Do železniční dopravy proniká umělá inteligence a pomáhá dispečerům i manažerům

Technologické inovace v železniční dopravě jsou nezbytné pro udržení vysokého standardu v oblasti bezpečnosti. Takové investice však mají ještě další a neméně důležité aspekty. Nejenže pomáhají zefektivňovat řízení i diagnostiku, ale také zvyšují komfort cestujících a jejich důvěru v železnici. Moderní technologie tak přispívají k tomu, že počet lidí, kteří jezdí vlaky, rok od roku roste.

Správa železnic každoročně investuje do rozvoje železniční dopravy desítky miliard korun, z nichž část míří do oblasti dispečerské řídicí techniky (DŘT) a dálkové diagnostiky technologických systémů (DDTS). Tyto systémy řídí rozsáhlou infrastrukturu na dráze při zajištění vysoké úrovně kybernetické bezpečnosti. Zároveň sdružují informace z jednotlivých technologií v řídicích systémech příslušných železničních stanic – jako jsou osvětlení, rozhlas, kamery, informační tabule, elektrický ohřev výhybek, klimatizace či například vzduchotechnika. Díky tomu mají zodpovědné osoby k dispozici veškeré aktuální informace, které si mohou kdykoliv zobrazit, a tak mohou rychle a efektivně reagovat na vzniklé situace.

Největším dodavatelem dispečerské řídicí techniky a dálkové diagnostiky pro Správu železnic je příbramská společnost ZAT, jejíž systémy jsou integrovány na zhruba polovině železničních dispečinků v České republice.

Strojové učení i spolupráce s univerzitami

Systémy dálkové diagnostiky denně pojmou desítky tisíc relevantních záznamů, které je třeba spravovat, což je s přibývajícím počtem dat stále složitější. I v této oblasti se proto začíná uplatňovat umělá inteligence. Pro lepší analýzu získaných informací příbramská firma aktuálně vyvíjí analytickou nadstavbu využívající právě modely strojového učení. Umělá inteligence informace zpracuje dle potřeby jednotlivých uživatelů, například dispečerů, techniků i manažerů, kteří tak mohou na jejich základě snáze a rychleji rozhodovat. „Například technici budou moci díky predikcím poruchovosti lépe plánovat preventivní servis, manažerům výstupy z datové analýzy zase pomohou k plánování investic ve střednědobém horizontu,“ vysvětluje ředitel divize Smart systémy ZAT Milan Hucl a dodává, že v současné době se může stát, že systém hlásí i nežádoucí stavy, které nejsou primárně způsobeny problémy na technologiích, nýbrž souvisejí s poruchami přenosové soustavy. „Proto je důležité, aby měli odpovědní uživatelé k dispozici informace pouze o relevantních poruchách, což nová analýza spolehlivě zajistí.“

Inovace, které v rámci vlakové dopravy probíhají, se však nevážou pouze k manažerským či servisním analýzám. Data proudící do systému DDTS totiž mohou posloužit i jinak. Zajímavou novinkou je i řízení technologie osvětlení nástupišť a nádraží v železničních stanicích a zastávkách v přesně daném časovém intervalu před příjezdem vlaku. Správa železnic tento systém, za jehož vývojem i nasazením opět stojí společnost ZAT, momentálně testuje v pilotním projektu na nádražích Horažďovice předměstí a Pačejov. „Zatím jsme s novou technologií spokojeni. Pokud se pilotní projekt osvědčí, skýtá velký potenciál pro instalaci na dalších železničních stanicích po celé České republice. Jde o ekonomické a finančně nenáročné řešení, které přispívá ke zvýšení bezpečnosti a komfortu cestujících a zároveň optimalizuje spotřebu elektrické energie,“ říká Radek Makovec, ředitel Oblastního ředitelství Správy železnic v Plzni, v jehož obvodu se nová technologie testuje.

Další novinkou, která je spojena s technologií DDTS, je vývoj webové aplikace pro analýzu vytápění výhybek. Kolejové výhybky jsou v současné době osazeny čidly a jsou vyhřívané již standardně, avšak inovace tkví právě v lepším řízení jejich vytápění. Během provozu technologií totiž dochází k odchylkám od optimálního stavu, které snižují efektivitu, zvyšují náklady a mohou dokonce ohrozit i bezpečnost provozu. „Nástroj pro detekci nestandardních stavů tyto odchylky automaticky rozpozná a informuje provozovatele, který může přijmout nápravná opatření. Díky tomu snižuje náklady na ohřev výhybek, který je náročný na spotřebu elektrické energie,“ pokračuje Milan Hucl. Podle jeho slov firma analytický nástroj vyvíjela s důrazem na univerzálnost, díky čemuž je aplikovatelný například i v energetice nebo průmyslu.

Propojení průmyslu s vědou

Na vývoji v oblasti železniční dopravy se však nepodílí soukromý sektor sám. V rámci univerzitního prostředí tak vzniká celá řada unikátních výzkumů, které mají za cíl vytvořit užitečné nástroje přispívající ke zvyšování kvality železnice jako celku. Jeden z takových projektů právě probíhá na VUT, konkrétně na Fakultě elektrotechniky a komunikačních studií. V rámci projektu, který je financován se státní podporou TA ČR a MPO z Programu DOPRAVA 2030, vědci pracují na vývoji prostředku, který dokáže zabránit mimořádnostem na železnici a předejít škodám na majetku, a také uspořit provozovatelům železnice materiální a energetické náklady zavedením metod prediktivní údržby. Cílem je vývoj komplexního digitalizovaného diagnostického systému jazykové kolejnice železničních výhybek, který bude poskytovat průběžný monitoring, sledování únavové životnosti a diagnostiku vzniku trhlin. Stav jazykové kolejnice železničních výhybek a analýzy pro prediktivní údržbu se následně bude zobrazovat ve speciálním softwaru, přičemž data budou dostupná všem odpovědným pracovníkům. Na vývoji této analytické a vizualizační platformy včetně IoT technologií pracuje v rámci projektu i společnost ZAT. „Máme více než dvacetileté zkušenosti s vývojem mobilních, webových i desktopových aplikací, i proto jsme součástí vývojového týmu. Na tomto konkrétním projektu, který by měl v roce 2027 dojít do fáze funkčního prototypu, pracují kolegové ze ZAT napříč divizemi a kompetencemi,“ uzavírá Milan Hucl.