A digitalizáció a kulcsa, hogy a vasúti közlekedésben jobb minőséget, nagyobb vonzerőt, nagyobb kapacitást és megbízhatóságot tudjunk garantálni. A szektor jövője az integrált, digitalizált vasúti hálózatokban, a hálózatba kapcsolt vonatok növekvő alkalmazásában és az egyes közlekedési ágakba történő integrációjában rejlik. Egyedül Németországban az intelligens megoldásoknak köszönhető hatékonysági és növekedési eredmények együttesen várhatóan 16 milliárd euróra rúgnak 2022-re.
Közös innovációk Európában
A pozitív hatás elérésében nagy szerepe van az interfészeknek és adatcserének mind az egyes közlekedési ágazatokon belül, mind pedig közöttük. A szabványosított és átjárható interfészek és az integrált közlekedési információk lehetővé teszik az intermodális utazást és szállítmányozást „háztól házig”. Lehetővé válik a különféle közlekedési módok zökkenőmentes kombinálása a közúti és vasúti rendszerektől egészen a gépkocsikig és bérautókig. Végeredményben a lecsökkent közúti forgalomnak köszönhetően utazási időt és költségeket takarítunk meg, miközben a környezetszennyezést is csökkentjük. A vasúti rendszerek digitalizálása az elmúlt évek során az üzemeltetők és az ipar közös törekvésévé vált. A „Váltás a vasútra” (Shift to Rail) olyan a köz- és magánszféra közötti partnerség, amelyet 2014-ben alapítottak az EU közlekedési miniszterei a vasútipar és az Európai Közösség közreműködésével, a vasúti szektor kutatásának és innovációjának előmozdítása érdekében. Az Európai Unióban hozzávetőleg egymilliárd eurót irányoztak elő a vasúti szállítás optimalizálására és versenyképességének javítására 2020-ig. A digitalizálás az egyik legfontosabb tényező lesz ebben a folyamatban. A cél: biztonságos adatcsere biztosítása a résztvevő partnerek számára egy nyitott architektúrájú modell alapján.
Kapacitásnövekedés intelligens vasútautomatizálás segítségével
Az emberek a nagyvárosokba és az agglomerációkba kötözése egyre nagyobb kihívások elé állítják a közlekedési szektort, világszerte kapacitásának végső határáig terhelve ezáltal a vasúti hálózatokat. A vasúti irányító rendszerek modernizációja és a folyamatok automatizálása - beleértve a biztonságos, teljesen automatizált vasúti közlekedést - megteremti az alapot a működés teljes digitalizálásához. Pontosan ez történik a vasúti szállítással az Egyesült Királyságban. A vasutak már évek óta folyamatosan növekvő keresletet tapasztalnak. Valójában az 1990-es évek óta az utasszám megduplázódott, a különösen forgalmas útvonalakon a kapacitás kihasználtsága pedig 200 százalékra emelkedett. A kapacitások növelése érdekében a brit vasúti útvonalakon a tervek szerint a lehető leggyorsabban bevezetik az Egységes Európai Vasúti Közlekedésirányítási Rendszert (ERTMS) az Egységes Európai Vonatbefolyásoló Rendszer (ETCS) telepítésével. Németországban pedig már üzembe is helyezték az első olyan vasútvonalat, amely az ETCS-re támaszkodva működik. Az új nagysebességű vonalon, amelyen az Erfurt és Lipcse/Halle (VDE8) közötti ICE járatok is közlekednek, a vonatok irányítása illetve a biztonságuk garantálása úgy történik, hogy a pálya mentén elhelyezett berendezések vezeték nélküli kapcsolaton kommunikálnak a járművek fedélzeti berendezéseivel, elhagyva a hagyományos, az útvonalat térközökre (blokkokra) felosztó, állandó telepítésű pályamenti jelzőket. Az új rendszer lehetővé teszi, hogy az útvonalon egyik vonatot a másik után indítsák - ami nem sokban különbözik attól, mintha hálózatba kapcsolt autók járnának az autópályán biztonságos, számítógéppel vezérelt távolsággal, amelyeket a járművek féktávolsága alapján számítanak ki. Azzal, hogy felhasználják a vonattal, a vasútvonallal és a vonat útjával kapcsolatosan rendelkezésre álló adatok teljes skáláját, pontosan ki lehet számítani a vonatok fékezett súlyát, ezzel pedig tovább rövidíthető a vonatok közötti biztonságos követési távolság. Ennek a technológiának a segítségével egy-egy járat kapacitása akár 40 százalékkal is növelhető. Az ETCS rendszer telepítése Magyarországon is folyamatban van.
Az ETCS Európa-szerte egyre jobban terjed és más földrészeken is szabvánnyá fog válni a jövőben. A szakemberek a metrórendszerek tekintetében is azt tűzték ki célul szerte a világon, hogy a digitális technológia révén növeljék a kapacitásukat. Ez különösen érvényes a működés automatizálására: a világ 35 városában már jelenleg is több mint 50 metróvonal működik teljesen automatikusan, automatizált vonatbefolyásoló rendszerekkel. Az UITP, a közösségi közlekedés nemzetközi szövetsége arra számít, hogy az automatizált metrórendszerek hossza megháromszorozódik az elkövetkező tíz év során, így teljes vonalhossza eléri az 1800 kilométert.
A megbízhatóság növelése és az üresjáratok elkerülése digitális diagnosztika segítségével
A digitalizálás egyik fő előnye az, hogy a vasúti rendszerek zavarai és hibái előre jelezhetővé, ezáltal pedig elkerülhetővé válnak. A lépésről lépésre történő digitalizálás növeli a hatékonyságot, amely biztosítja a gördülőállomány és a vasúti infrastruktúra száz százalékos rendelkezésre állását mindenféle működés során. A jövőben a veszteglő vonatok vagy a járműalkatrészben és az infrastruktúrában fellépő műszaki hibák miatti késedelmek sokkal kisebb problémát jelenthetnek. Az adatok gyűjtése, becsatornázása és intelligens kiértékelése révén a szolgáltatási és karbantartási folyamatok alapvetően javulni fognak a vasúti szektorban. Ez a folyamat már meg is kezdődött: a távoli diagnosztikát arra használják, hogy észleljék az éppen futó járművekben fellépő hibákat és értesítsék a járműtelepet a szükséges javításokról vagy cserékről. A digitalizálás emellett automatizált folyamatokat is eredményez a járműtelepeken, lézeres és szenzoros alapú diagnosztikai rendszerek használatával, amelyek figyelik pl. a fékeket, a forgóvázakat vagy az áramszedőket. De vannak más jövőbeni lehetőségek is, mint például 3D-s nyomtatók használata, amelyekkel helyben és gyorsan elő tudják állítani a kopó alkatrészeket.
Az úgynevezett „gördülőállomány intelligencia” - vagyis állapotinformációk előállítása és felhasználása vasúti járművekről - az összes, a vasúti működésről elérhető információ zökkenőmentes hálózatba kapcsolását igényli, ami számos formában már ma is rendelkezésre áll, így például az alkatrészekről, a vonatok súlyáról, az útvonal paramétereiről, az időjárási viszonyokról, stb. szóló információk. Menet közben minden mozdony és szerelvény folyamatosan és automatikusan továbbít sok ezer diagnosztikai jelentést és mérési adatot, amelyet sok száz érzékelő útján gyűjtenek össze. Egyetlen év során ezek a fedélzeti diagnosztikai rendszerek nagyjából egymillió diagnosztikai jelentést és hozzávetőleg egymilliárd szenzoros értéket továbbítanak egyetlen mozdonyról. Ezt a hatalmas adatmennyiséget természetesen fel kell dolgozni és ki kell értékelni, amihez viszont tökéletesen működő adatátviteli kapacitások szükségesek.
A modern adattárolási és elemző technológiák segítségével az összegyűjtött adatokat az erre a célra kifejlesztett összetett gépi tanulási programok felhasználásával elemzik és értékelik ki. Ez az adathalmaz feltárja azokat a rendellenességeket is a vonatok műszaki állapotában, amelyek még a tapasztalt vasúti mérnökök és járműtelepi dolgozók figyelmét is elkerülnék. Az intelligens programok lehetővé teszik olyan iránymutatások kidolgozását, amelyek jelzik, mikor válnak szükségessé meghatározott szervizvagy karbantartási munkák egy mozdonyon, szerelvényen, vagy mikor kell kicserélni valamilyen alkatrészt. Így kizárólag akkor végeznek beavatkozást, amikor az szükségessé vált, ezáltal elkerülhetők a költséges üresjáratok.
A digitalizálás emellett a járműkarbantartás hagyományos rendszereinek a végét is jelentheti. A múltban a jogszabályok előírták a szerelvények rendszeres vizsgálatát a járműtelepeken - ami azt jelentette, hogy időről időre ki kellett azokat vonni a forgalomból. A digitális diagnosztika révén viszont elérhető, hogy kizárólag azokat a vasúti járműveket küldjék a járműtelepre, amelyek ténylegesen javítást vagy szervizt igényelnek. Ez biztosítja a gördülőállomány magasabb fokú rendelkezésre állását és javítja a vasúti szolgáltatás versenyképességét. Ugyanakkor a költségek 20-30%-al csökkenthetők, ha kizárólag a meghibásodott alkatrészeket kell kicserélni.
Az előre jelezhető karbantartás azt is biztosítja, hogy maga a vasúti infrastruktúra biztonságosabb és megbízhatóbb legyen. A szenzorok már évek óta észlelik a hibákat a vasúti pályán, a modern digitális észlelő rendszereket és a technikai monitorozást pedig folyamatosan tökéletesítik. Ezek a rendszerek elektronikusan felügyelik a vasúti pályákat és vibrációs mérések segítségével észlelik a sínek elváltozásait. Ugyanezt elvégzik a váltókra is, amelyek a vasúti hálózatokban a legkönnyebben elromló alkotórészek közé tartoznak. A DB Netz német vasúti hálózatüzemeltető például azt tervezi, hogy nagyjából 70 000 váltót szerel fel olyan szenzorokkal, amelyek egy ellenőrző rendszerhez csatlakoznak. Ez a rendszer jelzi - elektromos mérések alapján, a váltó működése közben -, hogy a mechanizmus megfelelően működik-e vagy akadozik.
Az elektronikus hálózatok kiépítése is kulcsfontosságú részévé vált a nagyobb infrastrukturális fejlesztéseknek. Németország Közlekedési és Digitális Infrastruktúra Minisztériumának vezetése alatt kidolgozták az „Épületinformációs Modellezést” (BIM) - ez egy olyan információs- és adatplatform, amelyeket a nagy közlekedési beruházások során alkalmaznak. A rastatti alagút megépítése az új Karlsruhe - Basel (Németország / Svájc) vasútvonalon szolgál pilot projektként. A BIM hálózatba kapcsolja a projekt minden elemét - így a projekt koncepcióját, a szükségletek felmérését, a tervezést, az engedélyezési eljárásokat, a tendereztetést, a kivitelezést, a számlázást és az üzembe helyezést is. Ez a platform biztosítja, hogy a projekt minden résztvevője elérhesse ugyanazokat az információkat. A Rastatt projekt kivitelezésétől tíz százalékos költség-megtakarítást várnak, és vizsgálják annak a lehetőségét, hogy hasonló platformot alkalmazzanak az infrastruktúra karbantartási folyamatainál is.
