Jedną z obowiązkowych atrakcji dla turystów w Londynie jest DLR, czyli Docklands Light Railway. To system automatycznie sterowanych pociągów kursujących przez tereny dawnych londyńskich doków, które dziś są jedną z najdroższych dzielnic brytyjskiej stolicy. Z sunących przez mosty nad kanałami pociągów można podziwiać łódki i kutry oraz nowoczesne szklane biurowce.

Każdy, kto przejechał się DLR, wie, że najtrudniej jest dostać się do pierwszego wagonu, a dokładniej mówiąc na sam jego przód. W normalnym pociągu w tym miejscu znajduje się kabina maszynisty, ale w DLR są tam zwykłe siedzenia dla pasażerów pozwalające cieszyć się widokiem, który jeszcze do niedawna nie był dostępny podróżującym koleją.

Maszynisty nie ma, pociąg jedzie sam.

Automatyczny nie znaczy autonomiczny

Nie jest jednak autonomiczny, lecz automatyczny. Oznacza to, że jest zaprogramowany wedle określonego zestawu zasad, których przestrzega. Niczego nie “widzi”, ani nie “czuje”, zamiast tego ciągle komunikuje się z odległym komputerem, który pozwala mu się poruszać bezpiecznie. Jeśli komunikacja między maszyną i komputerem zostanie utracona, skład zostaje unieruchomiony, podobnie jak wszystkie pozostałe działające w systemie. To jedna z żelaznych zasad bezpieczeństwa.

Utracona komunikacja nie zatrzyma ruchu autonomicznego pociągu. Lokomotywa ma radary i cały system kamer i czujników, dzięki którym nieustannie skanuje otoczenie, a pokładowy komputer przetwarza te informacje na bieżąco. Podczas konferencji InnovDays w Paryżu francuski koncern Thales pokazał, jak taki pociąg widzi otoczenie, jak rozpoznaje przeszkody i jak na nie reaguje.

Jeśli popatrzymy na świat „oczami pociągu”, zobaczymy, jak trudne zadania musieli rozwiązać inżynierowie. Pokładowy komputer:

– widzi tory i zwrotnice;

– widzi sygnalizację na torach, klasyfikuje ją i potrafi odróżnić sygnały skierowane do niego od pozostałych sygnałów w polu widzenia;

– rozróżnia ludzi, zwierzęta, auta i suche gałęzie nie tylko na torach kolejowych, ale też w bezpośredniej okolicy;

– potrafi nie tylko zidentyfikować przeszkodę na torach, ale również potencjalne przeszkody w pobliżu, oceniać ich trajektorię i prędkość poruszania się oraz moment ewentualnego wejścia na tory.

Wyposażony w taką technologię pociąg potrafi też ocenić sytuację na stacji i określić, czy pasażerowie zakończyli wysiadanie albo wsiadanie, czy nikt nie podbiega do wagonu ani nie wyskakuje z okna. Takie umiejętności oznaczają, że – w odróżnieniu od automatycznego londyńskiego DLR czy analogicznej linii nr 14 paryskiego metra – autonomiczny pociąg nie wymaga wymiany infrastruktury na torach.

Widzieć na dwa kilometry

Ludzie na torach! Nie, po wyjściu z zakrętu widać, że stoją w odległości kilku metrów. Dlaczego pociąg od razu nie zwolnił? – To, co widzimy na ekranie, to nie jest pełna wiedza, którą dysponuje autonomiczna lokomotywa. Oprócz kamer są jeszcze skanujące otoczenie radary. Odległość tych postaci od torów maszyna uznała za bezpieczną, biorąc pod uwagę odległość i drogę hamowania pociągu, która jest znacznie dłuższa niż w przypadku auta – tłumaczy Amine Arezki, szef obszaru autonomii w dziale transportu Thales Group. Według niego autonomiczne auto „widzi” na odległości najwyżej kilkuset metrów. Pociąg – biorąc pod uwagę drogę hamowania – powinien widzieć na ok. 2 km. Przy prędkości składu z ośmiu wagonów rozpędzonego do 120 km/godz. pełne wyhamowanie zajmuje ok. 600 metrów. Wyższa prędkość i waga wydłużają drogę hamowania.

 

– W przypadku kursujących powoli kolejek miejskich czy tramwajów technologia autonomiczna jest zbliżona do tej, którą znamy z aut. W przypadku szybkich pociągów pasażerskich poziom ich czujności miałby być porównywalny do autonomicznego helikoptera – tłumaczy Marko Erman, szef technologii w Thales Group.

Przypadkowe zabijanie na torach to największa trauma dla maszynisty. Autonomiczne pociągi mogą widzieć lepiej i „dalej sięgać wzrokiem”, ale nie unikną rozstrzygania tych samych dylematów, z którymi borykają się maszyniści. I będą kierowały się tymi samymi zasadami, czyli przede wszystkim dobrem pasażerów. Jeśli zbyt gwałtowne hamowanie mogłoby doprowadzić do wypadku i w efekcie narazić życie setek pasażerów na szwank, komputer pokładowy wybierze zabicie osoby na torach.

Ludzie na torach mogą pojawić się w każdej chwili, dlatego oprogramowanie autonomicznego pociągu musi brać pod uwagę specyfikę poszczególnych krajów. Dostępność torów dla pieszych różni się w zależności od państwa. W europejskich warunkach komputer traktuje osoby w odległości 2-3 metrów od torów jako potencjalne zagrożenie, podczas gdy w Indiach to normalna sytuacja. 

Najpierw zajezdnie kolejowe, potem tramwaje

Według Amine’a Arezkiego rozwiązania dla pociągów autonomicznych pod marką Railbot przechodzą obecnie testy i będą w pełni gotowe do komercyjnego wdrożenia do 2025 r. – Najbardziej oczywistym pierwszym zastosowaniem tej technologii będą lokomotywy jeżdżące z małymi prędkościami i zajmujące się sortowaniem i przemieszczaniem składów. Takie manewry zajmują sporo czasu i angażują sporo personelu, ale cechuje je stosunkowo niskie ryzyko – mówi Erman w rozmowie z „Wyborczą”. Według niego kolejnym krokiem będzie wprowadzenie tej technologii do pociągów miejskich poruszających się po zabezpieczonych torach. Dopiero później przyjdzie kolej na dalekobieżne pociąg pasażerskie.

– Problem, który widzimy w Polsce, to istotny deficyt maszynistów. Brakuje ich – wg różnych szacunków – od dwóch do czterech tysięcy. Wyszkolenie maszynisty i nadanie mu odpowiednich dopuszczeń do ruchu jest kosztowne i czasochłonne. Z podobnym problemem, choć może w mniejszym natężeniu, boryka się cała Europa, dlatego pracujemy nad rozwiązaniami dla autonomicznych pociągów – mówi Paweł Przyżycki, dyrektor handlowy w firmie Thales.

– Gwarantuję każdemu młodemu człowiekowi, który przychodzi do szkoły uczyć się zawodu maszynisty, że doczeka w tej pracy emerytury! – powiedział Leszek Miętek, szef Związku Zawodowego Motorniczych, na styczniowym Kongresie Rozwoju Kolei podczas debaty o zawodzie kolejarza. Druga linia warszawskiego metra i jeżdżące na niej pociągi są już przystosowane do automatycznego ruchu. Jednak maszyniści wciąż tam są. Ich praca w dużej mierze sprowadza się do otwierania i zamykania drzwi. Na ich wyprowadzenie z pociągów na razie nie pozwalają przepisy. A urzędnicy dodają, że pasażerowie baliby się wsiąść do metra, gdyby pociągu nie prowadził człowiek.

Globalny rynek rozwiązań dla autonomicznych pociągów kształtuje się obecnie na poziomie 6 mld dol. rocznie. W 2026 r. – szacuje firma Allied Market Research – osiągnie on wartość 15,6 mld dol. Thales Group jest obecnie jednym z największych producentów tej technologii. Pozostałe firmy to m.in. Alstom, Bombardier, General Electric, Hitachi, Kawasaki, Mitsubishi oraz Siemens.