Elektromobilita v praxi: Jde to i bez řidiče

Řekněme to jednoduše a s trochou nadsázky (ale ne zas moc): Člověk, respektive lidský řidič, je nejrizikovější prvek celé dopravy. Ne vždy je šikovný, občas se splete, občas je nemocný, a to nemluvíme o různých dalších zákonných důvodech, proč zrovna neřídit, byť by to bylo potřeba. Zároveň je nejdražší, protože mívá stejné životní náklady (resp. mzdu), ať veze dva lidi nebo dvě stě. Také rozhraní člověk-stroj bývá (podle odborníků na slovo vzatých) nejzranitelnější částí celého dopravního prostředku.

Všechny tyto problémy lidského činitele jsou (v různé míře podle různých druhů dopravy) důvodem, proč je snaha postupně vyvíjet a uvádět do praxe systémy dopravy, které lidského řidiče nevyžadují.

V tomto článku si ukážeme autonomní elektrická vozidla pro městskou osobní dopravu – tedy vozidla schopná elektricky vozit cestující bez zásahu řidiče.

Je to součást autonomní mobility v širším slova smyslu. Do ní lze zařadit také třeba různé úrovně automatizace řízení u osobních a nákladních automobilů se spalovacími motory – od asistenčních systémů až po navzájem automaticky propojený konvoj kamionů. Patří sem i rozmanité robotické vozíky pro městskou logistiku. Podobně se na kolejích řeší různé stupně automatizace řízení vlaků s různými pohony na celostátních tratích.

Silniční a kolejová doprava bez řidiče mají svá specifická pravidla hry. Tím mám na mysli příslušnou legislativu a technické normy, které kromě jiného vymezují úrovně či stupně automatizace. Tyto odlišnosti jednak vyplývají z odlišné povahy provozu na silnici a na kolejích, a jednak jsou dány historickým vývojem.

Dnes tedy například česká legislativa (konkrétně Zákon o drahách a s ním související vyhlášky) umožňuje provoz metra zcela bez obsluhy, tzv. stupeň automatizace 4.

U silniční dopravy se (alespoň podle mých informací) nyní projednává možnost tzv. podmíněné automatizace, neboli úroveň 3. Při ní se v daném prostředí řidič nemusí věnovat řízení, musí však být připraven řízení převzít. Systém v přesně dané situaci doporučí převzetí řízení od řidiče, který předání řízení potvrdí. V tom okamžiku přebírá zodpovědnost systém. Když systém doporučí předání řidiči, vrací se odpovědnost na člověka. V každém okamžiku přitom musí být jasné, kdo ovládá vozidlo – zda člověk, nebo systém, a kdo je tedy za vozidlo zodpovědný – zda řidič, nebo výrobce.

Zvláštním případem jsou tramvaje a trolejbusy, pro něž platí zároveň drážní i silniční legislativa. Odtud i legislativní úprava jejich automatizace je, resp. bude, mnohem složitější. Jak je ale vidět na fotografii z demonstračního projektu, i zde je technologie napřed.

V kolejové dopravě je plně automatický provoz doménou městských rychlodrah. První městská rychlodráha bez řidiče (či strojvedoucího – používá se obojí) vyjela v roce 1983 ve francouzském Lille. Ve světě je dnes téměř půldruhého tisíce kilometrů tratí metra vybavených plně automatickým řízením bez obsluhy. Průběžně roste délka takto automatizovaných tratí i jejich podíl na celkové délce tratí všech systémů metra.

Podle statistik Mezinárodní unie veřejné dopravy (UITP) má dnes zhruba každé čtvrté metro na světě alespoň jednu linku plně bezobslužnou.

Preferovanou, i když ne jedinou, technologií pro automatický provoz těchto dopravních systémů je dnes tzv. Communication Based Train Control (řízení vlaku založené na komunikaci) neboli CBTC. Princip jeho fungování můžeme laicky vysvětlit takto:

Automatický systém v každém okamžiku „hovoří“ se všemi vlaky na trati, přičemž ověřuje jejich přesnou polohu a pohyb, zejména jejich vzájemnou přípustnou vzdálenost. Na základě toho pak vydává všem pokyny k další bezpečné jízdě tak, aby při nenadálém zastavení předchozího vlaku stačil následující vlak bezpečně dobrzdit.

Tím se CBTC liší od „tradičního“ principu zabezpečení jízdy vlaků, při němž je trať rozdělena na pevné úseky. Před úsekem, kde se nachází vlak, svítí červená a svítí tam tak dlouho, dokud z něj vlak nevyjede – ať je zrovna na začátku nebo na konci toho úseku. Mezi dvěma úseky obsazenými vlakem zároveň musí být přinejmenším jeden úsek volný, aby vlak, který do něj vjede, stačil spolehlivě zastavit na červenou před začátkem obsazeného úseku. Lze si snadno představit, že CBTC, povolující jízdu dalšího vlaku podle skutečných okamžitých parametrů jízdy toho před ním (a ne tedy podle obsazeného nebo neobsazeného pevného úseku), umožní i při dodržení potřebné zábrzdné vzdálenosti dosáhnout kratšího intervalu mezi vlaky.

Historii CBTC začal psát vancouverský SkyTrain již v roce 1985. Počítá se s ním také u nové linky pražského metra D a u rekonstruované linky C.

U rychlodrah bez řidiče bývají (ale ne vždy a všude) nástupiště vybavená průhlednými stěnami s dveřmi. Ty samy nejsou podmínkou automatického provozu. Před přejetím člověka ocitnuvšího se v kolejišti dokážou ochránit také jiné systémy. Spolehlivě však zabrání zastavení celého metra i při „neškodném“ pádu různých předmětů do kolejiště.

Autonomní městské rychlodráhy jsem měl možnost si vyzkoušet takříkajíc na vlastní kůži v Londýně, Kodani, Norimberku či Barceloně. Jízda to byla vždy rychlá a přitom plynulá. A samozřejmě, výhled prosklenou čelní stěnou vlaku během jízdy byl vždy zážitkem sám o sobě.

Relativně nejrozšířenějším dopravním prostředkem pro autonomní přepravu cestujících po silnici jsou dnes autonomní elektrické minibusy, provozované zpravidla po delší či kratší dobu v rámci rozmanitých demonstračních projektů. Tyto minibusy slouží jednak v pravidelném linkovém provozu, obvykle na „posledním kilometru“ (například mezi nádražím a centrem města), a jednak v režimu „na zavolání“ pomocí k tomu určených aplikací. Představují tak tzv. třetí druh dopravy, vyplňující mezeru mezi velkokapacitní dopravou hromadnou a dopravou individuální, ať už vlastními vozidly nebo sdílenými (která zabírají místa navlas stejně, jako ta vlastní).

Takovéto minibusy mají různou přepravní kapacitu. Tradiční francouzští výrobci EasyMile a Navya například nabízejí minibusy pro 6, resp. 11 sedících osob. Trh s těmito vozidly se nicméně rychle zaplňuje.

Od těchto minibusů se očekává současně vnitřní pohodlí a bezpečí pro cestující, výborné jízdní vlastnosti v nejrůznějších podmínkách, mimořádně velké manévrovací schopnosti a bezemisní provoz po dostatečně dlouhou dobu, resp. ujetou vzdálenost na nabití baterií. Tomu pak odpovídá i jejich kompaktní konstrukce a prostorný vnitřek.

Vzhledem k úrovni legislativy jsou tyto minibusy zpravidla doprovázeny průvodcem, který plní různé úkoly, ale do vlastního řízení obvykle nezasahuje. V bezpečném prostředí se zkoušejí i systémy dopravy zcela bez doprovodu, který je nahrazen vzdáleným kamerovým dohledem.

Asi nejbližším místem, kde jsou tyto autonomní elektrické minibusy již několik let v pravidelném provozu, jsou bavorské lázně Bad Birnbach (aspoň tedy doufám, že tam ty roztomilé minibusy stále jezdí).

Systém autonomního řízení autonomního minibusu je obdobný u většiny dosavadních projektů.

Navigace probíhá především pomocí družicového navigačního systému. Dalším systémem je navigace pomocí Lidaru („laserového radaru“) a jím pořízené 3D mapy.

Výsledky jejich měření se pro kontrolu často srovnávají s vyhodnocováním polohy podle rychlosti a otáček kol.

Pro bezpečnost slouží senzorické systémy, jaké jsou někdy používané i jako asistenční technologie u moderních osobních automobilů. Jsou to zejména bezpečnostní kamery, ale také senzory komunikující s dopravní světelnou signalizací (V2X) nebo senzory světla a deště zapínající automaticky reflektory nebo stěrače.

Řídicí systém na vozidle obvykle také obsahuje různé předdefinované programy pro nouzová řešení.

Součástí celého automatického systému řízení autonomních vozidel je v neposlední řadě nadřazený dispečerský systém, který sleduje jejich pohyb a stará se o přidělení vozidel do míst poptávky.

Fungování autonomního řízení včetně již zmíněného systému V2X na křižovatkách jsme zažili například při jízdě v rámci (nedávno ukončeného) projektu v bavorském Hofu uprostřed rušné odpolední špičky. Jízda byla naprosto bezpečná, ovšem bezpečnostní pásy na sedadlech mnohokrát splnily svůj účel.

Dalším postřehem při našem nejednom sledování autonomních minibusů v Německu bylo to, jak snadno člověk přivykne „neomylnému“ autonomnímu vozidlu, před nímž se cítí zcela bezpečný. Zvuk automobilu s „lidským“ řidičem byl pak nepříjemným návratem do nebezpečné životní reality.

A konečně, jako nejproblematičtější z celé autonomní mobility jsme vyhodnotili příslušnou uživatelskou aplikaci – ať už jsme se s ní potýkali sami nebo sledovali zpovzdálí jiné podobné nešťastníky. Inu, informatici jsou lid rázovitý a ne každý rozumí jejich myšlenkovým pochodům.

Poznámka

Tento článek čerpá z populárně naučné publikace Elektromobilita v praxi, kterou jsem napsal spolu se svojí kolegyní a manželkou Pavlou Slavíkovou. Publikace je volně ke stažení zde: https://www.smartcityvpraxi.cz/rozhovory_komentare_253.php