Přečtěte si:  Konference Smart city v praxi VI, tentokrát jako online studio






Pozvánky na akce


Stalo se










Technologie ToF a UWB pomáhají spolehlivému a bezpečnému CBTC

6.9.2021 Na samém konci srpna 2021 udělil německý zkušební a certifikační orgán TÜV Süd bezpečnostní certifikaci pro úroveň SIL 4 americkému dodavateli informačních technologií Piper Networks na jeho technologii Ultra Wideband (UWB) pro detekci vlaků. Tato technologie je založená na technologii ToF a může významně podpořit řídicí a zabezpečovací systém CBTC, jak prokázalo její zkušební nasazení na lince newyorského metra 7-Flushing Line (viz foto).

Řídicí a zabezpečovací systém CBTC

Řídicí a zabezpečovací systém CBTC (communication based train control, tedy řízení vlaku založené na komunikaci) je v současné době nejpokročilejší v oboru automatických městských rychlodrah. Jeho hlavním charakteristickým rysem je nezávislost na pevných traťových úsecích, vysokokapacitní obousměrná komunikace dat mezi vlakem a traťovým zařízením, díky níž je velmi přesně určena poloha vlaku, a vykonávání životně důležitých funkcí vlakovými a traťovými procesory.

Technologie CBTC zahrnuje:

•    řídicí centrum,  

•    traťovou část,

•    vlakovou část.

Tyto tři součásti mezi sebou nepřetržitě komunikují s frekvencí 0,5–2 vteřiny. Prostředkem komunikace mezi traťovou částí a vlakem jsou buď radiomajáky, nebo (u starších typů) indukční smyčka v kolejišti.

Princip fungování systému CBTC lze pro názornost připodobnit k situaci, kdy strojvedoucí vlaku je nahrazen automatickým systémem, který tvoří:

•    vlakové zařízení („oči a ruce strojvedoucího“), které nepřetržitě hlásí řídicímu centru svoji polohu a rychlost a zpětně přenáší jeho pokyny na motory a brzdy vlaku,

•    řídicí centrum skrze traťovou část („mozek strojvedoucího“), které nepřetržitě vyhodnocuje hlášení vlaků a vydává každému z nich pokyny k rozjezdu, udržení rychlosti nebo zastavení.

Základními důvody pro automatizaci drah technologií CBTC jsou zpravidla:

•    vyšší provozní spolehlivost,

•    výrazně vyšší schopnost operativního přizpůsobení provozu přepravní poptávce;

•    nižší provozní náklady.

V úvodu zmíněná linka newyorského metra 7-Flushing Line používá CBTC typu SelTrac od firmx Thales (nyní součástí koncernu Hitachi). CBTC se předpokládá i pro novou linku D pražského metra. Další informace o CBTC lze nalézt v naší nápovědě k článkům zde.

Technologie ToF

Time-of-Flight (ToF) obecně představuje typ senzoru, který měří vzdálenost mezi sebou samým a všemi předměty, jež spadají do jeho úhlu záběru, a to pomocí světelných paprsků, ultrazvuku nebo – jako v tomto případě – rádiových vln (tedy zcela přesně, elektromagnetického záření).

Time-of-Flight senzor vyšle signál, který se odrazí od předmětů spadajících do úhlu záběru čidla a vrátí se zpět do přijímače v senzoru. Porovnáním času vyslání a času přijetí se získá konkrétní hodnota vzdálenosti od senzoru, ve které došlo k odražení signálu.

Technologie UWB a její využití pro řízení vlaků

UWB, tedy Ultra Wideband neboli ultraširoké pásmo, představuje novou bezdrátovou technologii s podobným využitím jako Bluetooth. Na rozdíl od nich však funguje se širokým frekvenčním pásmem o hodnotě až 500 MHz. Tato hodnota je mnohem vyšší, než jakou například využívá WiFi nebo mobilní sítě, využívající kanály o šířkách 20–80 MHz.

Z toho vyplývá, že technologie UWB dokáže přenést mnohem více dat. Může to být až několik desítek gigabitů za sekundu, aniž by zařízení s touto technologií bylo rušeno nebo rušilo ostatní zařízení. Signál dokáže také projít přes stěny a má dosah až několik desítek metrů.

Výhodou UWB je také mnohem lepší lokalizovatelnost a bezpečnost. Skutečnost, že UWB pracuje s velmi krátkými impulsy, pomáhá odhadnout čas postupu signálu neboli vzdálenost a směr dvou zařízení s mnohem větší přesností.

S pomocí UWB lze, mimo jiné, pokrýt koleje a jejich okolí rádiovým signálem, který v reálném čase detekuje polohu vlaku s přesností na centimetry. Pomocí zmíněné technologie ToF je průběžně počítána vzdálenost vlaku od senzoru, resp. vysílače a přijímače rádiového signálu, a odtud dále jeho rychlost. To vše se děje s vysokou přesností odpovídající zmíněným technologiím.

Takovouto technologii nyní úspěšně otestovala a certifikovala v úvodu zmíněná společnost Piper Networks.

Bezpečnost na úrovni SIL 4 a její význam pro technologii UWB

Úrovně integrity bezpečnosti (Safety integrity level SIL) je popsána v normě ČSN EN 61508: Funkční bezpečnost elektrických/elektronických/programovatelných elektronických systémů souvisejících s bezpečností. Úrovně bezpečnosti jsou definovány následujícími ukazateli:

•    PFDavg = střední pravděpodobnost nebezpečné poruchy při vyžádání funkce,

•    PFH = střední pravděpodobnost chyby bezpečnostní funkce za hodinu.

Pro SIL 4, nejvyšší ze čtyř úrovní, platí následující hodnoty:

•    PFDavg ≥ 10-9 a <10-8

•    PFH ≥ 10-5 a <10-4

Ověření a validace všech komponent a procesů technologie UWB od Piper Networks autorizovaným orgánem je předpokladem toho, aby bylo možné ji zabudovat do komplexních systémů řízení a zabezpečení, jako právě zmíněné CBTC, které takovouto úroveň bezpečnosti vyžadují.

redakce Proelektrotechniky.cz

Foto © Piper Networks

Další informace zde a také zde

Přečtěte si také:

První přeshraniční trať s CBTC spojí Malajsii a Singapur

27.8.2021 Řídicí a zabezpečovací systémy CBTC jsou známé především z městských rychlodrah. V srpnu 2021 zaznamenala tato technologie pozoruhodný milník: Společnost Siemens uzavřela smlouvu na vybavení 4km trati spojující 250tisícové malajské město Johor Bahru s více než pětimilionovým Singapurem. Půjde tak o první přeshraniční využití technologie CBTC.


Nový globální leader pro CBTC i bezobslužné metro s kolejovými obvody: Hitachi Rail odkoupí od skupiny Thales divizi povrchové dopravy

19.8.2021 Začátkem srpna 2021 začala významná změna na trhu informačních, zabezpečovacích a řídicích systémů v kolejové dopravě včetně systémů pro bezobslužné městské rychlodráhy. Společnost Hitachi Rail se dohodla na akvizici Thales Ground Transportation Systems – divize povrchové dopravy skupiny Thales. 


Technologie ETCS stále více střeží bezpečnost na české železnici, časový horizont je 2040

6.8.2021 Před schvalováním vládou je nyní dokument „Plán moderního zabezpečení české železnice – implementace ETCS do roku 2040“ (Dále „Plán zabezpečení“), který stanovuje harmonogram dalšího zavádění evropského automatického zabezpečovače ETCS různých úrovní na všechny tuzemské tratě. V reakci na tragické události na železnici, které velmi nepříjemně potvrdily potřebnost tohoto zařízení, s ním na začátku srpna 2021 veřejnost seznámilo Ministerstvo dopravy ČR. 


Na cestě k bezobslužné lince D pražského metra: první úsek metra D Pankrác – Olbrachtova postaví mezinárodní sdružení pěti společností

28.7.2021 Další krok v projektu nové, bezobslužné linky D pražského metra, na jehož přípravě se v roli konzultantů podíleli i provozovatelé tohoto portálu, se odehrál na přelomu června a července 2021. Dopravní podnik hl. m. Prahy (DPP) na základě rozhodnutí představenstva společnosti podepsal smlouvu s vítězem veřejné zakázky na stavbu prvního úseku metra D Pankrác – Olbrachtova.


Technologii PTC pro automatický provoz využijí vlaky na Floridě

25.6.2020 Technologie Positve Train Control (PTC) pro automatický provoz vlaků na celostátních tratích začne být využívána na Floridě. Technologii instaluje společnost Wabtec na trati společnosti Virgin Trains USA. Odborná veřejnost o tom byla informována v červnu 2020. 


Švestková dráha: nejmodernější a nejrychlejší česká lokálka bude mít unikátní bezúdržbový provoz

28.2.2020 Před časem téměř zrušená a díky okolním obcím a inovativnímu průmyslu opět zprovozněná Švestková dráha (trať Čížkovice – Obrnice na Ústecku) se stane technickým unikátem v oblasti provozu a údržby tratí. Jak v únoru 2020 oznámil její vlastník, společnost AŽD Praha, přejde tato trať na bezúdržbový provoz. Stane se tak první železniční tratí v naší zemi, která kromě pravidelných preventivních údržbových zásahů nebude potřebovat ani takzvané pochůzkáře, kteří pravidelně kontrolují technický stav tratě. 


Projekt Finch West LRT: systém CBTC se uplatní také na lehké městské železnici tramvajového typu

12.7.2019 Řídicí a zabezpečovací systém Communication based train control – CBTC, pracující na principu pohyblivých bloků nezávislých na pevných kolejových obvodech, a tudíž umožňujících větší hustotu provozu i větší flexibilitu při řízení provozu, je charakteristický zejména pro systémy městských rychlodrah/metra bez řidiče – viz publikovaná zpráva UITP. nabízí však možnosti využití i mimo tyto systémy, například u lehkých městských železnic tramvajového typu. Důkazem je připravovaný projekt Finch West light rail transit (LRT) v kanadském Torontu, který si na konci června 2019 vybral jako řídicí a zabezpečovací systém právě CBTC značky SelTrac od firmy Thales.


Jak si „srovnat svoje smart noty“: nabízíme interaktivní školení smart city pro města, obce a regiony

Řada českých měst a obcí má v současné době zájem o postavení „smart city“ či „chytré obce“ a k tomuto postavení již často podniká konkrétní kroky. Problém je, že pojem smart city provází v ČR (ostatně i jinde ve světě) řada nedorozumění – od pojímání smart city jako pouhého „digitálního města“ po technické výstřelky typu „chytré“ lavičky. V této situaci se provozovatelé našeho portálu, firma Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services, rozhodli nabídnout městům, obcím a dalším institucím zainteresovaným na rozvoji „smart“ konceptu krátké interaktivní školení pro praktickou realizaci tohoto konceptu v jejich konkrétních podmínkách.


Smart city v praxi: první kniha českého autora o konceptu smart city a jeho zavádění v každodenním životě


Chytrým městem, obcí, či regionem, označovaným souhrnně pojmem „smart city“, rozumíme koncept strategického řízení, při němž jsou využívány moderní technologie z oblasti energetiky a služeb, mobility a informatiky pro ovlivňování kvality života ve městě, a následně k dosahování hospodářských a sociálních cílů. Nejde tedy o pouhé „digitální město“ nebo o nepromyšlené pořizování nákladných moderních technologií pro potřebu měst a regionů, jak je tento pojem někdy mylně interpretován. Zhruba stopadesátistránková barevná publikace Smart city v praxi s bohatým obrazovým doprovodem je přednostně určena jako praktická příručka těm, pro něž koncept smart city představuje každodenní práci řídících pracovníků a specialistů při vytváření strategie chytrého města a při jejím naplňování pomocí projektů moderních technologií. Více o knize zde 

Knihu je možné zakoupit v e-shopu vydavatelství Profi Press zde


Consulting Services: Naše odborné služby

Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services je konzultační firma v oblasti inovativních technologií pro dopravu a smart city (včetně energetiky a vodíkových technologií), která rovněž provozuje informační portály www.smartcityvpraxi.cz a www.proelektrotechniky.cz a organizuje odborné akce. V rámci našich odborných služeb Vám nabízíme vypracování strategie smart city, spolupráci na vytváření strategických dokumentů, vytváření a realizace projektů pro smart city, další odborné konzultační služby (studie, průzkumy, analýzy), vytváření a realizace dalších projektů s inovativními technologiemi (automatická vozidla, vodíkové technologie, elektromobilita aj.), specializované vzdělávací akce „na klíč“, prezentační a autorské služby (prezentace na konferencích, portálech). 


Smart city: příklady projektů a užitečných technologií

Koncept inteligentního města – smart city – se snaží maximálně využít moderních technologií, především informačních, pro ovlivňování kvality života ve městě. Přitom dochází k synergiím mezi různými aktivitami a veřejnými službami, díky nimž město funguje – především doprava, logistika, bezpečnost, energetika, správa budov, atd. Ačkoliv existují rozmanité oficiální metodiky a doporučení pro vytváření smart city na úrovni EU a (nyní v přípravě) i ČR, „smart city“ není ničí ochranná známka ani normativně vymezený pojem. V praxi proto existují po celém světě rozmanité způsoby a konkrétní projekty, jakými je tento koncept realizován v praxi. Tuto rozmanitost ukazují i články v naší rubrice „Projekty smart city“, které mohou sloužit pro informaci i pro inspiraci všem, kdo se na konceptu inteligentních měst v ČR podílejí nebo hodlají podílet.


Cyklus odborných konferencí „Smart city v praxi“, „Efektivní elektromobilita v organizacích“ a „Elektrické autobusy pro město“

Konference „Elektrické autobusy pro město“ se již od svého prvního běhu v říjnu 2013 vyprofilovala jako zcela ojedinělá prezentační a vzdělávací akce i jako místo vzájemné výměny aktuálních zkušeností mezi profesionály z elektrické osobní dopravy. Díky svému zaměření na konkrétní téma, konkrétní prezentující a konkrétní publikum se tato konference stala prostředkem přímé komunikace mezi výrobci elektrobusů a trolejbusů (včetně jejich komponent a infrastruktury) a jejich provozovateli a uživateli. V neposlední řadě zde hrají důležitou roli i zástupci institucí, které rozhodují o financování této dopravy, nebo mají v tomto ohledu aktuální a spolehlivé informace. Konference „Efektivní elektromobilita v organizacích“ je první konferencí svého druhu v ČR, prezentující elektromobily jako dopravní prostředek pro organizace soukromého a veřejného sektoru, ne tedy a priori jako luxusní nebo zábavní předmět pro elektromobilní nadšence a jejich sdružení. Obsah konference je cíleně zaměřen na organizace a správce jejich vozového parku.  Konference „Smart city v praxi“ je zaměřena především na ty zástupce měst a obcí a veřejných organizací, kteří se budou rozhodovat o volbě konkrétních řešení od konkrétního dodavatele pro definování a naplňování investičních projektů, jimiž je koncept smart city v daném městě realizován.

Pozvánky na tyto konference a zprávy z těchto a dalších konferencí naleznete zde.



Naše tipy





















Copyright © 2012 – 2021 Ing. Jakub Slavík, MBA – Consulting Services