Zdjęcie: Autonomiczny system sterowania tramwajem testowany jest w poznańskiej zajezdni tramwajowej Franowo.

Transport publiczny w miastach jest najważniejszy dla płynnej komunikacji. Szczególną rolę pełnią w nim tramwaje, które dzięki swojej pojemności oraz ekologicznemu napędowi zapewniają wydajność oraz wspierają ochronę środowiska. Największymi wyzwaniami stojącymi przed przewoźnikami są: zarządzanie zajezdniami, dbałość o sprawność techniczną pojazdów, a także rozwiązywanie problemów kadrowych. Jednym z rozwiązań może być autonomiczny system sterowania tramwajem, nad którym pracują badacze z Łukasiewicz – Poznańskiego Instytutu Technologicznego.

Autonomiczny system sterowania tramwajem testowany jest w poznańskiej zajezdni tramwajowej Franowo.

Utrzymywanie odpowiedniego stanu technicznego tramwajów jest wymogiem koniecznym dla bezpiecznego i sprawnego transportu miejskiego. Jest to możliwe dzięki efektywnemu działaniu zajezdni, których jednym z głównych zadań jest właśnie serwisowanie pojazdów. Ocena techniczna jest złożonym procesem pozwalającym na zapewnienie pełnej funkcjonalności maszyn. Konieczność kierowania tramwajów do konkretnych punktów serwisowych to złożony pod względem logistycznym proces, który wymaga odpowiedniej koordynacji oraz precyzji, aby utrzymać pełną efektywność funkcjonowania floty. jeżeli nie jest przeprowadzony adekwatnie, może powodować tworzenie się wąskich gardeł komunikacyjnych.

Autonomiczny tramwaj w Poznaniu – pierwszy krok zrobiony!

Zarządzanie zajezdnią tramwajową

Zajezdnia to obiekt, w którym odbywa się kompleksowa obsługa tramwajów. Jej głównym zadaniem jest przechowywanie pojazdów, planowanie ich codziennej eksploatacji oraz dbałość o sprawność techniczną pojazdów. Jest to możliwe dzięki przeglądom, naprawom i konserwacjom tramwajów, które mają zapewnić ich bezpieczne funkcjonowanie na trasach. Kolejnym elementem procesu, istotnym dla komfortu podróżnych, jest czyszczenie zewnętrznych i wewnętrznych powierzchni pojazdów. Ponadto zajezdnia zarządza ruchem tramwajów, koordynując ich wyjazdy, powroty oraz przydzielając każdemu z nich odpowiednią trasę, uwzględniając czynniki takie jak kolejkowanie się pojazdów oraz czasy ich postojów na poszczególnych stanowiskach. Utrzymanie tego porządku i efektywności przy dużej liczbie pojazdów i malejącej liczbie motorniczych stanowi logistyczne wyzwanie wymagające precyzyjnego planowania.

Automatyzacja w zarządzaniu zajezdnią

Automatyzacja procesów na terenie zajezdni może znacząco poprawić jej funkcjonowanie. Doskonałym przykładem jest zajezdnia tramwajowa Franowo w Poznaniu, gdzie zastosowano nowoczesne systemy zarządzania ruchem tramwajów. Nadjeżdżający pojazd zostaje wykryty oraz zidentyfikowany przez system, który następnie automatycznie ustawia zwrotnice, tak aby skierować go na odpowiedni tor, co zmniejsza ryzyko kolizji i zwiększa efektywność wykorzystania torów odstawczych. System analizuje długości poszczególnych składów, przez co pozwala na efektywne zagospodarowanie dostępnego miejsca. Ruch pojazdów jest monitorowany z dyspozytorni przy użyciu interaktywnej mapy, co wspiera płynne planowanie tras, a także zwiększa bezpieczeństwo ruchu. Rolą motorniczych w tym procesie jest dbałość o bezpieczeństwo oraz sterowanie napędem jazdy. Sprowadzenie wszystkich pojazdów do hali odstawczej wymaga czasu z uwagi na kolejkowanie się pojazdów. A co gdyby motorniczy po przekroczeniu bram zajezdni pozostawiał pojazd w ustalonym miejscu, z którego maszyna trafiałaby w trybie autonomicznym do wskazanych punktów na zajezdni? Prowadzone przez Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny analizy zakładają, iż wdrożenie tej koncepcji zapewnia możliwość skrócenia czasu motorniczych na zajezdni choćby do 50 proc. Ten obszar stanowi szerokie pole do rozwoju, a doświadczenie poznańskiego Instytutu urealnia powodzenie projektu.

Wyzwania kadrowe w transporcie miejskim

Wiele polskich miast napotyka problem niewystarczającej liczby kierowców i motorniczych, co utrudnia sprawne funkcjonowanie transportu miejskiego. MPK Poznań od lat stara się przyciągnąć nowych pracowników, oferując darmowe kursy umożliwiające zdobycie uprawnień, mimo to, zapotrzebowanie kadrowe wciąż nie jest zaspokojone. Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny analizuje to zagadnienie pod kątem możliwości zredukowania czasu motorniczych na terenie zajezdni, wydłużając ich czas jazdy po ulicach Poznania. Powodzeniu projektu sprzyja nowoczesna infrastruktura zajezdni Franowo, stwarzająca solidne podstawy dla rozwoju autonomicznych systemów transportowych.

Autonomia w praktyce?

Pojazdy posiadające funkcje autonomiczne przestają być urządzeniami kojarzonymi jedynie z futurystycznymi wizjami przyszłości. Znajdują coraz szersze zastosowanie w wielu branżach i na różnych poziomach zaawansowania, np. w samochodach, magazynach, maszynach rolniczych, dronach, pojazdach militarnych. Dotyczy to również transportu szynowego, gdzie rozwój autonomicznych tramwajów powoli zyskuje na znaczeniu. Przykładem jest ekosystem Smart Depot grupy Škoda, którego pierwsze testy odbyły się na zajezdni w Tampere. W trakcie przejazdu autonomiczny tramwaj realizował zadania zaplanowane i przesłane zdalnie dzięki aplikacji serwerowej, wykonując manewry bez udziału kierowcy. Testy obejmowały również przejazd przez linię myjącą oraz reagowanie na przeszkody. Podobny zakres prac realizują również Siemens, Hitachi, CASCO, Bremen Robotics. Ośrodki badawczo-rozwojowe czołowych producentów prowadząc badania nad autonomizacją tramwajów, szczególnie w zakresie czujników oraz oprogramowania, potwierdzają, iż jest to kolejny kierunek rozwoju tych maszyn. Elementem sensoryki, łączącym przytoczone rozwiązania, jest stosowanie lidaru, który umożliwia tworzenie wirtualnej mapy otoczenia oraz dokładne analizowanie odległości od przeszkód i znaków. Integracja danych zbieranych z lidaru i obrazów z kamer tworzy kompleksowy system percepcyjny, który umożliwia ocenę sytuacji wokół tramwaju, przewidując potencjalne zagrożenia i umożliwia decyzyjność systemom sterowania. Projekt SMART-TRAM jest kolejnym tego przykładem, zakładającym autonomizację działania tramwaju w obrębie zajezdni Franowo, mając na uwadze zmniejszanie biernego czasu motorniczych spędzanego w jej obrębie. Jest to przedsięwzięcie realizowane wspólnie przez MPK Poznań oraz Łukasiewicz – Poznański Instytut Technologiczny.

„Autonomia” na wyrost?

Można odnieść wrażenie, iż zwykle słowo autonomia jest używane trochę na wyrost. Coraz więcej urządzeń, według ich producentów, posiada funkcje autonomiczności i są wręcz nazywane inteligentnymi. W rzeczywistości prawdziwie autonomicznych urządzeń na świecie jest niewiele. zwykle za tymi wielkimi słowami stoi zwykła automatyka lub dana „autonomiczna” maszyna posiada szereg ograniczeń, by nie wzbudzać podejrzeń użytkowników. Pełna autonomia tramwajów w ruchu miejskim to zdecydowanie cel na przyszłość, ale aby go osiągnąć, musimy zacząć rozwiązywać wiele problemów, zarówno psychologicznych, programowych czy prawnych.