ERSF: Obiecujące wyniki testów autonomicznego Nevelo

W systemach transportu szynowego autonomiczność dotyczyła do tej pory głównie metra. Liczni producenci taboru oraz placówki badawcze prowadzą jednak prace nad zastosowaniem jej także w przypadku tramwajów. Idea powołania polskiego konsorcjum badawczego pojawiła się na początku 2019 r. – Chcieliśmy dołączyć do grona uczelni zajmujących się tym zagadnieniem. Naszym celem nie była jednak eliminacja motorniczego z kabiny. Od tego dzieli nas jeszcze długa droga – mówi dr inż. Maciej Michnej z Instytutu Pojazdów Szynowych Politechniki Krakowskiej. Uczestnicy przedsięwzięcia skoncentrowali się na opracowaniu narzędzi wspierających pracę prowadzącego tramwaj.

W skład konsorcjum badawczego – oprócz krakowskiej uczelni – wszedł Newag, Medcom, MPK Kraków oraz firma CYBID. Pierwsze testy odbyły się w wakacje ubiegłego roku. W kolejnych 6 miesięcy doprowadzono pierwszy etap do pomyślnego finału: 29 stycznia opisywane przez nas jazdy testowe bez motorniczego przebiegły bezproblemowo.

Newag: Mniej obciążeń dla motorniczego

Bazą do przeróbki stał się jedyny wyprodukowany do tej pory wagon 126N Nevelo produkcji Newagu. – Widzimy w tym projekcie duży potencjał. Automatyzacja części czynności, obsługiwanych przez system komputerowy, pozwoli na zwiększenie bezpieczeństwa i odciążenie motorniczych – przekonywał kierownik działu badań i rozwoju nowosądeckiego producenta Maciej Górowski. Dostarczone przez CYBID urządzenia i oprogramowanie pozwalają na przejęcie kontroli nad pojazdem przez system komputerowy. Dla bezpieczeństwa podczas testów sterowania komputerowego motorniczy pozostał jednak w kabinie, a jego instrumenty miały nadrzędność nad sterowaniem autonomicznym.

Jako poligon doświadczalny wybrano liczącą 7 przystanków trasę Muzeum Narodowe – Cichy Kącik. Testy odbywały się w nocy, a odcinek ten nie jest wykorzystywany przez tramwaje nocne. Inny aspekt miał na celu utrudnienie warunków próby. – Na trasie tej występuje torowisko trawiaste, zwiększające ryzyko zawilgocenia szyn i poślizgu – wyjaśnił Górowski. Okazało się, że nawet mimo tego system sterowania był w stanie zatrzymywać tramwaj w wyznaczonych miejscach z dużą dokładnością. – Oficjalna prezentacja zakończyła pierwszy etap. Teraz opracujemy systemy detekcji przeszkód i wdrożenie pilotażowe na wybranej trasie w Krakowie (w formie nadzoru nad pracą motorniczego i wsparcia) – informuje przedstawiciel Newagu.

CYBID: Trzy systemy nawigacji

Najważniejszą rolę odegrała jednak firma CYBID, której dziełem było sterujące ruchem pojazdu oprogramowanie. – System sterowania ma de facto zastępować motorniczego, choć ten nadal znajduje się w kabinie – stwierdził obrazowo Dariusz Bułka z CYBID. Bardzo rozbudowany moduł nawigacji składa się z trzech niezależnych od siebie systemów. Pierwszy to tradycyjna nawigacja satelitarna, sama w sobie była oparta o dwa niezależne układy. – Z powodu typowych dla miasta przeszkód, takich jak wysokie budynki czy tunele, nie możemy jednak polegać tylko na niej – tłumaczył Bułka. Drugim systemem jest układ nawigacji bezwładnościowej. Trzeci opiera się na pomiarze prędkości obrotowej kół osi nienapędzanych (zwłaszcza w tunelach). Również ten system nie jest doskonały: także nienapędzane koła wpadają czasem w poślizg, a w miarę eksploatacji zmienia się ich średnica. Dane z wszystkich trzech systemów są zbierane i przetwarzane przez moduł sterowania, który na tej podstawie niezawodnie określa położenie wagonu.

Moduł sterowania jest podłączony do układu zasilania (w sposób umożliwiający niezakłócony pobór niezależnie od wahań napięcia) i systemu diagnostycznego. Funkcje, za które odpowiada, to: ruszanie z przystanków, utrzymywanie stałej prędkości, zwalnianie w miejscach ograniczeń, przejazd przez izolatory sekcyjne bez pobierania energii z sieci, precyzyjne zatrzymywanie na przystankach oraz informacja pasażerska. Przyrządy sterowania w kabinie motorniczego mają jednak priorytet przed komendami modułu sterowania. W razie awarii sterownika następuje automatyczne hamowanie składu.

Obecne polskie przepisy pozwalają na wspomaganie pracy motorniczego przez układy elektroniczne, ale nie na w pełni autonomiczną jazdę. Członkowie konsorcjum zamierzają teraz testować dodatkowe moduły, przede wszystkim – te zwiększające bezpieczeństwo. – Planujemy opracowanie detekcji przeszkód, obsługi zwrotnic, wykrywania wykolejeń i komunikację z elementami infrastruktury oraz innymi tramwajami na trasie – wylicza przedstawiciel CYBID.