Kraków przygotowuje się do realizacji jednej z największych inwestycji infrastrukturalnych w swojej historii. Choć pierwsze pociągi pojadą dopiero za kilka lat, wiele kluczowych decyzji powinno zapaść już dziś. O tym, jakie doświadczenia z budowy autonomicznych systemów metra mogą wykorzystać polskie miasta, jakie błędy najczęściej popełniają inwestorzy i dlaczego najważniejszym elementem całego przedsięwzięcia jest dobrze zaplanowana integracja systemów, rozmawiamy z Tomaszem Rochowiakiem, dyrektorem ds. sprzedaży i marketingu oraz prokurentem spółki Hitachi Rail Polska.
Fot. Hitachi Rail Polska
Agnieszka Rzymkowska: Czy doświadczenia zdobyte przez Hitachi przy realizacji metra m.in. w Kopenhadze i Mediolanie mogą być przydatne dla Krakowa?
Tomasz Rochowiak: Tak, przede wszystkim w zakresie budowy metra autonomicznego, gdzie ruch pociągów odbywa się bez maszynisty, jako jednego spójnego systemu – organizmu, a nie zbioru niezależnych kontraktów i technologii. Już na początku trzeba określić zależności – punkty styku między infrastrukturą tunelową, peronową czy energetyczną a systemami sterowania i zasilaniem, a następnie konsekwentnie utrzymywać przyjęte założenia. Drugą ważną kwestią jest docelowa przepustowość linii. W pełni autonomicznych systemach metra osiągamy odstęp między pociągami, rozumiany jako częstotliwość kursowania, rzędu 75-90 sekund. Parametr ten powinien zostać określony bardzo wcześnie, już na etapie wymagań przetargowych, ponieważ wpływa na całą późniejszą infrastrukturę.
Trzecim istotnym aspektem jest wybór taboru i jego wpływ na projektowanie całego systemu metra. W przypadku metra autonomicznego tabor nie jest elementem wtórnym, lecz jednym z kluczowych czynników determinujących rozwiązania infrastrukturalne. Parametry pociągów, takie jak długość składów, szerokość drzwi, liczba i układ wejść, system sterowania czy tryb eksploatacji, bezpośrednio wpływają na projekt stacji (np. długość i konfigurację peronów, drzwi peronowe), systemy sterowania ruchem, zasilanie oraz zaplecze techniczne. Dlatego decyzje dotyczące taboru powinny być podejmowane bardzo wcześnie i w pełnej integracji z projektem systemowym. Doświadczenia z miast takich jak Kopenhaga czy Mediolan pokazują, że zintegrowane podejście „system + tabor” pozwala uniknąć kosztownych zmian na późniejszych etapach i zapewnia optymalną efektywność operacyjną całego metra.
Hitachi Rail, jako pionier w zakresie innowacyjnych rozwiązań dla kolei i miejskiej mobilności, ma doświadczenie w budowaniu całych systemów metra pod klucz, dopasowanych do potrzeb klientów. Przykładem takich realizacji w Europie są m.in. linie M3 i M4 w Kopenhadze, linia M4 w Mediolanie oraz metro w Turynie i w Salonikach. Zaawansowane technologie dla metra dostarczamy też na innych kontynentach, np. w Stanach Zjednoczonych czy na Dalekim Wschodzie. Mamy bardzo bogate know-how, którym możemy i chcemy podzielić się z władzami lokalnymi w polskich miastach, które planują budowę nowoczesnych systemów metra.
A.R.: Jakie warunki trzeba spełnić, aby metro bez maszynistów działało niezawodnie?
T.R.: Projektując systemy dla metra kierujemy się filozofią RAMS, która obejmuje niezawodność, dostępność, utrzymanie i bezpieczeństwo systemu (Reliability – Niezawodność, Availability – Dostępność, Maintainability – Utrzymanie, Safety – Bezpieczeństwo).
„Mózgiem” metra jest system CBTC (Communication-Based Train Control), który jest odporny na awarie dzięki redundancji zasilania, urządzeń komunikacyjnych i elementów sterujących. CBTC jest najbardziej zaawansowanym systemem sterowania ruchem dostępnym dla metra i lekkiej kolei. Jego zastosowanie umożliwia zmniejszenie zapotrzebowania na infrastrukturę przytorową, a jednocześnie przekłada się na wzrost przepustowości oraz redukcję emisji CO2.
Przykładowo, w San Francisco zwiększyliśmy dzięki niemu przepustowość Kolei Miejskiej (Muni) dwukrotnie – z 24 do 48 pociągów na godzinę. Z kolei Singapur odnotowuje roczne dodatkowe oszczędności energii na poziomie ponad 15 mln kWh, co odpowiada zużyciu energii elektrycznej przez około 3000 gospodarstw domowych rocznie.
Równie ważne jest przygotowanie organizacji utrzymania jeszcze przed uruchomieniem systemu oraz przeprowadzenie pełnej niezależnej walidacji bezpieczeństwa.
W systemach autonomicznych kluczowe jest również projektowanie redundancji oraz scenariuszy degradacyjnych już na etapie koncepcji.
A.R.: Czy polskie firmy są gotowe na takie wyzwanie?
T.R.: Tak, polski rynek dysponuje znaczącym potencjałem zarówno po stronie wykonawczej, jak i operacyjnej. Firmy inżynieryjne oraz operatorzy transportu mają doświadczenie w realizacji złożonych projektów infrastrukturalnych.
Jednocześnie w przypadku systemów metra, szczególnie autonomicznego, kluczowe jest wykorzystanie sprawdzonych, międzynarodowych rozwiązań oraz doświadczeń z podobnych wdrożeń. Zamiast tworzyć wszystko od podstaw, warto opierać się na sprawdzonych modelach i standardach, które zostały już przetestowane w miastach takich jak Kopenhaga, Mediolan czy Rijad.
Takie podejście pozwala ograniczyć ryzyko, skrócić czas realizacji oraz zapewnić wysoką jakość i niezawodność systemu.
A.R.: Jaką rolę pełni system sterowania ruchem?
T.R.: Odpowiada za prowadzenie pociągów, utrzymywanie odstępów między nimi, optymalizację prędkości oraz zużycia energii, a także reagowanie na zdarzenia w czasie rzeczywistym.
W metrze autonomicznym jego rola jest jeszcze szersza – obejmuje automatyczne zatrzymywanie składów, synchronizację z drzwiami peronowymi oraz kontrolę procesu wymiany pasażerów na stacjach.
Jego niezawodność zależy w dużej mierze od odpowiednio zaprojektowanej architektury, poziomu redundancji oraz jakości komunikacji między wszystkimi elementami infrastruktury.
A.R.: Które decyzje mają największy wpływ na późniejsze funkcjonowanie metra?
T.R.: W praktyce niemal wszystkie decyzje podejmowane na wczesnym etapie projektu mają istotny wpływ na późniejsze funkcjonowanie metra. Dotyczy to zarówno systemów sterowania ruchem oraz taboru, jak i rozwiązań strukturalnych.
Każda z tych decyzji wpływa na bezpieczeństwo, przepustowość, efektywność energetyczną oraz koszty eksploatacji. Dlatego kluczowe jest, aby od początku projektować metro jako spójny system, w którym wszystkie podsystemy wymieniają dane i współpracują ze sobą w sposób przewidywalny i zintegrowany.
A.R.: Który etap inwestycji jest najtrudniejszy?
T.R.: Projektowanie. Nie chodzi jednak o samo opracowanie dokumentacji, ale o etap analizy wymagań, powiązań między systemami i docelowych parametrów eksploatacyjnych.
To właśnie wtedy podejmowane są kluczowe decyzje dotyczące m.in. zasilania, taboru, wymiaru tuneli, zaplecza technicznego czy organizacji utrzymania – wszystkie one mają wpływ na funkcjonowanie całego systemu.
Wprowadzanie istotnych zmian na etapie budowy jest już bardzo kosztowne, dlatego tak ważne jest, aby już na początku zapewnić zintegrowane podejście systemowe.
A.R.: Czy budowa od podstaw daje przewagę przy wdrażaniu automatyzacji?
T.R.: Zdecydowanie tak. Budowa systemu od podstaw pozwala na wdrożenie automatyzacji w sposób optymalny i spójny – od początku można dobrać optymalne rozwiązania dla infrastruktury, systemów bezpieczeństwa i sterowania ruchem oraz taboru.
W przypadku istniejących linii konieczne jest dostosowanie infrastruktury do wymogów ruchu bezzałogowego, co wiąże się z ograniczeniami technicznymi oraz zakłóceniami w bieżącej eksploatacji. W efekcie modernizacja tradycyjnych systemów jest zazwyczaj bardziej złożona, czasochłonna i kosztowna. Dlatego większość w pełni autonomicznych systemów metra na świecie powstaje jako inwestycje typu greenfield.
A.R.: Jakich błędów powinien unikać inwestor?
T.R.: Najczęściej spotykanym problemem jest brak precyzyjnie określonych wymagań funkcjonalnych już na etapie postępowania przetargowego. Ich niedookreślenie prowadzi do niejednoznaczności w ofertach, a w konsekwencji do zmian i sporów na późniejszych etapach projektu.
Drugim istotnym błędem jest niedocenianie znaczenia integracji systemów. Metro nie jest zbiorem niezależnych instalacji – system sterowania ruchem to tylko jeden z wielu elementów, który musi ściśle współpracować z pozostałymi, takimi jak zasilanie, systemy bezpieczeństwa, czy infrastruktura stacyjna.
Kluczowe jest również jednoznaczne określenie odpowiedzialności za interfejsy między systemami oraz zdefiniowanie docelowych parametrów eksploatacyjnych, w szczególności przepustowości linii. Brak tych ustaleń na wczesnym etapie znacząco zwiększa ryzyko opóźnień i wzrostu kosztów inwestycji.
A.R.: Jak zaprojektować metro, które będzie funkcjonalne również za 20-30 lat?
T.R.: Projektowanie metra w takim horyzoncie czasowym wymaga jednoczesnego uwzględnienia rozwoju miasta oraz postępu technologicznego.
Z jednej strony konieczne jest uwzględnienie przyszłego wzrostu liczby mieszkańców i potoków pasażerskich. Z drugiej, system musi być przygotowany na dynamiczny rozwój technologii, w tym rosnącą rolę danych, diagnostyki predykcyjnej, optymalizacji zużycia energii czy magazynowania energii odzyskiwanej podczas hamowania.
Coraz większego znaczenia nabiera także cyberbezpieczeństwo oraz integracja metra z innymi środkami transportu w ramach spójnego systemu mobilności miejskiej. Kluczowe jest więc projektowanie otwartej i skalowalnej architektury, która umożliwi wdrażanie przyszłych rozwiązań bez konieczności kosztownych przebudów.
W tych obszarach Hitachi jako grupa, oferuje kompleksowe rozwiązania – od zaawansowanych systemów sterowania ruchem i systemów zasilania, poprzez autonomiczne pociągi, aż po diagnostykę predykcyjną (m.in. dzięki naszej zaawansowanej platformie HMAX) oraz usługi z zakresu cyberbezpieczeństwa.
W obecnych realiach warto również uwzględniać możliwość wykorzystania infrastruktury metra w sytuacjach kryzysowych.
A.R.: Czy pasażerowie mają powody, by obawiać się metra bez maszynistów?
T.R.: Nie. Współczesne systemy autonomiczne opierają się na wielokrotnie weryfikowanych danych oraz rozbudowanych mechanizmach bezpieczeństwa. Decyzje dotyczące ruchu pociągów nie są podejmowane na podstawie pojedynczego sygnału, lecz wielu niezależnych źródeł i potwierdzeń.
Systemy te są projektowane zgodnie z rygorystycznymi standardami bezpieczeństwa i wykorzystują redundancję kluczowych elementów, co znacząco ogranicza ryzyko awarii. Dodatkowo eliminacja czynnika ludzkiego w prowadzeniu pociągu pozwala uniknąć błędów operacyjnych.
Takie rozwiązania funkcjonują już w wielu miastach na całym świecie, zapewniając wysoką częstotliwość kursowania oraz dużą dostępność transportu – nawet 24 godziny na dobę.
A.R.: Czy Kraków wchodzi w nowoczesność?
T.R.: Zdecydowanie tak. Decyzja o rozważeniu systemu metra, zwłaszcza w kierunku autonomiczności, wpisuje Kraków w globalne trendy rozwoju transportu miejskiego.
Automatyzacja daje możliwość zwiększenia przepustowości systemu, poprawy jakości obsługi pasażerów oraz optymalizacji kosztów eksploatacji. Jednocześnie pozwala budować bardziej elastyczny i skalowalny system, który można dostosować do rosnących potrzeb miasta.
To kierunek, który obserwujemy w wielu rozwijających się systemach metra na świecie i który naturalnie powinien być również uwzględniony w Polsce.
A.R.: Dziękuję za rozmowę.

Konferencje Inżynieria
WIEDZA. BIZNES. ATRAKCJE
Sprawdź najbliższe wydarzenia
