vlaku je jeho zobrazení Pohyb vlaku není rovnoměrný, ale pro potřeby grafikonu jej zobrazujeme jako rovnoměrný. Dalším zjednodušením je nahrazení vlaku, který může dosahovat délky i několika set metrů jedním hmotným bodem. Obrázek 5 - Grafické zjednodušení jízdy vlaku 23

Pokud takto pohyb vlaku zjednodušíme, získáme tím lineární funkci dráhy jako funkci času. l = f(t) Rychlost vlaku je určena strmostí úsečky v = (l 2 l 1 ) (t 2 t 1 ) Do grafikonu se zakreslují trasy vlaků: Pravidelných Následných Rušících Podle potřeby 2.6. Grafické zvyklosti zobrazení vlaku v GVD 2.6.1. Tloušťka trasy vlaku Silná - Trasy vlaků kategorií EC až Sp a Nex Středně silná - Trasy vlaků kategorií Os, Rn a Sn Tenká - Trasy vlaků ostatních kategorií 2.6.2. Barva trasy vlaku Černá - Trasy vlaků osobní dopravy Modrá - Trasy vlaků nákladní dopravy Červená - Trasy rušících vlaků 2.6.3. Druh trasy vlaku Tečkovaná - Trasy lokomotivních vlaků Čerchovaná - Trasy vlaků vedených motorovými vozy 2tečkovaná - Trasy vlaků vedených elektrickými jednotkami Plná - Trasy ostatních vlaků 3. Plánování železniční dopravy 24

3.1. Ruční tvorba grafikonu vlakové dopravy Sestavě nákresného GVD (dále jen GVD) předcházel rozbor toho dosavadního s tím, že se vyhodnotily změny, které se předpokládají pro nadcházející období v rozsahu a časovém členění přepravních nároků v osobní a v nákladní přepravě podle jednotlivých traťových úseků. Další nezbytnou součástí příprav tvorby GVD bylo prověření změn na technickém stavu tratí a stanic traťového úseku a jejich důsledky promítnout do základních dat pro tvorbu grafikonu (změna nejvyšší dovolené rychlosti, nové zabezpečovací zařízení - změna provozních intervalů). Totéž platilo při nasazení nových trakčních vozidel. Bylo ustáleným zvykem, že každý traťový úsek, pro který se zpracovával GVD, byl svěřen jednomu konstruktérovi na několik období platnosti, takže se mohl s problematikou, která s úsekem souvisela dokonale seznámit. Na podkladech, které se zpracovávaly manuálně, se však podíleli pracovníci všech služebních odvětví (lokomotivní, vozová, traťová, zabezpečovací). Z údajů o traťovém a směrovém profilu, dovolené rychlosti, použitých vozů, nasazených trakčních prostředků, norem hmotnosti a délek vlaků, zpracoval pracovník lokomotivního hospodářství (dynamik) jízdní doby pro jednotlivé druhy vlaků. Staniční a traťový technolog zpracoval provozní intervaly. Z jednání komisí (evropské, státní) vyplynuly polohy mezinárodních a vnitrostátních rychlíků, které konstruktér vkládal do GVD jako první. Poté následovala jednání s lidosprávou, na kterých se upřesňovala poloha ostatních vlaků osobní přepravy. Polohy nákladních vlaků konzultoval konstruktér GVD s pracovníky vlakotvorných a uzlových stanic a také s přepravci zejména tam, kde se tvořily přímé odesilatelské vlaky. Po závěrečném projednání v grafikonové komisi GVD, bylo přistoupeno k vyhotovení čistopisu listu GVD a k jeho vytisknutí. Zaváděcím rozkazem byl pak GVD uveden v platnost. Je zřejmé, že značný objem manuální práce a těžkopádná komunikace mezi jednotlivými složkami, které se na tvorbě GVD podílely, jeho tvorbu prodlužovaly a prodražovaly. Výhodnost a účinnost použití výpočetní techniky je v této oblasti zřejmá. 25

Obrázek 6 - Ručně kreslený grafikon 3.2. Sestava nákresného jízdního řádu výpočetní technikou (SENA) 3.2.1. Základní charakteristika Od roku 1996 je na Českých drahách byl v realizaci projekt Sestava nákresného jízdního řádu výpočetní technikou (SENA). Poprvé byl tento systém použit pro konstrukci Grafikonu vlakové dopravy na rok 1997/98. Projekt následně přerostl plánované zadání, kdy měl být využíván především pro konstrukci listu grafikonu vlakové dopravy a jeho základních pomůcek. Dnes je základem pro tvorbu všech částí Plánu základního řízení provozu železnice. (Grafikonu vlakové dopravy a většiny jeho pomůcek, včetně Plánu vlakotvorby osobních i nákladních vlaků a Plánu oběhů vlakových náležitostí)[8] Systém má tři hlavní části: Grafický editor standardních dat EXPERT Tvorba Grafikonu vlakové dopravy (SENA - JŘ - VT) 26

Centrální editor vlaků (CEV) Obrázek 7 - Vazby mezi informačními systémy [8] 3.2.2. Grafický editor standardních dat EXPERT Grafický editor standartních dat EXPERT je využíván a naplněn daty o síti ČD, umožňuje rozvinutí sítě a ve stanicích na základě naeditovaných dat umožňuje zpětnou kontrolu a přehled o stavu dat v každém dopravním bodu s kolejovým rozvětvením. Součástí tohoto modulu je algoritmus generující zobrazení kolejiště, který zabezpečí správnou orientaci stanice, zohlední kilometrickou polohu výhybek pro jejich správné vykreslení, zakreslí další objekty (dopravní budovu, stanoviště, stavědlo, nástupiště, návěstidla, ). Je základním stavebním kamenem, ze kterého se přebírají data o síti v České republice, která jsou následně využívána dalšími systémy pro tvorbu i sledování železniční dopravy. Na další stránce jsou ukázky z aplikace, na kterých je zobrazena část železniční sítě (obr. 8), zobrazení dopravy s možností editace prvků, definování možných průjezdů dopravnou (obr. 9). 27

Obrázek 8 - Výřez sítě v aplikaci EXPERT [8] Obrázek 9 - Editace a zobrazení dopravny 28

3.2.3. Tvorba grafikonu vlakové dopravy (SENA - JŘ - VT) Jádrem systému je vlastní modul plánování. Byl postupně vylepšován a to nejen po grafické stránce, ale především po stránce funkční. Modul je napojený na CEV, včetně dokumentace přenosu vlaků. Tvorba grafikonu je možná s využitím obsazení staničních kolejí plánovaného grafikonu, který informace načítá z dat vytvořených v editoru EXPERT. Poskytuje možnost plánovat dobu jízdy i s ohledem na spotřebované energie díky dráhovému tachogramu vlaku (obr. 10). Obrázek 10 - Dráhový tachogram vlaku [8] Je zdrojem dat pro tisk pomůcek grafikonu vlakové dopravy. Dalším modulem, který byl v IS SENA implementován je modul technologických časů, který slouží například pro testování traťových a staničních intervalů. Modul výlukových jízdních řádů sloužil pro plánování větších výluk v důsledku modernizace tratí, aby pomohl optimalizovat provoz. Cílem bylo přivedení modulu do podoby simulačního modelu, který by pomohl k optimalizaci rozsahu investičních akcí vedoucích jak k úsporám nákladů, tak i ke stanovení volné kapacity dráhy, dle novely Zákona o drahách. 29

Obrázek 11 - Ukázka knižního jízdního řádu Obrázek 12 - Základní okno konstrukce grafikonu 30

3.2.4. Centrální editor vlaků (CEV) Centrální editor vlaků je softwarový produkt, jehož základní úlohou je pořizování a údržba známých údajů o vlacích pohybujících se v železniční síti ve fázi tvorby grafikonu vlakové dopravy. Nahrazoval dříve využívaný číselník vlaků POPOV. Přebírá a rozšiřuje strukturu údajů o vlacích používanou systémem SENA. CEV je nadřazen systému SENA v zavádění a rušení vlaků. Většina byla pořizována pouze v CEV. Část údajů bylo možné pořídit v systému SENA, ale šlo pouze o data související s konstrukcí trasy vlaku v listu GVD (např. časové polohy vlaků, koleje pobytu v dopravnách a na trase). Všechny ostatní údaje bylo možné pouze prohlížet. Technicky byl CEV řešen jak víceuživatelský systém se systémem uživatelských práv, které umožňovalo rozdělení kompetencí mezi více pracovišť, aniž by docházelo ke konfliktům v datech. Data byla vyměňována s ostatními systémy prostřednictvím výměnné databáze vlaků. Ačkoli byl systém od začátku koncipován jako síťová aplikace, nabízel možnost provozu na odloučeném pracovišti. Při editaci vlaku byl vlak nadále přístupný ostatním, ale neměli možnost spoj měnit, tím byla hlídána datová konsistence. Systém evidoval i log o změnách, kdo a kdy je provedl. Jádro systému CEV tvořil grafický editor železniční sítě poskytující nástroj pro práci s vlaky a jejich trasami. Trasu šlo díky editoru navrhovat přímo v síti, kde byla volena výchozí a cílová stanice. Dále byla možnost volit trasu postupným výběrem dopravních bodů požadované trasy, a pokud to bylo nutné, tak zvolit zakázané dopravní body, přes které nesmí trasa vlaku procházet. Kdykoli byla možnost nechat si vygenerovat trasu metodou nejkratší cesty (Dijkstrův algoritmus). [11] 31

Základní struktura údajové základy CEV: [11] Obrázek 13 - CEV - Definice kalendáře vlaku [8] Základní údaje o databázi - platnost GVD, Hlavička vlaku - údaje nezávislé na trase vlaku - číslo vlaku, jméno, režim vlaku Trasa vlaku - seznam dopravních bodů, přes které vlak jede a údaje k nim náležící (obecné údaje, kalendář, údaje o kolejích a časech vztahujících se k pobytu a jízdě vlaku, seznam prováděných úkonů v dopravním bodě, seznam souprav a lokomotiv) Soupravy - údaje související se soupravou (vytíženost, hmotnost, délka, rychlost ) Vzorové kalendáře - předdefinované kalendáře, které lze přiřadit vlaku (např. pouze neděle, všední dny ) 32

Výstupy aplikace CEV: [11] Export údajů do jiných aplikací CEVIS - centrální vozový a informační systém sledující pohyb vlaků ASO - automatizovaný systém oběhu lokomotiv a souprav ISOŘ - informační systém oblastního řízení MIS - místní informační systém stanice - provozní řízení vlakotvorných stanic Tiskové výstupy pro externí účely Plán řazení nákladních vlaků Seznam stanic tvořících ucelené vlaky Seznam stanic tvořících vyrovnávkové vlaky Plán vlakotvorby Výstupy pro interní potřebu uživatelů systému Grafické zvýraznění trasy vybraného vlaku v železniční síti Tabelární jízdní řád vlaků Intenzita vlaků ve vybrané stanici 3.2.5. Shrnutí projektu Sestava nákresného jízdního řádu výpočetní technikou V současné době je systém SENA i jeho součásti nahrazen novým, modernějším IS, o kterém pojednám v další kapitole. Ve své době znamenal projekt SENA velký pokrok a zefektivnění práce na tvorbě grafikonu vlakové dopravy. Propojil dříve nezávislé aplikace a umožnil spolupráci více pracovišť nad společným základem dat. Díky systému SENA byla doplněna základní báze dat železniční sítě potřebná k tvorbě efektivního a ekonomického grafikonu vlakové dopravy a urychlena jeho příprava. Data, která dříve byla ve více systémech, systém SENA zpřístupnil a umožnil tím snadnější spolupráci více osob zapojených do plánování železniční dopravy. 33

3.3. Informační systémy KANGO a KASO 3.3.1. Základní charakteristika systému Po deset let byla provozována sestava grafikonu vlakové dopravy skládající se ze tří výše popsaný informačních systému (Centrálního editoru vlaků CEV, Sestavy nákresných jízdních řádů SENA, Grafického editoru standardních dat EXPERT) a Automatizovaného systému oběhů ASO. Tyto systémy byly doplněny základní bází dat uloženou v editoru EXPERT. V roce 2006 by byl zahájen vývoj nového editoru vlaků a dalších aplikací podílejících se na přípravě grafikonu vlakové dopravy. Vznikl projekt pod názvem KANGO - Komplexní aplikace návrhu grafikonu online. Po převzetí funkce provozovatele dráhy Správou železniční dopravní cesty byl projekt rozdělen na dva informační systémy. První si zachoval název původního projektu a druhý byl pojmenován KASO - Komplexní aplikace pro sestavy oběhů, který nahrazoval část informačního systému KASO. KANGO je primárně určený pro provozovatele dráhy a systém KASO je určen především pro dopravce. Všechny součásti, vyjma jediného (uživatelské rozhraní modulu KANGO GVD), byly kompletně nově vyvinuty. Původní systémy pracovaly s lokálními databázemi a uchovávaných v binárních souborech, které musely být pravidelně (zpravidla v noci mimo dopravní špičku) synchronizovány pomocí importů a exportů. Tento stav nebyl ideální, jelikož pracovníkem provedené změny se v ostatních lokálních databázích projevily až následující den. Dalším významným omezením byla konsistence dat. Data byla chráněna proti přepsání jiným pracovištěm pomocí přístupových práv k jednotlivým vlakům, ale díky možnosti přiřazení práva k části trasy nebo vlaku více uživatelům hrozila ztráta dat zadaných více uživateli v jeden den. Odstranění tohoto omezení bylo jedním z požadavků při návrhu nového informačního systému. 3.3.2. Propojení systémů Systémy jsou tvořeny skupinou dílčích modulů: IS KANGO: KANGO-Kmen - editor kmenových dat (železniční sít, vozy, hnací vozidla ) o Nahrazuje EXPERT KANGO-Vlak - editor vlaků o Nahrazuje CEV KANGO-GVD - konstrukce jízdních řádů a většiny tiskových výstupů o Nahrazuje SENA 34

IS KASO: KASO-Vlak - editor vlaku, společný se systémem KANGO o Nahrazuje CEV KASO-Voz - slouží pro tvorbu oběhů hnacích vozidel a souprav o Nahrazuje část ASO KASO-Pers - slouží pro tvorbu turnusů vlakových a lokomotivních čet o Nahrazuje část ASO Obrázek 134 - Propojení mezi moduly KANGO a KASO, napojení na externí informační systémy [13] Dílčí systémy KANGO pracují nad společnou centrální databází, která obsahuje databázi kmenových dat, vlaků a uživatelů. Moduly KANGO-Vlak tvoří společnou serverovou část pro oba systémy, ale klientská aplikace je trochu odlišná. KANGO-Vlak je využíván provozovatelem naší dráhy - Správou železniční dopravní cesty. KASO-Vlak je využíván dopravci - ČD, ČD Cargo. Jednotlivé modulu systémů KANGO a KASO jsou postaveny na třívrstvé architektuře složené z databázového serveru, aplikačního serveru a klientského programu. Každý model má vlastní aplikační server, který poskytuje přístup k databázi a zajišťuje kontrolu a integritu dat. Jako příklad vezměme KANGO-Vlak. Z databázového serveru DB KANGO čte data o vlacích, zatímco kmenová data čte aplikačního serveru KANGO-Kmen. Aplikace KASO-Voz a KASO- Pers čtou kmenová data prostřednictvím aplikačního serveru KANGO-Vlak. Pro ukládání dat oběhů hnacích vozidel a turnusů čet využívají vlastní centrální databázi. 35

Obrázek 145 - Struktura KANGO-Vlak a její napojení na DB a aplikační servery jiných modulů [12] Klientský program si udržuje vlastní kopie centrální databáze, kterou automaticky synchronizuje. Synchronizace je prováděna dvěma způsoby: Synchronizace na pozadí - Při spuštění se synchronizují pouze základní tabulky ihned a zbytek se synchronizuje na pozadí (např. trasy vlaků), v té době již může uživatel pracovat a provádět většinu operací Synchronizace na popředí - Veškerá synchronizace se provede okamžitě při spuštění aplikace. Během synchronizace není možná jakákoli práce. Pokud se spouští po dlouhé době, může trvat dlouho a uživatel nemá přehled o jejím stavu Pro uchovávání lokální databáze je využívána databázový server Microsoft SQL Server Compact Edition, který je společností Microsoft poskytován zdarma. Tento databázový server je pouze jednouživatelský. Data jsou zašifrována a chráněna heslem. Díky vlastní kopii centrální databáze může být klientská aplikace spuštěna i off-line bez připojení k centrální databázi. Data jsou načtena z lokální databáze a není povoleno provádět jakékoli změny. 3.3.3. Postup tvorby grafikonu v systému KANGO/KASO Tvorba grafikonu začíná naplněním kmenových dat o železniční síti, hnacích vozidlech, atd. v modulu KANGO-Kmen. Základní údaje vlaků pořizuje dopravce, případně provozovatel dráhy, v modulu KANGO-Vlak, pomocí něhož si objednává trasy vlaků u provozovatele dráhy. Samotná konstrukce probíhá v modulu KANGO-GVD ve kterém jsou zadány časové polohy vlaků, projížděné traťové i staniční koleje a další údaje potřebné pro tvorbu grafikonu. 36

Po dokončení konstrukce vlaků jsou v systému KASO-Voz vytvořeny oběhy hnacích vozidel a v KASO-Pers turnusy lokomotivních a vlakových čet. 3.3.4. Postup tvorby vlaku Údaje dopravcem požadovaného vlaku a skutečné údaje udržované provozovatelem dráhy jsou zaznamenávány v samostatných vlacích - požadovaném a skutečném. Uloženy jsou v jedné databázi. Požadovaný vlak zadává dopravce v systému KANGO-Vlak jako požadavek na vlak provozovateli dráhy. Skutečný vlak vzniká zkopírováním požadovaného vlaku a upravuje jej provozovatel dráhy v systému KANGO-GVD (dále jen konstruktér). Konstruktér může v trase skutečného vlaku zadávat časové údaje, údaje o staničních a traťových kolejích, a to v rámci konstrukční oblasti KANGO-GVD (přibližně území ČR). V dopravních bodech, které mu dopravce povolí, může dále měnit posloupnost dopravních bodů trasy skutečného vlaku. Údaje, vztahující se k části trasy, která nepatří do konstrukční oblasti KANGO-GVD, jsou naplňovány do požadovaného vlaku uživatelem K-Vlak přímo nebo jsou importovány z informačního systému PCS [14]. Vlak, který je určen pro oficiální GVD, prochází během jeho tvorby dále uvedenými fázemi znázorněnými na obrázku 16 a 17. [9] Obrázek 156 - Postup tvorby vlaku [9] 37

Obrázek 167 - Postup při změně požadavku na vlak[9] 3.3.5. Komunikace s ostatními informačními systémy řízení provozu Kmenová data a data o vlacích jsou dostupná pro ostatní informační systémy ve 2 formátech. Pro zachování zpětné kompatibility je stále dostupný export v původním formátu. Ten je reprezentován textovými soubory a jeho export zajišťuje aplikace KANGO-Vlak. Nový formát je poskytován prostřednictvím webových služeb přímo z centrální databáze. Vzájemnou výměnu dat o vlacích s mezinárodním systémem PCS - Path Coordination System [14] zajišťuje KANGO-Vlak prostřednictvím XML souborů. Obecnou strukturu informačních řízení provozu popisuje obrázek 16. V levé části jsou systémy plánování vlakové dopravy (KANGO a ISOŘ KADR), zatímco pravá část přechází k operativnímu řízení. Jedním z nejdůležitějších prvků tohoto schématu je přitom datová symbióza systémů ISOŘ ŘVD a ISOŘ CDS. To jsou dva nejdůležitější systémy operativního řízení provozu, probíhá mezi nimi masivní výměna dat a vstup z lokální úrovně tvoří aplikace Dopravní kancelář, GTN a SGVD (Splněný grafikon vlakové dopravy, určený pro tratě se zjednodušenou dopravou). [10] 38

Obrázek 178 - Informační systémy řízení provozu [9] 3.3.6. Shrnutí IS KANGO/KASO a budoucí vývoj Informační systém KANGO/KASO je moderní informační systém, který úspěšně nahradil dosluhující IS SENA. Technologicky je mnohem výše a umožňuje efektivní plánování železniční dopravy. Technologický vývoje jde dál. Původní systém KANGO byl v průběhu rozdělen na 2 částí, ale jeden modul zůstal společný KANGO-Vlak. Systém v současné době víceméně neumožňuje propojení s jinými železničními dopravci. Proto v roce 2012 započala studie na úplné rozdělení systémů a vytvoření jednotného datového rozhraní KANGO-TSI. Pomocí tohoto rozhraní bude probíhat komunikace s dopravci pomocí standardizovaných XML zpráv. KANGO-Vlak by měl být rozdělen na dva moduly: KANGO-Tras - zpracování požadavků na trasu od železničních dopravců a návrhu trasy od provozovatele dráhy. Komunikace bude probíhat přes KANGO-TSI KASO-Vlak - Tvorba jízdního řádu pro dopravce. Komunikace přes KANGO-TSI 39

Mezinárodní rasy by byly řešeny samostatně pomocí systému PCS, který by komunikoval s moduly KASO-Vlak a KANGO-Tras. Data dopravců by zpracovával nový modul KASO- Kmen. Obrázek 19 - Návrh na rozdělení na dva samostatné systémy [13] 3.4. Přidělování kapacity dráhy a vlakových tras pro ad hoc požadavky 3.4.1. Základní charakteristika systému ISOŘ KADR V České republice je oprávněno provozovat železniční dopravu celkem 81 dopravců (Stav k 11. 2. 2013) [16]. Pro případ zvýšené poptávky po dopravě nebo zvýšených provozních potřeb v režimu ad hoc (mimo konstrukci ročního JŘ) vznikl nový informační systém ISOŘ KADR. Ten poskytuje nástroje pro zadávání požadavků na trasy a pro řešení problémů týkajících se přidělování kapacity železniční dopravní cesty a konstrukce ad hoc tras, včetně obchodování s katalogovými trasami. Systém vytváří prostředí pro tři základní typy uživatelů: Dopravce (D) - tvorba požadavku Přídělce kapacity (PK) - přidělení kapacity na ad hoc trasu Provozovatel dráhy - konstrukce ad hoc trasy (OSS), konstrukce ad hoc trasy a přidělení kapacity (DA) 40

Životní cyklus požadavku je znázorněn na obrázku 21. Obrázek 180 - Životní cyklus požadavku 3.4.2. Uživatelské rozhraní Software ISOŘ KADR poskytuje dva typy rozhraní - webový a desktop. Desktop je k dispozici pouze z intranetu ČD využívat ho mohou pouze uživatelé provozovatele dráhy (OSS, DA) Webové rozhraní je rozdělené podle jednotlivých typů uživatelů (D, PK, OSS, DA) a je k dispozici na webu provozovatele dráhy http://provoz.cd.cz a zpřístupňuje uživateli pouze data se kterými má právo nakládat. Ukázka webového rozhraní na obr. 22. Desktopové rozhraní je konstrukčním modulem a slouží primárně ke konstrukci tras ad hoc požadavků, zobrazuje pracovníkovy provozovatele dráhy postoupené požadavky dopravců a umožňuje mu ke konkrétnímu požadavku zkonstruovat trasu. Konstrukční modul pracuje se všemi pravidelnými vlaky, které byly zkonstruovány pro daný GVD, včetně pravidelných změn, a umožňuje obsadit zbytkovou kapacitu SŽDC. Pracoviště desktopového rozhraní ISOŘ KADR je provozováno na dvou monitorech, kde na jednom monitoru je návrh trasy v tabelární formě (obr. 24) a na druhém je zobrazen list grafikonu pro celou požadovanou relaci (obr. 23). [15] 41

Obrázek 191 - Ukázka webového rozhraní ISOŘ KADR [15] Obrázek 202 - List grafikonu ISOŘ KADR [15] 42

Obrázek 213 - Tabelární zobrazení ISOŘ KADR [15] 3.4.3. Průběh žádosti o ad hoc trasu Problematika posuzování požadavku na ad hoc trasu je velice složitá. Celý proces (hladký průběh žádosti o ad hoc trasu) posouzení je možné velmi zjednodušeně vyjádřit následovně: Dopravce: vytvoření požadavku na ad hoc trasu Dopravce: postoupení požadavku přídělci kapacity Přídělce kapacity: kontrola požadavku a postoupení provozovateli dráhy Provozovatel dráhy: postoupení trasy dopravci a její odsouhlasení Dopravce: odsouhlasení trasy a vrácení požadavku přídělci kapacity Přídělce kapacity: posouzení požadavku a přidělení kapacity Přídělce kapacity: vrácení požadavku dopravci Po kladném posouzení následuje aktivace trasy dopravcem a její zápis do podkladů vyhlášeného směnového plánu, nebo také odejmutí kapacity přídělcem kapacity nebo odřeknutím kapacity dopravcem. [15] 43

3.5. Shrnutí plánování železniční dopravy Problematika plánování železniční dopravy je velice obsáhlá a stále se rozvíjí. Zde byl pouze nastíněn proces a především prostředky výpočetní techniky k tomu používané. Postupným vývojem se do procesu plánování zapojuje čím dál víc informačních systémů a vývoj těchto systémů jde dál s dobou. Zdokonaluje se propojení mezi informační systémy i jejich možnosti. Postupně se také s rostoucími technologickými možnostmi mění i způsob zpracování a uchovávání dat. Od lokálních databází, které se synchronizovaly přes noc a byly tak aktuální pouze následující ráno, přes ukládání dat do velkých relačních databázových serverů a online synchronizaci dat do klientských lokálních databází. Zda se na těchto procesech projeví, v dnešní době moderní technologie cloudových úložišť, zatím není zřejmá. Od rýsování grafikonu rukou již uběhl velký kus cesty, ale vývoj nejde zastavit. 44

4. Sledování železniční dopravy 4.1. Elektronické stavědlo Elektronické stavědlo je zabezpečovací zařízení, které využívá k zadávání a bezpečnostní logice počítač. Indikační částí je obrazovka počítače se zobrazeným reliéfem kolejiště, ve které se dle aktuální polohy pohybují čísla vlaků. Čísla vlaků jsou jednoznačně přiřazena k obsazeným kolejovým úsekům. K přenosu čísel vlaků mezi úseky dochází v reliéfu automaticky. Přenos čísel vlaků pak dále slouží jako zdroj dat pro graficko-technologickou nástavbu zabezpečovacího zařízení. [16] Obrázek 224 - Přenos čísel vlaků v zabezpečovacím zařízení [16] 4.2. Graficko-technologická nadstavba zabezpečovacího zařízení (GTN) 4.2.1. Charakteristika GTN Graficko-technologická nadstavba zabezpečovacího zařízení je aplikace určená k podpoře řízení dopravních procesů na vymezeném úseku železniční sítě. Její použití je charakterizováno jako nadstavba zabezpečovacího zařízení. Přebírá ze zabezpečovacího zařízení, které umožňuje přenos čísel vlaků, informace o pohybu vlaku a následně je formou grafikonu vlakové dopravy zobrazuje a pomáhá tím efektivnímu provozování vlakové dopravy. 45

4.2.2. Hlavní funkce GTN Mezi hlavní funkce graficko-technologické nadstavby zabezpečovacího zařízení patří: [17] V reálném čase monitoruje činnost zabezpečovacího zařízení a na základě přenosu čísel vlaků v zabezpečovacím zařízení sbírá potřebné údaje o dopravě v řízené oblasti Zobrazuje a dokumentuje dopravu v řízené oblasti a v jednotlivých dopravnách - záznam o vlaku, splněný grafikon vlakové dopravy, protokol obsluhy Ověřuje stavění vlakové cesty na základě čísla vlaku a ve spojení elektronickými stavědly umožňuje automatické stavění vlakové cesty podle GVD Využívá aktuální informace o aktuálním stavu vlakové dopravy a o poloze vlaku a umožňuje tím aktualizaci výhledové dopravy a díky informacím které mohou být předány strojvedoucím, ovlivňuje dynamiku jízdy vlaků Tvoří informační bránu mezi zabezpečovacím zařízením a řídicími systémy železniční dopravy (ISOŘ ŘVD, ISOŘ CDS) 4.2.3. Provozní využití GTN Aplikaci GTN lze využít: [16]+ [17] Na pracovišti dispečera DOZ nebo na pracovišti výpravčího izolované dopravny. GTN je umístěno na společném pracovišti s JOP. Využívá se pro: o řízení dopravních procesů o obsluhu zabezpečovacího zařízení o dokumentace vlakové dopravy Na samostatném pracovišti vlakového dispečera o Plánování dopravy o Dokumentace průběhu vlakové dopravy ve splněném GVD o Přenos dat do splněného grafikonu vlakové dopravy (SGVD) Na kontrolním pracovišti o prohlížení archivních souborů GTN o analýza dopravní situace 46

4.2.4. Blokové schéma GTN Obrázek 235 - Blokové schéma GTN [17] 47

4.2.5. Výhledová doprava GTN zobrazuje výhledovou dopravu formou listu grafikonu vlakové dopravy. Základem je GVD importovaný z IS KANGO. Podle něj se zobrazují všech trasy vlaků, tak jak jsou uvedené v pomůckách GVD. Při komunikaci s ISOŘ ŘVD nebo ISOŘ CDS se trasy vlaků zobrazují v poloze, ve které se očekávají na hraně řízené oblasti. Tímto jsou do GTN zapracovány vlaky v ISOŘ zavedené či odřeknuté a je zohledněna jejich odchylka od GVD (zpoždění, náskok). Vlastní jízdou vlaku je při zadokumentování každé dynamické informace automaticky aktualizována výhledová poloha trasy vlaku. [16] V hlavním okně GTN se zobrazuje jak splněná doprava tak i výhledová doprava. Trasa každého vlaku, který se poprvé přihlásí do systému přenosu čísel vlaků a trasa vlaku, který je (i z časti) ve splněném GVD, ale dosud nebyl zanesen do systému přenosu čísel vlaků v řízené oblasti, se zbarví hnědě. Hnědá barva se na typovou (viz kapitola 2.6) mění v okamžiku, kdy GTN obdrží první informaci o daném vlaku bez ohledu na původ zdroje (ISOŘ, ZZ, MO, ELDODO, sousední GTN) Obrázek 246 - Hlavní obrazovka GTN 48

4.2.6. Elektronická dopravní dokumentace Prostřednictvím elektronické dopravní dokumentace (ELDODO) jsou zpracovávány informace o uskutečněné vlakové dopravě. ELDODO umožňuje vedení dopravní dokumentace, buď jen na základě manuální obsluhy, nebo jsou data automaticky pořizována ze zabezpečovacího zařízení do struktur dopravní dokumentace a obsluha je manuálně doplňuje a aktualizuje. ELDODO nahrazuje ručně pořizovanou dokumentaci vedením tří automatizovaných dokumentů [16]: Splněný GVD - zobrazuje uskutečněnou dopravu v grafické podobě (Obr. 27). Lze zvolit zobrazení pouze skutečně odjetých vlaků nebo zobrazení všech. Zobrazení dopravních bodů je možno rozvinout i na jednotlivé dopravní koleje Protokol obsluhy - je chronologickým výpisem všech událostí, které nastaly v souvislosti s realizací dopravních procesů. V okně jsou dále odkazy na další úkony související s obsluhou. [19] Obrázek 257 - Protokol obsluhy GTN Záznam o vlaku - v tabelární formě uvádí informace o jízdě vybraného vlaku přes všechny dopravní body řízené oblasti s rozlišením vjezdu a odjezdu na jednotlivé staniční koleje. Obrázek 268 - Záznam o vlaku GTN 49

4.3. ISOŘ Splněný grafikon vlakové dopravy (SGVD) 4.3.1. Charakteristika SGVD Splněný grafikon vlakové dopravy je součástí Centrálního dispečerského systému (ISOŘ CDS). Poskytuje funkce pro práci s GVD a možnosti jeho vyhodnocení. Je určen pro výpravčí s řízením tratí se zjednodušenou dopravou podle předpisu D3 [20] 4.3.2. Hlavní funkce SGVD Funkce uživatelského pracoviště SGVD: Sleduje a vyhodnocuje jízdu vlaku (splnění a výhledový grafikon) o Sledování jízdy vlaku, narušení jízdy vlaku, zdůvodnění narušení jízdy vlaku, prvotní analýza narušení o Sledování průběhu výluk a vlivu výluk na jízdu vlaku o Sledování pomalých jízd (přirážek na úseku, přirážek ve stanicích) a jejich vlivu na jízdu vlaku Umožňuje práci se sledovanými vlaky přes uživatelské rozhraní, pořízení dat měnící datovou základnu Zaznamenává jízdu PMD. Výluku v dopravním systému Umožňuje odesílání dotazů na jiné systémy (CEVIS, ISOŘ) Vyhodnocuje a zpracovává fronty chybných a podezřelých vstupních informací Provádí evidenci proběhlých činností v aplikaci. [20] 4.3.3. Sledování průběhu vlakové dopravy Sledování průběhu vlakové dopravy lze přímo v základním pohledu na vykreslené trasy, dále ve schématu stanic - řezová poloha, nebo ve Vybraných vlacích (Ostře sledované vlaky). V každém pohledu lze pracovat s označeným vlakem na stisknutí pravého tlačítka a vybráním dalšího dialogu [20] Obrázek 2927 - Řezová poloha vlaku [20] 50

Obrázek 280 - Sledování průběhu vlakové dopravy ISOŘ SGVD [20] 4.3.4. Využití sytému práce s vlakem, editace jízdy, práce s chybnými a podezřelými informacemi a jejich zapracování do databáze sledování jízdy vlaků na úsecích ve své zájmové (editační) oblasti zjištění informací o jízdě vlaku z archivních dat vytvoření vlastního panelu vlaků zobrazení jízdy PMD v panelu vlaků, zobrazení výluky dopravní služby, posun ve stanici[20] 4.4. Dopravní deník 4.4.1. Charakteristika Aplikace Dopravní deník plně nahrazuje dopravní deník v jeho papírové podobě. Vznikl úpravou předlohy standardního tiskopisu z předpisu D 2. Informace o příjezdech a odjezdech jsou automaticky odesílány nadřízeným systémům operačního řízení. 4.4.2. Hlavní funkce a využití systému Vedení dopravní dokumentace na dopravně o Zápis údajů o jízdě vlaků, jízdě PMD, o Pořizování tzv. červených zápisů (zahájení, ukončení výluky, nemožné dorozumění, datum ) Odesílání informací o pohybu vlaků do ISOŘ Statistiky o výkonu stanice 51

4.4.3. Uživatelské rozhraní Uživatelské rozhraní je inspirováno papírovou předlohou, ale rozšířen o nový sloupec sloužící k rozlišení příjezdové a odjezdové části řádku. Obrázek 291 - Uživatelské prostředí Dopravního deníku 4.5. Shrnutí sledování železniční dopravy Pro sledování železniční dopravy je možno využít více informačních systému. Záleží na technologickém vybavení dopravny. Základem je vždy list grafikonu vlakové dopravy a dopravní dokumentace. Podíl lidské práce na evidenci dopravy záleží na vybavení. Infomační systémy šetří čas na evidenci a napomáhají spolupráci mezi dopravnami. 52

5. Praktická část - implementace vlastního řešení Praktická část této práce se zabývá vlastním řešením pro sledování a plánování železniční dopravy. Informační systém bude koncipována jako dvouvrstvá aplikace. Klientská část pro obsluhu, která poskytne možnost sledovat plnění grafikonu, ruční zápis skutečných údajů a nástroje pro tvorbu elektronické dokumentace dopravy. Serverová část bude udržovat a zpracovávat data o pohybu vlaků, a zabezpečovat přenos čísel vlaků ze zabezpečovacího zařízení pro další zpracování. Jako vzor posloužily komerční produkty používané na železnici. 5.1. Analýza 5.1.1. Využití systému Informační systém bude využit, jako doplněk k zabezpečovacímu zařízení. Je rozdělen na dvě části: Návrh grafikonu Sledování splněného grafikonu 5.1.2. Definice pojmů Definice pojmů dle UML [22] Požadavek - Požadavek lze specifikovat jako specifikaci toho, co by mělo být implementováno. Požadavky jsou základem všech systému. Jsou to v podstatě vyjádřením toho, co by systém měl dělat, ale nikoli toho jak by to systém měl dělat. Rozlišujeme 2 typy požadavků: o Funkční požadavky - určují jaké chování bude systém nabízet o Nefunkční požadavky - specifikují vlastnosti nebo omezují podmínky daného systému Aktér - Aktér specifikuje roli, kterou určitá externí entita přijímá v okamžiku. Kdy začíná daný systém bezprostředně používat. Může vyjadřovat roli uživatele, roli dalšího systému, který se dotýká hranic vašeho systému Případ užití - Případ užití je něco, co aktér od systému očekává. Je to případ užití systému specifickým aktérem o Případy užití jsou vždy iniciovány aktérem o Případy užití jsou vždy napsány z pohledu aktéra Scénář - Popisuje jednotlivé kroky případu užití 53

5.1.3. Funkční požadavky Systém bude umožňovat přípravu GVD o Zadávání nových vlaků o Úprava vlaků Systém bude umožnovat zobrazení GVD o Zobrazení nákresného jízdního řádu o Zobrazení více oblastí najednou Systém bude umožňovat obsluhu GVD o Kontrola jízdního řádu o Ruční zápisy příjezdů a odjezdů o Kontrola dodržování GVD Systém bude vést dopravní dokumentaci o Dokumentace pohybu vlaků o Ruční zápisy do dokumentace Systém bude napojen zabezpečovací zařízení o Přebírání dat o reálném pohybu vlaků do systému o Zobrazení reálných dat do GVD 5.1.4. Nefunkční požadavky Systém poběží pod operačním systémem Windows Systém poběží jako Win32 aplikace Aplikace bude koncipována jako Klient - Server o Umožní připojení více klientů o Server může být umístěn na jiném počítači Klientská aplikace nabude uchovávat žádná data o Aplikace bude brát veškerá data z databázového serveru 54

5.1.5. Aktéři Systém bude odlišovat 3 aktéry: Obsluha Konstruktér Zabezpečovací zařízení 5.1.6. Případy užití Obrázek 302 - Diagram případu užití - Aktéři Příprava grafikonu uc Založení grafikonu Příprava grafikonu Vytv oření nov ého grafikonu Smazání vlaku «extend» Konstruktér «extend» Přidání vlaku Časový plán «extend» «include» «include» Úprava grafikonu «extend» Úprava vlaku «include» Plán trasy Obrázek 313 - Diagram případu užití - Příprava grafikonu 55

Obsluha grafikonu uc Obsluha grafikonu Obsluha grafikonu Spuštění grafikonu Splněná doprava «include» «extend» Zobrazení řízené oblasti «extend» Zápis do doprav ní dokumentace Obsluha (from Actors) «extend» «include» Přihláška vlaku Pohyb v laku «extend» «include» Aktualizace výhledové dopravy Zabezpečovací zařízení (from Actors) «extend» Odhláška vlaku «include» Obrázek 324 - Případ užití - Obsluha grafikonu 5.1.7. Analytický diagram tříd Diagramy tříd ve fázi analýzy se zabývají prvotním návrhem a asociacemi mezi nimi. Tyto diagramy neobsahují třídy, které přímo nesouvisí s modelovaným systémem, ale jsou potřeba pro implementaci systému. Jsou to například třídy pro zobrazení, pro přístup k databázi nebo různé třídy vznikající z návrhových vzorů. Model v této fázi by měl být nezávislí na platformě a jazyku, ve kterém bude systém implementován. Informační systém je rozdělen do 2 balíčků, které obsahují vlastní analytické třídy. Jejich závislost představuje tento diagram. 56

Obrázek 335 - Analytický diagram tříd - Vztahy mezi balíčky Grafikon Balíček Grafikon tvoří jádro systému pro plánování grafikonu vlakové dopravy, obsahuje třídy pro uchovávání údajů o vlacích, trase, železniční síti. Hlavní třídou je grafikon, na kterém je závislá většina dalších tříd. class Grafikon Trasa Doprav níbod - Trasa: DopravníBod[] Má bod - NázevDopravníhoBodu: String - TypDopravníhoBodu: TypDopravníhoBodu - Odjezd: Time - Příjezd: Time Je typu «enumeration» TypDoprav níhobodu Má trasu Vlak - ČísloVlaku: int - NázevVlaku: String - Trasa: Trasa - TypVlaku: TypVlaku Je typu «enumeration» TypVlaku + PřidejTrasu() : void Plánované vlaky Grafikon - Platnost: Date - Vlaky: Vlak[] - ŽelezničníSíť: Síť + PřidejVlak() : void + SmažVlak() : void železniční síť Síť - DopravníBod: DopravníBod + PřidejDopravníBod() : void + SmažDopravníBod() : void Obrázek 346 - Analytický diagram tříd - Grafikon 57

Splněný grafikon Balíček tříd splněný grafikon obsahuje třídy pro práci se splněným grafikonem vlakové dopravy a elektronické dopravní dokumentace. class Splněný grafikon SplněnýGrafikon - Datum: int - Grafikon: Grafikon - DopravníDokumentace: Záznam[] + ZpracujPohybVlaku() : void + PřipravZGrafikonu() : void + ZapisZáznam() : void Naplánované vlaky VlakSGVD - Vlak: Vlak - TrasaSkutečná: Trasa Obrázek 357 - Analytický diagram tříd - SGVD 5.2. Návrh V této fázi je nutné rozhodnout se pro způsob uložení dat našeho systému. Jako způsob uložení dat byla zvolena relační databáze. Byla zvolena kvůli snadné správě dat a také díky oddělení dat a samotné aplikace. 5.2.1. Relační datový model Datový model zobrazuje způsob uložení dat do databázového systému. Není závislý na konkrétním databázovém systému (Oracle, SQL server ). Pro vytvoření datového modelu je prvotní nalezení entit a vazeb mezi nimi. Použité pojmy: Entita je určité seskupení dat, které k sobě logicky přináleží a které zkoumáme v rámci zadané analýzy. [22] Každá entita má své atributy Atribut je položka entity Vazba určuje vztahy mezi entitami Primární klíč je atribut, který jednoznačně identifikuje výskyt dané entity. Musí být jednoznačný Cizí klíč je atribut entity A, který se vyskytuje v entitě B jako primární klíč 58

Grafikon Obrázek 368 - Relační datový model - Grafikon Tabulky: Gvd - Základní tabulka grafikonu GvdRows - Tabulka s časovým plánem trasy vlaku Station - Tabulka static Trains - Tabulka s vlaky StationRail - Tabulka se staničními kolejemi, vazbou na zabezpečovací zařízení 59

Splněný grafikon Obrázek 3937 - Relační datový model - Grafikon Tabulky: Ride - Základní tabulka splněného grafikonu RideRows - Tabulka s časovým plánem trasy vlaku. Je rozšířenou strukturou tabulky GvdRows. Obsahuje údaje jak plánované, tak skutečné Station - Tabulka static Síť Tabulky: Network - Tabulka mezistaničních tratí Station - Tabulka static Obrázek 380 - Relační datový model - Síť 60