Pokroky železniční dopravy se projevují i v projektech linek automatického metra, kterých na všech kontinentech prudce přibývá. Nejlépe se o tom přesvědčí návštěvníci letošního odborného veletrhu a výstavy Innotrans 2016, který se uskuteční v Berlíně od 20. do 23. září 2016.
Alespoň jedna linka metra jezdí v současné době ve 157 městech světa. Z nich více než dvě třetiny jsou v Evropě a v bouřlivě se rozrůstajících asijských městech. Podle statistik Mezinárodní unie veřejné dopravy (UITP) jezdí ve všech městech světa, která je vybudovala, přes 600 linek o celkové délce 11 300 km a denně přepravují v průměru 160 mil. cestujících. Jak linek, tak cestujících každoročně přibývá kolem 10 %.
Metra mají svá vyhraněná NEJ, která si v posledních letech navzájem přebírají. Přepravou 3,6 mld. osob ročně je v současné době nejvytíženějším metrem světa metro v Tokiu, následované metrem v Pekingu (3,4 mld.), Šanghaji (2,8 mld.) a Soulu (2,6 mld.). Asijská metra tak objemem přepravy již dávno předběhla kdysi legendární moskevské metro s 2,4 mld. osob ročně i vůbec nejstarší metro světa – londýnský Underground.
Londýnskou podzemku, pyšnící se délkou 402 km s 270 stanicemi, překonal nejprve New York s
421 stanicemi a přepravou 1,8 mld. cestujících ročně. Tu co do délky nedávno přestihla Šanghaj s 538 km tratí.
Londýnské metro však dalo světu i nový trend – automatický bezobslužný provoz. Jako první s ním před
25 lety přišla londýnská městská dráha Dockland Light Railway. Jako pozvaný novinář jsem se mohl poprvé svézt za panoramatickým čelním oknem na místě řidiče a fotografovat jízdu. Následovala linka U3 v Norimberku. Dnes bezobslužné automatizované linky provozuje nebo staví 80 měst světa! Aktuální statistika UITP z konce roku 2014 mluví o 52 do provozu uvedených bezobslužných linkách se 750 stanicemi a celkovou délkou 732 km, které nejrychleji přibývají v 
Asii (40 %). V Evropě je nejrychleji dokázala zavést Francie (20 %). Až polovina jejich délky vede pod zemí, polovina po povrchu nebo po mostech a estakádách. Začínají převažovat delší klasické linky, někde kombinované s železničním provozem, značný podíl však mají i „lehká metra“ s pneumatikami.
Tři čtvrtiny bezobslužných linek používají řídicí a zabezpečovací systém CBTC, z nichž polovina používá indukční smyčky. Vývoj však směřuje spíše k radiofrekvenčnímu přenosu signálů nebo k mikrovlnám.
Co do délky automatických linek zatím vede Dubaj (80 km), následovaná kanadským Vancouverem (68 km) a Singapurem (65 km). Mimořádně rozsáhlé sítě s dlouhými linkami, které připomínají provozem lehká metra nebo příměstskou železnici, buduje Dubaj, Rijád a Dauhá. Cestující poznají bezobslužné metro již při vstupu podle nízkých nebo i celoplošných skleněných nástupištních stěn s automatickými dveřmi, zabraňujících pádu osob nebo skokům sebevrahů na koleje pod vlak.
Do roku 2025 se očekává nárůst celkové délky tratí s bezobslužným provozem až na 2 200 km. To již se však současně nejrozšířenější technologie samoobslužných linek CBTC zasnubuje i s pokročilými zabezpečovacími systémy železnic ETSC v rámci připravované nové generace zabezpečení NGTC (Next Generation Train Control).
Automatické ovládání vlaků CBTC je založeno na komunikaci
V technologii CBTC (Communication Based Train Control) mezi sebou nepřerušovaně komunikují počítače řídicího centra s traťovou částí linky a se všemi vlaky na ní se právě nacházejícími. Signály se na traťovou část a vlaky přenášely původně kolejovými obvody, později indukčními smyčkami v kolejišti. Nyní výrobci sahají spíše po radiofrekvenčním propojení pomocí traťových radiomajáků nebo po mikrovlnných systémech.
Systém CBTC zvládá tři základní funkce označované jako ATP, ATO a ATS. Automatická ochrana vlaků ATP znemožňuje najetí vlaků na sebe či na překážky na trati, překročení povolené rychlosti a dokáže měnit rozestupy vlaků podle charakteru úseků. Systém ATO instalovaný na soupravě reguluje rozjezd, rychlost i brzdění a zastavování vlaků, otevírání dveří a provádí i další činnosti řidiče. Systém ATS centrálně sleduje a slaďuje provoz všech vlaků na lince, jejichž polohu nepřetržitě monitoruje, a snaží se dodržet naprogramované jízdní řády tak, aby celkový provoz byl co nejplynulejší a nejhospodárnější.
Nejvyšší bezpečnost zaručují výhradně počítače
Řídicí počítač dostává od všech vlaků hlášení o jejich okamžité poloze, rychlosti a směru jízdy. Tyto údaje porovnává i s ohledem na dodržení podmínek jízdy v daných úsecích a vydává vlakům povolení ve sledu co nejtěsnějším, avšak za všech podmínek vylučujícím vzájemnou kolizi. Dispečer v řídicím centru může do řízení vstoupit jen dohledem na úrovni ATS přes uživatelské rozhraní a může odbavování upravovat například jen vypravením dalšího vlaku. Automatická ochrana ATP je však vyhrazena výhradně počítačům, a jak dispečeři sami přiznávají, funguje nejlépe, když se tlačítek na pultu nedotýkají.
Systém CBTC umožňuje ve své vyšší etapě vlakům vybaveným kamerami, čidly a detektory jezdit zcela bez strojvedoucích či vlakového personálu. Přesto některá bezobslužná metra strojvedoucí doprovází „pro jistotu cestujících“ v kokpitu nebo ve vlaku v roli průvodčího či kontrolora. Dominující světoví výrobci při vývoji CBTC využili svých nejosvědčenějších značkových prvků, čímž se celý systém odlišuje od konkurence. Někde se však bohužel tyto systémy liší i na různých linkách jednoho městského systému. Mezi nejrozšířenější „odrůdy“ CBTC patří Bombardierův CITYFLO 650, Siemensův Trainguard MT, Urbalis od Altomu a SelTrac od Thalese.
Nejdelší automatické metro jezdí v Dubaji
Donedávna jen pouštní město se v rámci velkorysého plánu Dubai Expo 2020 rozhodlo vybudovat čtyři linky povrchového i podzemního bezobslužného metra v celkové délce 318 km. V provozu jsou zatím jen dílčí úseky červené linky dlouhé 52 km se 42 zastávkami, spojující centrum města s letištěm, a zelené linky dlouhé 23 km s 30 zastávkami, vedené centrem města. Stanice jsou klimatizované a napojené mosty a podchody na okolní objekty a náměstí. Pozoruhodné jsou jejich převážně solární obloukově vyklenuté střechy, připomínající ulity mořských živočichů. Tři konečné stanice jsou napojeny na obří parkoviště pro až 6 000 automobilů. Stavba zaměstnává 15 000 pracovníků z 33 zemí a podle navýšeného rozpočtu si vyžádá investici 9 mld. USD.
Pětidílné soupravy pro 645 sedících a stojících cestujících jezdí zatím v intervalech 5 až 15 minut rychlostí do 50 km/hod. Prvních 80 vlaků, které dodala japonská společnost Kinky Sharyo, je napájeno z třetí napájecí kolejnice 750 V. Čelní vozy nabízejí za dražší jízdné vyhlídkovou první třídu s internetem, dále ekonomickou třídu a vůz určený výhradně pro ženy a děti, jak to vyžadují arabské zvyklosti. Zabezpečovací systém SelTrac počítá do budoucna se zvýšením rychlosti vlaků na 90 km/hod, jezdících ve špičkách v odstupu pouhých
90 sekund.
Nejluxusnější bezobslužné metro staví Rijád
Od roku 2019 má hlavní město Saúdské Arábie křižovat šest celosvětově nejluxusněji vybavených linek automatického metra o celkové délce 180 km, se 180 stanicemi a s denní přepravní kapacitou až 3,5 mil. cestujících. Kontrakty na výstavbu za 22 mld. USD získala tři mezinárodní konsorcia a v polovině roku 2014 se začalo stavět. Dvě hlavní linky č. 1 a č. 2 buduje americký gigant Bechtel Corp. Siemens je osadí 45 čtyřvozovými a 29 dvouvozovými jednotkami. Francouzský Alstom dodá 65 jednotek Inspiro typu Metropolis.
Druhý kontrakt na stavbu tří linek získala skupina vedená španělskou firmou Formento, která objednala 47 jednotek od Bombardiera.
Poslední, tzv. fialovou linku staví italský Ansaldo. Na přání před rokem zemřelého panovníka krále Abdulláha by mělo toto metro, zejména jeho stanice, působit jako pětihvězdičkové hotely, nešetřící zlatem a futuristickým designem. Tento úkol byl svěřen nejlepším světovým architektům. Významná britská architektka Zaha Hadíd dala hlavní přestupní povrchové stanici tvar futuristické lodi. Německá architektonická kancelář Gerber pojala druhou přestupní stanici jako vzedmutou dunu pokrytou palmami. Až čtyřpatrové stanice budou vybaveny nejvýkonnější klimatizací a regulací přirozeného slunečního osvětlení a nabídnou hotelové i turistické služby.
Vlakové jednotky jezdící rychlostí až 90 km/ hod budou mít protiprachovou úpravu podvozků. Poprvé využijí i „inteligentních“ měníren HESOP od Alstomu, zaručujících efektivní hospodaření s elektrickou energií díky rekuperaci a propojením na veřejnou distribuční síť. Tento systém, stejně jako konkurenční Enviline od ABB, dokáže u vlaků rekuperovat až 99 % brzdné energie a přináší tak 15% úspory trakční energie. Do hloubení tunelů v hloubce kolem 25 m se od léta 2015 na pěti úsecích již pustily obří TBM dodané firmou Jazlah.
Nejzajímavější zaváděné linky automatického metra
Vzorem přesnosti vlakových spojů se stává zmíněné první automatické metro DLR v Londýně. Navzdory tomu, že jezdí převážně po mostních a povrchových tratích vystavených rozmarům londýnského počasí, dodržují jeho vlaky bez strojvedoucích jízdní řády v ročním průměru 99,3 %! V zemích EU má větší zkušenosti s automatickými linkami Norimberk (U1, U21, U3), Barcelona, Řím, Turín, Milán a Brescia. Tři pařížské linky vsadily na Siemensův Trainguard CBTC, plně automatizovány jsou všechny francouzské linky „pneumatikového“ metra VAL. Pro systém Urbalis se rozhodlo švýcarské Lausanne. Bezobslužná bude i kuriózní okružní subway ve skotském Glasgowě, která má díky užšímu rozchodu nejmenší průměr tunelů na světě: 3,35 m!
Z „nových zemí“ EU na plnou automatizaci vsadila například Budapešť u 7,4 km dlouhé podzemní linky č. 4. Postrádá však nástupištní stěny a vlaky zpočátku doprovázejí průvodčí.
Systém CBTC s ETCS použil i „tunel století“, podbíhající Bosporskou úžinu v rámci tureckého projektu „Marmaray“.
V USA jezdí bezobslužně většina kratších letištních „airtrainů“ a „skytrainů“, v Jižní Americe svoje přetížené linky převádí na bezobslužný provoz velkou investicí São Paulo. Rozsáhlé sítě metra v hlavních městech Asie, Japonska, Číny i Indie (Šanghaj, Peking, Dillí, Tokio, Ósaka, Kóbe a další) postupně automatizují provoz na nejvytíženějších nebo teprve budovaných linkách. (Podrobné informace o postupu přináší pravidelně český portál www. proelektrotechniky.cz v rubrice Automatizace dopravy.)
Sblížení konkurenčních systémů na obzoru
K urychlení, kompatibilitě a standardizaci systémů automatického řízení vlaků (jak CBTC, tak variant železničního ERTMS) otevřela UIPT v říjnu 2013 mezinárodní výzkumný projekt NGTC (Next Generation Train Control) v rámci programů UNICEF, sdružující výrobce zařízení i provozovatele metra a lehkých železnic. Českou republiku zastupuje úspěšná společnost AŽD Praha. Po tříletých analýzách má vyhlásit výsledky i návrhy standardů letos v říjnu na konferenci v Arlingtonu.
Ing. Jan Tůma