Zabezpečovací zařízení a alternativní pohon pro udržitelné regionální tratě: Studie železniční tratě Vadstena-Fågelsta.

Abstract

V současné době probíhá výzkum, jak efektivně provozovat regionální železniční tratě s nízkou intenzitou dopravy, a také existuje zájem vlád o obnovu opuštěných železničních tratí. Tato magisterská práce se zabývá možnými řešeními v oblasti železničního zabezpečovacího zařízení, pohonu vozidel a autonomního provozu vlaků na těchto tratích, a to konkrétně na příkladu 9,6 km dlouhé železniční trati Vadstena-Fågelsta ve Švédsku. Tato trať je díky svému úzkému rozchodu fyzicky oddělena od železniční sítě a v současné době slouží pouze pro muzejní účely. Tato diplomová práce využívá kvalitativní metodologii, jedná se o případovou studii s prvky zjišťovací studie a akčního výzkumu, do kterého jsou zapojeny zúčastněné strany, aby byly zahrnuty jejich požadavky a zpětná vazba. Zjištění naznačují, že obnovení provozu vlaků mezi Vadstenou a Fågelstou pomocí dvou malých železničních vozidel by mohlo zkrátit dobu dojíždění pro přibližně 500 nebo více osob denně o zhruba 8 minut a snížit počet potřebných autobusů v této oblasti o 3 nebo 4 vozidla. Investiční výdaje na takovou rekonstrukci však mohou být poměrně vysoké, takže aby byla rentabilní, doporučují se v této práci moderní neinteroperabilní zabezpečovací zařízení, například systém založený na PTC s malým počtem venkovních prvků a kabeláže. Kromě toho se pro úsporu počátečních nákladů doporučuje provozovat trať jako vlakotramvaj. Jako nejvýhodnější pro tuto krátkou regionální trať se jeví pohon na baterie nebo superkondenzátory, který je ekologický a ekonomicky výhodný skrze nízké provozní výdaje. Případná možnost autonomního řízení vlaků by mohla dále výrazně snížit provozní výdaje. Kombinace těchto řešení by mohla oživit oblast podél trati Vadstena-Fågelsta, efektivně znovu využít starou infrastrukturu a zároveň poskytnout příležitosti pro budoucí výzkum díky případnému využití této trati jako zkušební dráhy. Zjištění této práce jsou také zobecněna pro další regionální tratě.

There is currently significant ongoing research on how to efficiently operate low-density regional railway lines, along with interest from governments in refurbishing old and abandoned railways. This Master's thesis explores potential solutions in railway signalling, vehicle propulsion, and autonomous train operation for these lines, specifically using the 9.6 km long Vadstena-Fågelsta railway line in Sweden as an example. The line is isolated from the mainline by its narrow gauge and serves currently only for museum purposes. The thesis employs a case study approach with elements of exploratory study and action research, involving stakeholders to incorporate their requirements and feedback. The findings suggest that renewing train operation between Vadstena and Fågelsta with two shuttle trains could shorten commuting times for approximately 500 or more people daily by about 8 minutes, and reduce the number of buses needed in the area by 3 or 4 vehicles. The capital expenditures for such reconstruction can be quite high, so to make it cost-effective, modern non-interoperable signalling solutions, such as a system based on Positive Train Control with few line-side components and cabling, are recommended. Additionally, a tram-train solution, where the line would operate as a tram in Vadstena, is advised for initial cost savings. Battery or supercapacitor propulsion is found to be the most advantageous for this short line, being both ecologically beneficial and cost-effective. Potential self-driving capabilities could further reduce operational expenditures significantly. Combining these solutions could revitalize the specific area along the Vadstena-Fågelsta track and effectively reuse old infrastructure while providing opportunities for future research, and possibly utilizing this line as a test track. The findings of this thesis are also generalized for other regional lines.