Řízení tunelových staveb
Tunelové stavby sice pozvolna, ale plynule zvyšují svůj podíl na dopravních cestách. Dříve trochu exotický zážitek z projíždění železničními tunely zcela zmizel a při průjezdu silničními tunely v zahraničí se objevuje, alespoň u mě, spíše profesní zvědavost, jak se kolegové projektanti vypořádali s technickými problémy podzemní stavby, jak se jim podařilo zabudovat proměnné dopravní značení, jak dokonale skryli kabeláž vedoucí k těmto značkám, jaké barevné provedení se podařilo prosadit u investora.
Nechtěl bych, aby tento odstavec vyzněl katastroficky, ale pokud by situace byla skutečně taková, jak jsem popsal, nemalé procento řidičů by dalo přednost sice delší a pomalejší, ale bezpečnější povrchové cestě.. Tunelové stavby v městských částech budujeme proto, aby se zlepšila plynulost provozu a zkrátila jízda. Při zanedbání bezpečnosti by vynaložené peníze nebyly efektivní investicí. Je tedy přinejmenším morální povinností provozovatele tunelu, aby uživatelům tunelové stavby zajistil stejný stupeň bezpečnosti, jaký mají na vozovce mimo tunel. Stavebními úpravami, jako například širším profilem stavby nebo vybudováním speciální únikové chodby, toho lze dosáhnout pouze za cenu neúměrně vysokých nákladů, takže někdy by takto pojatou stavbu nešlo ani realizovat. Ale bezpečnost provozu lze zvýšit i technickým vybavením tunelové stavby. Větrání tunelových staveb se dříve navrhovalo především pro odvod zplodin. Vlivem stále se zpřísňujících emisních předpisů jsou však tyto naměřené hodnoty emisí hluboko pod původními předpoklady, a tak systémy větrání plní v dnešní době úlohu technického prostředku pro usměrnění a odvod zplodin v případě požáru, tedy fungují jako požárně bezpečnostní zařízení. Bezpečnostní funkci má i přenos rozhlasového vysílání a mobilních telefonů, které můžeme používat uvnitř tunelových staveb.
Všechny připravené scénáře mimořádných událostí se shodují v tom, že v případě požáru je třeba v krátkém čase, řádově 8 až 10 minut, dostat lidi z ohrožených prostor. Proto je velmi důležité vykonat tyto činnosti:
- Podat co nejsrozumitelněji co největšímu počtu osob v zasažené oblasti informace o problému a jeho řešení (textové nápisy na informačních tabulích v tunelu, hlášení rozhlasového systému v tunelových prostorách, přímý vstup do modulace rozhlasového vysílání VKV rozhlasu, aktivace speciálních značek s nápisy Opusťte tunel).
- Usnadnit co možná největšímu množství osob opuštění problematického prostoru (k tomu přispívá bezpečnostní značení na stěnách tunelu, světelně zvýrazněné vchody do záchranných cest, připravené hlášení informačního rozhlasu) a současně co nejrychleji uzavřít příjezd pro další, zatím neinformované řidiče. Právě v případě městských tunelů je potřebná rychlá reakce systémů řízení povrchové dopravy v oblastech přilehlých k vjezdu a výjezdu z tunelové stavby.
Jednotlivé signály mimořádných stavů a jejich kombinace uplatňované při řízení křižovatky 5.573
Poznámka: Základní stavy jsou zvýrazněny tučným písmem. Názvy signálů jsou převzaty z programového vybavení řadiče křižovatky 5.573.
Řídicí systémy
Řídicí systémy (ŘS) povrchové dopravy jsou většinou tvořeny řízenými světelnými křižovatkami. Jejich úkolem je zvýšit bezpečnost a plynulost silničního provozu. Bez ohledu na módní vliv kruhových objezdů křižovatka řízená světelným signalizačním zařízením s dynamickým řízením (to znamená, že ŘS této křižovatky změnou parametrů v programovém vybavení nebo navolením jiných programů reaguje na dynamicky se měnící dopravní situaci v bezprostředním okolí) vykazuje největší propustnost vozidel ze všech systémů řízení povrchové dopravy. Propustnost vozidel se měří počtem vozidel, která přes takto ovládanou křižovatku projedou, a u tohoto typu se dosahuje hodnoty až 70 000 vozidel za 24 hodin. Ve svých programech často preferují vozidla městské hromadné dopravy (MHD), kterým operativně umožňují rychlejší průjezd. Zjednodušeně řečeno, čím více vozidel bezpečně projede daným prostorem, tím je systém řízení lepší. Tyto křižovatky jsou připojeny na vyšší stupeň řízení, kterým je dopravní ústředna. Kromě servisních záležitostí, jako je dohled nad technickým stavem připojených křižovatek, umožňuje ústředna ještě dispečerský či automatizovaný zásah do programového vybavení jednotlivých řadičů za účelem dosažení maximální možné propustnosti vozidel, rychlé realizace tzv. zelené trasy při výjezdu záchranných vozidel nebo centrálního přizpůsobení aktuální dopravní situaci.
Připojením přímé vazby řídicího systému tunelové stavby na řadič světelně řízené křižovatky začne i toto zařízení plnit bezpečnostní funkce. Proto tato vazba musí být provedena spolehlivě a reakce systému musí být co nejrychlejší. Na obr. 1 je blokové schéma zobrazující výše popisované závislosti.
Kromě těchto stavů, kdy je ovlivnění obou systémů, tj. systémů řízení tunelových staveb a systémů řízení povrchové dopravy řízenými křižovatkami, určováno požadavky bezpečnosti provozu, existuje kolem tunelové stavby ještě širší oblast, kde je vhodné řidiče nacházející se v jednom systému informovat o dění v systému druhém. Důležitý je pojem informovat, protože zde se nejedná o řídicí systémy v pravém slova smyslu, tedy systémy se zaručenou zpětnou odezvou do určitého času a zaručenou spolehlivostí, ale o systémy informační. Tyto systémy poskytují řidičům v tunelu informace typu „Za výjezdem… stupeň provozu 4“ a řidič se sám rozhodne, jestli použije tento výjezd z tunelové stavby nebo jiný. Obdobně městský informační systém může vzhledem k aktuální dopravní situaci v tunelové stavbě doporučovat volbu jiné trasy než tunelovou stavbou. Takovým prvkem je třeba zařízení pro provozní informace (ZPI) umístěné v tunelovém tubusu a prioritně řízení z řídicích systémů tunelové stavby.
Pokud se v městské zástavbě vyskytne situace, kdy tunelové stavby, například Strahovský automobilový tunel (SAT) a automobilový tunel Mrázovka (ATM), na sebe navazují a navíc se v bezprostředním okolí vyskytne objekt typu velkého obchodního centra (KOC – OC Nový Smíchov) s několikapodlažním podzemním parkovištěm, vznikne opravdu značné množství kombinací, na které musí být systém připraven.
Na řadič křižovatky jsou přivedeny binární signály ze všech ovlivňujících objektů a programové vybavení křižovatky, které vytvořil doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D., se musí vypořádat nejen s nimi, ale i se všemi jejich kombinacemi. Fyzické rozhraní mezi systémy jsou binární signály o stejnosměrné úrovni 24 V.
Uvedený systém představuje model decentralizovaného řízení, kde systémy fungují víceméně samostatně, a pokud je třeba, předávají si důležité informace – stavové proměnné. Informace, které se posílají na horní vrstvu, jsou významově a datově redukovány. Křižovatky s dynamickým řízením pro svou činnost zpracovávají stovky informací během jedné sekundy. Musí správně analyzovat data získaná od tzv. strategických detektorů. Tyto detektory jsou umístěny ve vzdálenostech zpravidla několik desítek metrů před hranicemi křižovatky a jejich hlavním úkolem je správně detekovat kolonu vozidel, která se před hranicemi křižovatky vytvořila. Tunelové stavby jsou na tom podobně – průměrný počet vstupních a výstupních proměnných řídicích systémů tunelové stavby je 8 000 až 12 000 (signálů, měřených hodnot či povelů), ale v současné době dokončovaný tunelový komplex Blanka jich obsahuje kolem 55 000.
Tento decentralizovaný model řízení, který společnost Eltodo uplatňuje v systému řízení dopravy hlavního města Prahy, umožňuje rychlou reakci, pružné rozšiřování systému a velkou odolnost proti poruchám či výpadkům. Těchto vlastností by v souhrnu nemohl dosáhnout žádný centralizovaný řídicí systém.
TEXT: Ing. Jiří Štefan
FOTO: Eltodo EG
Jiří Štefan je vedoucí projektant ve společnosti Eltodo EG.
Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.
