Domů Technologie Čeká nás řešení zabezpečení jízd vlaků v dlouhém tunelu

Čeká nás řešení zabezpečení jízd vlaků v dlouhém tunelu

Z důvodu výstavby nové dvoukolejné trati na 3. tranzitním koridoru propojující stanice Praha-Smíchov a Beroun povede trasa nové tratě převážně v tunelu o délce 24,7 kilometru, který začne pod Barrandovem a vyústí u Berouna. Nový koridor bude dále pokračovat estakádou přes údolí Berounky. Na pražské straně tunelu bude vybudována odbočka na Branický most ve směru Praha-Krč a na berounské straně tunelu bude připravena odbočka pro novou vysokorychlostní trať ve směru Hořovice – Plzeň. Nový tunel bude navržen na maximální rychlost 200 km/h. V dlouhých tunelech musí být dodržována určitá bezpečnostní pravidla.

K přínosům nové trati patří zkrácení jízdní doby v úseku Praha-Smíchov – Beroun o zhruba 12 minut, zrychlení a zkvalitnění regionální dopravy v úseku Praha – Beroun a také celé jihozápadní části Středočeského kraje ve vazbě na Prahu a vnitrostátní i mezinárodní dopravy v úseku Praha – Plzeň – Norimberk – Mnichov. Železnice podél Berounky je přetížená a díky nové trati tak dojde k jejímu odlehčení od dálkové osobní a nákladní dopravy. To následně umožní zvýšit frekvenci příměstských vlaků na této trati. Převážná část ražby tunelů se bude provádět plnoprofilovými tunelovacími stroji TBM v hloubce okolo 150 m. Stavební práce by měly být zahájeny v roce 2028 a dokončeny v roce 2042. Tunel bude vybaven evropským vlakovým zabezpečovačem ETCS L2. Aby bylo možné trať optimálně využívat, bude nutné najít vhodná řešení pro navýšení hustoty vlaků v tunelu. Počet vlaků v dlouhém tunelu představuje zásadní bezpečnostní problém, a proto jsou pro hustotu vlaků stanoveny určité hranice a požadavky.

Švýcarské zkušenosti

Největší zkušeností v této problematice mají beze sporu švýcarské železnice. K jejich dlouhým tunelům patří například Lötschbergský úpatní tunel (34,6 km) a Gotthardský úpatní tunel (57,082 km). Pro zabezpečení provozu používají nejen konvenčních zařízení pro hlášení volnosti koleje, jako jsou kolejové obvody nebo počítače náprav, ale také odometrie, která umožňuje určovat okamžitou polohu vlaku uvnitř jednoho konvenčního úseku a hlášení volnosti koleje. Palubní zařízení ETCS tuto informaci přenáší v reálném čase do Radio Blokové Centrály (RBC). To umožnilo např. vytvoření virtuální prokluzové vzdálenosti, někdy také označované jako „Bezpečnostní odstup“ o délce 200 m. Takže když tuto prokluzovou vzdálenost opustí konec předchozího vlaku, tak to umožní následnému vlaku jízdu do oddílu za oddílem, který je dosud obsazen předchozím vlakem, což je vlastně obdoba jízdy vlaků na dvě zelené na autobloku. Tím bylo umožněno snížit efektivně následné doby sledu vlaků, aniž by se musely instalovat přídavné úseky. To znamená, že i v tunelu je třeba počítat s prokluzovou dráhou, která v případě, že brzdění vlaku neprobíhá tak, jak má, a vlak projede cíl, je zabezpečena oblast za cílem jízdní cesty. Prokluzové dráhy případně cíle jízdních cest je třeba umisťovat tak, aby v oblasti prokluzových drah neležely žádné výhybky.

V tunelech se také používají „zpětné vlakové cesty“, které slouží k evakuaci vlaku v tunelu bez změny strojvůdcovského stanoviště. To přichází v úvahu, když v případě nebezpečí je blíže konec tunelu nebo jedině dosažitelný konec tunelu se nachází ve zpětném směru jízdy. Tato zpětná jízda vlaku by se měla uskutečnit pod dohledem RBC, aby dotčené vlaky byly zabezpečené a bylo také vyloučeno najetí rychlejšího vlaku na zadní pomalejší a vlaky byly spolehlivě vyvedeny z tunelu.

U ETCS L2 při vypadlém napájení úseku trakčního vedení by měla být jízdní cesta prodloužena, i když je automatický signalizační provoz vypnut, aby bylo vlaku umožněno opuštění beznapěťového úseku výběhem. Podle různých časových parametrů by měla být také kontrolována rychlost vlaku a její změny, které se porovnají se stanovenými dynamickými hodnotami. Je-li rozpoznána příliš malá rychlost vlaku, měl by být vyvolán poplach u výpravčího pro podezření na nějaké problémy na vlaku.

Jako alternativa k „zpětné jízdě“ (Reversing) je možnost jízdy „obrácený vlak“, to se týká vlakových jednotek, kde jsou dvě řídící stanoviště. Zde je ovšem problém v tom, že pro obrat se potřebuje výrazně více času než u zpětné jízdy (sunutí, couvání). To je dáno tím, že podle délky vlaku trvá několik minut, než strojvůdce dojde pěšky na druhé stanoviště a opět uvede vlak do provozu. Po skončení obratového procesu jede vlak opět předním směrem, a je tak v režimu ETCS L2 plně kontrolován i s kontrolou brzdných křivek, což při Reversingu není možné, jelikož v tomto případě je kontrolována pouze maximální rychlost a vzdálenost mezi předním a předchozím vlakem. Obrat, je ve švýcarských tunelech automaticky spouštěn prostřednictvím řídící techniky při výskytu speciálních událostí po potvrzení výpravčím. Také jsou automaticky stavěny požadované dopředné vlakové cesty v opačném směru. Pro tyto procesy platí, že maximální bezpečnostní odstup k absolutnímu bodu zastavení je 1500 m. Tato hodnota vychází z maximální přípustné délky vlaku.

Minimalizování rizik

Je třeba také stanovit pravidla pro bezpečnost při provádění nouzových obsluh, aby riziko chybné obsluhy nebo předvídatelných událostí bylo minimalizováno. Jedná se například o provádění nouzové obsluhy „uvedení počítače náprav do základní polohy“. Prostřednictvím povelu k uvedení počítače náprav do základní polohy jsou příslušné počítače náprav vynulovány. Protože výpravčí nemůže mít jistotu, že úseky kontrolované počítači náprav uváděné do základní polohy jsou skutečně volné, tak ve švýcarských tunelech po obsluze nouzového uvedení počítače náprav do základní polohy je postavena přes tento úsek pouze „nouzová vlaková cesta“ s rychlostí 40 km/h. Všechny ostatní druhy vlakových cest stavědlo zablokuje. Při nouzové vlakové cestě se musí úsek pomalu projet, aby mohl být potom opět plně provozně využíván. V Lötschbergském úpatním tunelu používají pro zvýšení spolehlivosti v jednom úseku hlášení volnosti koleje dva nezávislé počítače náprav, každý v jednom kolejnicovém pásu  a pro vyhodnocení stačí správné započítání jen jednoho. V dalších dlouhých tunelech již tento způsob použit nebyl. V tunelech je výhodnější používat kolejové obvody, které po uvolnění obvodu vozidlem nebo po opravě jsou okamžitě opět v pohotovostním stavu a navíc kontrolují lomy kolejnic.

V tunelech musí být používány samozřejmě nehořlavé kabely, musí být zajištěno pokrytí radiovým signálem a rozhlasem. Systém řízení dopravy v tunelech vyžaduje také pravidla pro následnost jízd osobních a nákladních vlaků. Kapacita v Gotthardském úpatním tunelu byla redukována pro čtyři nákladní a dva osobní vlaky nebo pět nákladních jeden osobní vlak za hodinu v jednom směru. Důvodem redukce je snížená propustnost koleje společným provozem konvenčními a vysokorychlostními vlaky. Délka nákladních vlaků, je přitom limitována na 620 m. Za normálních okolností se nákladní vlaky provozují s 5km odstupem a u osobních vlaků se zvyšuje odstup na 9 km. Větší odstup u osobních vlaků je dán vyšší rychlostí, takže se jedná o vzdálenost asi 10 blokových úseků. U osobních vlaků se počítá s rychlostí 250 km/hod a u nákladních vlaků 100–120 km/hod. U nákladních vlaků musí být věnována pozornost řádnému upevnění krycích plachet nákladu, aby nedošlo při tlakové vlně při vjezdu do tunelu k jejich uvolnění.  Počátkem prosince 2017 se v Gotthardském úpatním tunelu uvolnila plachta na jednom nákladním vlaku a způsobila řadu škod. Před dlouhými tunely se u obou portálů budují odstavné koleje, kterým předchází kontrolní stanoviště pro zjišťování horkého běhu, plochých kol, požáru na vlaku, kontrolu zachování průjezdného průřezu atd. Manipulační koleje jsou využívány pro odstavení vlaků, u kterých byla zjištěna závada a pro výstup cestujících z vlaků osobní dopravy. Tato místa sloužící také pro nástup záchranných složek jsou vybavena výstupními a nástupními plochami. Pokud je tunel vybaven pevnou jízdní dráhou, tak tam dochází při jízdě vlaku ke zvýšené prašnosti, protože prach nemůže tak, jako v jiných tunelech, propadnout do štěrkového lože, nýbrž je následnými vlaky vždy znovu rozvířen.

Pro dlouhé tunely se zřizují požární a záchranné vlaky, dislokované ve vhodných dopravnách před oběma portály tunelů. Zpravidla sestávají z hasebních a nářaďových vozů a vozů pro evakuaci cestujících. Trakční vozidla jsou na obou koncích vlaku. Tyto vlaky jsou konstruovány s vyšší tepelnou odolností, neboť při požáru vzniklém v tunelu je největším ohrožením prudký nárůst teploty. V některých případech jsou jednotlivé vozy schopné vlastního pohybu, nebo jsou konstruovány současně jako silniční vozidla.

Obě tunelové roury jsou propojeny spojovacími chodbami a v tunelové trati jsou také mezikolejovové spojky mezi 1. a 2. kolejí pro výluky při údržbě. Dále pak jsou zřizovány technické zastávky s nástupišti za účelem nouzového výstupu z neschopného vlaku a nástupu do záchranného vlaku v sousední koleji. K tomu se zřizují v celé délce evakuační chodníky pro pěší chůzi k dosažení konce tunelu nebo nouzových zastávek. Pro provozní odvětrávání tunelu a pro možnost intenzivního odvětrávání a ochlazování tunelu při požáru se zřizuje výkonné vzduchotechnické zařízení. Nutný je také rozvod požární vody v celé délce tunelu, požární čidla, dohled nad proniknutím nepovolaných osob do tunelu a čidla pro výskyt nežádoucích plynů, atd. Zajištění bezpečnosti v dlouhých tunelech je provozně, technicky i stavebně velmi náročné.

Ing. Josef Schrötter, nezávislý železniční expert

Aktuálně

Kalendář SIRDO

Dáváme k dispozici ke stažení 1. nástěnný kalendář SIRDO, ve kterém se představují nejen členové správní rady, ale i někteří dopravní experti a naši spolupracovníci.

Podcasty

Ing. Tomáš TóTh: ČD Cargo je v dobré kondici

Největší český železniční dopravce ČD Cargo, a.s., který v roce 2019 přepravil 65 milionů tun zboží, náleží mezi pět největších železničních dopravců v rámci členských zemí EU. Nabízí přepravu široké škály zboží od surovin po výrobky s vysokou přidanou hodnotou, dále přepravu kontejnerů, mimořádných zásilek, pronájem železničních vozů, vlečkové a další služby. Jak se daří v současné nelehké době této společnosti? O rozhovor jsme požádali předsedu představenstva Ing. Tomáše Tótha.

Testy s automatickým systémem jízdy ve Wallisu

Od 19. října 2020 se konají mezi Sionem a Sierre ve Švýcarsku zřejmě v celosvětovém měřítku první testovací jízdy s nákladním vlakem v automatickém jízdním režimu (ATO over ETCS; Automatic Train Operation) v modusu GoA2. GoA2 znamená poloautomatický vlakový provoz, při kterém je strojvedoucí na svém stanovišti přítomen a v případě potřeby může zasáhnout do ovládání a tím i do kontroly nad vlakem, stejně jak je tomu u německého automatického ovládaní jízdy a brzdění (AFB).
Podcasty na Spotify Apple podcasts