CZ2018599A3 - Systém pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích - Google Patents

Abstract

Vynález se týká systému pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích, který obsahuje elektronické zařízení se zobrazovačem uzpůsobené pro nasazení v hnací jednotce (00) nebo jiné části vlaku. Zařízení je opatřeno aplikačním software pro zpracování a vizualizaci dat a digitálními mapovými podklady alespoň části železniční sítě, přičemž aplikační software obsahuje prostředky/bloky pro výkon činností vztahujících se k organizaci a řízení železniční dopravy. Elektronické zařízení se zobrazovačem je vytvořeno jako digitální asistenční zařízení (3), které je funkčně odděleno od ovládacích prvků hnací jednotky (00). Digitální mapové podklady obsahují komplexní informace o trati, včetně sklonů, návěstidel a případně i kolejišti ve stanicích, a digitální asistenční zařízení (3) je opatřeno prostředky pro plnou grafickou vizualizaci průběhu jízdy.

Description

Systém pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích

Oblast techniky

Vynález se týká systému pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích, který obsahuje elektronické zařízení se zobrazovačem uzpůsobené pro nasazení v hnací jednotce nebo jiné části vlaku, přičemž je opatřeno aplikačním software pro zpracování a vizualizaci dat a digitálními mapovými podklady alespoň části železniční sítě, přičemž aplikační software obsahuje prostředky/bloky pro výkon činností vztahujících se k organizaci a řízení železniční dopravy.

Dosavadní stav techniky

Železniční doprava je specifická svým technickým a informačním propojením mezi správcem infrastruktury a provozovateli drážní dopravy. Bezpečný provoz na železnici závisí na správném pochopení a používání zavedených informačních systémů v rámci železniční infrastruktury. Tak jako se v silniční dopravě využívají informační technologie, tak i železniční doprava používá velké množství zařízení podél trati, která nejen informují strojvedoucího, ale také mu udělují příkazy, zákazy atd., zkráceně, které řídí provoz na železnici.

V současnosti se využívá několik zabezpečovacích systémů, které hlídají strojvedoucího při jeho výkonu a informují jej o provozu na trati. Snahou přitom je, aby byly tyto systémy kompatibilní a umožňovaly pohyb vlaků se stejnými hnacími jednotkami i v mezinárodním měřítku. Například se v Evropě postupně zavádí jednotlivé stupně systému ETCS, kterým je možné sledovat výskyt návěstí, přejezdů a jiných prvků na trati. Dalším známým systémem je systém Mirel, jímž je strojvedoucí limitovaný rychlostí a typem vlaku.

ETCS (European Train Control System) je evropský vlakový zabezpečovací systém, který je jednou ze součástí eevropského systému řízení železniční dopravy ERTMS. Tento systém by měl by postupně nahradit cca 20 různých národních systémů vlakových zabezpečovačů, a tak umožnit vedení vlaků po celém území Evropy bez nutnosti výměn hnacích vozidel na hranicích, popřípadě bez nutnosti vybavení hnacích vozidel prostředky pro provoz na tratích s různými národními systémy. Počítá se s jeho rozšířením především na vysokorychlostních tratích a tranzitních koridorech, do budoucna by měl nahradit všechny stávající národní systémy. Od roku 2000 se tento systém zkouší na vybraných úsecích německých, rakouských a švýcarských drah, postupně se přidávají další úseky tratí v dalších státech. V současné době tedy evropské železniční správy používají asi 20 druhů vzájemně neslučitelných vlakových zabezpečovačů, které plní současné požadavky na zabezpečení jízdy vlaků a přenosů návěstí pouze částečně. Nikoli různost napájecích systémů, která rovněž komplikuje přeshraniční železniční dopravu, ale především různost vlakových zabezpečovačů brání stavbě univerzální evropské lokomotivy. Na žádnou lokomotivu se totiž všechny zabezpečovače se svými snímači nevejdou. Má-li železnice uspět v konkurenci silniční dopravy, je nutné snižovat náklady na přepravu a zkracovat přepravní doby. Jednou z překážek tohoto postupu je nutnost výměny hnacích vozidel na hranicích států. Ačkoli se v mezinárodní dopravě již používají hnací vozidla vybavená několika národními zabezpečovači, je toto řešení pouze částečné. Cílem zavedení ETCS tak není pouze spojení řízení a zabezpečení jízdy vlaků a přivést tyto systémy na současnou úroveň techniky, ale také snížení nákladů na údržbu a provoz traťové části, odstranění množství národních zabezpečovacích systémů, umožnění interoperability vozidel na evropských železnicích, zvýšení propustnosti tratí a zvýšení traťových rychlostí. Hlavním úkolem ETCS, stejně jako každého jiného vlakového zabezpečovače, je však zajištění bezpečnosti vlakové dopravy a to i cestou aktivního zásahu do samotného řízení konkrétního vlaku v případě selhání nebo omylu strojvedoucího. Na základě přenášených informací kromě dodržování návěstí, respektive v případě ETCS oprávnění k jízdě, o maximální rychlosti v daném úseku vyplývající z postavené jízdní cesty, sleduje tento

- 1 CZ 2018 - 599 A3 zabezpečovač ještě maximální traťovou rychlost v daném úseku, maximální rychlost vlaku, dodržení trasy vlaku, směr jízdy, přechodnost vlaku pro daný úsek a dodržení přechodných omezení. Zařízení ETCS se skládá z traťové a vozidlové části. Informace mezi nimi probíhají v podobě datových přenosů. Zabezpečovač ETCS je tvořen oddělenými stavebními prvky, které svými kombinacemi a zapojením do stávajícího zabezpečovacího zařízení umožňují dosažení různých úrovní fúnkce tohoto systému. Aplikační úrovně se značí podle jednotlivých úrovní. ETCS L0 označuje vozidlo s mobilní částí ETCS, které se pohybuje po tratích bez jakékoli traťové části jakéhokoliv vlakového zabezpečovače. Zařízení tak hlídá pouze maximální rychlost. ETCS LNTC (dříve LSTM) označuje vozidlo s mobilní částí ETCS, které se pohybuje po tratích vybavených národním vlakovým zabezpečovačem. Zařízení ETCS z něj přijímá informace prostřednictvím STM (Specific Transmission Module), který převádí signály národních zabezpečovačů do formátu potřebného pro činnost ETCS. ETCS LI zařízení pracuje na trati vybavené přepínatelnými balízami. Toto zařízení pracuje podobně jako bodový vlakový zabezpečovač, avšak s tím rozdílem, že balízy ještě předávají informace o následujícím traťovém úseku, což umožňuje průběžně sledovat nejvyšší dovolenou rychlost vlaku. K přenosu návěstí může být kromě balíz ještě použito smyček a rádiových obvodů. ETCS L2 zařízení pracuje s pevnými balízami, které slouží jako referenční bod, k němuž jsou vztaženy informace týkající se polohy předávané vozidlu ze stacionární části systému reprezentované zejména radioblokovou centrálou RBC. Povolení k jízdě získává vlak přímo z RBC prostřednictvím GSM-R. Vozidlová část ETCS získává informace o ujeté vzdálenosti od poslední balízy průběžně prostřednictvím impulsních snímačů otáček na nápravách a Dopplerova radaru na spodku vozidla. Návěstidla pro tuto aplikační úroveň nejsou potřeba, avšak zjišťování volnosti úseků se děje konvenčními prostředky (kolejovými obvody, počítači náprav). ETCS L3 má, na rozdíl od L2, jinou lokalizaci a kontrolu celistvosti vlaku, která se děje průběžně rádiovými prostředky. Tato aplikační úroveň umožňuje zrušení traťových oddílů a jejich nahrazení „pohyblivým oddílem“. To znamená, že volnost vlakové cesty v délce zábrzdné vzdálenosti pro daný úsek, druh a rychlost vlaku se sleduje průběžně, což umožní zvýšit propustnost tratí. Interoperabilní a bezpečná detekce celistvosti vlaku pro soupravy se svěšenými vozy (nikoliv pro ucelené jednotky) je zatím ve stádiu výzkumů, což brání zavedení této aplikační úrovně do provozu. ETCS LC je levnější variantou pro vedlejší tratě, kde by systém měl pracovat stejně jako L3, jen počet balíz by byl minimalizován. Balízy by byly využity jen v obvodech dopraven s kolejovým rozvětvením, v úvahu připadá i satelitní navigace pro lokalizaci polohy vlaku na trati.

ETCS systémy však mají i nevýhody, a to LI bez doplňkových prostředků (Euroloop, In-fill radio) neumožňuje dosažení takové propustnosti tratí, jako některé moderní národní systémy např. český liniový zabezpečovač. Důvodem je právě použití pouze bodového přenosu informací mezi traťovou a vozidlovou částí systému. V průběhu zavádění musí být vozidla nebo tratě vybaveny oběma systémy (ETCS i národním vlakovým zabezpečovačem), což zvyšuje náklady. Tato doba nezbytné koexistence obou systémů se označuje jako migrační období. Je zřejmé, že kapacita kanálů sítě GSM-R pro L2 v oblastech železničních uzlů a seřaďovacích nádraží nestačí. Zde musí být instalována aplikační úroveň 1.

Z výše uvedeného je zřejmé, že zabezpečení spolehlivosti a bezpečnosti vlakové dopravy je značně náročné a složité, a to zejména z hlediska zajištění integrity systému, spolupráce jeho jednotlivých prvků na různých národních a mezinárodních úrovních, odolnosti proti vnějšímu narušení atd.

Železniční vozidla (lokomotivy, vozy, speciální hnací vozidla), jsou zpravidla soupravou několika vozidel, která mají značnou hmotnost a délku. Vzhledem k tomu mají určité parametry, především z hlediska potřebného výkonu pro pohyb soupravy, úpravu rychlosti, brzdění, rozjezdů, setrvačnosti pohybu atd., což vyžaduje odlišný přístup strojvedoucího k ovládání (řízení) hnací jednotky celé soupravy, tedy u vlaků bez automatického řízení provozu, kdy řídicí systémy vlaků a řídicí systémy železničního provozu využívají určení polohy vlaku podle polohových systémů, jako je GPS, GLONASS, atd. Na rozdíl od silniční dopravy, v železniční dopravě není možno objíždět stojící vozidla, předjíždět pomaleji jedoucí vozidla atd., proto je u

-2 CZ 2018 - 599 A3 železniční dopravy vyžadována podstatně větší znalost tratě ze strany strojvedoucího, než je tomu u silničních vozidel. Současné systémy zabezpečení a řízení provozu na tratích sice poskytují strojvedoucímu určitou podporu, ale protože jsou primárně zaměřeny na zabezpečení provozu na tratích, stále zůstává velká část odpovědnosti a zátěže na strojvedoucích. Zejména z hlediska míry poznání jednotlivých tratí železniční infrastruktury, což např. v případě mimořádné události (výluka, povětrnostní vlivy, havárie trakčního vedení apod.), kdy může být vlak odkloněn na objízdnou trasu, kterou strojvedoucí dostatečně nezná, má vliv na plynulost dopravy, plnění jízdního řádu a v extrémním případě i na bezpečnost dopravy, hlavně na přejezdech bez automatických závor atd. Pro strojvedoucího je přitom nutná znalost nejen tratí, ale i železničních stanic, protože v případě řazení nebo posunu vlaků ve stanicích je strojvedoucí plně odkázán na organizaci ze strany staničních pracovníků, jejich pokyny k posunu na příslušné koleje, odstavení souprav atd., což je relativně náročné nejen pro strojvedoucího, ale i pro staniční pracovníky, což zvyšuje riziko chyb a úrazů.

Je také důležitá znalost polohy návěstí, povolených rychlostí, stoupání a klesání tratí, kdy má značná hmotnost vlaků výrazný vliv nejen na rozjezd a brzdění vlaků, ale také na schopnost vlaků překonat stoupání a klesání trati, projíždět oblouky, bezpečně projíždět železničními přejezdy, zejména těmi bez automatických závor a pod. Pro bezpečné a ekonomické vedení vlaku je zapotřebí, aby strojvedoucí znal příslušnou železniční trať do velkých detailů, jako například kde se na příslušné trati vyskytují návěsti, kde jsou jaké dovolené rychlosti, stoupání nebo klesání trati, přejezdy atd. Znalosti tratě kladou značné nároky na strojvedoucí. Aplikační praxe ukazuje, že strojvedoucí je schopen dokonale poznat a zapamatovat si průběh a uspořádání tratí v celkové délce pouhých několika stovek km. Tento fakt značně omezuje využitelnost strojvedoucích na různých tratích a jejich vzájemnou zastupitelnost. Všechny tyto skutečnosti pak mohou mít vliv na plynulost železničního provozu a v extrémním případě i na bezpečnost železniční dopravy, pokud strojvedoucí dostatečně nezná trať, na kterou je aktuálně nasazen.

Z US 2015 291 193 AI je znám systém pro řízení vlaku, který je sice jakousi nadstavbou základního řídicího systému vlaku, ale je plně integrován do systémů vlaku a zejména je napojen na systémy vlaku jako je systém řízení provozu, systém určování jízd, bezpečnostní systém, automatické brždění a napojení na hnací systém vlaku atd. Systém také využívá určení polohy podle GPS a zobrazuje zjednodušenou mapu jízdy v podobě liniově uspořádaného sledu důležitých událostí na trase. Systém tak z hlediska vizualizace průběhu jízdy zobrazuje pouze základní polohové informace. Takový systém je možné nasadit pouze u nově vyráběných hnacích jednotek, navíc je jeho funkčnost omezena výhradně na tratě, na kterých je nasazen celý řídicí a zabezpečovací systém železniční přepravy, tj. jak infrastruktura kolejová, tak i vozová atd. Vzhledem ke komplexnosti tohoto systému a jeho provázanosti s ovládáním vlaku a provozováním železniční dopravy jej prakticky není možné adaptovat jako přídavek ke stávajícím systémům, nebo použít pouze některé jeho části bez ohledu na části ostatní, protože by došlo k narušení integrity současných systémů pro zabezpečení železniční dopravy, došlo by ke změnám procesů při řízení vlaků strojvedoucími atd., což by znamenalo změny železničních provozních předpisů, což není možné bez složitého schvalování, ověřování spolehlivosti a bezpečnosti atd.

Cílem vynálezu je vytvořit jednoduché zařízení, které by snížilo zátěž strojvedoucích při orientaci na železniční trati a ve stanicích, které by strojvedoucímu poskytovalo lidsky snadno vnímatelné informace, bylo by snadno ovladatelné a přitom by bylo možné toto zařízení snadno ve vlaku použití i bez toho, že by bylo nezbytné jej napojit na stávající systémy řízení a ovládání vlaku, stávající systémy řízení bezpečnosti a plynulosti železniční dopravy, tj. bez schvalování a ověřování kompatibility s těmito systémy, přičemž by byly zachovány současné nebo i budoucí povinnosti a odpovědnosti strojvedoucích a současně by bylo možno dosáhnout zvýšení bezpečnosti a plynulosti železničního provozu.

-3 CZ 2018 - 599 A3

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo systémem pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích, jehož podstata spočívá v tom, že elektronické zařízení se zobrazovačem je vytvořeno jako digitální asistenční zařízení, které je funkčně odděleno od ovládacích prvků hnací jednotky, přičemž digitální mapové podklady obsahují komplexní informace o trati, včetně sklonů, návěstidel a případně i kolejišti ve stanicích, a digitální asistenční zařízení je opatřeno prostředky pro plnou grafickou vizualizaci digitálních mapových podkladů.

Výhodami tohoto vynálezu jsou zvýšení spolehlivosti a zabezpečení provozu železniční dopravy, kontroly bezpečnosti dopravních systémů a zejména eliminace vlivu chyb lidského činitele. Další výhodou je racionalizace nákladů dopravců a správce infrastruktury. Systém podle vynálezu by mohl přispět ke snížení nehodovosti na přejezdech. Systém dále umožňuje vytvoření dostupných informací o provozu a stavu nejen hnacích jednotek, ale i vagonů a všech drážních vozidel. Při mimořádných událostech a výlukách je systém podle vynálezu zdrojem přesných dat a velkým přínosem pro jejich bezpečný průběh, popřípadě odstranění. Další výhodou vynálezu je inovace technologických systémů pro železniční dopravu, a to bez zásadních zásahů ze strany infrastruktury a dalších subjektů. Systém podle vynálezu podporuje informatizaci železniční dopravy, implementaci interoperability na celé železniční dopravní síti a optimalizaci počtu a vybavení míst pro vznik, řízení a rozpad zátěže v nákladní železniční dopravě, včetně železničních vleček. Systém dále umožňuje zlepšit informovanost zaměstnanců provozovatele a identifikovat krizová místa v železniční dopravní síti. Systém také umožňuje zlepšení spolehlivosti a respektovaní očekávaných přepravních časů, přesné časové začlenění železnice do celého logistického procesu ve smyslu Just in time“. V případě poskytnutí informací třetím subjektům umožňuje systém zefektivnění plánování a údržby železniční dopravní sítě a poskytování dopravních služeb a optimalizaci provozních nákladů na údržbu, opravy a na řízení dopravy v železniční infrastruktuře, určení výšky investičních nákladů potřebných na realizaci rozvojových projektů.

Objasnění výkresů

Vynález je schematicky znázorněn na výkrese, kde obr. 1 ukazuje celkové uspořádání systému podle vynálezu v reálném venkovním prostředí paralelně k systému zabezpečení železničního provozu a obr. 2 příklad uspořádání GUI digitálního asistenčního zařízení pro použití v systému podle vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález bude popsán na příkladu uskutečnění systému pro zlepšení informovanosti strojvedoucího v železničním provozu.

Systém se zaměřuje na železniční dopravu, tedy na provoz železničních vozidel, resp. vlaků 0 na kolejích 1. Koleje 1 procházejí krajinou, urbanizovanými zónami, na mostech, v tunelech atd.

Systém pro zvýšení informovanosti podle tohoto vynálezu, dále jen systém podle tohoto vynálezu, existuje paralelně se systémem X zabezpečení železničního provozu a je také paralelně provozován se systémem X zabezpečení železničního provozu. Systém X zabezpečení železničního provozu slouží k řízení provozu na železnici, k vydávání příkazů a zajištění bezpečnosti železničního provozu. Systém X zabezpečení železničního provozu je zcela nezávislý na systému podle vynálezu a není systémem podle vynálezu nijak ovlivňován. Systém podle vynálezu naproti tomu čerpá některá data pro své fungování ze systému X zabezpečení železničního provozu. Systém podle vynálezu je však zcela pasivní z hlediska řízení vlaku, např.

-4 CZ 2018 - 599 A3 z hlediska ovládání brzd vlaku, nebo z hlediska napojení na jakoukoli část hnacího vozidla atd. Dá se říci, že systém podle vynálezu, resp. jeho palubní část, jak bude popsána jako digitální asistenční zařízení 3, je z hlediska ovládání vlaku pasivním prvkem, který je k dispozici strojvůdci pro ulehčení jeho pracovní zátěže, ale bez snížení odpovědnosti strojvedoucího nebo bez změny procesů, které strojvedoucí vykonává.

Vlak 0 má alespoň jednu hnací jednotku 00, zpravidla na čele vlaku 0. V hnací jednotce 00 ie stanoviště 001 strojvedoucího 2. Vlak, resp. hnací jednotka 00, dále obsahuje vozidlovou část XI systému X zabezpečení železničního provozu, přičemž jízdní dráze je přiřazena pevná část X2 systému X zabezpečení železničního provozu. Vozidlová část XI je některým ze známých způsobů napojena na systémy řízení vlaku, zejména na brzdicí systém vlaku. Pevná část X2 systému X zabezpečení železničního provozuje napojena na centrálu X3 systému X zabezpečení železničního provozu. Na centrálu X3 systému X zabezpečení železničního provozu jsou dále napojena jednotlivá zařízení pro řízení železniční dopravy, jako jsou návěstí, signalizátory atd. uspořádané podél trati. Vozidlová část XI je případně, podle uspořádání konkrétního systému X zabezpečení železničního provozu, rovněž napojena na centrálu X3 systému X zabezpečení železničního provozu, a to vhodnými prostředky, např. GSM-R, jak je popsáno ve stavu techniky, atd. Vozidlová část XI a pevná část X2 jsou uzpůsobeny pro vzájemnou komunikaci podle podmínek konkrétního systému X zabezpečení železničního provozu. Vozidlová část XI konkrétního systému X zabezpečení železničního provozu případně obsahuje jednotku X10 pro určení polohy např. systémem GPS, Galileo, Glonass, Beidou aj. se kterou případně pracuje systém X zabezpečení železničního provozu.

Na stanovišti 001 strojvedoucího 2 je uspořádáno digitální asistenční zařízení 3, které je funkčně odděleno od systémů hnací jednotky 00. přičemž je opatřeno vlastní elektronikou, pamětí a zobrazovačem a je napojeno na zdroj elektrické energie, ať už z interní nebo externí baterie nebo z elektrického rozvodu hnací jednotky 00.

Digitální asistenční zařízení 3 je opatřeno prostředky pro určení své vlastní polohy podle signálů některého z družicových polohovacích systémů 4, např. GPS, Galileo, Glonass, Beidou, apod., nebo je s těmito prostředky pro určení své polohy spřaženo, např. kabelem nebo bezdrátově (Wifi, Bluetooth atd.).

Ve své podstatě je digitální asistenční zařízení 3 tvořeno pevným nebo přenosným výpočetním zařízením s displejem, např. počítačem nebo tabletem nebo mobilním telefonem nebo je tvořeno jednoúčelovým zařízením atd.

V paměti digitálního asistenčního zařízení 3 je uložen operační systém pro řádný chod digitálního asistenčního zařízení 3, např. Windows, Android, iOS, Linux a jiné, a ovladače (drivery) jednotlivých částí digitálního asistenčního zařízení 3, jako je paměť, sběrnice, procesor, grafická karta, displej, polohový čip (GPS, Galileo, Glonass, Beidou aj.), ovládací prvky (dotyková vrstva displeje, myš, trackball, trackpad a jiné), prostředky pro datovou a případně i hlasovou komunikaci, např. prostředky pro mobilní datové a/nebo hlasové připojení digitálního asistenčního zařízení 3 ke komunikační síti, např. internetu atd. Polohové funkce digitálního asistenčního zařízení 3 jsou podle neznázoměného příkladu provedení doplněny o pomocný systém určení polohy pomocí mobilní telefonní a datové sítě, např. systém a-GPS přes GSM, GPRS, 3G, LTE atd.

V paměti digitálního asistenčního zařízení 3 je dále uložen aplikační software pro zpracování a vizualizaci dat podle tohoto vynálezu.

Vynález dále obsahuje digitální mapové podklady železniční sítě, nebo alespoň její části, včetně stanic, přejezdů, návěstí, profilu trati, stoupání, klesání, mostů, rychlostníků, návěstí pro elektrický provoz, výstražných kolíků, sklonovníků, kilometrovníků, tunelů, trakčního vedení, zastávek, napájecích stanic, zářezů, viaduktů, zúžených profilů, atd., kolejiště stanic, výkolejky,

-5 CZ 2018 - 599 A3 nakládací rampy a jiné informace potřebné nebo předepsané pro bezpečný provoz železniční dopravy mimo stanici i ve stanici. Digitální mapové podklady železniční trati vizuálně znázorňují trať včetně oblouků, výhybek, nádraží, apod. Digitální mapové podklady znázorňují železniční trať s co největší mírou věrnosti, včetně případných geografických detailů, které se na a kolem trati vyskytují, např. most vede přes řeku nebo údolí, trať vede lesní krajinou, zástavbou, atd. Takto se strojvedoucí mnohem lépe orientuje jak ve známém, tak i neznámém terénu, včetně představy o profilu tratě a strojvedoucí je schopen dostatečně včas a přesněji reagovat na případné změny dopravy vydané systémem X zabezpečení železničního provozu. Obsažený profil tratě dále umožňuje, aby aplikační software vyhodnocoval, zda má hnací jednotka 00 aktuálně vyvíjet tažnou sílu či nikoliv, zda má dostatek rychlosti pro překonání stoupání tratě podle jízdních parametrů celé soustavy apod., vždy však bez možnosti zásahu do vedení vlaku, resp. vedení hnací jednotky 00. Zásah do vedení hnací jednotky 00 a vlaku musí vždy provést strojvedoucí a v případě jeho selhání pak systém X zabezpečení železničního provozu.

Digitální asistenční zařízení 3 a/nebo přímo aplikační software je spárováno se serverem 6 aktuální dopravní a provozní situace, který je opatřen daty o aktuálních podmínkách na trati, např. o výlukách, o změnách nebo přesměrování jízdy vlaku 0, o přesném umístění terčů pro mimořádné vypnutí trolejí při jejich údržbě a zároveň zajištění bezpečného průjezdu elektrických lokomotiv, o výskytu tratí s vypnutým trakčním vedením atd. Při využití podrobných dat digitálních mapových podkladů železniční sítě je tak možno ze strany provozovatele nebo dopravce snadno a efektivně řešit výlukové a mimořádné činnosti na trati, kdy např. v případě vyloučení elektrické soustavy liché skupiny ve stanici dokáže aplikační software na straně centrálního serveru 7, se kterým je digitální asistenční zařízení 3 spárováno, předefinovat, kde se mají umístit návěsti pro elektrický provoz a jaká tato návěstí mají být, atd., načež se veškeré tyto informace po potvrzení dispečerem přenesou online do digitálního asistenčního zařízení 3 a zobrazí se na jeho displeji pro strojvedoucího, např. v informačním poli 30 na obr. 2, který je tak informován o aktuálním stavu na trati, omezeních na trati (pomalé jízdy, vypnutá část elektrického vedení, nezabezpečený přejezd...) atd. a může tomuto přizpůsobit vedení vlaku, tj. ovládání hnací jednotky 00.

Podle jednoho provedení jsou digitální mapové podklady železniční sítě, nebo alespoň její části uloženy v paměti digitálního asistenčního zařízení 3, ze které si je aplikační software pro svoji potřebu načítá. Podle jiného provedení jsou digitální mapové podklady železniční sítě, nebo alespoň její části uloženy v paměťových prostředcích mimo digitální asistenční zařízení 3, např. na vhodném serveru dostupném prostřednictvím vhodné datové sítě, přičemž digitální asistenční zařízení 3 tyto mapové podklady, resp. jejich potřebné části, online (v reálném čase) načítá vhodným datovým připojením pro použití aplikačním softwarem v digitálním asistenčním zařízení 3.

Digitální asistenční zařízení 3 a/nebo aplikační software je dále spárováno s autentizačním prostředkem, kterým se autentizuje konkrétní osoba strojvedoucího vůči konkrétnímu digitálnímu asistenčnímu zařízení 3 a/nebo aplikačnímu software. Autentizační prostředek je tvořen buď heslem nebo pinem nebo grafickým znakem atd., který zná jen konkrétní strojvedoucí, a který musí tento konkrétní strojvedoucí zadat do digitálního asistenčního zařízení 3 a/nebo do aplikačního software, neboje autentizační prostředek tvořen externím autentifikačním zařízením, např. ve formě externího autentifikačního čipu (RFID, NFC, atd.), nebo ve formě „chytrého náramku“ nebo „chytrých hodinek“ 4, které má strojvedoucí na ruce, atd., přičemž digitální asistenční zařízení 3 je opatřeno prostředky pro komunikaci s takovým externím autentifikačním zařízením (Wi-fi, Bluetooth, RFID, NFC atd.), a to jednosměrně nebo i obousměrně. Takové externí autentifikační zařízení je v neznázoměném příkladu provedení opatřeno prostředky pro snímání vitálních funkcí nositele a v případě detekce nežádoucího stavu nositele je schopno vyslat do digitálního asistenčního zařízení 3 a/nebo do aplikačního software a případně i provozovateli železniční dopravy odpovídající varovný signál, podle kterého se následně zachová systém X zabezpečení železničního provozu. Případně je autentizační prostředek tvořen kombinací alespoň dvou autentizačních metod.

-6 CZ 2018 - 599 A3

Aplikační software obsahuje softwarové prostředky/bloky pro výkon různých činností vztahujících se k železniční dopravě na základě znalosti polohy digitálního asistenčního zařízení 3 a tedy i vlaku 0, zejména obsahuje prostředky/bloky pro polohovou navigaci pomocí digitálních mapových podkladů železniční sítě a případně i prostředky/bloky pro monitoring hnací jednotky 00. monitoring strojvedoucího, pro monitoring vlakových souprav a jednotlivých vozů a hlášení o nich a případně i prostředky/bloky pro centrální správu aktuálních událostí na trati jako jsou poruchy, výluky atd.

Prostředky/bloky pro polohovou navigaci obsahují jednotlivé prvky, jejichž znalost strojvedoucím je potřebná k vedení vlaku 0 v závislosti na rychlosti, na traťových poměrech, na druhu hnací jednotky 00, složení soupravy (vlaku 0). Příkladně se na displeji digitálního asistenčního zařízení 3 zobrazují dopravní koleje ve stanicích, návěstidla pro vlaky, nástupiště, trakční vedení apod. Příkladně jsou prostředky/bloky pro polohovou navigaci doplněny o údaje z jízdního řádu, které doplňují údaje pro potřebu strojvedoucího. Prostředky/bloky pro polohovou navigaci ve stanici dále s výhodou obsahují prostředky pro sledování jiných vlaků na stejné trati, zejména prostřednictvím výše uvedeného datového připojení k serveru 6 aktuální dopravní a provozní situace. Strojvedoucí tak je informován o pohybu ostatních vlaků na trati, čehož lze využít zejména u tratí se zjednodušenou dopravou, kde je nutná spolupráce strojvedoucího s jízdním řádem, což lze pomocí aplikačního software podle tohoto vynálezu výrazně zjednodušit a snížit tak zátěž strojvedoucího, zejména při ohlašování a křižování vlaků.

Aplikační software dále obsahuje prostředky/bloky pro sledování a záznam činnosti strojvedoucího, doby jeho pracovní cesty, samotného výkonu vedení vlaku, aktivity strojvedoucího atd., což společně s případným pasivním monitoringem hnací jednotky 00 umožňuje vedení evidence výkonu a následnému vyhodnocení pro potřeby dopravce nebo provozovatele železnice.

Pokud je možné získat provozní data hnací jednotky 00, pak aplikační software dále obsahuje prostředky/bloky pro snímání a záznam provozních hodnot hnací jednotky 00, např. aktuální spotřeba, teplota motoru, aktuální výkon atd., a případně i prostředky pro přenos těchto dat pomocí prostředků digitálního asistenčního zařízení 3 na určené místo, např. na vzdálený neznázoměný záznamový server.

Podle jednoho výhodného provedení obsahuje aplikační software prostředky/bloky pro sledování pohybu celých souprav i jednotlivých vozů, kdy souprava nebo i jednotlivé vozy jsou opatřeny identifikátorem, např. QR kódem, který je možno naskenovat/načíst digitálním asistenčním zařízením 3 snadno ji automaticky zaevidovat pomocí předem nadefinovaných podmínek a úkonů, čímž se snadno vytvoří spolehlivá vlaková dokumentace. Aplikační software, případně ve spolupráci s dalšími zdroji dat (webový server jízdních statistik vozů a vlaků), tak dokáže vést evidenci kilometrů souprav i jednotlivých vozů a snadno je možno sestavit celou historii použití vozu, jeho využití, odstavení, atd. Toto je v dalším příkladu provedení rozšířeno o hlášení poruchových stavů a odstavení vozů, včetně možnosti zaslat přímo majiteli, provozovateli nebo opravárenské firmě, popřípadě i jiným subjektům, hlášení o závadě i s označením závady podle mezinárodních kódů, které byly příčinou odstavení vozu, přičemž je snadno připojitelný údaj o aktuální poloze vozu.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Systém pro zlepšení informovanosti osob v železničním provozu, zejména strojvedoucích, který obsahuje elektronické zařízení se zobrazovačem uzpůsobené pro nasazení v hnací jednotce (00) nebo jiné části vlaku, přičemž je opatřeno aplikačním software pro zpracování a vizualizaci

   -7 CZ 2018 - 599 A3 dat a digitálními mapovými podklady alespoň části železniční sítě, přičemž aplikační software obsahuje prostředky/bloky pro výkon činností vztahujících se k organizaci a řízení železniční dopravy, vyznačující se tím, že elektronické zařízení se zobrazovačem je vytvořeno jako digitální asistenční zařízení (3), které je funkčně odděleno od ovládacích prvků hnací jednotky (00), přičemž digitální mapové podklady obsahují komplexní informace o trati, včetně sklonů, návěstidel a případně i kolejišti ve stanicích, a digitální asistenční zařízení (3) je opatřeno prostředky pro plnou grafickou vizualizaci digitálních mapových podkladů.
2. 2. Systém podle nároku 1, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) a/nebo aplikační software je spárováno s prostředkem pro autentizaci a/nebo sledování životních funkcí konkrétní osoby strojvedoucího.
3. 3. Systém podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prostředek pro autentizaci a/nebo sledování životních funkcí konkrétní osoby strojvedoucího je tvořen chytrým náramkem nebo chytrými hodinkami.
4. 4. Systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) je spárováno se serverem (6) aktuální dopravní a provozní situace a centrálním serverem (7) opatřeným prostředky alespoň pro určování tras, vzdáleností, míst osazení návěstidel, maximálních rychlostí a aktuálních poloh okolních vlaků.
5. 5. Systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) obsahuje prostředky/bloky pro monitoring hnací jednotky (00) a/nebo pro monitoring strojvedoucího a/nebo pro monitoring vlakových souprav a jednotlivých vozů a hlášení o nich a/nebo pro centrální správu aktuálních událostí na trati.
6. 6. Systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) obsahuje prostředky pro bezdrátový přenos dat.
7. 7. Systém podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) je přenosné.
8. 8. Systém podle nároku 7, vyznačující se tím, že digitální asistenční zařízení (3) je ve formě telefonu nebo tabletu opatřeného klientskou aplikací tvořící aplikační software.