SENSUM – system do eco-drivingu w szynowym transporcie miejskim
SENSUM stanowi pierwsze dynamiczne rozwiązanie do optymalizacji jazdy pojazdów szynowych wprowadzone na rynek polski. Jest to rozwiązanie klasy DAS (ang. Driver Advisory System), analizuje dane wejściowe i parametry mierzone w czasie rzeczywistym, dostarczając prowadzącemu aktualne wskazówki, które umożliwiają bardziej ekonomiczne prowadzenie pojazdu.
SENSUM uzupełnia brakujące elementy w świadomości sytuacyjnej prowadzących, sprawiając, że „widzą” oni znacznie więcej. Działa podobnie do nawigacji samochodowej, która np. wskazuje ograniczenia prędkości czy utrudnienia na trasie. Dzięki temu możliwa jest reakcja prowadzącego z wyprzedzeniem, oraz dostosowanie stylu i prędkości jazdy tak aby unikać nieoptymalnych cyklów hamowania czy przyspieszania, oraz zoptymalizować okresy podtrzymania prędkości i wybiegu. Przekłada się to bezpośrednio na usprawnienie techniki jazdy i zmniejsza ilość pobieranej energii trakcyjnej.
System SENSUM na rynku miejskiego transportu szynowego jest elementem wspólnej inicjatywy branżowej, której ambasadorem w domenie tramwajowej jest spółka ELESTER. Spółka ta, wspólnie z PGE Energetyka Kolejowa, promuje działania mające na celu rozwój technologii wspomagających zieloną transformację oraz ograniczenie jej kosztów dla społeczeństwa. Zastosowanie nowoczesnych aplikacji i algorytmów w komunikacji miejskiej jest ważnym w realizacji tej misji.
Czym jest eco-driving? To świadoma, umiejętna i oszczędna jazda, umożliwiająca zużycie jak najmniejszej ilości energii lub paliwa w celu zrealizowania zaplanowanych przejazdów zgodnie z rozkładem jazdy. W transporcie szynowym takie rozwiązanie musi uwzględniać wiele czynników, przede wszystkim rozkład jazdy, lokalizację innych pojazdów (w przypadku infrastruktury współdzielonej lub współbieżnej z innymi systemami komunikacyjnymi, również inne pojazdy w ruchu), sygnalizację, typ i ciężar taboru a nawet warunki atmosferyczne. Prowadzący ma zatem do przeanalizowania wiele informacji i do podjęcia decyzji w krótkim czasie. Właśnie takie dane zbiera i analizuje algorytm SENSUM, a kierujący otrzymuje precyzyjne wskazówki, podobne do tych, jakie dostajemy od systemu nawigacji GPS. Dlatego jest nazywany „dodatkowym zmysłem” prowadzącego pojazd.
Komponenty SENSUM
SENSUM składa się z dwóch głównych wzajemnie komunikujących się elementów. Pierwszym jest system centralny („mózgu” rozwiązania) – czyli algorytm zbierający i interpretujący dane, oraz terminali pokładowych umieszczonych w kabinach pojazdu, które posiadają formę pulpitów (tabletów) z aplikacją . Na monitorach w czasie rzeczywistym wyświetlają się wskazówki i podpowiedzi wynikające z przetworzenia tysięcy megabajtów danych przesłanych przez algorytm systemu centralnego. Tablety te równolegle zbierają i wysyłają dane z pojazdów (takie jak prędkość, dynamika jazdy, zużycie energii itp.), zasilając algorytm centralny. W systemie centralnym, jak w mózgu, odbywają się nie tylko agregacje i interpretacje danych, ale także obliczenia i wielowariantowe symulacje. Co więcej, SENSUM ma zdolność uczenia się na podstawie zarejestrowanych przejazdów, co pozwala nieustannie optymalizować rozwiązanie. Ważne jest, że SENSUM działa w sposób ciągły, także gdy następuje zanik komunikacji z pojazdem wynikającym z chwilowego braku zasięgu sieci.
Wsparcie w punktualnej jeździe
Jazda punktualna to precyzyjne przestrzeganie harmonogramu, gdzie pojazd przemierza określone odcinki tras w dokładnie zaplanowanym czasie unikając zbyt wczesnego wjazdu na stację czy zwłoki w jej opuszczeniu. System SENSUM wspiera prowadzącego pojazd w utrzymaniu rygoru rozkładu jazdy, dostarczając precyzyjne wskazówki oparte na analizie, takie jak specyfika ruchu szynowego w danej strefie, przewidywany czas dojazdu, czy występujące niespodziewane ograniczenia. Kluczową wartością tego systemu jest dostarczanie konkretnych instrukcji, na przykład: „zwolnij do 20 km/h”, które przekraczają standardowe informacje o stanie szlaków czy ograniczeniach prędkości.
Interfejs, czyli przyjazna „twarz” SENSUM
SENSUM wyróżnia się nie tylko zaawansowaną technologią, ale także przyjaznością dla użytkownika. Wygląd ekranu tabletu został zaprojektowany z uwzględnieniem sugestii maszynistów, co zapewnia graficznie atrakcyjny i ergonomiczny układ informacji, idealnie dopasowany do ich potrzeb. Całość jest kompatybilna z innymi systemami działającymi w kabinie maszynisty i została dostosowana tak, aby mogła działać z nimi równolegle.
System działający w czasie rzeczywistym
Podobnie jak znane systemy GPS, które pozwalają na „zgłaszanie utrudnień”, SENSUM ma docelowo umożliwić efektywną komunikację między motorniczymi. Kierujący będą mieli możliwość sygnalizacji różnych przeszkód, takich jak oblodzenie czy przestoje spowodowane awariami. SENSUM następnie przeanalizuje i rozpowszechni informacje o potencjalnych zjawiskach do wszystkich pojazdów w określonym zasięgu. Możliwości systemu w tym zakresie są znacznie szersze, ponieważ SENSUM to elastyczna platforma, otwarta na dodatkowe funkcje i dostosowana do indywidualnych potrzeb określonych przewoźników i zakładów. Skuteczność tego systemu opiera się na efekcie skali, czyli na liczbie zapamiętanych przejazdów wzorcowych oraz na jednoczesnym współdziałaniu wielu pojazdów. Kluczowe jest, aby system był stosowany przez wiele pojazdów w danym obszarze, co czyni wskazania systemu dokładniejszymi i bardziej kompleksowymi.
Adaptacja systemów transportowych do zmiennych uwarunkowań
Planując implementacji systemu DAS (Driver Advisory System) w transporcie miejskim, kluczowe jest uwzględnienie specyficznych wymagań związanych z infrastrukturą i ruchem drogowym. Efektywność systemu DAS zależy od zakresu i jakości danych, które są przetwarzane przez algorytmy optymalizacyjne. W środowisku miejskim, gdzie infrastruktura często nie jest wydzielona, korzystne może okazać się zintegrowanie systemu z platformami sygnalizacji drogowej. Takie połączenie zwiększa efektywność systemu na kluczowych obszarach sieci transportowej, choć dla systemu SENSUM, nie jest to warunek niezbędny do efektywnego tworzenia optymalnych profili przejazdów.
Zarządzanie krótkimi odległościami między przystankami jest jednym z ważniejszych aspektów algorytmu pracy w środowisku miejskim. System musi skupiać się na inteligentnym zarządzaniu dynamiką pojazdów, gdzie koordynacja rozpędzania i hamowania odgrywa ważną rolę w osiąganiu maksymalnej efektywności energetycznej przy jednoczesnym zachowaniu punktualności. W tym zakresie, duży wpływ na sprawność systemu miejskiego ma ruch pasażerów, jego charakterystyka czy nawet uwarunkowaniami technicznymi na danych przystankach. Wszystkie te elementy wpisują się w model, który po wytrenowaniu podpowie motorniczemu to poszukiwane optymalne rozwiązanie.
