Na železniční trať v České republice vyjel včera poprvé vlak bez strojvůdce, tedy takzvaný autonomní vlak. Stalo se to při prezentaci jízdy po digitální železnici na Švestkové dráze v Libčevsi na Lounsku. Do běžného provozu budou vlaky bez strojvedoucího nasazeny zřejmě za dva až tři roky. Uvedl to ředitel společnosti AŽD Zdeněk Chrdle. AŽD investovala do vývoje autonomních vlaků přibližně sto milionů korun. Předtím je nutné změnit legislativu. Společnost testuje autonomní vlka na trati Kopidlno – Dolní Bousov, která se už nějaký čas proměňuje v experimentální dráhu.
Vlak nikdo neřídil, pohyboval se sám na základě počítačového programu. Bez zásahu strojvedoucího železniční vozidlo při jízdě reagovalo například na přítomnost osoby na trati nebo na automobil na přejezdu.
„Je to integrace různých systémů. Lze říci, že na vývoji pracujeme deset let,“ přiblížil Zdeněk Chrdle. Na trati u Libčevsi, kde AŽD provozuje osobní dopravu, byla do včerejšího odpoledne výluka, které firma využila právě pro prezentaci autonomního vlaku.
Trať je pokryta vysokorychlostní wi-fi. Vlak se rozjede sám, jeho polohu i rychlost vidí dispečer. Ve chvíli, kdy se na trati objeví nějaká překážka, vlak zastaví a nahlásí do dispečerského centra mimořádnou událost. Zásahem dispečera může být pak vlak uveden znovu do provozu.
„Vlak je konstruován tak, že pokud dojde k vyčištění jízdního profilu do jedné minuty od plánovaného odjezdu vlaku, vozidlo pokračuje. Pokud je to déle, vlak dá najevo, že se stalo něco neplánovaného, a v ten okamžik musí vzdálenou konzolí dispečer rozhodnout, co bude dál,“ popsal systém vedoucí výzkumu AŽD Praha Antonín Diviš.
AŽD spolupracuje na technickém vývoji s evropskými partnery a institucemi a českými výzkumnými centry.
„Technologie jsou z devadesáti procent české, je to český produkt, který bychom měli dál rozšiřovat,“ uvedl Chrdle.
„Jednou tu (na Švestkové dráze) budou jezdit jenom autonomní vlaky. Do té doby se musí vyřešit vybavení vlaků, ve kterých jsou velmi složité technologie. Je to tedy o značných penězích,“ dodal.
Vývoj systémů pro autonomní provoz společnost AŽD nyní přesune na svou druhou trať Kopidlno – Dolní Bousov v Královehradeckém kraji, kde není pravidelná osobní doprava.
„Přes zimu trať postupně dovybavujeme a budeme právě tam nyní testovat. Jakmile se přijme legislativa, můžeme vyrazit na Švestkovou dráhu a třeba i další regionální tratě,“ řekl Chrdle.
Na trati mezi Litoměřicemi a Mostem by podle ředitele byl zaveden tzv. smíšený provoz. Jezdily by tu vlaky bez strojvedoucího i ty klasické. „U některých panují obavy, že bereme strojvedoucím práci, ale těch se nedostává, my se snažíme práci zjednodušit,“ uvedl Chrdle, podle kterého jsou i obavy z jízdy autonomním vlakem u některých cestujících. „Ti asi takovým vlakem nepojedou,“ poznamenal.
Přechodu k plně autonomní železnici brání legislativní podmínky.
Pionýři na Kopidlnce
Kopidlnka, tedy trať Kopidlno – Dolní Bousov, se už nějaký čas proměňuje v experimentální dráhu. AŽD tu totiž testuje systémy pro autonomní provoz vlaků bez strojvedoucích na širé trati.
Vlak bez strojvedoucího jede poklidnou krajinou, když vtom se za obloukem na železničním přejezdu objeví porouchaný terénní automobil a kousek od něj mává zoufalý řidič, který z vozidla stačil vyskočit. Vlak nejdříve mírně zpomalí a po chvíli bezpečně zastaví před přejezdem.
Toto je přesný popis jedné z testovacích jízd na měřicím voze ETCS 851.026-5 společnosti AŽD, při nichž se nejen ověřuje spolehlivost jednotlivých technologií pro autonomní provoz vlaků na širé trati, ale slouží také pro sběr potřebných dat z kamer a dalších senzorů instalovaných na čele vozidla. Z těch se neuronové sítě učí co nejlépe rozpoznávat objekty v jejich zorném poli. Získané informace jsou neustále posílány k vyhodnocení do výpočetního a řídicího modulu, který pošle pokyny již existující technologii AŽD ATO (Automatic Train Operation – Automatické vedení vlaku). Ta v běžném provozu umí vlak po souhlasu strojvedoucího sama rozjet a poté ho zastaví v následující stanici. Za bezpečnost v rámci autonomního provozu zůstává odpovědný systém ETCS (Evropský jednotný vlakový zabezpečovač).
Vývoj započal průzkumem možností jednotlivých technologií pro detekci překážek a pracemi na prvním tzv. proof of concept řešení, což zahrnovalo i první testování na trati.
Prostor před vlakem sleduje detektor objektů, který nahrazuje oči strojvedoucího. Použití více rozdílných typů senzorů umožňuje pokrýt monitorovaný prostor před vlakem. Některé senzory sice mají daleký dosah, ale nepostřehnou to, co se děje těsně u vlaku, a naopak. Vhodná skladba těchto senzorů a mnoho dalších technických aspektů je předmětem podrobného zkoumání a testování.
„Detektor objektů se aktuálně skládá z Lidaru, který modeluje 3D scény prostoru pomocí laserových paprsků, dále ze stereokamery sestavující hloubkovou mapu na základě perspektivního složení pohledů dvou kamer, nechybí ani termokamera k zobrazování infračerveného teplotního vyzařování objektů a HD kamera pro zpracování klasického obrazu s vysokým rozlišením. Systém se dále skládá z návazných zařízení, jako jsou GNSS modul (GPS a GALILEO), řídicí elektronika, výpočetní moduly pro zpracování senzorických dat a obrazu interpretující viděné scény včetně hledání objektů a potenciálních překážek a v neposlední řadě expertní rozhodovací modul (náhrada rozhodování strojvedoucího),“ popisuje použité technologie vedoucí projektu autonomního vlaku Vítězslav Landsfeld ze společnosti AŽD.
Každý senzor ze své technologické podstaty vnímá okolí z vlastní perspektivy. Již dnes jsou tedy zachycovány také informace nad rámec současného vidění oka strojvedoucího. Odborníci z AŽD dokonce pracují na senzorech, které umožní „vidět“ vlaku takzvaně za roh. Těmito senzory se plánují osadit riziková místa podél trati, nástupiště, vstupy do tunelů či úseky za oblouky, přičemž data z těchto senzorů budou kontinuálně přenášena do rozhodovacích modulů.
„Systém musí každou sekundu zpracovat neuvěřitelné množství dat ze všech senzorů. Aktuálně se jedná zhruba o 1,5 GB/s, což pro představu činí miliony informací za sekundu,“ vysvětluje Vítězslav Landsfeld.
Když AŽD v roce 2018 zveřejnila vizi o autonomních vlacích bez strojvedoucích na širé trati, rozvířila se divoká diskuse, v níž řada lidí pochybovala, že by železnice mohla jít tímto směrem.
„A proč by to nebylo možné? Když se začalo hovořit o bezpilotních dronech, také tomu nikdo nevěřil, a dnes už existují. Aktuálně se testují autonomní automobily, tak proč by nemohly být autonomní vlaky na širé trati. Vždyť je to jednodušší než automobil. Minimálně v tom, že u vlaku se přesně ví, kudy pojede a co jej na trati čeká. Já věřím tomu, že jednou vlak bez strojvedoucího na širé trati budeme běžně potkávat,“ řekl k tomu ředitel společnosti AŽD Zdeněk Chrdle s vědomím, že železniční provoz je oproti tomu silničnímu v některých aspektech mnohem komplexnější, systémově propracovanější a svázaný všemožnými předpisy. Zásadním problémem je také mnohem větší hybný moment. Zatímco automobil zabrzdí na pár metrech, u vlaku jsou to stovky metrů.
Tvůrci systémů pro autonomní provoz vlaků myslí i na situace, kdy těsně před vozidlo vběhne zvěř, spadne strom při vichřici anebo vjede nepozorný řidič, a přestože systémy ihned zareagují, vlak nedobrzdí.
„Vzniká tak mimořádná událost a o dalším postupu musí rozhodnout supervizor na dohledovém pracovišti. My aktuálně systém takového dohledového pracoviště pro autonomní provoz vlaků vyvíjíme. Reportovány budou různorodé incidenty, a to s patřičnou prioritou. Pracovník dohledu potom může situaci vzdáleně přes kamery prověřit, informovat cestující a provést potřebné kroky, například přivolat složky Integrovaného záchranného systému, předat informace správci infrastruktury, převzít dálkové ovládání anebo obnovit automatický provoz vlaku. Supervizor si informace, zvuk či obraz z příslušného vlaku může samozřejmě vyžádat kdykoliv během jízdy, i když se nic neděje. Také cestující se budou moci kdykoliv během jízdy spojit s dohledovým pracovištěm,“ uzavřel vedoucí projektu autonomního vlaku Vítězslav Landsfeld.
Tomáš Rovný s použitím ČTK
