- Škoda Group vyrobila pro dopravní podnik v Mannheimu nejdelší tramvaj na světě
- Má 60 metrů, zvládla přepravit 6 600 lidí za den a je připravena na autonomní provoz
- Umělá inteligence nepomáhá jen v tramvajích, ale také v depu
Městská hromadná doprava je součástí každodenních životů řady z nás, ostatně je jen málo způsobů, jak se obzvláště po větších městech pohybovat rychleji a levněji. Výkladní skříní řady měst je bezesporu tramvajová doprava, což platí nejen pro tuzemská města, ale také pro ta zahraniční. Jinak tomu není ani v případě německého Mannheimu, kam jsme se společně s plzeňskou firmou Škoda Group zamířili podívat na akci Autonomy Day Mannheim a také na to, jak toto souměstí využívá pokročilé technologie vyrobené a vyvinuté v naší zemi.
Mannheim jako ideální prostředí pro nejdelší tramvaj
Nejprve ale trochu kontextu: Mannheim je město ve spolkové zemi Bádensko-Württembersko, které čítá takřka 317 tisíc obyvatel (rozloha cca 145 km², hustota zalidnění 2 186 obyv./km²), přičemž je také centrem metropolitní oblasti Rýn-Neckar, jež se může chlubit zhruba 2,4 milióny obyvatel. Z hlediska dopravy jde o významný železniční uzel a také největší vnitrozemský přístav v Německu.
Z hlediska městské hromadné dopravy je poté důležité propojení se sousedícími městy Ludwigshafen (176 tisíc obyvatel) a Heidelberg (významné univerzitní město, 155 tisíc obyvatel). Vzhledem k tomu, že město je také sídlem úspěšného házenkářského a hokejového klubu, je zde velká nárazová poptávka po přepravě, stejně jako pravidelná špička s ohledem na řadu významných průmyslových podniků, jako jsou Daimler, ABB, Unilever, Hoffmann–La Roche nebo BASF.
60metrová ForCity Smart přepraví až 6 600 cestujících za den
Páteří sítě městské hromadné dopravy v Mannheimu je tramvajová síť, konkrétně vlakotramvaje, které dodává česká firma Škoda Group. Stěžejní tramvají pro dopravu mezi městy je poté nejdelší varianta tramvaje ForCity Smart, která měří 58,69 metru a nabízí kapacitu až 516 cestujících, přičemž z toho je 144 míst k sezení a 372 míst ke stání.
Jen pro zajímavost – užitečné zatížení vozidla dosahuje přibližně 40 tun. Tato tramvaj ale není jen o rekordní délce – podle provozních údajů rnv dokázala jedna 60metrová tramvaj přepravit až 6 600 cestujících za jediný den, což je nejvyšší počet osob přepravených jedním samostatným vozidlem v síti rnv. Dvanáct těchto tramvají přepravilo během jednoho roku přibližně 7 milionů cestujících a všechny dodané tramvaje dohromady přibližně 32 milionů cestujících.
Jako u všech tramvají, také ForCity Smart pro Mannheim jsou na míru přizpůsobeny potřebám města. Modulární platforma vychází z Artic tram vyvinuté pro Helsinky a zahrnuje tři základní délkové varianty – 30, 40 a 60 metrů. Moduly lze nicméně kombinovat pro dosažení různé délky, a to až 80 metrů, a k dispozici je až 14 různých kombinací.
Zajímavostí je, že i samotné části tramvaje lze provozovat samostatně – jinými slovy můžete dlouhou „rozpůlit“ a provozovat ji samostatně dle potřeby, například pro posouvání v depu, a samotné spojení a rozpojení trvá jen zhruba deset minut. V tuzemských podmínkách takto dlouhou tramvaj nejspíše jen tak neuvidíme – infrastruktura (třeba v podobě nástupišť) s ní nepočítá.
I přes svou výraznou délku je tramvaj na kolejích poměrně stabilní. Při jedné z jízd tramvaj omylem překročila v zatáčce povolenou rychlost o 30 kilometrů za hodinu, což vedlo k vykolejení, nicméně pouze posledního podvozku v celé soupravě. Pro samotného řidiče ovšem nepředstavuje řízení nejdelší tramvaje na světě vyšší náročnost oproti kratším tramvajím.
ForCity Smart také myslí na efektivitu – má vlastní tepelné čerpadlo a při výpadku proudu ujede přibližně 200 metrů na superkapacitory, takže nehrozí, že by kupříkladu zůstala v křižovatce a blokovala provoz.
Tramvaje ForCity Smart poskytují rovněž bezbariérový nástup, nízkopodlažní prostory s prioritními sedadly pro určené skupiny cestujících, rampy s pozvolným sklonem a zóny pro vozíky, kočárky nebo jízdní kola. Důležitým prvkem jsou široké dveře o šířce 1,5 metru, neboť u podobných vozidel se běžně používají dveře o šířce přibližně 1,2 až 1,3 metru. Širší nástupní prostor pomáhá urychlit výměnu cestujících na zastávkách, což je významné zejména na frekventovaných linkách a v dopravních špičkách.
Dveře jsou vybaveny LED pásky. Červený LED pás zvenku vozidla upozorňuje cestující na nástupišti a přispívá k rychlejší a bezpečnější výměně cestujících. Ve vozidlech jsou také moderní informační systémy, vnitřní displeje s provozními informacemi, Wi-Fi pro cestující a informační a reklamní obrazovky.
Právě v případě přítomnosti reklamních obrazovek může český pasažér zažít mírný kulturní šok – ploch pro zobrazování reklamy je v tramvajích výrazně méně, než v českém prostředí, a celý interiér díky tomu působí uklidňujícím dojmem. Klimatizace prostoru pro cestující je dimenzována až do venkovních teplot 50 °C. Systém podporuje energeticky efektivní provoz ve středních teplotních pásmech a zajišťuje komfort i při vysokých teplotách.
Vzhledem k tomu, že jde o vlakotramvaj, najíždí ForCity Smart také na klasické vlakové koleje při dopravě cestujících po aglomeraci, nicméně není to tak, že by se její provoz křižoval s vlakovou dopravou. Nejdelší tramvaj na světě také není úplnou novinkou – v provozu je od roku 2023 a celkem bude 114 tramvají tohoto typu v Mannheimu (z toho dvanáct 60metrových), v celém Německu pak 290. Nové technologie, kterými tramvaj disponuje, nejsou vyhrazeny jen pro poslední modely, ale v rámci postupných modernizací se podívají i do starších vozů.
Bezpečnost až na prvním místě
Komfort pro cestující je jedna věc, avšak důležitou roli hrají i systémy, které na první pohled nejsou vidět, ale provoz tramvaje a její bezpečnost pro okolí výrazně usnadňují a zvyšují. Kabina řidiče je navržena s důrazem na bezpečnost a zahrnuje třístupňový koncept ochrany při nárazu. Vozidla splňují požadavky pro provoz v tramvajovém i železničním prostředí, včetně specifických nároků na crash design, akustické výstražné prvky a další technické parametry.
Řidič má k dispozici moderní kamerový systém, včetně zadních kamer a „dashcam“ řešení. Vozidlo umožňuje řidiči široký rozhled kolem kabiny, využívá digitální kamerový systém a moderní řidičský displej ve smart designu. Vnitřní LED osvětlení prostoru pro cestující je řízeno podle vnějších světelných podmínek a displeje v interiéru mohou kromě trasových informací zobrazovat také aktuální data a provozní informace.
Antikolizní systém spoléhá na mapování trasy pomocí LiDARu, přičemž přesné mapování prostředí zůstává aktuální klidně i několik let, tudíž není potřeba často obnovovat. Provozovatel může do chování systému zasáhnout, například v případě rekonstrukce ulice, která jízdě tramvaje nezabraňuje, ale ovlivňuje bezpečný průjezd. Systém jako takový detekuje jen opravdové překážky v provozu a nezasahuje do řízení, pokud to není nezbytně nutné.
Pokud se nějaká překážka na cestě vyskytne, zastaví antikolizní systém těsně před ní, případně do ní lehce ťukne, přičemž bere v potaz i křižovatky a jiné složité křížení, tudíž nevyhodnocuje nebezpečí zbrkle a neuváženě. Tento systém je v provozu od roku 2021, kdy byl nasazen ve finském Tampere, a v českém prostředí funguje v tramvajích 52T, které jezdí v Praze.
Umělá inteligence našla praktické využití
Nebyly by to moderní technologie, kdyby nevyužívaly umělou inteligenci. Ta je v případě tramvají ForCity Smart praktická a nedá se říci, že by šlo jen o marketingovou vábničku. Umělá inteligence usnadňuje a zefektivňuje řadu úkonů, především pro řidiče – zvládne například zkontrolovat po jízdě vozidlo, zda se v něm někdo nenachází, aniž by musel řidič fyzicky vozidlo projít. To u tramvaje dlouhé 60 metrů nějakou tu minutu zabere a vzhledem k tomu, že tuto činnost musí dělat po každé jízdě, značně to ušetří čas. Systém také umí detekovat i zapomenuté předměty a upozornit na ně.
Důležitá je AI také v případě ochrany cestujících. Tady dokáže kupříkladu rozpoznat pád cestujícího na zem a upozornit na něj řidiče, nebo rozpoznat blížící se konflikt mezi cestujícími. Umělá inteligence se umí v tomto případě i postupně učit a časem by se tak nemělo stávat, že bude jako bitku mezi cestujícími vyhodnocovat třeba běžné pošťuchování mezi dospívajícími pasažéry. Všechna naučená data se navíc sdílejí napříč městy (pochopitelně v anonymní formě bez přímé identifikace cestujících), takže časem půjde o velmi propracovaný systém.
Pro dopravní podniky je také důležitá ochrana tramvají před vandaly. Systém z pomocí kamer dokáže nastavit detekční zóny podél vozidla dle různých parametrů, třeba na základě blízkosti, délky pobytu apod., přičemž pokud jsou parametry naplněny, umí systém reagovat dle přání vlastníka – poslat SMS či e-mail s upozorněním, spustit záznam nebo třeba jen zazvonit a potenciálního vandala vyplašit. Kamery navíc nepřekvapí ani zhoršené světelné podmínky a i v takřka absolutní tmě dokáží zaznamenat rozpoznatelné tváře ve vysokém rozlišení.
Jádrem chytrých funkcí je poměrně malá modrá krabička s názvem Hypex. Tu vyvíjí přímo Škoda Group (stejně jako klíčové komponenty) a jedná se o modulární systém, který slouží jako „mozek“ celé tramvaje. Každá tramvaj jich přitom má hned několik a jsou umístěny třeba v podhledech či přímo v kabině u řidiče. Systém je také modulární a lze velmi snadno vylepšit o nové a pokročilejší funkce, třeba o autonomní systém – ten se dá nainstalovat i vzdáleně aktualizací přes vzduch a do provozu lze uvést už za pár dní. Finanční návratnost, která bývá často překážkou inovací, je navíc v tomto případě jen přibližně tři roky.
Pro spuštění autonomního řízení chybí jen posvěcení zákonodárců
Autonomní systém byl jedním z hlavních taháků celé prohlídky. Ačkoli systémově a technologicky je vše připraveno na ostrý provoz, v praxi je největší překážkou legislativa a také přijetí veřejnosti. Zatímco u metra je autonomní řízení již realitou v řadě měst, u tramvají se stále čeká na úpravu legislativy zákonodárci.
Během praktických ukázek fungování v rámci depa nicméně systém fungoval na jedničku a velmi bezpečně, přičemž zástupci Škoda Group nepochybují, že tomu tak bude i v ostrém provozu. Jisté ale je, že minimálně po nějakou dobu budou autonomní systémy pod dohledem živého člověka – přeci jen ve městě se může stát řada situací, kdy je zásah člověka naprosto nezbytný, a bude trvat, než se autonomní vozidla naučí na ně reagovat.
I v omezeném režimu, kdy autonomní systém řídí tramvaj a člověk na ni jen dohlíží, může systém fungovat překvapivě dobře. Během praktické demonstrace zvládne autonomní systém kupříkladu zasáhnout do řízení ve chvíli, kdy lidský faktor situaci vyhodnotí špatně – třeba při špatně zvolené rychlosti do zatáčky umí systém adekvátně zpomalit a zabránit tak vykolejení.
Praktické využití autonomního řízení je také v rámci depa, konkrétně při manipulaci s jednotlivými soupravami. Díky autonomii už nemusí jednotlivé monotónní úkony provádět člověk, ať už jde o posun soupravy či o projetí automatickou myčkou.
Bezpečnější provoz, snadnější údržba
Chytrá řešení od Škoda Group se ale netýkají jen samotných tramvají, ale také depa, které je nedílnou součástí každé sítě MHD. Systémy běží v rámci cloudového řešení od Microsoft Azure, což eliminuje náklady v podobě výstavby vlastního řešení a zároveň poskytuje i rozumnou míru zabezpečení. Každá tramvaj poté s depem komunikuje přes internet, přičemž jednotlivé soupravy využívají systému s názvem Digital Twin – ten umožňuje v rámci diagnostiky přesné nalezení chyby, včetně toho, kde na trati se udála, a nechybí ani statistiky jednotlivých řidičů.
Systém zvládá také předvídání chyb v procentech a také upozorní technika na možné chyby s předstihem. V praktickém provozu si to představte například tak, že systém začne hlásit možné problémy ve chvíli, kdy se blíží hranice garantované životnosti třeba mechanismu pro otevírání dveří, přičemž pokud se objeví vážnější závada, která by mohla hrozit tím, že dveře nepůjdou otevřít či zavřít, systém na ni včas a přesně upozorní.
K tomu se pochopitelně využívá také umělá inteligence, stejně jako třeba k monitorování fungování pantografu – to probíhá na kamerovém stanovišti pro vizuální kontrolu stavu vozidla, s kamerami v okolí vozu, pod ním i nad ním.
Tramvaje ForCity Smart pro rnv jsou navrženy tak, aby usnadňovaly každodenní údržbu i opravy po mimořádných událostech. Motor, převodovku nebo dvojkolí je možné vyměnit bez demontáže celého podvozku. V případě nehody lze jednodušeji vyměnit boční okna a vnější panely. Vozidla umožňují také servisní posun z obou konců tramvaje, protože potřebné ovládací prvky jsou integrovány přímo na palubě. V servisním režimu je možné využít beztrolejový posun pomocí baterií. V servisním režimu je možný beztrolejový posun až na vzdálenost 800 metrů.
Tato řešení jsou důležitá nejen pro mimořádné situace v provozu, ale také pro práci v depu a servisních halách, kde nemusí být k dispozici trolejové napětí. Budoucnost městské hromadné dopravy nevypadá vůbec špatně, minimálně ne v podání Škoda Group, a pokud se legislativa pohne výraznějším směrem kupředu, možná se i v Česku již brzy dočkáme autonomních tramvají.
Michael Chrobok
Další dnešní články
