2015 ISSN Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1

Vědeckotechnický sborník ČD č. 39/2015

______________________________________________________________________________

ISSN 1214-9047 Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1


Vlastislav Mojžíš1

Jubilea Ing. Jana Pernera V roce 2015 si odborná i širší veřejnost připomene dvě významná jubilea Ing. Jana Pernera, vynikajícího projektanta, stavitele železničních tratí a činorodého vlastence. K jeho poctě se uskuteční řada aktivit a vzpomínkových akcí.

Jan Perner se narodil jako prvorozené dítě 7. září 1815 v Bratčicích u Čáslavi v rodině mlynáře. Základní školu absolvoval v r. 1827 v Potěhách. Jan se nemínil stát po otci mlynářem. Odešel do Prahy, kde od r. 1827 do r. 1830 studoval Týnskou hlavní školu a poté Pražské technické učiliště. Zde získal vřelý vztah k technice. Intenzivně se zajímal hlavně o zprávy, týkající se prvních železnic v Evropě. Inženýrská studia na polytechnice úspěšně absolvoval s výborným prospěchem v r. 1833. Poté nastoupil jako správce panství na Jičínsku. Tato práce ho však neuspokojovala. Zaujal ho inzerát s nabídkou práce pro české techniky na stavbě první ruské železnice z Petrohradu do Carského Sela a Pavlovska. Cestou do Ruska v r. 1836 za svým profesorem z polytechniky F. A. Gerstnerem absolvoval obdivuhodnou poznávací cestu za prvními evropskými železnými drahami do Norimberku, Antverp a do Anglie, kde se také setkal s vynálezcem parní lokomotivy Georgem Stephensonem a pak dále pokračoval do Petrohradu. Zde však mladý Perner pobyl pro neshody s profesorem Gerstnerem a kvůli incidentu na stavbě jen krátký čas. Vrátil se bez peněz přes Lvov zpět do vlasti. V r. 1837 nastoupil do služeb 1

prof. Ing. Vlastislav Mojžíš, CSc., člen redakční rady Vědeckotechnického sborníku Českých drah 1


Severní dráhy Ferdinandovy na stavbu trati z Břeclavi do Brna. V r. 1839 byl pověřen projekčními pracemi úseku trati Ostrava – Osvětim. Dále bylo potřebné spojit železnou dráhou i Vídeň s Prahou. Jan Perner postavil svoji ideu na tom, že dráha bude vedena z Olomouce do Prahy přes Pardubice - Polabím. Stát v r. 1841 převzal stavbu dráhy a Perner byl přijat do jeho služeb jako vrchní inženýr. V září 1842 začala stavba dráhy z Olomouce do Zábřehu. Dne 26. listopadu 1842 císař Ferdinand na podkladě závěrů a doporučení Jana Pernera rozhodl, že trasa do Prahy povede údolím Labe. Jan Perner tak splnil jeden z hlavních úkolů a svůj velký sen. Ing. Perner řešil i další velký úkol - kam umístit nádraží v Praze. Další jeho úlohou bylo mj. posoudit navržené trasy dráhy z Prahy do Drážďan. Současně pracoval na stavebních projektech úseku Česká Třebová – Pardubice. Jan Perner tak měl před sebou ve tříletém stavebním plánu další velké úkoly, tj. vypracovat podrobné návrhy pro celý český úsek Severní dráhy a vést stavbu tohoto úseku. Slavnostní otevření dráhy z Olomouce do Prahy, vybudované v úžasně krátkém čase tří roků, se konalo 20. srpna 1845. Veřejná osobní doprava byla zahájena 1. září, nákladní doprava o měsíc později. Dne 9. září 1845 se vrchní inspektor Jan Perner vracel z Moravy. Vyhlížel z okna vlaku a sledoval postup dokončovacích prací. Po výjezdu z tunelu sestoupil na schůdky vozu a nešťastně narazil hlavou do sloupu vrat u vjezdu do nádraží v Chocni. Ač těžce zraněn pokračoval v cestě domů k rodičům do Pardubic, kde však druhý den, 10. září 1845, ve velice mladém věku 30 let, skonal. Jan Perner je pochován na Městském hřbitovu v Pardubicích. V letošním roce 2015 od tragického úmrtí této vynikající osobnosti tedy uplyne 170 roků. K poctě Ing. Jana Pernera se uskuteční v Pardubicích řada akcí a aktivit. Dne 20. května se koná Den dopravy, 3. – 4. září se pořádá Dopravní konference, spojená s odhalením busty Jana Pernera na Dopravní fakultě, která nese jeho jméno, na podzim se uskuteční výstava Východočeského muzea o Janu Pernerovi a výstava návrhů na rekonstrukci Pernerova náměstí před hlavním nádražím, proběhne cyklus přednášek o této vynikající osobnosti a uskuteční se pietní akt u jeho hrobu. Dne 12. září se koná v Pardubicích Den železnice s názvem Železniční den Jana Pernera. K této příležitosti přijede z České Třebové slavnostní historický parní vlak, bude odhalen základní kámen figurálního výtvarného díla Jana Pernera, které bude umístěno po dokončení rekonstrukce prostor před hlavním nádražím. Součástí oslav Železničního dne Jana Pernera je kulturní program, expozice Legiovlaku na hlavním nádraží a akce železničního muzea v železniční stanici Pardubice - Rosice nad Labem. K výročím Jana Pernera budou vydány Pamětní listy, příležitostné poštovní známky a informační bulletin. Připravují se knihy o Janu Pernerovi a o pardubických nádražích. Předpokládá se udělení čestného občanství inženýru Janu Pernerovi, který tím, že přivedl do Pardubic železnici, se velmi zasloužil nejen o rozkvět Pardubic a pardubického regionu, ale i Čech a Moravy. Rok, nazvaný Rokem Ing. Jana Pernera, bude 4. prosince 2015 završen konferencí na Filosofické fakultě Univerzity Pardubice s nosným tématem Železnice a hospodářský rozvoj v 19. století. Další informace k jubileím Ing. Jana Pernera jsou k dispozici na internetu na stránkách www.rokjanapernera.cz

2


Literatura [1] HONS J.: U kolébky železných drah – život a dílo Jana Pernera. Praha: SNTL, 1954. 267 s. [2] VRŤÁTKO F.: Český národovec inž. Jan Perner a počátkové československého a ruského železnictví. Praha: vydáno nákladem autora, 1920. 101 s.

Pardubice, březen 2015

3


Václav Cempírek1

Odkaz Ing. Jana Pernera české železnici Klíčová slova: železniční doprava, česká železnice

Rodné Bratčice Jan Perner se narodil 7. 7. 1815 v Bratčicích u Čáslavi v mlynářské rodině, otec Jan pocházel z mlynářské rodiny ze Lhoty u Přelouče a matka Kateřina Kazdová byla z Popovic u Bydžova. Pokřtěn byl v kostele sv. Gotharda v Potěhách kaplanem Františkem Gabrielem, za kmotry mu byli Josef Kezler, hospodský a Kateřina, manželka Václava Slavíka z Bratčic. Do obecné školy v Potěhách vstoupil v roce 1822, byla školou dvoutřídní, a Jan byl dán hned do druhé třídy. Zpočátku jeho prospěch byl nevalný, z náboženství, pravopisu a diktátu měl známky trojky, z krasopisu, pilnosti a chování dvojky a ze čtení a dějin jednotky. Během dalších roků se jeho prospěch zlepšil, ale v náboženství byl stále hodnocen dobře. V posledním roce školy 1826 měl již samé jedničky. Otec si přál, aby pokračoval v rodinné mlynářské tradici, ale to se Janovi nelíbilo. Byl ovlivněn nástupem hospodářského a technického vývoje, který charakterizuje počátky 19. století. Řemeslná výroba se středověkou technologií a technikou se měnila v koncentrovanou manufakturní rukodělnou výrobu. Tento přechod od feudálně cechovní řemeslné výroby k manufakturní velkovýrobě přinesl územní diferenciaci hospodářského vývoje oblastí a států. Rostoucí obchod kladl stále větší nároky na dopravu. Začátek století je charakterizován nástupem vědy do materiální výroby, dochází k přestavbě původních a výstavbě umělých silnic. Snahy o oživení výroby a obchodu vedly k vybudování prvních silničních tahů, důležitých pro stát. Jako žák, při každodenní cestě do školy vPotěhách, křižoval vídeňskou silnici, která vedla na Čáslav, Kolín a do Prahy. Koncem 18. století bylo celním patentem stanoveno 25 hlavních obchodních cest, které se staly základem dnešních silničních komunikací 1. třídy. Jednou z nich byla právě zmiňovaná silnice z Vídně do Prahy, která navazovala na Haberskou stezku. Mlynáři v té době byli mezi venkovským lidem živlem svobodomyslným a pokrokovým. Tyto vlastnosti měl ve svých genech i Jan, proto se názorově s otcem rozchází, nechce zůstat ve mlýně a odchází z domova. Dostává se do Prahy, kde pokračuje úspěšný žák ze školy v Potěhách na polytechnice, kterou v roce 1806 založil František Josef Gerstner. Zde se Janovi začal měnit kaleidoskop klukovských snů v cíl stavět lidem domy a cesty do světa. Pražský polytechnický ústav byl v Dominikánské ulici, v bývalém Svatováclavském semináři naproti kostelu svatého Jiljí. Student Jan pravděpodobně bydlel na blízkém Koňském trhu, studium pro něho bylo nejen zdrojem poučení, ale i školou národního života ovlivněného osvícenstvím. 1

prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D. (1954), Univerzita Pardubice, Dopravní fakulta Jana Pernera, Katedra technologie a řízení dopravy, Studentská 95, 532 10 Pardubice, tel.: 607 935 278, email: [email protected]. President České logistické asociace, Pod výtopnou 367/2, Praha, Karlín 1


Studium na polytechnice šlo podle vysvědčení mladému Janovi velmi dobře. V roce 1831 složil zkoušky ze základní vědy, aritmetiky a algebry, geometrie, stereometrie a trigonometrie; v roce 1832 z vědy užité, statiky a dynamiky, hydrostatiky a hydrauliky; v roce 1833 s praktických zákonů stavebního, vodního a silničního umění. Profesorem mu zde byl i František Antonín Gerstner, stavitel koněspřežní železnice z Českých Budějovic do Lince (1825 – 1832), byl mu svěřen úsek do Kerschbaum (uveden do provozu 30. 9. 1828). Ve 30 letech 19. století doznívalo osvícenství. Jan Perner se v té době hlásil k tomuto směru, jeho příznivci požadovali růst vzdělanosti ve všech oborech vědění, uplatňování práva na osobní svobodu člověka, svobodné myšlení a jednání (svoboda projevu a tisku). Dalším výdobytkem bylo, že lidé si mají být rovni před zákonem. Společenské reformy měly vést k odstranění absolutismu a nastolení demokratické formy vlády. Hlásali, že občanský stát má být v demokratické formě vlády řízen volenými zastupitelskými orgány. Rovněž požadovali zbavení církve politické moci a odloučení církve od státu. Podle osvícenců již nebyla církev nedotknutelná. Jejich cílem bylo humanizovat trestní právo a zavést spravedlivý daňový systém. Prosazovali nové uspořádání politických poměrů jak zevnitř, tak i na poli mezinárodním s akcentem na celonárodní trh a ekonomickou propojenost mezi státy. Osvícenství lze označit za intelektuální hnutí, životní postoj a filozofický směr 18. století, který znamenal převrat ve vývoji evropského myšlení. Osvícenství je odmítavou reakcí na barokní religiozitu, proti níž staví vlastní prostředky a možnosti člověka: racionalismus, logiku a humanismus. Vytvořilo vlastní duchovní, etické a estetické principy, do té doby neznámé, které daly základ mj. dnešním konceptům občanské svobody a rovnosti, demokracie, pokroku a lidských práv.

Absolvent polytechniky Po studiích musel Jan opět zatnout pěsti, hledat pracovní umístění a marně prosit. Technické úřady mu dveře neotevřely. První umístění dostal v Jičíně, kde jako aktuár (nižší úředník) trautmannsdorfského panství Kumburka a Radimi získával zkušenosti při stavbě silnic a hospodářských budov. Trpělivě čekal na první opravdovou příležitost, a ta přišla, když četl v roce 1836 v pražských novinách oznámení svého profesora z polytechniky Františka Antonína Gerstnera, znamenitého železničního odborníka, že získal od ruského cara výsadu ke stavbě dvou krátkých železnic v petrohradské gubernii, a že na této stavbě zaměstná více absolventů polytechniky znalých češtiny. Perner nečekal a hned napsal svému profesorovi přímo do Petrohradu žádost o přijetí. Gerstner si velmi rychle vzpomněl na svého velmi dobrého studenta, kterého v roce 1832 vyznamenal za provedení výkresů z mechaniky. Gerstner mu obratem odepsal, že ho na stavbu přijímá a že bude vyslán na studijní cestu. Gerstnerův pražský zmocněnec Ing. Antonín Wach z Náchodu soustředil celkem 13 českých inženýrů pro stavbu tratě z Petrohradu do Carského Sela a Pavlovska. Perner však nejel přímo do Petrohradu, ale ve skupině 4 inženýrů absolvoval studijní cestu. Jan si před odjezdem prohlédl koněspřežní železnici z Brusky do Lán. Z Prahy jel poštovními rychlíky do Norimberku, kde si prohlédl první německou železnici z Norimberku do Fürtu (7. 12. 1835) a pokračoval do Mohanu nad Rýnem. Odtud parolodí kolem rýnských hradů do Kolína nad Rýnem 2


a dále po silnici do Bruselu. Tehdy mladá Belgie, teprve v roce 1830 odtrhnuvší se od Holandska, vystavěla železniční dráhu z Bruselu do Mechelen (5. 5. 1835), ta byla 7. 5. 1836 prodloužena do Antverp, Jan byl přítomen slavnostního otevření. Odtud pokračoval přes kanál La Manche do Londýna na studium prvních parostrojních železnic. Po ukončení studijní cesty se čeští inženýři sešli v Bruselu, kam za nimi přijel z Petrohradu zaměstnavatel rytíř František Antonín Gerstner. Z prvního setkání jim bylo jasno, že po odborné stránce bude s Gerstnerem spolupráce velmi dobrá, ale lidsky nesnadná. Perner po těchto jednáních odjel z Antverp do Hamburku a odtud pokračoval lodí do Petrohradu. Do Ruska přijel Perner podle jejich kalendáře 17. 6. 1836, byl mladý 21 let, měsíční plat měl 300 rublů, což bylo 132 zlatých. Měsíční náklady na bydlení a stravu byly tehdy 12 zlatých. Přes přetrvávající neshody s Gerstnerem v listopadu Perner odchází z Ruska domů, obdržel mimořádnou odměnu 200 dukátů ve zlatě (cca 600 zlatých).

Práce na Moravě a v Čechách Po návratu z Ruska, po čtyřech měsících v roce 1837, nastupuje Perner u Severní dráhy císaře Ferdinanda jako projektant a stavitel na úseku z Břeclavi do Hranic a na stavbě odbočky z Břeclavi do Brna. Zde se mohl plně soustředit k jedinému cíli a jít za ním houževnatě jak dovedl. Stát se dobrým, nebo raději nejlepším projektantem a stavitelem železnic. Boj zastánců myšlenky stavby státních drah v Rakousku, který skončil vítězně císařovým dekretem z 19. prosince 1841, otevřel také Pernerovi cestu k úspěchu. Již v lednu 1841 psal rodičům usídleným ve starém pardubickém mlýně Valše, že zjara vstoupí do císařských služeb. V tomto roce již pracoval na trase dráhy z Olomouce do Prahy a nebylo pochyb, že je i s jejich vedoucím inženýrem Aloisem Negrellim převezmou státní dráhy. V roce 1842 bylo založeno generální ředitelství státních drah, v jehož čele stanul dvorní rada Francesconi, technický ředitel Severní dráhy císaře Ferdinanda. Perner s platem 120 zlatých měsíčně u Severní dráhy přešel do státních služeb jako jeden ze šesti vrchních inženýrů, obdržel plat 1000 zlatých měsíčně a funkční příplatek 200 zlatých. Byl mu svěřen úsek Česká Třebová – Praha, pro který vypracoval a dokončil podrobný projekt a řídil práce až do zahájení provozu. Prosincové dekrety z roku 1841 potvrdily, že výstavbu dráhy z Vídně přes Prahu do Drážďan provede stát. Na trasování trati z Prahy do Drážďan se Perner úspěšně podílel. Prodloužení tratí z Brna a Olomouce až do samého srdce českého království Prahy, země bohaté a vytoužené pro všechny rakouské politické a finanční hospodáře, kteří považovali Čechy za pokladnici říše, byl velmi důležitý cíl. Výstavbu podporoval prezident dvorské komory a pozdější ministr financí svobodný pán Kübeck se svými rádci. Instrukce pro výstavbu dráhy byly stručné, inženýrům byla dána široká pravomoc, ale i zodpovědnost. Po pracovním jednání odjeli inženýři v březnu 1842 z Vídně do terénu, aby se v červnu vrátili s předběžnými návrhy trasování budoucích tratí. Po schválení těchto návrhů se v srpnu opět vraceli z Vídně do terénu, aby trasy zaměřili, vytyčili a zahájili výkupy pozemků. Po propočtech bylo rozhodnuto pro stavbu 250 km dlouhé trati z Olomouce přes Českou Třebovou, kde 3


se později připojila trať od Brna vedená údolím Svitavy, do Prahy. Celý úsek byl rozdělen na dvě stavební části, výstavba byla zahájena 4. září 1842. Na stavbě trati mezi Olomoucí a Prahou pracovalo stále kolem 20 tisíc dělníků, několik set lidí bylo zaměstnáno na výstavbě pražského, dnes Masarykova nádraží, poslední kámen byl uložen 21. srpna 1845. Přijímací budova a dvorana, dodnes v původním stavu až na menší úpravy, byly na tehdejší dobu moderně a účelně navrženy. Příjezdy a odjezdy vlaků, proudy cestujících při východu a příchodu byly účelně odděleny. Pouze nárožní část s dnešní restaurací byla postavena o 20 let později. Jaký význam onomu modernímu spojení Vídně s nejbohatšími zeměmi rakouského soustátí přikládaly vládní kruhy, bylo zřejmé z neobyčejné nádhery slavnostního zahájení provozu památného dne 20. srpna 1845. Před slavnostním vlakem taženým lokomotivami „Praha“ a „Olomouc“, ve kterém byl řazen nový čtyřnápravový dvorní vůz, jela lokomotiva „Čechy“, jejímž strojvedoucím byl sám vrchní inženýr Perner. Druhý den pak Jan Perner soupravu vozů I., II. a III. třídy s lokomotivou „Čechy“ přistavil do nádraží dvorany před polní oltář, kde byla kardinálem-arcibiskupem vysvěcena. Slavnosti končily řadou hostin, divadelních představení, recepcí a plesů na hradě. Veřejná doprava zboží a cestujících byla zahájena 1. září 1845. Osobní dopravu zajišťoval zatím jeden pár osobních vlaků s jízdní dobou 16 h. a 15 minut, jízdné bylo podle vozové třídy 21 zlatých a 6 krejcarů, 13 zlatých a 9 krejcarů a 9 zlatých a 4 krejcary. Zahájení nákladní dopravy 1. října 1842 se již Ing. Jan Perner nedočkal. Při výstavbě prvních parostrojních železnic byl převzat rozchod čtyři stopy a osm a půl palce z anglických důlních drah, které stavěl Stephenson, a který byl poprvé použit u první veřejné železniční dráhy postavené mezi Stocktonem a Darlingtonem (1825). Rozchod odpovídal rozměru vzdálenosti kol tehdejších anglických silničních povozů, z nichž některé mohly používat i kolejí veřejných železných drah.

Těžké zranění Perner ani nepoznal, že stavba končí. Roztočená kola práce mu nedala času, aby se mohl v tichu a klidu těšit z vykonaného díla. Svahy náspů a výkopů se již zelenaly travou, mosty byly dohotoveny, na urovnanou pláň byly položeny nekonečné žebříky kolejí, řemeslníci dokončovali budovy a jejich zařízení. Perner se strojvedoucím Kašparem vykonaly na trati z Olomouce do Prahy zkušební jízdu 4. 8. 1845. Při návratu z Olomouce 9. 9. 1845 po výjezdu z choceňského tunelu sestoupil Perner na nejspodnější stupeň schodů prvého vozu a vyklonil se, aby se ohlédl zpět. Utrpěl o sloup vrat těžký úraz hlavy, nepadl do bezvědomí, a jak bylo pro něho vlastní, houževnatě pokračoval dál, ale v Pardubicích vystoupil a po několika krocích se zhroutil. Byl převezen k rodičům, kde přes veškerou pomoc druhý den o půl jedenácté dopoledne zemřel. Nedočkal se definitivního ustanovení vrchním inženýrem, jako odměny, kterou mu připravil Francesconi jako uznání za vynikající znalosti, neúnavnou činnost, nejvýše namáhavé a úspěšné výkony. Odešel ze světa v plném jasu a v plné síle.

4


Závěr Závěrem se musíme poklonit a zamyslet nad dílem Jana Pernera. Zanechal pro nás velké dílo a velký odkaz, všechny tratě, které trasoval, jsou dnes modernizované koridory s mezinárodním propojením na sousední státy, na kterých jsou realizovány největší výkony železniční dopravy.

Literatura: [1] Ringes, Vl.: Dějiny dopravy na koleji. Nakladatelství Synek, Praha. 1938 [2] Jelen, J.: Stará sláva, Nadas 1969, OD-31-029-69.14-76 [3] Pamětní tisk k 100. výročí dráhy Olomoucko-Pražské, Praha 1945 [4] Hons, J.: Velká cesta. SUDOP Praha a. s. 2007 [5] Hons, J.: Dějiny dopravy na území ČSSR. Alfa Bratislava 1975. 63-558-75

Praha, květen 2015

Lektorovali:

Mgr. Petr Šťáhlavský České dráhy, a.s. Ing. Karel Beneš České dráhy, a.s.

5


Bohumil Culek1, Bohumil Culek2, Petr Voltr3, Jiří Malinský4

Rozvoj technické infrastruktury Dopravní fakulty Jana Pernera, Univerzity Pardubice v oblasti kolejové dopravy Klíčová slova: Výukové a výzkumné centrum v dopravě, Testovací zařízení železničních kol, Dynamický zkušební stav, materiálové inženýrství, zkoušení kolejových vozidel.

Úvod Dopravní fakulta Jana Pernera, která tvoří nedílnou součást Univerzity Pardubice, je technickou fakultou zabezpečující výuku na výzkum v oblastech dopravy nejen technické, ale i ekonomické a také v oblasti technologie a řízení dopravy. V rámci svého rozvoje využila fakulta příležitosti dané Operačním programem Výzkum a vývoj pro Inovace, PO 4 „Infrastruktura pro výuku na vysokých školách spojenou s výzkumem“ k vybudování zcela nového technického zázemí v podobě Výukového a výzkumného centra v dopravě (VVCD) – viz obr. 1.

Obr. 1 - celkový pohled na VVCD 1

doc. Ing. Bohumil Culek, Ph.D., nar. 1973, UPa DFJP, Výukové a výzkumné centrum v dopravě, specializace: ocelové mostní konstrukce, únavová životnost, experimentální měření, 2 prof. Ing. Bohumil Culek, CSc. nar. 1949, UPa DFJP, Katedra dopravních prostředků a diagnostiky; specializace: kolejová vozidla, únavová životnost, provozní namáhání, experimentální měření, 3 Ing. Petr Voltr, nar. 1984, UPa DFJP, Výukové a výzkumné centrum v dopravě, specializace: kolejová vozidla, provozní namáhání, kontaktní geometrie, 4 Ing. Jiří Malinský, nar. 1963, VÚKV a.s. Praha, specializace kolejová vozidla, experimentální měření. 1


VVCD je členěno na sedm samostatných sekcí/laboratoří s různým zaměřením, které disponují unikátními laboratorními technologiemi. Prakticky všechny sekce se různou měrou podílejí na výuce i výzkumu ve specializaci kolejové dopravy. -

Dynamický zkušební stav (DZS), Inženýrské dopravní stavby (DS), Dopravní prostředky – kolejová vozidla (DP-KV), Dopravní prostředky – silniční vozidla (DP-SV), Dopravní prostředky – měření a diagnostika (DP-D), Dopravní prostředky – elektrotechnika, elektronika a zabezpečovací technika (DP-E), Materiály a mechanika (MM).

VVCD Projekt VVCD začal být připravován Dopravní fakultou Jana Pernera, Univerzity Pardubice v souvislosti Evropskými strukturálními fondy v roce 2009 (reg.č. projektu CZ. 1.05/4.1.00./04 0137). Vzhledem k rozsahu a účelu uvažované investice bylo pro vybudování VVCD zvoleno místo nacházející se v Technologickém areálu Univerzity Pardubice v Doubravicích - okraj města Pardubice. Po úvodní projektové přípravě byla v září 2011 zahájena stavba budovy VVCD. Charakteristika VVCD Zastavěná plocha: Užitná plocha: z toho plocha laboratoří: plocha učeben:

2 321,92 m2 3 713,62 m2 2 309,62 m2 333,24 m2

Obr. 2 - dispozice 1. NP Stavba VVCD byla dokončena v září 2013, zároveň byl zahájen plný provoz (výuka spojená s výzkumem). Nedílnou součástí činnosti VVCD je spolupráce s komerčním sektorem, čímž dochází k naplňování původního cíle Operačního programu „Zajištění ekonomického růstu, posílení konkurenceschopnosti a vytváření pracovních příležitostí, a to posilováním výzkumného, vývojového a inovačního potenciálu v ČR“. 2


Obr. 3 - dispozice 2. NP Po dokončení VVCD plně nahradilo původní těžké laboratoře DFJP (situované v centru univerzitního kampusu), které byly zrušeny. Technologické zázemí VVCD Laboratorní vybavení VVCD je postaveno na dvou pilířích, první tvoří veškeré stávající vybavení těžkých laboratoří DFJP, které bylo přesunuto do VVCD z původního těžkých laboratoří, druhý pak laboratorní vybavení získané v rámci projektu. Důležitým kritériem je vzájemná provázanost jednotlivých sekcí, kdy na sebe úzce navazují vždy určité řetězce technologií, např. výpočetní systémy MKP, simulační software ABAQUS, dynamický zkušební stav, metalografie. Jednotlivé řetězce technologií se mění dle požadavků kladených na výzkum/měření z vnějšího prostředí (účelové projekty, soukromý sektor). Stručná charakteristika některých unikátních technologií: -

Dynamický zkušební stav Zařízení je tvořeno systémem upínacích polí a rámů, ve kterých jsou umístěny hydraulické zatěžovací válce až do 600 kN (pro zatěžování konstrukcí) napojené na hydroagregáty (zdroj tlakového oleje – pohon zatěžovacích válců). Zařízení je určeno k výzkumu únavové pevnosti a životnosti konstrukcí (nízkocyklové a vysokocyklové únavové vlastnosti, dynamické vlastnosti, simulace provozního zatížení a měření odezvy od zatížení), výzkumu tlakových, tahových, ohybových a smykových vlastnosti konstrukcí, výzkumu lomově mechanických vlastností a výuce a výzkumu frekvenčních vlastností konstrukcí. Jeho součástí je speciální rychlý trhací válec umožňující provádět rázové zkoušky v tahu (rychlost pístu válce při trhu je 15 m/s).

-

Detektor pro krystalografické analýzy Technologie patřící mezi moderní zobrazovací a analytické metody. Využívá různé druhy elektromagnetického záření či proudů částic pro identifikaci typu krystalové mříže v definovaném místě preparátu, nebo změny krystalické stavby, tj. změny krystalové orientace, typu či parametrů mříže. Detektor pro krystalografické analýzy je instalován jako nedílná součást stávajícího vybavení laboratoře elektronové mikroskopie. 3


Obr. 4 – Dynamický zkušební stav -

Instrumentované kyvadlové rázové kladivo Technologie sloužící k provádění testů vrubové houževnatosti při různých teplotách (identifikace přechodových teplot kovových materiálů). Umožňuje provádět rovněž i rychlé tahové zkoušky (simulace Crash-dějů).

-

Univerzální instrumentovaný tvrdoměr Zařízení umožňující měření tvrdosti kovů i plastů standardními metodami. Indentační metody stanovení mechanických statických parametrů povrchových vrstev (hodnocení Martensovy tvrdosti dle EN ISO 14577), hodnocení relaxačního chování materiálů apod.

-

MKP výpočetní systém ABAQUS Software pracující na principu metody konečných prvků. Jeho využití je směřováno zejména do oblasti materiálového a konstrukčního inženýrství. Jeho výhodou jsou matematické simulace reálných dějů konstrukčních celků pod zatížením. Umožňuje porovnávat teoretické poznatky s reálným experimentem.

Testovací zařízení železničních kol (TZŽK) Testovací zařízení železničních kol je unikátní technologie vyvinutá v úzké spolupráci DFJP s firmou VÚKV a.s. Praha v průběhu posledních let. Technologie je chráněna patentem. Její význam spočívá zejména v možnostech laboratorní simulace reálných provozních podmínek v kontaktu kolo-kolejnice. 4


Impulz pro vybudování TZŽK Vybudování TZŽK přímo souviselo s neustále se zvyšujícími požadavky na přesnost měření sil působících v kontaktu kolo-kolejnice při jízdě kolejového vozidla, z nichž síly: vodící síla Y v poměru ke svislé kolové síle Q určuje bezpečnost vozidla proti vykolejení (BPV). Při zkouškách BPV je tedy žádoucí použít měřicí zařízení, které splňuje zmíněný požadavek. Zároveň je ale třeba mít na paměti, že zkoušky BPV vzhledem ke své složitosti jsou finančně velmi náročné a proto je třeba, aby vyvinuté měřící zařízení bylo výrobně co nejjednodušší a aplikovatelné na různé typy dvojkolí kolejových vozidel. Jednou z možných cest ke splnění uvedených požadavků byl vyvinutý měřicí systém měřicího dvojkolí (MD), které bylo až do stavby prvního MD tohoto typu vyvíjeno ve spolupráci DFJP-VÚKV na zmíněném TZŽK. Řešitelé si stanovili následující požadavky: -

Měřicí systém MD bude vycházet z měření deformací disku kola vyvolaných silami v kontaktu kolo-kolejnice. Systém bude použitelný pro všechny běžné nově vyráběné tvary disků kol (rovinné, kuželové i zakřivené). Na připravovaném MD nebudou prováděny žádné nevratné změny ovlivňující životnost a mechanickou pevnost (vrtání o pod.). Měřicí systém bude instalován na disku kola pouze z jedné strany. K přípravě MD bude možné ve většině případů použít dvojkolí přímo ze zkoušeného vozidla. Nežádoucí parazitní vlivy (od teploty, odstředivé síly, a. j.) budou účinně kompenzovány. Systém bude použitelný minimálně do rychlosti 220 km/h. Přesnost měřicího systému v celé oblasti měřených hodnot svislých kolových sil Q a vodících sil Y bude lepší než 2.5 %. Vedlejším produktem měření bude poloha dotykového bodu kontaktu kolokolejnice v šířce jízdního obrysu kola a také podélná trakční, respektive brzdná síla Ft.

Princip MD – teoretické předpoklady Pomocí TZŽK (obr. 5) byl tenzometricky experimentálně zjištěn průběh mechanického napětí ve vytipovaných místech na povrchu disku kola kolejového vozidla. Zjištěna byla závislost mechanického napětí na následujících veličinách: vnější zatěžující radiální síla FQ, vnější zatěžující příčná síla FY, natočení kola α kolem své osy, posunutí x dotykového bodu v šířce jízdního obrysu kola. Z naměřených dat bylo odvozeno, že průběh napětí v některých místech povrchu disku kola lze vyjádřit vztahem:

σ = FQ ∗ (a ∗ x + b) + FY ∗ c

(1),

Z rovnice je patrné, že závislost napětí na FY nebere v úvahu změnu efektivního poloměru kola, ke které dochází při změně polohy dotykového bodu (posunutí x). 5


Rovnice také nevyjadřuje natočení kola α, respektive každému natočení α odpovídají jiné konstanty a, b, c.

Obr. 5 – Testovací zařízení železničních kol Z rovnice dále plyne, že chceme-li „v opačném procesu“ z naměřených napětí zjistit vnější působící síly, musíme řešit soustavu 3 nelineárních rovnic, tj. musíme z disku kola získat 3 lineárně nezávislé signály, které budou tvořit vstupní hodnoty výpočtu, jehož výsledkem budou vnější síly FQ, FY a x. Dostatečná „lineární nezávislost“ rovnic určuje, jak přesný získáme výsledek (FQ, FY a x) při dané technické možnosti naměřit primární napětí. Zjednodušeně řečeno, parametry rovnic určují, že např. při 1 % procentní chybě měření získáme chybu výsledku 1.5 % až 15 %. 60

P-1 P1 N-43 N43 50

Y spline

40

X-Y

30

20

10

0 -180

-170

-160

-150

-140

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

T5o_48_Model

T5o_48

T5o_19_Model

T5o_19

T5o_FY_Model

T5o_FY

-80

-90

-100

-110

-120

Obr. 6 – Průběh hodnoty napětí (MPa), čárkovaně 1 tenz., plná čára simulační model 6


Parametry pro výpočet

Modelování se spouští Ctrl+r 0 Delta mezi kladnými tenzometry 1 Delta mezi zápornými tenzometry 1 Delta mezi kladnými tenzometry a 0 361 Delta mezi zápornými tenzometry a 0 4 Počet cyklů na otáčku 1 Sčítat nebo odčítat dvojici mostů (-1 0 1)

Spočítat sériíí číslo (0 spočítá všechny) Kreslit graf vypocteneho spline Kreslit XY graf namerenych bodu Počet bodů grafu spline Počet aktivních tenzometrů Max.počet DMS na vetev

Zapojení tenzometrů 1 2 3 4

U1=Q*(a1*x+b1)+Y*c1 2 86 0 0 1 0.00

Kvocienty pro Q

a1=(Ux1-Ux2)/(x1-x2) b1=Ux1-a1*x1

0 Posun mostu Ux1 -16.376 Ux2 -29.187

45 10.401 10.579

180 0.851 -0.647

Dotyk bod x1 x2

Úhel Větev 1 -1 3 1 2 -43 4 43

Most

48.000 19.000

a 1 2 3

b 0.442 -0.006 0.052

c -37.581 10.696 -1.628

-104.002 -11.040 -7.980

Obr. 7 – Příklad modelových parametrů a zobrazení průběhu v polár. souř. Proto byl vytvořen software, pomocí kterého je možné ze signálu naměřeného jediným aktivním tenzometrem v několika polohách (cca 25) natočení kola α provést simulaci průběhu signálu při libovolné poloze kola pro různá uspořádání a polohy tenzometrů zapojených do „plného Wheatstoneova můstku (WM)“ (obr. 6-7). Interpolace hodnot byla provedena pomocí kubického spline. Výsledkem modelu byly také konstanty a, b, c. Software také počítá citlivost na různé chyby měření. Optimalizací vstupních parametrů bylo vyhledáno nejvhodnější uspořádání a polohy tenzometrů na disku kola. Princip MD – praktická realizace Přesně podle výsledků optimalizace byla provedena instalace měřicího systému (tenzometrů) - obr. 8. Z důvodu eliminace vlivu podélných sil a potlačení úhlové odchylky natočení kola α byl každý signál tvořen součtem signálu dvou symetricky umístěných WM. Při statické kalibraci byly získány přesné konstanty a, b, c pro konkrétní tenzometrické WM. Potvrzením správnosti modelu bylo, že konstanty a, b, c vypočtené modelem a konstanty skutečných WM zjištěné kalibrací se poměrně málo lišily a i průběh signálu v rámci otáčky kola byl prakticky stejný. Dosažené výsledky Na obr. 9 je uveden příklad naměřených a vyhodnocených hodnot sil Q a Y při zatěžování svislou silou FQ a příčnou silou FY v kontaktním bodu kolo-kolejnice. Z porovnání sil FQ-Q a FY-Y u všech provedených testů statických i dynamických (za rotace při různých provozních podmínkách) plyne závěr, že požadovaná maximální hodnota 2,5 % chyby v poměru sil Y/Q při měření pomocí MD v běžném provozu je splnitelná. 7


Obr. 8 – Instalace tenzometrů 50 FQ FY

40

Q Y 30

[kN ]

20

10

0 40

45

50

55

60

65

70

75

-10

-20 [s]

Obr. 9 – Příklad zatěžování FQ,FY a naměřené - vypočtené odezvy Q, Y

Výzkumné aktivity VVCD Výukové a výzkumné centrum v dopravě bylo oficiálně začleněno do struktury DFJP dne 1. 10. 2013. Od tohoto data lze uvádět výzkumné aktivity, na kterých se plně podílí. Například to jsou projekty Technologické agentury ČR: „Centrum kompetence drážních vozidel (CKDV)“ projekt č.TE01020038 Činnost pracoviště CKDV při DFJP a v experimentální části přímo na VVCD je orientována na aplikovaný výzkum ve vývoji, stavbě a provozu drážních vozidel. Tematické okruhy výzkumu jsou následující: 8


• • • • • • • • • •

výzkum dynamických vlastností drážních vozidel (DV) a způsobů snižování namáhání dopravní cesty, výzkum vlastností materiálu a jejich aplikace při stavbě DV a výrobě jejich komponent, výzkum dynamické pevnosti a životnosti DV a jejich komponent, výzkum pro zajištění bezpečného provozu DV, výzkum a vývoj speciálních zařízení pro indikaci poruch jedoucích DV, výzkum hluku a vibrací DV, výzkum adheze a dynamiky pohonu DV, výzkum elektromechanické části pohonu, algoritmů řízení a regulace pohonu DV, výzkum hybridních pohonů různých koncepcí DV, řešení „inteligentního“ vozidla, nové trendy v konstrukci DV a jejich komponent.

„Technika pro měření silových účinků v kontaktu kolo-kolejnice“ projekt č. TA02030776 Jedná se o výzkum a vývoj nového měřicího systému pro zjišťování silových účinků v kontaktu kolo-kolejnice. Pozornost je věnována zejména způsobu měření tangenciálních (hnacích a brzdných) sil, které nejsou dosud s definovanou přesností součástí žádného systému a to ani v zahraničí. Přitom znalost těchto sil je pro výrobce kolejových vozidel významným parametrem jak z hlediska bezpečnosti provozů (brzdné síly), tak z hlediska účinnosti pohonu (hnací síly) . "Výzkum jízdních vlastností a řízení pohonů trakčních kolejových vozidel s nezávisle otáčivými koly" projekt č.TA01030391 Jedná se o teoretický rozbor a matematické simulace mechaniky jízdy trakčního kolejového vozidla s nezávisle otáčivými koly. Návrh a konstrukce experimentálního vozidla, jeho oživení a testy. Návrh algoritmů optimalizovaného řízení trakčního kolejového vozidla s nezávisle otáčivými koly a jejich experimentálního ověření v provozu. Realizace řídicího systému a implementace optimalizačních algoritmů. Zkoušky experimentálního vozidla a ladění optimalizačních algoritmů při jeho řízení. Implementace optimalizačních algoritmů v řídicím systému tramvají a ověřovací zkoušky těchto algoritmů.

Komerční aktivity VVCD Jak již bylo v úvodu zmiňováno, VVCD svým zaměřením podporuje aktivity komerčních subjektů (státních a privátních) formou výzkumu a měření, která realizuje v rámci tzv. doplňkové činnosti. V prvním roce provozu VVCD to byly např. činnosti: -

Stanovení reálných vlastností vypružení kolejového vozidla tvořeného sadou šroubovitých pružin a kyvným ramenem. Srovnávací zkoušky tuhých maziv (modifikátorů tření), zjišťování úbytků zkušebních vzorků v kontaktu s povrchem rotujícího ocelového kola. Tlakové zkoušky těles odebraných z Negrelliho viaduktu. 9


-

Tenzometrické měření ocelových šroubových pružin. Fraktografický rozbor lomů pneumatických válců z Al-Si slitiny pro zjištění mechanizmu lomu. Tenzometrická měření namáhání čepů brzdových jednotek tramvají. Materiálová analýza čepů brzdových jednotek tramvají. Vyhodnocení statické a dynamické pevnosti svarů použitím různé technologie svařování.

Výuková činnost VVCD Výuková činnost VVCD je nejvýznamnější náplní pracovní činnosti všech sekcí. DFJP si klade za cíl vychovávat dopravní odborníky pro všechny oblasti dopravy, absolventi nacházejí uplatnění u výrobců kolejových vozidel, ve stavebních firmách, ve výzkumných ústavech, u dopravců a to jak v oblastech technických a technologických, tak v oblastech ekonomických. Veškerá praktická výuka studentů všech tří stupňů terciálního vzdělávání (Bc., Ing., Ph.D.) je v rámci DFJP realizována na VVCD. Namátkově uvedené výukové kurzy: -

Základy dopravní techniky, Konstrukce kolejových vozidel, Údržba a opravy kolejových vozidel, Základy dopravního stavitelství, Kovové konstrukce, mosty, Betonové konstrukce, mosty, Nauka o materiálu, Mechanická technologie, Elektrické stroje, pohony.

Závěr Projekt VVCD je strategickou prioritou Dopravní fakulty Jana Pernera. Jeho realizace vytvořila předpoklad dlouhodobé existence fakulty jako multi-disciplinárního univerzitního centra zaměřeného na rozvíjení technických oborů. VVCD posiluje a zlepšuje výuku doktorského studia v oblasti dopravních prostředků a dopravních staveb, prohlubuje a zabezpečuje vyšší propojení mezi praktickou výukou a experimentálním výzkumem. Přímá návaznost VVCD na praxi umožňuje DFJP zkvalitňovat výuku a zvyšovat připravenost absolventů na vstup do praktického života.

10


Literatura [1]

MALINSKÝ J., CULEK B.: Bezkontaktní přenos signálů při měření sil Y, Q, sborník XVII. konference „Současné problémy v kolejových vozidlech“, str. 3238., ISBN 80-7194-780-6

Praha, duben 2015

Lektorovali:

doc. Ing. Miloslav Kepka, CSc. Regionální technologický Fakultě strojní ZČU

Ing. Zdeněk Malkovský VÚKV a.s.

11

institut

při


Karel Marek1 František Bodlák2

Příkaz - Příkazní smlouva Klíčová slova: právo, občanské právo, příkazní smlouva, příkazce, příkazník

Úvod Příkazní smlouva je upravena novým českým občanským zákoníkem3 v ustanoveních § 2430 - 2444 v rámci úpravy závazků ze smluv příkazního typu. Mezi těmito smlouvami lze též najít Zprostředkování, Komisi, Zasílatelství a Obchodní zastoupení. Co se týká příkazu, je důvodová zpráva k občanskému zákoníku (účinnému k 1. 1. 2014) připravená v době, kdy byla zpracovaná osnova předpisu, poměrně stručná. Uvádí: „Osnova odstraňuje dosavadní neúčelnou duplicitu občanskoprávní příkazní smlouvy a obchodní smlouvy mandátní a zavádí jediný smluvní typ odpovídající standardnímu pojetí příkazní smlouvy.“ Nad rámec takto deklarované duplicity byla současně odstraněna také duplicita smlouvy příkazní a smlouvy o obstarání věci. 4 Smlouvu příkazní lze obecně charakterizovat jako smlouvu o vynaložení úsilí, nikoli smlouvu o výsledku, z této podstaty musíme vycházet. Ustanovení § 2438 odst. 2 občanského zákoníku totiž určuje, že příkazce poskytne odměnu, i když výsledek nenastal, ledaže byl nezdar způsoben tím, že příkazník porušil své povinnosti. To platí i v případě, že splnění příkazu zmařila náhoda, ke které příkazník nedal podnět. Příkazce složí na žádost příkazníkovi zálohu k úhradě hotových výdajů a nahradí mu náklady účelně vynaložené při provádění příkazu, byť se výsledek nedostavil. Před účinností dnešního občanského zákoníku byla příkazní smlouva obsažena v předchozím občanském zákoníku5 a pro obchodněprávní vztahy byla koncipována smlouva mandátní. Mandátní smlouvu přitom zákoníky kontinentálního práva 1

2

3

prof. JUDr. Karel Marek, CSc. - Akademie Sting, 637 00 Brno - Jundrov, [email protected]; připraveno v rámci interního projektu IGA_AS_03_02. Mgr. František Bodlák, externí doktorand katedry obchodního práva, Právnická fakulta Univerzity Karlovy Praha.

Zákon č. 89/2012 Sb., občanský zákoník, v platném znění. Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§2055-3014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014, s.780. 5 Zákon č. 40/1964 Sb., občanský zákoník, ve znění účinném ke dni 31.12.2013. 1 4


neupravovaly a neupravují. Mandátní smlouvu neznal před vydáním obchodního zákoníku6 ani náš dřívější zákoník mezinárodního obchodu. Stejně tak jako jiné smlouvy příkazního typu, má i samotná příkazní smlouva svůj význam na železničním poli, ač se prima facie zdá, že příkazní smlouva není v tomto odvětví využívána. Na jejím podkladě jsou však vykonávány ve své podstatě různé poradenské služby, které jsou v tomto odvětví využívány, zejména se tak jedná o služby poskytované na základě smlouvy o poskytování právních služeb7 nebo také smlouvy o výkonu zadavatelské činnosti, na jejímž základě příkazník organizuje a zajištuje zadávací řízení dle zákona č. 137/2006 Sb. o veřejných zakázkách, v platném znění jménem a na účet zadavatele. S ohledem na postavení (ve smyslu citovaného zákona) převážné většiny subjektů činných v oblasti železniční dopravy se nejedná o marginální smluvní vztahy uzavírané právě těmito subjekty. Nelze také opomenout, že na práva a povinnosti mezi obchodní korporací a členem jejích orgánů se přiměřeně použijí ustanovení o příkazu (§ 59 odst. 1 zákona č. 90/2012 Sb., o obchodních společnostech a družstvech /zákon o obchodních korporacích/). Je také vhodné podotknout, že principu příkazní smlouvy využívají novodobé projekty umožňující nákup jízdenek napříč všemi, nejenom drážními, dopravci a následné řešení nároků vzešlých z přepravy osob.8

Základní ustanovení Základní ustanovení je poměrně stručné. Uvádí, že příkazní smlouvou se příkazník zavazuje obstarat záležitost příkazce. Záležitostí, která je obstarávána může být jak činnost faktická, tak samotné právní jednání. Zákon současně nikterak neomezuje osobu příkazce ani příkazníka a ti tak mohou být jak právnickou, tak fyzickou osobou. Příkazce poskytne příkazníkovi odměnu, byla-li ujednána nebo je-li obvyklá, zejména vzhledem k příkazcovu podnikání. Úplatnost jako taková ovšem není pojmovým znakem příkazní smlouvy, která může být bezúplatná. Je nutné upozornit, že část doktríny se domnívá, že záměrem zákonodárce bylo svázat nárok na odměnu s podnikáním příkazníka a dotčené ustanovení je tak stiženo legislativní chybou9. Přitom je určeno, že obstará-li někdo určité záležitosti jako podnikatel, má povinnost, byl-li o obstarání takové záležitosti požádán, dát druhé straně bez zbytečného odkladu výslovně najevo, zda na sebe obstarání záležitosti bere nebo ne; jinak nahradí škodu tím způsobenou. To je významná povinnost, která je pro podnikatele stanovená, poskytující druhé straně poznatek o tom, zda může či nikoli s obstaráním počítat. Už ze zákonné dikce „výslovně“ vyplývá, že se tak nemůže stát samotným mlčením příkazníka (resp. možného budoucího příkazníka), nelze však vyloučit, že se tak stane konkludentně (např. započetím obstarávání záležitosti). Bezodkladnost 6

Zákon č. 513/1991 Sb., obchodní zákoník, ve znění účinném ke dni 31.12.,2013. Ustanovení § 2444 občanského zákoníku ve spojení se zákonem č. 85/1996 Sb., o advokacii. 8 Srovnej smluvní dokumentaci k projektu, odstupné na https://www.bileto.cz/page/terms 9 Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§2055-3014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014, s.803 2 7


bude posuzována jak s přihlédnutím k formě samotné oferty (zda byla učiněna ústně či písemně či zda v ní byla stanovena určitá lhůta), tak s přihlédnutím k předmětu příkazní smlouvy. Jak již bylo uvedeno výše, případná liknavost podnikatele povede ke vzniku jeho odpovědnosti za škodu, která bude povětšinou pramenit ze stavu, že oferent bude spoléhat na přijmutí obstarání záležitosti. Při obstarání záležitosti příkazce prováděním právních jednání na základě plné moci se může jednat např. o zastupování před soudy, stálými rozhodčími soudy, při obchodním jednání, při uzavírání smluv apod. Zde půjde zásadně o jednání úplatné. Úplata u některých jednání může být přitom určena v jiných předpisech; příkladem takového předpisu je vyhláška č. 177/1996 Sb. v úplném znění – tzv. advokátní tarif. Jinou obstarávanou činností může být např. i sledování pohybu na trhu zboží a na něm používaných nezapsaných označení, obstarání stavebního povolení apod. Vzhledem k tomu, že smlouva o dílo, jak byla dříve v obchodním zákoníku koncipována, nezahrnovala provedení všech činností, ale zahrnovala jen činnosti hmotně zachycené, využívalo se dřívější smlouvy mandátní (u které šlo o zařízení obchodní záležitosti obecně) velmi široce; pokud se nesjednával kontrakt inominátní. Dnes se podle nového občanského zákoníku použije smlouvy o dílo na činnosti, které nemusí být hmotně zachycené. Část různých předmětů plnění půjde tedy provést podle smlouvy o dílo. I tak ovšem bude prostor pro realizaci smlouvy příkazní značně široký. Rozlišujícím kritériem bude především míra ovlivňování dosažení výsledku náhodou. Příkazní smlouvě bude v konkrétním případě svědčit zvětšující se míra takového ovlivnění.10

Obstarání záležitosti Příkazník plní příkaz poctivě a pečlivě podle svých schopností; použije přitom každého prostředku (právem aprobovaného), kterého vyžaduje povaha obstarávané záležitosti, jakož i takového, který se shoduje s vůlí příkazce. Z povahy příkazní vyplývá, že příkazník by vždy měl mít na zřeteli zájem příkazce a příkazníkovo jednání by se tak nemělo dostat do kontroverze s tímto zájmem. Od příkazcových pokynů se příkazník může odchýlit, pokud to je nezbytné v zájmu příkazce a pokud nemůže včas obdržet jeho souhlas. Z povinnosti plnit příkaz poctivě je odvozována také povinnost důvěrnosti, resp. mlčenlivosti ohledně informací, které se dostanou do dispozice příkazníka v rámci obstarávání předmětné záležitosti a jejich zveřejnění by bylo v rozporu se zájmy příkazce11. Příkazník přenechá příkazci veškerý užitek z obstarané záležitosti, a to bez ohledu na okamžik, kdy je tohoto užitku dosaženo.

10

Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§2055-3014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014, s. 781 11 Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§2055-3014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014, s. 793 3


V dřívější úpravě mandátní smlouvy zákon výslovně neřešil, zda do rámce mandatářových povinností patří i upozornění mandanta na to, že udílené pokyny nejsou správné nebo vhodné. Tuto povinnost však bylo možno dovodit z mandatářovy profesní odpovědnosti, při níž musel postupovat s odbornou péčí a jednat v zájmu mandanta. K řešení této otázky dnes přispívá ustanovení § 2433, ve kterém se opět projevuje maximální preference zájmu příkazce. Obdrží-li příkazník od příkazce pokyn zřejmě nesprávný, upozorní ho na to a splní takový pokyn jen tehdy, když na něm příkazce trvá. Příkazník provede příkaz osobně. Svěří-li provedení příkazu jinému, odpovídá, jako by příkaz prováděl sám; dovolil-li však příkazce, aby si ustanovil náhradníka, nebo byl-li tento nezbytně nutný, nahradí škodu, kterou způsobil chybnou volbou náhradníka. Příkazník tedy provádí obstarání osobně. Může si však provedení zajistit subdodavatelsky. V této situaci nese příkazník stejnou odpovědnost jako při obstarání osobním a případně nahradí příkazci vzniklou škodu, vzniklou v souvislosti s plněním příkazu. Příkazní smlouva tedy nemá osobní charakter. Tak by tomu bylo jen tehdy, pokud by to bylo sjednáno. Je však nutné reflektovat, že věrnost (důvěra), je základním znakem ve vztahu příkazce a příkazníka.12 Příkazní smlouva pak může obsahovat i výslovné dovolení toho, aby si příkazník ustanovil náhradníka (substituenta), anebo může nastat i situace, kdy náhradník je nezbytně nutný. V takovém případě dochází ke změně v osobě příkazníka. Jestliže by příkazník provedl volbu náhradníka chybně, pak nese odpovědnost za škodu z takové volby (nejedná se tedy o odpovědnost za splnění příkazu, ale o culpu in eligendo). Tuto odpovědnost příkazce nenese v případě, že náhradník byl ke splnění příkazu využit z důvodu pokynu, který současně určil i konkrétní osobu (tj. dochází k absenci volby) a příkazce tak tíží pouze povinnost upozornit na nevhodně příkazníkem vybraného náhradníka. Příkazník je oprávněn požádat příkazce o složení zálohy na úhradu hotových výdajů a zároveň na náhradu nákladů účelně vynaložených při provádění příkazu, bez ohledu na dosažení stanoveného výsledku. Vynakládání pouze účelným způsobem je úzce spojena s povinností příkazníka jednat pečlivě a poctivě. Příkazce a příkazník se však mohou dohodnout, že oba dva nároky, které příkazníkovi přiřkla zákonná úprava v ustanovení § 2436 nového občanského zákoníku, vyloučí, případně účelně vynaložené náklady stanoví paušální částkou. Příkazce dále nahradí příkazníkovi škodu, která mu vznikla v souvislosti s plněním příkazu. Zavázal-li se příkazník provést příkaz bezplatně, nahradí mu příkazce škodu, kterou příkazník utrpěl při plnění příkazu náhodou. Příkazníkovi však nenáleží více, než by mu bylo náleželo jako obvyklá odměna, která byla ujednána. 12

Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§2055-3014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014, s.785 4


Smluvně je přitom vhodné dohodnout, jaké věci a informace předá příkazce příkazníkovi. I když může být zřejmé již z povahy věci, jaké věci a informace jsou třeba příkazcem příkazníkovi předat. Není-li smluvního ujednání, pak naopak z povahy věci může plynout, jaké věci a informace jsou součástí obstarání příkazníka. Obdobné ustanovení, jako měla právní úprava mandátní smlouvy, týkající se právního jednání (dříve právních úkonů), obsahuje i následně uvedené ustanovení v právní úpravě smlouvy příkazní (§ 2439). Vyžaduje-li obstarání záležitosti, aby příkazník za příkazce právně jednal, vystaví příkazce příkazníkovi včas plnou moc. Není-li plná moc ve smlouvě obsažena, nenahrazuje ji ujednané převzetí povinnosti příkazce jednat jménem příkazníka; to platí i v případě, že třetí osoba, se kterou příkazník právně jedná, o této povinnosti ví. V průběhu obstarávání záležitosti příkazník podá příkazci na jeho žádost zprávy o postupu plnění příkazu a převede na příkazce užitek z prováděného příkazu; po provedení příkazu předloží příkazci vyúčtování. Povinnost předložit vyúčtování příkazci bude příkazníka tížit také v jiných případech ukončení příkazní smlouvy než jen v případě splnění příkazu.

Ukončení smluvního vztahu Závazky z příkazní smlouvy zanikají pochopitelně obecnými způsoby zániku závazků (žádoucí je zejména včasné a řádné plnění); občanský zákoník zná pak i způsoby zvláštní. Podle nového občanského zákoníku může příkazník smlouvu kdykoli vypovědět. Výpověď nemusí být jakkoli odůvodněná. Příkazník může příkaz vypovědět nejdříve ke konci měsíce následujícího po měsíci, v němž byla výpověď doručena. Vypoví-li příkazník příkaz před obstaráním záležitosti, kterou byl zvlášť pověřen, nebo s jejímž obstaráním začal podle všeobecného pověření, nahradí škodu z toho vzešlou podle obecných ustanovení. Závazek z příkazu zaniká smrtí příkazce i smrtí příkazníka. Obdobně to platí pro případ, zanikne-li právnická osoba, aniž má právního nástupce. Příkazce může příkaz odvolat „podle libosti“ (§ 2443). Zákon určuje, že pak nahradí příkazníkovi náklady, které do té doby měl, a škodu, pokud ji utrpěl, jakož i část odměny přiměřenou vynaložené námaze příkazníka. Při zániku příkazu odvoláním, výpovědí, anebo smrtí zařídí příkazník vše, co nesnese odkladu, dokud příkazce nebo jeho právní nástupce neprojeví jinou vůli. Smluvním stranám příkazní smlouvy je ovšem ponecháno ve světle autonomie vůle, 5


na které je nový občanský zákoník založen, umožněno stanovit jiný režim postupu příkazníka v daných situacích. Tím se oprávněně šetří zájmy příkazce, u kterého by jinak tyto jeho oprávněné zájmy mohly být poškozeny. Je třeba si všimnout, že při odvolání příkazu příkazcem hradí tento i část odměny přiměřenou vynaložené námaze příkazníka. Při výpovědi dané příkazníkem přiměřenou odměnu zákon výslovně neurčuje. Bylo by však zřejmě možné smluvně upravit, za jakých podmínek by taková úhrada možná byla. Kromě obecných a zvláštních způsobů zániku závazků určených v občanském zákoníku, je třeba pamatovat na situace určené jinými právními předpisy, např. v zákonu o insolvenčním řízení. V předvídaných případech, je zde totiž upraven „zánik příkazů a plných mocí“.

Přiměřené použití příkazu Poslední ustanovení pod nadpisem Příkaz (§ 2444) pak předvídá přiměřené použití ustanovené o příkazu na případy, kdy má někdo podle smlouvy nebo podle jiných ustanovení zákona povinnost zařídit záležitost na účet jiného. Mezi takové případy bude patřit smlouva o úschově a smlouvy komisionářské anebo smlouvy zasílatelské a případně jak již bylo shora uvedeno smlouvy o poskytování právních služeb či smlouvy o poskytnutí daňového poradenství podle zákona č. 523/1992 Sb., o daňovém poradenství a komoře daňových poradců, v platném znění.

Závěr Při rekodifikačních legislativních pracech bylo zvažováno, zda by mandátní smlouvu upravenou v obchodním zákoníku bylo možno ze zákonného textu „vypustit“ a "vystačit" s úpravou smlouvy příkazní v občanském zákoníku. Zvažované řešení bylo přijato a nový občanský zákoník odstranil dlouhodobě kritizovanou duplicitu. Příkazní smlouva, jako samotný kontrakt, nebo ustanovení nového občanského zákoníku vážící se k příkazu jako podpůrná úprava pro smlouvy jiného typu, se využijí v mnoha aspektech běžného fungování železniční dopravy (např. podpůrné užití u smlouvy zasilatelské a komisionářské) a subjektů působících na železničním trhu (např. smlouva o poskytování právních služeb). S ohledem na výše uvedené, bylo cílem tohoto příspěvku, který se snad podařilo naplnit, poukázat na aktuální porekodifikační úpravu příkazní smlouvy a její dílčí aspekty a konsekvence.

Literatura

Dědič, J. a kol.: Obchodní zákoník, komentář, díl. IV., Polygon Praha 2002.

Eliáš, K.; Zuklínová, M.: Principy a východiska nového kodexu soukromého práva, Linde Praha, a.s., Praha 2001. 6


Marek, K.: Smluvní obchodní právo. Kontrakty, 4. aktualizované a rozšířené vydání, Masarykova univerzita, Brno 2008.

Ovečková, O. a kol.: Obchodný zákonník, Komentár, 2. vydání, Bratislava, Iura Edition, 2005.

Pelikánová, I.: Aktuální otázky obligačního práva a jeho kodifikace v evropském i českém kontextu, Právní rozhledy, č. 18/2007.

Suchoža, J.: Kľukaté cesty procesu rekodifikácie súkromého práva v Slovenskej republike, sborník Právo a obchodovanie, UPJŠ Košice, 2008.

Suchoža, J.; Babčák, V.; Husár, J. a kol.: Obchodný zákonník, komentár, EUROUNION Bratislava, 2007.

Štenglová, I.; Plíva, S.; Tomsa, M. a kol.: Obchodní zákoník, komentář, 12. vydání, C. H. Beck, 2010.

Humlák, M a kol. Občanský zákoník VI. Závazkové právo. Zvláštní část (§20553014). Komentář. 1. Vydání. Praha : C.H. Beck, 2014

Praha, duben 2015

Lektorovali:

doc. Dr. Ing. Roman Štěrba České dráhy, a.s., Člen představenstva Mgr. Milan Zdráhal České dráhy, a.s.

7


Alena Plášková1

Společenská odpovědnost (PROČ - CO - JAK?) Klíčová slova: společenská odpovědnost, zainteresované strany, principy společenské odpovědnosti, vytváření sdílených hodnot, reporty společenské odpovědnosti, Národní akční plán společenské odpovědnosti

Úvod „Být člověkem znamená být odpovědný. Znamená to hanbit se nad nezaviněnou bídou. Znamená to cítit, že klademe-li svůj kámen k ostatním, pomáháme stavět svět.“ (A.de Saint Exupery) Kvalita se historicky vždy vázala na produkt, který byl a je i nadále výsledkem procesů a použitých zdrojů jakéhokoliv podniku. Spolu s koncipováním systémů managementu získala i kvalita jako stupeň splnění požadavků nové dimenze. Nejde již pouze o produkt, nýbrž i o kvalitu procesů, zdrojů a celého systému řízení. Adekvátně tomu se postupně rozvíjely další nové přístupy, nástroje a využitelné metody. Pro naše občany v pozici spotřebitelů je u výrobků a služeb relevantní mince s dvěma stranami: kvalita a cena. To v současné době považují v mnoha případech za samozřejmost a zlobí se, když tomu tak není. Avšak spotřebitelé jdou ve svých požadavcích dál. Kriticky posuzují i způsob jednání prodejců – vyžadují slušnost, rovnocenné postavení a vzájemný respekt. V mnoha evropských zemích posuzuje veřejnost i to, jak se podniky chovají ke svému okolí (k místní komunitě a k ochraně životního prostředí). Do budoucna lze předpokládat, že tlak veřejnosti poroste. Proto by neměli podnikatelé podceňovat jejich názory a očekávání a proaktivně je na základě dialogu či průzkumů zjišťovat a respektovat.

1

Ing. Alena Plášková, CSc., Absolventka Vysoké školy ekonomické v Praze (1973), odborná asistentka Katedry managementu. Zaměření: management kvality, environmentu, bezpečnosti a společenské odpovědnosti, metody a techniky v systémech managementu, prokazování ekonomických přínosů v systémech managementu kvality a společenské odpovědnosti. Na VŠE je garantkou předmětů Management kvality, environmentu a bezpečnosti, Metody a techniky v managementu kvality a Lean Six Sigma, Řízená praxe managementu kvality a Lean Six Sigma a Společenská odpovědnost organizací. Spolupracuje zejména s Českou společností pro jakost (čestná předsedkyně) jako lektorka a garantka vybraných odborných kurzů, se Sdružením pro oceňování kvality (čestná členka) jako hodnotitelka v programech Národní ceny ČR za kvalitu a společenskou odpovědnost a spoluautorka modelů hodnocení pro tato posuzování. Je spoluřešitelkou řady projektů zaměřených na implementaci modelu CAF do úřadů veřejné zprávy i škol Je držitelkou kvalifikačních certifikátů Manažer kvality, Manažer CAF a Manažer společenské odpovědnosti. 1


K nedílným současným přístupům systémů řízení jakékoliv úspěšné organizace patří nejen zvažování aktivit, které přispějí k zajištění požadovaných tržeb prostřednictvím splnění očekávání zákazníků na kvalitu výrobků a služeb, nýbrž i takových, které napomohou zvyšování kvality života celé společnosti a ochraně životního prostředí. Každá organizace má svůj směr, každý z nás má odpovědnost ze své jednání a jeho dopady na společnost. Základy mravních hodnot byly formulovány již v období řecké filosofie Myšlenky Demokrita („Člověka nemá vést k řádnému životu strach před trestem za špatné činy, nýbrž jeho zodpovědnost k sobě samému.“) a jsou i dnes stejně aktuální jako v období jeho života a stejně těžko naplnitelné v dnešním globálním světě jako tenkrát. K současným moderním manažerským systémům řízení neodlučně patří i akceptování odpovědnosti za dopady na společnost – na její ekonomický rozvoj, na životní prostředí, na kvalitu života všech zainteresovaných stran. Podniky nežijí ve vakuu, oni a společnost se navzájem potřebují. Co je hlavním kritériem úspěšnosti podnikání? Je to maximální, nebo optimální zisk? Mají podniky nést odpovědnost za řešení celospolečenských problémů? Do jaké míry? To jsou jen některé otázky, na které budou muset hledat odpověď jejich manažeři i vlastníci. Přístup ke společenské odpovědnosti se rozděluje na dva základní póly: jedni vědí, oč jde, jiní pátrají, co by to mohlo být. Tomu odpovídají i průzkumy provedené v posledním období jak v rámci organizací, tak i ve veřejnosti. Nelze však zapomínat i na ty, kteří tento přístup přímo odmítají jako nepotřebný, nikým nepožadovaný, vyžadující pouze další náklady a snižující zisk.

Co si pod pojmem společenská odpovědnost představit? „Společenská odpovědnost“ známá spíše pod zkratkou „CSR“ (Corporate Social Responsibility) se ve světě objevila počátkem 2. poloviny 20. století a znamená takový způsob vedení podniků a utváření vztahů se všemi zainteresovanými stranami, který přispívá ke zlepšení reputace a ke zvýšení důvěryhodnosti podniku. Definic pro CSR je celá řada, ale zatím neexistuje žádná jednotná definice. Důvodem je skutečnost, že CSR vlastně nemá žádné konkrétní vymezující hranice a je založena na dobrovolnosti. Koncept CSR apeluje na změnu orientace firem z krátkodobých cílů na dlouhodobé, z maximálního na optimální zisk. Společenská odpovědnost bude čím dál více i v České republice standardní součástí firemních procesů, strategického plánování, průběžné kontroly a hodnocení. Zřejmě nejznámější jsou následující definice: „CSR je odpovědnost organizace za dopady jejích rozhodnutí a aktivit na společnost a životní prostředí prostřednictvím transparentního etického chování, které − přispívá k udržitelnému rozvoji zdraví a dobrým životním podmínkám ve společnosti; − bere v úvahu očekávání zainteresovaných stran; − je v souladu s příslušnou legislativou a mezinárodními standardy chování; − je integrováno v rámci celé organizace a uplatňováno v jejích vztazích.“ (norma ISO 26000) 2


„CSR je odpovědnost podniků za jejich dopady na společnost.“ (A renewed EU Strategy 2011-14 for Corporate Social Responsibility)

„Společenská odpovědnost firem (CSR) představuje dobrovolný závazek firem chovat se v rámci svého fungování odpovědně k prostředí i společnosti, ve které podnikají.“ (Business Leaders Fórum) „CSR je způsob podnikání, který odpovídá či jde nad rámec etických, zákonných, komerčních a společenských očekávání.“ (Business for Social Responsibility) „CSR je kontinuální závazek podniků chovat se eticky a přispívat k ekonomickému růstu a zároveň se zasazovat o zlepšování kvality života zaměstnanců a jejich rodin, stejně jako lokální komunity a společnosti jako celku.“ (World Business Council for Sustainable Development)

Společenská odpovědnost je tedy v základě koncepce, dle níž se může organizace dobrovolně rozhodnout přispívat k lepší společnosti a čistšímu životnímu prostředí. Je to dobrá příležitost pro podniky stát se odpovědnějšími, konkurenceschopnějšími či udržitelnějšími z hlediska budoucí existence. Z mnohých průzkumů a studií vyplývá, že veřejnost odpovědné chování od firem očekává a všímá si jej. Je také zřejmé, že odpovědné a etické chování ovlivňuje i postavení firem na trhu, jejich konkurenceschopnost a v neposlední řadě i zisk. Jak definice, tak i rozsah zvolených dobrovolných aktivit nemají jednoznačné ohraničení. Přesto jsou pro koncept společenské odpovědnosti stanoveny a všeobecně uznávány základní principy (viz norma ISO 26000): 1. Dobrovolnost K rozhodnutí o aktivitách, které spadají do společenské odpovědnosti, nejsou podniky nuceny. Záleží jen na nich. Všeobecně je zřejmé, že všichni musí plnit stávající legislativu. I v oblasti společenské odpovědnosti jsou zakotveny do určité míry ustanovení legislativy. Jestliže podnik deklaruje, že plní požadavky legislativy, nemůže zároveň tvrdit, že je společensky odpovědný. To je jeho povinnost. 2. Odpovědnost Princip předpokládá nejen odpovědnost za plnění legislativy. Náplní tohoto principu je přiznání odpovědnosti podniku za své dopady na ekonomiku, na životní prostředí a na kvalitu života celé společnosti včetně svých zaměstnanců. Podnikání je věc veřejná, a proto je nutné respektovat zájmy komunity, v níž podnik působí. Odpovědnost znamená předcházet potenciálním problémům, odpovědnost znamená přiznat případná pochybení v případech nastalých problémů a přijetí jejich řešení. 3. Transparentnost Všechna rozhodnutí a aktivity podniků, které mají dopad na zainteresované strany, by měla být veřejně dostupná včetně jejich dopadů a přístupů k jejich řešení. Zainteresované strany mají právo dozvědět se o účelu podnikání, místě sídla, identitě všech vlastníků, členech vrcholových orgánů a jejich odměňování, dosažených výsledcích ve společenské odpovědnosti, zdrojích, objemu i použití disponibilních finančních prostředků. 3


4. Etické chování Základními všeobecně přijímanými hodnotami etického chování jsou - upřímnost, spravedlnost a bezúhonnost. V přijímaných kodexech etického či korektního chování by měla být nastavena pravidla pro prevenci korupce, konflikt zájmů, pro identifikaci, řešení a dohled nad jejich dodržováním bez ohledu na místo podnikání (tzn. ve všech lokalitách působení bez rozdílů). Nejde jen o to, dělat byznys, ale i o to, jak se dělá. 5. Ohled na zájmy zainteresovaných stran Zainteresovanými stranami jsou všechny subjekty, které mají zájem na výsledcích činností podniku (zejména majitelé, zákazníci, zaměstnanci a jejich odborové organizace, dodavatelé, investoři, konkurenti, zástupci státní správy i samosprávy), anebo jsou dopady činností podniku ovlivňovány (především občané, zájmové skupiny, neziskové organizace v místní komunitě i média). Jejich zájmy a dopady na ně by měly podniky sledovat, akceptovat ve svých strategiích, vyhodnocovat a naplňovat ve svých aktivitách. Jednou z možností je zapojování zainteresovaných stran i do rozhodování podniku. 6. Respektování pravidel právního státu CSR bývá často mylně chápáno jenom jako prosté chování se v souladu se zákony. Tyto činnosti jsou bezesporu správné, ale respektovat zákony a chovat se v souladu s nimi firma prostě musí, nechce-li riskovat ztrátu reputace či snad trestní stíhání. Plnění legislativy rozhodně není argument pro dobrovolné aktivity. 7. Respektování mezinárodních standardů chování I v případech že legislativa příslušného státu tato pravidla neřeší, anebo řeší v rozporu s mezinárodními standardy, je odpovědné dodržovat deklarovaná ujednání bez ohledu na místo působnosti. Podnik sám může tyto standardy implementovat do svých aktivit, může též předkládat návrhy pro rozhodování na úrovni legislativy státu. Doporučovanými mezinárodními standardy jsou zejména: − UN Global Compact a další relevantní deklarace a úmluvy OSN, − Směrnice OECD pro nadnárodní podniky, − norma ISO 26000, − zásady ILO. Je vhodné do budoucna zvážit udržování kontaktů se subjekty, které mezinárodní standardy nerespektují. To platí zejména v dodavatelském řetězci. 8. Respektování lidských práv Všeobecná deklarace lidských práv (OSN) je v mnoha zemích zakomponována do obsahu ústav a následně do příslušné legislativy. Z nich vyplývá, že lidská práva jsou respektována a příslušnými opatřeními i chráněna. Jak v EU, tak i v ČR byly přijaty Listiny dodržování lidských práv. Jejich ochranu posiluje zejména přijatý antidiskriminační zákon a svoboda sdružování zaměstnanců v odborových organizacích.

4


Proč společenská odpovědnost? „Podnik, který nepřináší nic jiného než peníze, je ubohý podnik.“

(Henry Ford)

Každý podnik, od nadnárodní společnosti po místního dopravce, by měl každým svým aktem sledovat nejen dosahované výsledky a plnění zákonných povinností, ale také širší společenské a ekologické souvislosti. Měl by hrát roli "odpovědného občana", ať již vyrábí výrobky nebo poskytuje služby. Nedílnou součástí dobré reputace moderního podniku je odpovědné chování k zaměstnancům, místní komunitě, životnímu prostředí, akcionářům, dodavatelům i ostatním zainteresovaným stranám. Odpovědné chování se pro podnik stává stejnou nutností jako kvalitní zákaznický servis nebo špičkový management. Být „dobrým občanem“, získat si povědomí „fér“ značky a jména vůči svým zainteresovaným stranám je nedílnou součástí snah úspěšných manažerských strategií v současnosti. Stále je diskutováno vymezení oblasti realizace aktivit společenské odpovědnosti. Dosud u nás převládají názory, že maximalizace zisku je základní prioritou podnikání a že společenská odpovědnost se týká pouze podnikatelské sféry. Z toho pak vyplývá jednoduchý závěr: „Musíme? Když ne, tak se nás to netýká?“ Důvody pro realizaci CSR aktivit v českém prostředí jsou logické: buď jde o rozhodnutí center nadnárodních firem, která považují CSR za nedílnou součást své podnikové kultury, anebo o vlastní rozhodnutí podniků na základě vnitřního přesvědčení o významu tohoto přístupu. Podniky se snaží chovat korektně, nabízet svým zákazníkům kvalitní výrobky a služby, pečovat o ně, být dobrým zaměstnavatelem i sousedem, chránit životní prostředí a získat a udržet si konkurenční výhodu. CSR považují za nejlepší způsob pro dlouhodobé přežití. Zhruba dvě třetiny firem o konceptu CSR ví (velké dokonce přes 90 %), mnohé realizují spektrum aktivit. Je to typické zejména pro velké firmy. Na straně druhé však v každé organizaci najdeme alespoň jednu CSR aktivitu. Zpravidla však chybí koncepčnost a systémovost. Nebývá stanovena strategie CSR a určeny měřitelné cíle, CSR aktivity jsou realizovány nahodile a není u nich zvažován přístup win-win. Jaké přínosy očekávají firmy od CSR? Mezi nejčastějšími odpověďmi se objevují: – – – – – – – – –

posílení firemní kultury, dobré jméno, společenská prestiž, získání nových zákazníků a loajalita stávajících, loajalita a odbornost zaměstnanců, zlepšení vztahů s obchodními partnery i ostatními zainteresovanými stranami, důvěra veřejnosti, odlišení se od konkurence, úspory nákladů, efektivnější řízení rizik i změn.

Mnohé organizace mohou výše uvedené benefity jednoznačně prokázat. Základním problémem však zůstává jejich schopnost propojit je s dopadem na přínosy pro organizaci (zejména finanční). 5


Jaké hlavní bariéry stojí v cestě? Ty firmy spatřují především v těchto oblastech: – – – – –

nedostatek informací, nedostatek času, chybí kvalifikovaní lidé, obava z nárůstu nákladů, CSR není veřejně uznávána (chybí výraznější podpora státu, není příznivé daňové ani legislativní prostředí, chybí pozitivní odezvy v médiích, není tlak veřejnosti).

Na straně druhé existují i odpůrci, kteří tvrdí, že podniky jsou zde proto, aby poskytovaly své výrobky a služby a vytvářely tak zisk. Pro naplňování sociálních potřeb společnosti jsou zde jiné organizace (státní nebo charitativní). Rozmělňování účelu podnikání krátí prostředky na další rozvoj, snižuje finanční benefity majitelům, manažerům i ostatním zaměstnancům. Dokonce je možno setkat se s tvrzením, že manažeři dokonce nemají právo používat firemní prostředky pro aktivity, které s předmětem podnikání nesouvisejí. Investice do CSR navíc zvyšují náklady, a tím snižují efektivnost podniku, což zeslabuje konkurenceschopnost, podnik nemá dostatek dovedností pro řešení společenských problémů a v neposlední řadě ani neví, na jaké aktivity se zaměřit (nedostatečná přehlednost společenských aktivit).

Jaká by měla být úloha státu? Měly by regulační zásahy ze strany státu sílit? Současné postoje podniků jsou spíše negativní. Naopak by přivítaly výraznější stimulační roli. V této souvislosti je třeba pozitivně hodnotit aktivity státu v posledních dvou letech, kdy byl společnou spoluprací gestora (MPO ČR), Rady kvality ČR a významnými CSR platformami vytvořen a vládou v dubnu minulého roku přijat Národní akční plán společenské odpovědnosti organizací v ČR (viz usnesení vlády ČR č. 199 ze dne 2. 4. 2014). Plán byl vytvořen v návaznosti na Strategii EU (A renewed EU strategy 2011-14 for Corporate Social Responsibility v souladu s iniciativami strategie Evropa 2020. Smyslem Národního akčního plánu je přispět k rozvoji konceptu společenské odpovědnosti organizací v ČR a jeho pozitivních dopadů na společnost, hospodářský rozvoj a konkurenceschopnost ČR. Smyslem rozhodně není zesílení regulační funkce. Připravované aktivity respektují zachování principu dobrovolnosti. Pro jejich nasměrování byly stanoveny následující klíčové oblasti: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Propagace a podpora rozvoje konceptu společenské odpovědnosti v ČR Dialog a spolupráce všech zainteresovaných stran Samoregulace a společná regulace Úloha veřejných orgánů a dalších zúčastněných stran Šíření a dodržování mezinárodních standardů chování Mezinárodní spolupráce Dodržování lidských práv Vzdělávání a výzkum v oblasti společenské odpovědnosti Uznávání a oceňování organizací za společenskou odpovědnost Ochrana zájmů spotřebitelů a občanů

Určitě stojí i za zmínku v současné době probíhající soutěže o rozličné ceny v oblasti CSR na národní úrovni, jejichž cílem je vyzdvihnout podniky i organizace veřejného 6


sektoru, které se věnují odpovědnému podnikání nebo jednání, rozvoji společnosti, snižování dopadu na životní prostředí a přinášejí inovativní řešení. Značným pozitivem pro podnikatelské prostředí je fakt, že počet podniků a projektů přihlášených do soutěží se každý rok neustále zvyšuje. To svědčí o rostoucí popularitě a prestiži těchto cen. Mezi významné ceny patří např. Národní cena za společenskou odpovědnost, kterou od roku 2009 každoročně vyhlašuje Rada kvality ČR, Cena hejtmana za společenskou odpovědnost. Zúčastňují se jí jak organizace z podnikatelského sektoru, tak i organizace z veřejného sektoru. Další zajímavou soutěží je TOP Odpovědná firma, jejímž organizátorem je platforma Byznys pro společnost. Prestižní je i cena VIA BONA pro jednotlivce i firmy za filantropii.

Jak na to? Společenská odpovědnost v současném pojetí představuje vzájemně provázaný soubor činností a postupů v oblasti sociální (lidská práva, péče o zaměstnance a tvorba pracovních míst, rovný přístup, příspěvek ke zvyšování kvality života), environmentální (prevence znečištění, využívání obnovitelných zdrojů, úspory energií, vody a ostatních zdrojů) a ekonomické (boj proti korupci, transparentnost, kvalita produktů a odpovědnost za dosahování pozitivních hospodářských výsledků) v zájmu zlepšení životních podmínek společnosti. Současné poznatky z prostředí podnikatelské sféry v naší republice vypovídají:

koncept společenské odpovědnosti zakotvil v povědomí zejména velkých organizací; prakticky v každé firmě najdeme jednu nebo více aktivit zařaditelnou do oblasti společenské odpovědnosti; uplatňování společenské odpovědnosti je typické zejména pro velké firmy; v malých a středních podnicích lze identifikovat aktivity společenské odpovědnosti, avšak jejich realizace je zpravidla nesystémová; spektrum realizovaných aktivit je rozsáhlé a není v mnoha případech dobře voleno; nahodilost převládá nad koncepčností; i v naší republice jsou odpůrci konceptu společenské odpovědnosti.

V případě, že organizace rozhoduje o implementaci konceptu společenské odpovědnosti, bude hledat východiska – počátek cesty. Shrnutím všech existujících přístupů lze doporučit následující postup: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Určení kontextu organizace z hlediska dopadů na společnost. Identifikace zainteresovaných stran a jejich zájmů. Stanovení strategie, cílů a měřítek. Rozhodnutí o aktivitách, které naplní stanovené cíle. Přidělení zdrojů. Zabudování do podnikových procesů. Monitorování a vyhodnocování dosahovaných výsledků. Komunikace o společenské odpovědnosti.

Na rozdíl od klasického přístupu managementu, který začíná formulací mise, vize a následně strategie, v konceptu společenské odpovědnosti je nutné začít zvážením 7


všech dopadů, které podnikové činnosti vyvolávají. Ty mohou být kladné (např. rozvoj kompetencí svých zaměstnanců, podíl na zvýšení zaměstnanosti, atraktivnost zaměstnávání, ochrana lidských práv, spravedlivé ceny a mzdy, transparentnost aktivit, vliv na pozitivní vývoj v rozvoji příslušné komunity, zvyšování koupěschopnosti v lokalitě, dosažená i preventivní opatření v oblasti péče o životní prostředí), tak i záporné (zejména nekorektní jednání, bezohledné dosahování maximálního finančního přínosu, porušování lidských práv, klamavá reklama, korupce, znečišťování životního prostředí, nezohledňování potřeb všech zainteresovaných stran). Strategický přístup ke společenské odpovědnosti je pro konkurenceschopnost a udržitelnost stále důležitější. Lze zaznamenat přínosy z hlediska řízení rizik, úspor nákladů, přístupu ke kapitálu, vztahů se zákazníky, zaměstnanci a ostatními zainteresovanými stranami (zejména s veřejností). Tím, že se organizace zabývají odpovědností za své dopady na společnost, si mohou získat dlouhodobou důvěru zaměstnanců, obchodních partnerů i široké veřejnosti, a dále si mohou vytvořit základ udržitelných modelů pro další rozvoj. Vyšší úroveň důvěry zase pomáhá vytvářet prostředí, které umožňuje inovace a růst. Identifikace dopadů umožní určit všechny zainteresované strany. Dle dopadů je možno volit priority k uspokojování jejich zájmů. Klíčovými by měla být následující kritéria: - míra vlivu na výkonnost organizace, - rizika tlaku na organizaci z hlediska negativních dopadů. V této souvislosti řada odborníků zdůrazňuje tzv. „nový přístup“ ke společenské odpovědnosti. Odpovědnost není pouze „pomáhat“, „chránit“, „podporovat“ (všeobecně označováno jako „filantropie“ = pomáhat člověku), nýbrž podílet se na řešení společenských problémů, které se podniku bezprostředně týkají a jejichž řešení přispěje obou stranám. Zájmy obou stran budou spojeny vytvořením sdílených hodnot (Creating Shared Value) přinášejících oboustranný prospěch. Podniky se nemusí stydět za to, že i v těchto dobrovolných aktivitách myslí i na sebe. Nejde o nic jiného, než o uplatňování principu win-win. Současným problémem je převažující způsob chápání společenské odpovědnosti v českém prostředí. Jedním z přístupů je přesvědčení, že společenská odpovědnost je spjata pouze s aktivitami organizace navenek – vůči vybrané komunitě. Tím se zužuje na charitativní aktivity, jakými jsou především dárcovství a dobrovolnictví. Následná CSR strategie pak určí záměry v prioritních oblastech a předpokládá se, že bude konkretizována do cílů, které povedou k jejich dosažení. Ty často v oblasti CSR u podniků chybí. V reportovaných zprávách pak jsou sice uváděny dosažené výsledky, ale absence cílů nedovolí posouzení efektivnosti jejich realizace. Pro volbu aktivit existuje rozsáhlé množství voleb, které jsou neustále rozšiřovány kreativitou realizátorů. To způsobuje začátečníkům nemalé problémy při rozhodování o nasměrování a určení konkrétních aktivit. Je možno v této souvislosti uvést nejčastější: 1. Aktivity v oblasti ekonomické: Udržitelný zisk, efektivní zhodnocování zdrojů, odpovědné investování, inovace, budování dobrého jména a značky (odpovědnost za produkt, značky kvality), 8


principy dobré správy, korektní vztahy s majiteli zákazníky, zaměstnanci, dodavateli a ostatním zainteresovaným stranami (etické kodexy), transparentnost aktivit a výsledků (výroční zprávy, seznamy členů správních rad, představenstev, výkonných manažerů včetně jejich finančního ohodnocení), tvorba pracovních příležitostí, vytváření koupěschopnosti v lokalitě, upřednostňování místních dodavatelů, reálná cenová politika, nové obchodní příležitosti, ochrana duševního vlastnictví, odmítání korupce, podvodů a nekalé konkurence, bezplatné služby, systémy řízení finančních rizik. 2. Aktivity v oblasti environmentální: Snižování spotřeby vstupů a využívaných zdrojů, snižování odpadů či řešení jejich recyklace, snižování emisí, výroba a používání ekologicky šetrných produktů (z recyklovaných či obnovitelných zdrojů), ekologicky vhodné způsoby transportu, hledání záměnných variant spotřeby přírodních zdrojů (náhrada obnovitelnými), využívání moderních technologií (bezodpadové, energeticky nenáročné, neznečišťující), analýza environmentálních rizik a uplatňování principů prevence a předběžné opatrnosti. 3. Aktivity v oblasti sociální: − v interní dimenzi podniku Zaměstnanecké výhody - příspěvky na stravování, na dovolenou, na životní pojištění, na penzijní připojištění, úprava pracovní doby vzhledem k rodinným poměrům, věrnostní prémie, systém cafeterie benefitů, podpora zdraví a bezpečnosti zaměstnanců, rozvoj lidského kapitálu (další vzdělávání, rekvalifikace, uznávání, plány rozvoje), tvorba a rozvoj podnikové kultury (symboly, způsoby jednání, základní životní hodnoty), rovné příležitosti (dle věku, pohlaví, rasy, etnické skupiny, majetku, zdravotního postižení, politické příslušnosti, víry), odmítání dětské, nucené a nedeklarované práce, spravedlivé odměňování, rozmanitost na pracovišti, vyrovnávání pracovního a osobního života, flexibilní formy práce, pomoc odcházejícím zaměstnancům. − v externí dimenzi podniku (ve vztahu ke komunitě) Firemní filantropie - dárcovství (péče o sociálně slabé občany a děti, podpora vzdělávání, zdravotní péče, jesle, školky, kultura, sport, neziskové organizace), dobrovolnictví, preferování místních zaměstnanců včetně manažerů, zaměstnávání handicapovaných osob, lidí dlouhodobě nezaměstnaných, z etnických menšin či jinak znevýhodněných občanů. K nejčastěji realizovaným CSR aktivitám v ČR je možno zařadit péči o zaměstnance, péči o životní prostředí a dárcovství a dobrovolnictví postavené na partnerství. Systém managementu společenské odpovědnosti již sám napovídá, že jeho specifické aktivity musejí být zabudovány do všech procesů v organizaci. Tomu odpovídá i obsah mezinárodně uznávaných standardů, jimiž jsou např. norma ISO 26000, standard GRI (Global Reporting Initiative) nebo ČSN 01 03 91. V řadě dalších zemí jsou vytvářeny národní normy pro prokazování systému společenské odpovědnosti a my jsme jednou z nich. Průzkum Business Leaders Fóra zachytil malou informovanost zaměstnanců o CSR aktivitách v jejich procesech.

9


Realizace CSR aktivit není jednorázovým aktem. Měl by být uplatňován systematický a dlouhodobý přístup, pravidelné měření, monitorování a vyhodnocování výsledků a hledání nových cest do budoucna. O dosažených výsledcích jsou pravidelně informovány všechny zainteresované strany prostřednictvím různých forem. Nejběžnější jsou reporty o společenské odpovědnosti (resp. o udržitelném rozvoji). Pro jejich zpracování jsou k dispozici pokyny uvedené jak v normě ISO 26000, tak i standardu GRI. Jejich předkládání je dobrovolné. V EU to bude povinnost pro akciové společnosti, které mají kotaci na burze a mají více než 500 zaměstnanců.

Závěr Společenská odpovědnost hraje čím dál významnější roli v systémech managementu podniků. Přibývá realizátorů i řada aktivit ze strany států. Podle dosavadních průzkumů lze pozitivně hodnotit přibývající zájem podnikatelské sféry. I když je v mnoha případech zatím nesystémový, nepropojený s účelem podnikání a aktivity jsou voleny spíše nahodile, přesto je to důkaz o posunu podniků do budoucna. Přeji Českým dráhám mnoho elánu a úspěchů do budoucna. Na závěr opět citát: „Podniky jsou závislé na globálním vývoji, a proto je v jejich vlastním zájmu pomoci zlepšit stav tohoto světa.“ (Klaus Schwab, prezident a zakladatel Světového ekonomického fóra)

Použité zdroje: [1] Plášková, A.: Manažer CSR (učební text), Česká společnost pro jakost, Praha 2014, nemá ISBN [2] Plášková, A. – Ryšánek, P.: Společenská odpovědnost (Hodnocení CSR firem v programu Národní ceny ČR za společenskou odpovědnost. NIS-PK, Praha 2013, ISBN 978-80-02-02435-4 [3] A renewed EU Strategy 2011-14 for Corporate Social Responsibility. Dokument EU. Brusel 2011, nemá ISBN [4] Strategický dokument Národní akční plán společenské odpovědnosti organizací v české republice. Redakce MPO ČR, Praha 2014, nemá ISBN [5] norma ISO 26000 – Pokyny pro oblast společenské odpovědnosti. ÚNMZ Praha 2011, nemá ISBN [6] Směrnice OECD pro nadnárodní podniky. Redakce MPO ČR 2013, nemá ISBN [7] výsledky průzkumů realizovaných agenturou IPSOS, Asociací malých a středních podniků ve spolupráci s Radou kvality ČR, CSR Eurobarometru. Praha, duben 2015

Lektorovali:

doc. Dr. Ing. Roman Štěrba České dráhy, a.s., Člen představenstva Mgr. Petr Šťáhlavský České dráhy, a.s.

10


Tomáš Rolník1, Ivo Hruban2

Kvalita dopravního provozu severního zhlaví stanice Brno hl. n. v rámci ŽUB v odsunuté poloze Klíčová slova: dopravní provoz, rozsah infrastruktury, železniční uzel Brno

Úvod Železniční uzel Brno (dále ŽUB) je tvořen soustavou šesti železničních stanic a dvou odboček. Nejvýznamnější stanicí tohoto uzlu je z hlediska nákladní dopravy stanice Brno Maloměřice, z hlediska osobní dopravy pak stanice Brno hl. n., která je v provozu již od roku 1839. Pro svou bohatou historii se tato stanice řadí mezi nejstarší nádraží v České republice a její nádražní budova je právem označována jako kulturní památka. Problematika řešení ŽUB, a zejména polohy jeho hlavního nádraží, je stále aktuálním tématem. Jedná se o uzel nacházející se v druhém největším městě České republiky, který je současně centrálním přestupním bodem Integrovaného dopravního systému i místem styku regionálních a dálkových vč. mezistátních vlakových spojů. V historii i v současnosti existovalo několik variant možných úprav uzlu. Článek představuje výsledky diplomové práce Kvalita dopravního provozu severního zhlaví a jeho přilehlých úseků ŽUB v odsunuté poloze, která byla úspěšně obhájena na Univerzitě Pardubice, Dopravní fakultě Jana Pernera v akademickém roce 2013/2014. [1] K vyhodnocení dopravního provozu bylo využito výstupů SW OpenTrack.

1 Historie ŽUB Stávající poloha železniční stanice Brno hl. n. je dána historickým vývojem. Nynější stanice vznikla v souvislosti s přivedením tratě z České Třebové do Brna. Stanice ve stávající podobě přestává stačit provozním nárokům. První rozsáhlá přestavba ŽUB proběhla v letech 1894 – 1897. Zvyšující se počet vlaků osobní a nákladní dopravy si vynutil další úpravu v podobě stavby nákladního průtahu, která byla realizována po roce 1966 a průtah byl zprovozněn 15. prosince 1970. Dále následovalo několik dílčích úprav, jako zrušení spojky mezi hlavním a dolním nádražím a elektrifikace komárovské spojky. [2] První zmínky o možné přestavbě železničního uzlu, jak je známe dnes, se začaly objevovat v období po první světové válce. První soutěž byla vypsána v roce 1926 a měla za úkol najít vhodný projekt pro řešení koncepce ŽUB včetně polohy osobního nádraží. Soutěž však neměla žádný vítězný návrh. Druhé místo získal 1

Ing. Tomáš Rolník, nar. 1989, absolvent Univerzity Pardubice, Brno, Výpravčí ŽST Brno hl. n. Ing. Ivo Hruban, Ph.D., nar. 1983, absolvent Univerzity Pardubice, Pardubice, Odborný asistent na Katedře technologie a řízení dopravy Univerzity Pardubice, zaměření na železniční dopravu. 1

2


návrh Tangenta, který poukazoval na nutnost opustit stávající polohu osobního nádraží. O šest let později byla vypsána další soutěž, která také neměla jasného vítěze, ale na druhém místě se umístili autoři, kteří předložili 3 varianty řešení (ponechání stávajícího stavu hlavního nádraží s rozšířením o nová nástupiště, umístění osobního nádraží do prostoru Brno dolní nádraží, situování nového nádraží těsně do polohy za stávající hlavní nádraží). Konečný návrh poroty zněl opustit polohu stávajícího hlavního nádraží. Projednání tohoto návrhu se však před začátkem druhé světové války nestihlo a po ní začalo rozhodování a zhodnocení variant nanovo. Bylo předloženo několik variant, z nichž byl vybrán návrh VIa, tedy posun osobní stanice do prostoru dolního nádraží se sloučeným koridorem pro osobní a nákladní dopravu. S tímto návrhem se dále pracovalo a počítalo od roku 1963 a v letech 1985 až 1989 byly vypracovávány návrhy na postupnou realizaci odsunu hlavního nádraží. Avšak již v roce 1991 došlo k vypracování dalších variant, které zohledňovaly nové požadavky na organizaci příměstské dopravy. Některé varianty opět počítaly s osobním nádražím v centru města. [2], [3] Problematická situace se stávala stále vyhrocenější, až v roce 2004 proběhlo referendum, ve kterém se většina zúčastněných obyvatel Brna vyslovila pro zachování nádraží v centru města. Referendum bylo pro nízkou účast označeno za neplatné. O deset let později se problematika odsunu nádraží stala předmětem politické kampaně do zastupitelstva. [4]

2 Topologie dopravní infrastruktury a dopravní technologie Pro zhodnocení kvality dopravního provozu byl navržen dopravní model podle studie odsunuté polohy osobního nádraží z roku 2009. Dopravní model byl vytvořen v SW OpentTrack. Vytvořený model dopravní infrastruktury byl rozdělen do čtyř částí (obvod jižního zhlaví, osobní nádraží včetně severního zhlaví, odbočka Černovice a odbočka Židenice), přičemž předmětem zkoumání se staly části 2 – 4 tohoto modelu. Část jižního zhlaví byla zjednodušena. Tyto části modelu jsou znázorněny formou schématu na obrázku 1.

2


Obrázek 1 - Schéma ŽUB v odsunuté poloze Zdroj: autoři na podkladu SUDOP Brno, s. r. o. 2.1 Obvod osobního nádraží Cílový stav obvodu osobního nádraží pro střednědobý horizont 2025 bez provozu rychlých spojení dle projektu SUDOP [5] předpokládá 6 ostrovních nástupišť s 16 dopravními kolejemi. Mateční koleje 1SK a 2SK dělí kolejiště osobního nádraží asymetricky na lichou a sudou kolejovou skupinu v poměru 7:9. Koleje 22SK a 24SK sudé kolejové skupiny jsou technologií určeny pro průvoz nákladních vlaků. Variantní cesta nákladních vlaků je vedena po 1SK a 2SK. V obou případech dochází ke křížení jízdních cest vlaků osobní a nákladní dopravy. Pojedou-li nákladní vlaky po 1SK nebo 2SK, budou křížit trasy vlaků v obvodu jižního zhlaví. V případě jízdy nákladních vlaků po kolejích 22SK a 24SK se budou vlakové cesty křížit v obvodu severního zhlaví, kde bude docházet ke kolizi se sudou i lichou stopou vlaků jedoucích ve směru Brno Chrlice nebo Brno Slatina. [1] Do severního zhlaví je zaústěna šestice traťových kolejí (dále TK). Počet těchto traťových kolejí současně definuje maximální počet vlakových cest, neboť žádná z traťových kolejí není zaústěna mimoúrovňově. U každé koleje je umístěno cestové návěstidlo, které plní funkci odjezdového návěstidla do obvodu zastávky Brno Černovice a ŽST Brno Chrlice. Tato návěstidla rozdělují zhlaví a tím zvyšují jeho propustnou výkonnost. Na první pohled tak bude v Brně navýšen počet severně zaústěných traťových kolejí. Toto navýšení ze dvou kolejí na šest je ovšem zavádějící, neboť současná topologie brněnského uzlu má dvě TK, které vedou z Brna hl. n. do Brna Židenic, dvě TK nákladního průtahu vedoucí z Brna dolního nádraží do Brna Maloměřic a po jedné TK z vlárské a chrlické trati, které jsou do Brna zaústěny z jihu. Zaústění chrlické trati ze severu předurčuje změnu vedení linky S2 Březová nad Svitavou – Brno hl. n. – Křenovice horní nádraží, neboť 3


na rameni Brno – Křenovice by nově musela být jízda vlaků organizována pomocí úvraťových jízd. Nově by tedy linka S2 měla být vedena do Zastávky u Brna nebo Třebíče. Detail severního zhlaví ŽST Brno hl. n. je na obrázku 2.

Obrázek 2 - Detail severního zhlaví ŽST Brno hl. n. Zdroj: SUDOP Brno, s. r. o. 2.2 Obvod odbočky Černovice Zastávka Brno Černovice je součástí přestupního uzlu Olomoucká. V jejím obvodu je umístěna trojice ostrovních nástupišť se šesti dopravními kolejemi. Čtyři z nich pokračují do odb. Brno Židenice. Dvojice kolejí 808 a 806 odbočuje do Brna Slatiny. Přechod mezi kolejovými skupinami jednotlivých směrů na zastávce Brno – Černovice není umožněn. Přechod je nutno uskutečnit na severním zhlaví Brna hl. n. Pro přímou jízdu vlaků z Brna Slatiny na sever do Brna Maloměřic, Adamova nebo Brna Králova Pole je zřízena spojovací kolej v délce přibližně 500 m, která odbočuje z koleje 806 a vytváří tak černovický triangl. Pro přechod mezi kolejemi 806 a 808 je zřízena kolejová spojka. 2.3 Obvod odbočky Židenice Odb. Brno Židenice je součástí přestupního uzlu Bubeníčková. V obvodu odb. Brno Židenice jsou situována dvě ostrovní nástupiště, která slouží pro odbavení cestujících jedoucích ve směru do/z Tišnova nebo Adamova. Oproti současné poloze jsou tato nástupiště předsunuta tak, aby bylo dosaženo lepších přestupních vazeb na tramvajovou linku č. 2 současné zastávky Kuldova. Třetí nástupiště se nachází u výpravní budovy. Jeho poloha je oproti současné poloze 1. nástupiště nezměněna. Toto nástupiště slouží pro případ jízdy osobních vlaků při objízdné trase přes Brno Maloměřice. Napojení ŽST Brno Maloměřice je provedeno v obvodu odb. Brno Židenice. Traťové koleje T4 a T6 jsou nově označeny jako koleje 906 4


a 908. Odbočují z kolejí 902 a 904 na brněnském zhlaví odb. Brno Židenice. Přechod vlaků jedoucích ze ŽST Brno Maloměřice do liché kolejové skupiny na kolej 901 je podmíněn jízdou po koleji T4, respektive 906. Přechod na kolej 903 není při jízdě přes ŽST Brno Maloměřice umožněn. Napojení Posvitavského vlečkového areálu je nově provedeno z koleje 903c. Na tuto kolej není možná přímá jízda z žádné koleje ŽST Brno Maloměřice. Jedinou možností je úvraťová jízda do některé z traťových kolejí v úseku Brno Maloměřice – Brno Královo Pole. [1] Největším problémem nové polohy nádraží je vedení nákladní dopravy. Vlakové cesty nákladních vlaků budou vždy v kolizi s vlakovými cestami pro vlaky osobní dopravy. Prvním kolizním bodem je brněnské zhlaví odb. Brno Židenice, kde výchozí liché vlaky z Maloměřic budou obsazovat kolej 901 (lichá traťová kolej I. koridoru) a křížit cestu sudým osobním vlakům. V případě výluky koleje 901 budou muset být všechny nákladní vlaky vedeny v sudé kolejové skupině. Preference nebo dispozice jízdy při průvozu nákladních vlaků, které nepojedou podle svého přiděleného JŘ, bude ve vztahu k organizaci a řízení dopravy zásadní. Rovněž napojení Posvitavského vlečkového areálu z koleje 903c není vhodné a odsuzuje vlečkový areál k zániku, neboť by obsluha vlečky musela být prováděna úvraťovou jízdou přes některou z traťových kolejí mezi Maloměřicemi a Královým Polem.

3 Provozní scénáře Bylo uvažováno se třemi provozními scénáři podle rozsahu vlakové dopravy, a to pouze s osobní dopravou v roce 2014, s osobní a nákladní dopravou v roce 2014 a s osobní dopravou pro rok 2025 a nákladní dopravou roku 2014. Pomyslným pojítkem mezi všemi scénáři se pak stala simulace přenosu prvotního zpoždění na následné vlaky. Zde byla věnována pozornost druhotnému zpoždění následných vlaků včetně chování celého systému. Pro posouzení kapacity je v následujících odstavcích uváděno procentuální využití jednotlivých kolejí. Doporučené hodnoty využití je možné získat v Kodexu UIC 406 Kapacita [6], který pro smíšený provoz doporučuje hodnotu 75 % (v případě příměstské dopravy 85 %, v rámci tohoto článku by se jednalo o provoz podle provozního scénáře 1. – viz kapitola 3.1) během dopravní špičky. Kvalitu dopravního provozu můžeme vyjádřit obsazením jednotlivých kolejí a přenosem zpoždění mezi vlaky. 3.1 Scénář 1. – Osobní doprava roku 2014 Rozsah vlakové dopravy tohoto scénáře odpovídá jízdnímu řádu (dále JŘ) roku 2014, podle kterého jsou voleny i časové polohy odjezdů a příjezdů. Na obrázku 3 je pomocí síťové grafiky zobrazeno vedení linek integrovaného dopravního systému (dále IDS) s rozdružením podle jednotlivých tratí a počtem spojů na těchto tratích.

5


R3 S3

Ex R2 S2

Královo Pole

Adamov

takt 120´

Židenice

takt 120´ s prokladem takt 60´ takt 60´ s prokladem takt 30´ takt 30´ s prokladem

Černovice

21

R3

16 15 36 (7) 82 17 30 (4) 27

94

S3

R2

BRNO hl. n R4 S4 S41 R5 Náměšť nad Oslavou R4

Střelice

Slatina

S2 R6 S6 R7 R7 1 1 1 1 S2

14 45 37 16 86 36 (1) (2) (8)

54

S2 S4

Křenovice S41 Modřice Moravské Bránice

R5 S3 Ex

Obrázek 3 - Detail severního zhlaví ŽST Brno hl. n. Zdroj: autoři Vlaky kategorie Sp na linkách R jsou uvedeny kurzívou. Pro lepší orientaci je ponecháno současné označení linek IDS. Linka S2 je díky zaústění chrlické trati rozdělena a spoje této linky jsou nově vedeny v úseku Březová nad Svitavou – Brno hl. n. – Zastávka u Brna nebo Třebíče (linka S2/S4) a v úseku Brno hl. n. – Křenovice horní nádraží (linka S2). Předpokládá se elektrifikace v úseku Brno hl. n. – Zastávka u Brna, respektive Třebíč. Celkový počet vlaků osobní dopravy v Brně hl. n. během všedního dne činí 476 vlaků za 24 hodin. Dochází-li v simulaci ke kolizi vlakových cest, pak jsou primárně měněny tyto vlakové cesty, aby ke kolizi nedocházelo. Díky skladbě JŘ (jsou sledovány pouze vlaky osobní dopravy) je patrná nerovnoměrnost počtu vlaků během dne. Nerovnoměrnost je zřejmá i mezi lichou a sudou kolejovou skupinou obvodu osobního nádraží, což vyplývá i z obrázku 4, na kterém je zobrazeno celkové vytížení kolejí během odpolední dopravní špičky (zde pro rozmezí14:00 – 16:00 hod.). Dále z obrázku 2 vyplývá, že nejzatíženějšími kolejemi jsou staniční koleje 10SK, 7SK, 14SK a 16SK. Naopak traťové koleje 901, 902, 903, 905, 806, 808 a spojovací kolej 810 mají značné kapacitní rezervy. Na nejvytíženějších staničních kolejích 10SK, 7SK, 14SK a 16SK dochází k obratu 6


souprav. To vysvětluje vyšší stupeň obsazení, který je mimo jiné dán integrovaným taktovým JŘ. [%]

70 60 50 40 30 20 10 0

Obrázek 4 - Celkové vytížení kolejí prvního scénáře během špičkové hodiny [%]. Zdroj: [1] Obecně lze říci, že v daném scénáři nevzniká zpoždění, které by zásadním způsobem ovlivňovalo funkčnost daného systému. Itineráře jednotlivých vlaků jsou zpravidla vybírány podle zadaných priorit, avšak stavu, kdy vlaky dané tratě a stejné kategorie odjíždí vždy ze stejného nástupiště, nebylo v průběhu celého dne dosaženo. To je dáno odlišnou skladbou dopravy v sudou a lichou hodinu a zhuštěním intervalu jednotlivých spojů ve špičkovou hodinu. 3.2 Scénář 2. – Osobní a nákladní doprava roku 2014 Rozsah vlakové dopravy v tomto scénáři odpovídá JŘ 2013/2014. V případě osobní dopravy je počet vlaků totožný jako v kapitole 3.1. V případě nákladní dopravy je za 24 hodin uvažováno s 60 vlaky v sudém směru a 68 vlaky v lichém směru, přičemž od 14:00 do 16:00 hod. je zavedeno 8 nákladních vlaky jedoucích sudým směrem (do Brna Maloměřic) a 4 nákladní vlaky jedoucí lichým směrem (z Brna Maloměřic). Za 24 hodin je uvažováno s trojicí párů manipulačních vlaků v obou směrech. Nákladní doprava je osobním nádražím vedena po kolejích 1SK a 2SK, resp. po kolejích 22SK a 24SK. Ačkoli jsou dopravní koleje 22SK a 24SK primárně určeny k průvozu nákladních vlaků, jejich vedení v této stopě je využito minimálně. Byla tak potvrzena premisa kolizních vlakových cest nákladní a osobní dopravy v obvodu severního zhlaví. Z obrázku 5, kde je zobrazeno celkové vytížení kolejí druhého scénáře během odpolední dopravní špičky (zde pro období 14:00 – 16:00), vyplývá, že nejvytíženějšími kolejemi se staly TK904, 902 a staniční kolej 7SK. V případě traťových kolejí lze tuto skutečnost vysvětlit vedením nákladních vlaků a v případě koleje 7SK dobou pobytu osobních vlaků z důvodu doby synchronizace původní linky S4 (Brno – Třebíč) a linkou S2 (Březová nad Svitavou – Brno). Protipólem vytížených kolejí jsou koleje 22SK a 24SK. 7


[%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Obrázek 5 - Celkové vytížení kolejí druhého scénáře během špičkové hodiny [%] Zdroj: [1] V rámci druhého scénáře využívají osobní vlaky ve směru Královo Pole a Adamov v hojné míře variantní vlakové cesty po kolejích 902, resp. 904 dle svých itinerářů. Společné ostrovní nástupiště těchto kolejí na zastávce Brno Černovice umožňuje operativní vedení osobních vlaků těchto směrů bez nutnosti oznámení změny nástupiště a prodloužení přestupních dob. Vlivem křížení vlakových cest však dochází k prodloužení doby pobytu a vzniku zpoždění. Průměrné zpoždění v tomto scénáři činí 60 s. Koleje 904, 902 a 7SK a 10SK je možné podle metodiky [6] hodnotit jako přetížené. 3.3 Scénář 3. – Výhledový rozsah dopravy pro rok 2025 Rozsah osobní dopravy tohoto scénáře odpovídá rozsahu dopravy pro střednědobý výhled, který byl definován v dokumentu „Výhledový rozsah dopravy v železničním uzlu Brno“ [7]. Odchylně od tohoto dokumentu nebyl navýšen počet nákladních vlaků a z důvodu kompatibility jednotlivých scénářů (jednotlivé scénáře mohou být generovány zadáním souhlasu k jízdě v kartě JŘ s ohledem na danou číselnou řadu vlaků) byla u přepravního segmentu R3 (Praha – Havlíčkův Brno – Brno) zachována současná časová poloha. Na obrázku 6 je síťová grafika vedení linek s počtem spojů dané linky, který odpovídá tomuto scénáři. Červeně je označena linka určená pro nákladní vlaky. Počty vlaků na této lince jsou uvedeny u stanice Brno Maloměřice včetně označení směru jízdy.

8


Ex R2 S2 Královo

Adamov

R3 S3

takt 120´ Pole takt 120´ s prokladem

N

takt 60´ s prokladem takt 60´ takt 30´ s prokladem

Slatina

↓68 ↑60

takt 30´ takt 15´

Židenice

Černovice 36 124

BRNO hl. n Náměšť nad Oslavou

BRNO MALOMĚŘICE

R3 S3

Střelice

R4

R2

30 36 36 36

S2 R6 S6 IC12 R8 R12 1 1 1 64 S2

R5

R4 S4 S41 18 (1)

18 56 (18) 124 17

Křenovice

56 36

62

S4

S41 Modřice Moravské Bránice

S3 Ex R5

Obrázek 6 - Síťová grafika vedení linek a počtu spojů 3. scénáře Zdroj: autoři Celkové vytížení kolejí během odpolední dopravní špičky (zde pro období 14:00 – 16:00) tohoto scénáře je zobrazeno na obrázku 7, ze kterého je patrné, že k nevytíženějším kolejím patří opět traťové koleje 902 a 904 a staniční koleje 10SK a 8SK. Dále je z obrázku 7 patrná nerovnoměrnost vytížení lichých a sudých traťových kolejí, která je dána vedením nákladních vlaků. Tato skutečnost je nejvíce patrná, je-li porovnáno vytížení traťových kolejí 902, 904 a 901 s traťovou kolejí 903, po které není možná jízda nákladních vlaků jedoucích z/do ŽST Brna Maloměřic. Koleje 902, 904, 10SK, 8SK, 16SK a 901 se chovají jako přetížené.

9


[%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Obrázek 7 - Celkové vytížení třetího scénáře během špičkové hodiny [%] Zdroj: [1]

4 Simulace zpoždění Problematika simulace zpoždění byla v práci [1] řešena ve dvou rovinách, a to samotné simulace zpoždění včetně stanovení reprezentativní výše zpoždění u zkoumaného souboru a následně sledování chování systému s jízdou zpožděného vlaku napříč všemi scénáři. Simulace zpoždění vytváří pomyslné pojítko mezi jednotlivými scénáři, kterými bylo proloženo zpoždění o stejné výši u vybraného vlaku vyšší kvality pro dosažení srovnatelných výsledků. Následně bylo sledováno chování systému a jeho schopnost eliminace zpoždění, resp. přenosu prvotního zpoždění na následné vlaky. 4.1 Simulace zpoždění a stanovení jeho reprezentativní výše Výše zpoždění byla stanovena empiricky na základě analýzy zpoždění v současném stavu. Při zkoumání základního souboru zpoždění je nejvíce problematické určit rozdělení pravděpodobnosti, se kterým bude výše zpoždění generována při simulaci. Rozdělení pravděpodobnosti zkoumaného souboru neodpovídá žádnému známému typu rozdělení a nelze jej vnímat spojitě. Výše zpoždění zkoumaného souboru má stochastický charakter. Rozdělení pravděpodobnosti při simulaci je vnímáno diskrétně. Pravděpodobnost je vyjádřena podílem četností konkrétní výše zpoždění k celkovému počtu měření (příjezdů). Zpoždění, se kterým se pracovalo v jednotlivých scénářích, bylo stanoveno na základě analýzy a následné simulaci 120 příjezdů jednoho spoje. Horní hranice intervalu jednotlivých zpoždění je dána součtem jednotlivých pravděpodobností tak, aby jejich suma byla rovna jedné. Nové pravděpodobnosti v intervalu x∈<0;1> lze určit například pomocí generátoru pseudonáhodných čísel nebo funkce NÁHČÍSLO() v programu MS Excel. Výše zpoždění 10


byla určena pomocí logické funkce KDYŽ nebo VYHLEDAT. Vzorec pro simulaci zpoždění pomocí funkce VYHLEDAT není matematicky zcela přesný. Při zpoždění vyššího řádu jsou patrné rozdíly mezi naměřeným a simulovaným zpožděním. Funkce KDYŽ vrátí zpoždění vždy v zadaném intervalu, kdežto vzorec s funkcí VYHLEDAT vrátí zpoždění, které se blíží naměřeným hodnotám. Simulované zpoždění je zatíženo "šumem", což podtrhuje jeho náhodnost. Shodu mezi rozdělením pravděpodobnosti základního souboru a obou simulací lze prokázat například pomocí Mann-Whitney U-testu. Na obrázku 8 je graf četnosti a výše zpoždění skutečných a simulovaných hodnot. 60

Četnosti

50 40 30 20 10 0

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Zpoždění [min] Skutečné četnosti

Simulované četnosti fce. KDYŽ

Simulované četnosti fce. VYHLEDAT

Obrázek 8 - Četnosti zpoždění Zdroj: [1] V dalším kroku je třeba otestovat odlehlost (odchylku) jednotlivých hodnot zpoždění od příslušného teoretického rozdělení. Technika, která umožňuje sestrojit frekvenční funkci (hustotu pravděpodobnosti) pro empirická data (v našem případě zpoždění), se nazývá jádrový odhad hustoty, kdy pro každou z N empirických hodnot se sestrojí elementární křivka hustoty pravděpodobnosti s plochou pod křivkou 1/N, která se nazývá jádro. Součet těchto N křivek vytváří výslednou křivku, která modeluje rozdělení empirických hodnot. Tato křivka není však jednoznačně determinována a nelze vyjádřit nějakým jednoduchým vzorcem. Jedná se o odhad rozložení hodnot. [8] K analýze dat zpoždění byl využit statistický SW Gnumeric, pomocí něhož byl vytvořen krabicový graf, který je na obrázku 9, na základě kterého lze vyloučit extrémní hodnoty. Z obrázku dále vyplývá, že dolní a horní strany kvantilových obdélníků jsou značně odlišné a zpoždění vykazují určité lokální koncentrace, které překračují vnitřní hradby souboru. S ohledem na lokální koncentraci dat bylo všemi scénáři proloženo zpoždění ve výši 8 minut, což odpovídá hodnotě, kdy je prvotní zpoždění na sledovaném úseku současné infrastruktury nejvíce přenášeno na následné vlaky. 11


Obrázek 9 - Krabicový graf zpoždění (metoda vnitřních hradeb) Zdroj: [1] 4.2 Přenos prvotního zpoždění a chování systému V prvním ani druhém scénáři nebyl přenos prvotního zpoždění na následné vlaky prokázán. Dochází zde pouze ke změně sledu vlaků a využití variantních cest, kterých je využito především u 2. scénáře a jízdě nákladních vlaků. Napříč všemi scénáři pak ze simulace vyplývá, že prvotní zpoždění nemá přímý vliv na přenos zpoždění. Prvotní zpoždění ovšem není eliminováno a vlak, který nejede ve své pravidelné stopě, prodlužuje jízdní doby. V případě 3. scénáře je zpoždění navýšeno o dobu pobytu u cestového návěstidla. To je způsobeno vedením nákladní dopravy, které je realizováno do, resp. z Brna Maloměřic pouze po traťových kolejích 901, 902 a 904. Variantní vlakové cesty nákladních vlaků jsou s ohledem na osobní dopravu v traťovém úseku značně omezeny.

5 Zhodnocení dopravního provozu Dopravní model, na kterém byly provedeny simulace, odpovídal návrhu varianty odsunuté polohy nádraží v rámci přestavby ŽUB z roku 2009. Interakci dopravního 12


provozu a dopravní infrastruktury lze v rámci jednotlivých scénářů shrnout do následujících bodů: o v rámci 1. scénáře (JŘ 2014 – osobní) je kapacita ŽUB vyhovující, a to jak v případě celodenní výpočetní doby, tak v případě dopravní špičky, o v případě 2. scénáře (JŘ 2014 – osobní + nákladní) je kapacita dostačující pouze při výpočetní době 1440 minut, o v případě 3. scénáře (JŘ 2014 nákladní + 2025 osobní) je kapacita nedostačující z hlediska výpočetního období dopravní špičky. V případě celodenního výpočetního období se kapacita koleje 902 pohybuje na své horní hranici přípustného využití. V rámci společného vedení vlaků nákladní a osobní dopravy vznikají kolizní situace, snižuje se plynulost dopravy a zvyšuje se zpoždění vlaků. Nejvytíženějšími kolejemi jsou díky vedení nákladní dopravy TK902 a 904. Přenos prvotního zpoždění na následné vlaky není u osobních vlaků limitující. Zásadní význam pro kvalitu dopravního provozu má vedení nákladních vlaků. Procentní využití času obsazení příslušných traťových kolejí zaústěných nebo sousedících se severním zhlavím ŽUB je uvedeno v tabulce 1.

Traťová kolej

Tabulka 1 - Celkové využití času (obsazení kolejí) v % Celkové využití času [%] 1. scénář 2. scénář 3. scénář Výpočetní období [min] 1440 60 1440 60 1440 60 903 = T1a Královo Pole 25 40 25 40 28 43 901 = T1 Adamov 25 40 35 59 37 70 902 = T2 Adamov 28 58 50 82 60 100 904 = T2a Královo Pole 30 60 55 95 53 90 806 = 2TK Brno Slatina 17 30 20 63 25 68 808 = 1TK Brno Slatina 15 30 17 25 20 33 810 = Spojovací kolej 3 5 10 30 13 33 Zdroj: autoři na základě [1] Simulace prokázaly, že pro zachování plynulosti dopravy je nutná segregace osobní a nákladní dopravy. Nebude-li možné této segregace dosáhnout například pomocí mimoúrovňového vedení, bude nutné vybudovat kolejovou spojku v kolejích 901 a 903, která umožní přechod vlaků z ŽST Brno Maloměřice do obou TK liché kolejové skupiny. Možné řešení pomocí vložené kolejové spojky je na obrázku 10. Z důvodu společného vedení nákladní a osobní dopravy jsou koleje 902 a 904 během odpolední dopravní špičky přetížené. Doporučená hodnota v období špičky je 75 % dle [6]. Smíšený provoz způsobuje značný nárůst obsazení uvedených kolejí, kdy hodnota narůstá z 58 % až na 100 %, resp. z 60 % na 90 %. V období 1440 minut by hodnota využití kapacity měla být dle [5] 60 %, což infrastruktura včetně kolejí 902 a 904 u všech scénářů splňuje.

13


Obrázek 10 - Schéma židenického zhlaví s nově vloženou kolejovou spojkou Zdroj: autoři na podkladu SUDOP Brno, s. r. o. Pro zvýšení kapacity se v rámci provozně-organizačních úprav nabízí změna časové polohy spojů a změna trasování nákladních vlaků, které nevyžadují pobyt v ŽST Brno Maloměřice.

Závěr Kvalita dopravního provozu bude v případě realizace odsunuté polohy (Nádraží u řeky) závislá na vedení nákladní dopravy, především na četnosti vlakových spojů a jejich zpoždění. Sloučením nákladní a osobní dopravy vzniká řada kolizních míst, která jsou nejvíce citelná v obvodu brněnského zhlaví odb. Brno Židenice a severního zhlaví obvodu osobního nádraží. Sloučení nákladní a osobní dopravy je, z hlediska kvality dopravního provozu za stanoveného rozsahu dopravy a návrhu dopravní infrastruktury z roku 2009, nepřípustné. Současně si je třeba uvědomit, že stávající stav je dlouhodobě neudržitelný a rozsah vlakové dopravy v ŽST Brno hl. n. neodpovídá možnostem stávající dopravní infrastruktury.

Literatura [1] ROLNÍK, T. Kvalita dopravního provozu severního zhlaví a jeho přilehlých úseku ŽUB v odsunuté poloze, Diplomová práce, Univerzita Pardubice, 2014. 63 s. vedoucí práce, Ing. Ivo Hruban, Ph.D. [2] KOTRMAN, J. Historický vývoj brněnského železničního uzlu In 160 let železnice v Brně, 1. vyd. Brno: OPŘ ČD Brno, 1999. Kapitola 4. s. 30-42. 14


[3] MRÁZ, F. Vývoj řešení železničního uzlu Brno In 160 let železnice v Brně, 1. vyd. Brno: OPŘ ČD Brno, 1999. Kapitola 5. s. 43-44. [4] Referendum o přesunu hlavního nádraží bylo zbytečné [online] [cit. 8.10.2014] Dostupné z: [5] Železniční uzel Brno, modernizace průjezdu a 1. část osobního nádraží, Projekt, SUDOP Brno, s. r. o., 2009. 62 s. [6] International Union of Railways: UIC Leaflet 406: “Capacity”. vyd. 1., 2004, 56 s. ISBN 978-2-7461-2159-1 [7] Interní materiál SŽDC: Výhledový rozsah dopravy v železničním uzlu Brno, odbor Strategie, ze dne 21. 3. 2013 [8] Průzkumová analýza dat [online] [cit. 22. 11. 2014] Dostupné < http://user.mendelu.cz/drapela/Statisticke_metody/teorie%20text%20II.pdf>

Praha, březen 2015

Lektorovali:

prof. Ing. Vlastislav Mojžíš, CSc. nezávislý odborník Ing. Jan Hrabáček, Ph.D. České dráhy, a.s.

15

z:


Ondřej Štěpán1

Přístupy k prioritě tras vlaků při plánování jízdního řádu Klíčová slova: kapacita dráhy, pořadí vlaků, priorita, trasa vlaku

Úvod Určování pořadí tras při sestavě jízdního řádu (dále jen „JŘ“) je problémem, který je nutné řešit na tratích s velkou atraktivitou. Tedy na tratích, kde dochází k souběhu několika linek dálkové dopravy, na tratích se silnou regionální dopravou a na tratích, které jsou důležitými spojnicemi průmyslových center v oblasti nákladní dopravy. Dochází zde k časoprostorovým kolizím dopravci poptávaných tras a ke vzniku přebytku poptávky po přidělení kapacity dráhy (dále jen „KD“) nad její nabídkou. Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2012/34/EU o vytvoření jednotného evropského železničního prostoru [1] udává přídělci KD povinnost přistupovat k jednotlivým žádostem o přidělení KD nediskriminačně. Zároveň umožňuje na přetížených částech infrastruktury stanovit vhodná pravidla přidělování KD tak, aby byla zajištěna rovnováha na dopravním trhu mezi jednotlivými dopravními obory pro trvale udržitelný rozvoj evropského železničního prostoru. Při stanovování těchto pravidel je nutné vycházet z možností legislativy a skutečnosti, že celková nabízená KD je přímo ovlivňována poptávanými parametry tras vlaků a že je nutné, aby tato pravidla nesnižovala celkovou KD a pokud možno snižovala heterogenitu JŘ.

1.

Přístup k problematice v České republice

Základním dokumentem, který problematiku pořadí tras vlaků při sestavování JŘ řeší, je vyhláška č. 173/1995 Sb., kterou se vydává dopravní řád drah, v platném znění [2], která upravuje a konkretizuje ustanovení zákona č. 266/1994 Sb., o dráhách, v platném znění [3]. Vyhláška [2] přesně stanovuje v § 50, odst. 2 pořadí důležitosti vlaků a to v následujícím pořadí: •

mezinárodní vlaky, jejichž trasy jsou dohodnuty na mezinárodních konferencích o JŘ, • vnitrostátní vlaky osobní dopravy, které zajišťují přepravu cestujících, zavazadel a pošty, • nákladní vlaky zajišťující zejména přepravu zboží a prázdných vozů a • vlaky služební a lokomotivní.

1

Ing. Ondřej Štěpán, nar. 1988, Dopravní fakulta Jana Pernera Univerzity Pardubice, Katedra technologie a řízení dopravy. Specializace: železniční provoz, řízení železniční dopravy. 1


Paragraf 51 vyhlášky [2] pak dále specifikuje podmínky určování pořadí přidělování KD, dostanou-li se požadavky jednotlivých dopravců na stejném traťovém úseku do časové kolize. Provozovatel dráhy, event. jiný přídělce KD, pak upřednostní dopravce s mezinárodně dohodnutou trasou, větším rozsahem drážní dopravy v rámci závazku veřejné služby, větším rozsahem kapacity na vlak nebo dopravce s návazností JŘ k jiným dopravcům nebo druhům dopravy. Provozovatel dráhy ovšem také může dopravcům požadujícím přidělení KD v časově kolizní poloze navrhnout vedení vlaku tvořené náležitostmi více dopravců, dovolují-li to technické podmínky. V České republice přistupuje přídělce KD, Správa železniční dopravní cesty, s. o., k žádostem dopravců podle ustanovení Prohlášení o dráze celostátní a regionální [4], které má provozovatel dráhy ze zákona č. 266/1994 Sb., o dráhách, v platném znění [3], povinnost vydávat. Pořadí uvedené ve [4] vychází z právního předpisu [2]. Pořadí vlaků však [4] více konkretizuje. Přesáhne-li počet žádostí o přidělení KD samotnou kapacitu úseku, přidělí se KD podle následujícího pořadí: • •

pravidelná veřejná drážní doprava k zajištění dopravních potřeb státu, pravidelná veřejná drážní doprava k zajištění dopravní obslužnosti územního obvodu kraje, • pravidelné vlaky kombinované přepravy, • drážní doprava v rozsahu dle rámcové smlouvy, • pravidelná mezistátní osobní doprava, • pravidelné mezistátní nákladní vlaky. Pokud však provozovatel dráhy nebude moci podle výše uvedeného pořadí přidělit dopravci požadovanou KD, pak v rámci jednotlivých druhů vlaků rozhodne o přidělení kapacity s ohledem na další vlastnosti požadované trasy. Zejména na skutečnost, zda je požadovaná KD dohodnuta na mezinárodní konferenci, zda dopravce požaduje KD na delší období a pro větší rozsah dopravy, nebo požadovaná KD je ve veřejném zájmu aj. Pořadí vlaků při konstrukci JŘ u se u Správy železniční dopravní cesty, s. o. řídí Sm 69 Směrnice pro konstrukci jízdního řádu [5] a pořadím vlaků uvedeným v předpise SŽDC D1 Dopravní a návěstní předpis [6]. Zde je pořadí vlaků určeno podle konkrétního druhu vlaku. Problematikou přidělování KD a prioritou vlaků v podmínkách liberalizovaného dopravního trhu se zabývají autoři příspěvků Kušnír [7] a Binko [8]. Je v nich shodně poukazováno na velký rozdíl požadavků na infrastrukturu a na KD mezi dopravci provozujícími dopravu v závazku veřejné služby oproti dopravcům provozujícím dopravu na komerční riziko a dopravcům v nákladní dopravě. Rozdílnost, zejména v časovém horizontu plánování dopravy a v pohledu na kvalitu infrastruktury a nabízených tras, se dostává do rozporu s kvalitou systému železniční dopravy jako celku a dochází tím k oslabení síťového aspektu železniční dopravy. V obou příspěvcích je navrhováno tuto problematiku řešit zejména změnou legislativy tak, aby veřejný zájem byl nadřazen zájmu komerčnímu. Tato změna je zapotřebí nejen 2


na úrovni národní, ale i evropské. Autoři [7] a [8] shodně poukazují na fakt, že nákladní doprava by měla být posuzována na úrovni osobní dopravy v závazku veřejné služby, jelikož zvyšování podílu železniční dopravy na modal splitu nákladní dopravy je v obecném zájmu vyspělé společnosti. Další navrhovaná řešení problematiky přidělování KD, zejména na přetížených úsecích infrastruktury, jsou podle [7] a [8] v oblasti poplatku za dopravní cestu. V tomto případě by exponované trasy nebo trasy ohrožující rentabilitu dopravy v závazku veřejné služby měly být zpoplatněny vyšší sazbou, nebo by měly být takovéto trasy soutěženy. V krajním případě je nastíněna možnost dopravcům provozujícím vlaky v komerčním zájmu KD nepřidělit, pokud by byla ohrožena rentabilita provozu vlaků v závazku veřejné služby. V příspěvku autora Brejchy [9] je poukazováno na problém propustné výkonnosti tratí v oblasti velkých aglomerací, na jednokolejných úsecích tratí a na tratích s provozem vlaků na komerční riziko dopravců, kde je KD nedostatečná a dochází k degradaci jednotlivých segmentů systému železniční dopravy. Navrhovaným způsobem řešení popsaného problému je podle [9] možnost zvýhodnit dopravce při využití méně vytížené objízdné trasy slevou na poplatku za dopravní cestu nebo možnost definování minimálního měrného výkonu hnacího vozidla PD tak, aby byly maximálně využity možnosti dané infrastruktury. Žádosti dopravců o KD v případě, že nejsou splněny požadované parametry hnacích vozidel, zamítnout nebo jim KD přidělit v méně exponovaném období dne. Problematice přidělování KD ve vztahu k určování pořadí vlaků a udržitelnosti rozvoje systému železniční dopravy se věnuje i Kušnír v [10]. Autor [10] poukazuje na nutnost harmonizace jednotlivých segmentů železniční dopravy – dálkové, meziregionální, regionální, příměstské, vnitroměstské a nákladní. Nástrojem k docílení harmonizace může být proporcionalita v přidělování KD vlakům v jednotlivých segmentech a posílení úlohy PD při optimalizaci využití infrastruktury právě jednotlivými segmenty železniční dopravy. Na podobný problém, tedy nutnost hledání legislativních a organizačních opatření podporujících efektivní využívání kapacity a rovnoměrné přidělování KD jednotlivým segmentům železniční dopravy, poukazují i Kušnír a Ilík v [11]. Autoři uvádí nutnost hledání střednědobého nástroje pro rozvoj infrastruktury a využití její výkonnosti zejména formou úpravy systému zpoplatnění dopravní cesty pro dosažení cíle. Jako možnost rozvoje, zejména nákladní dopravy, je popsáno vytvoření garantovaných tras pro nákladní vlaky, které by splňovaly stanovené rychlostní a příp. i výkonnostní požadavky, čímž by bylo zajištěno rovnoměrnější využívání KD jednotlivými segmenty železniční dopravy. Většina doposud uvedených zdrojů nepřistupuje k určování pořadí tras vlaků s přihlédnutím k jejich parametrům (např. rychlost, hmotnost, kapacita soupravy, počet přepravovaných cestujících, návaznost mezi spoji, zaintegrování spoje aj.). Přístupy k určování priority vlaků s přihlédnutím k jejich vlastnostem popisuje Brejcha v [12]. Uvedené postupy jsou zejména pro potřeby simulačních modelů. Nabízí se zde možnost využít obdobný přístup i při sestavování JŘ. Zdroj [12] pracuje 3


s prioritou jednotlivých druhů vlaků pomocí vektoru vah zjištěného některou metodou diskrétního vícekriteriálního hodnocení variant. Další možnost řešení problému přidělování KD formou poplatku za dopravní cestu, který zohledňuje alespoň z části využívání nabízených možností infrastruktury dopravcem, popisuje Soukup ve [13] vycházející ze Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2012/34/EU [1]. Přístup provozovatele dráhy k výpočtu poplatku za dopravní cestu se má odvíjet, kromě ekonomických ukazatelů, od zatížení daného úseku infrastruktury, kde je KD dopravcem poptávána, od míry hluku a jízdy vlaku pod kontrolou systému evropského vlakového zabezpečovače ETCS (dále jen „ETCS“), což lze implementovat i do oblasti určování pořadí jednotlivých vlaků. Metody a modely konkurenčního prostředí na železničním trhu a jeho chování a přístup jednotlivých subjektů na tomto trhu popisuje Kvizda a spol. v publikaci [14]. Autoři se zde ovšem zaměřují zejména na hodnocení mikroekonomických charakteristik trhu železniční dopravy a jeho chování v uzavřené nebo otevřené formě. K hodnocení trhu a jednotlivých subjektů popisují možnost a vhodnost použití ekonometrických metod na základě modelů vývoje přepravní poptávky a nákladů. Okrajově ovšem upozorňují i na problematiku přidělování KD v podmínkách liberalizovaného trhu. Na příkladu Německa je popsána problematika rozhodování při kolizi požadovaných tras. Je poukázáno na nutnost nediskriminačního přístupu přídělce KD k dopravcům a výhody a nevýhody rámcových smluv jako možného prvku brzdícího liberalizaci železničního trhu. Autoři [14] poukazují na využívání aukcí jednotlivých tras (nebo balíčku tras), o které projeví zájem více dopravců, jako na nástroj pro zajištění nediskriminačního přístupu ke všem dopravcům.

2.

Přístup k problematice v zahraničí

Problematika určování pořadí jízd vlaků je v zahraničí řešena v oblasti přidělování KD obdobně jako v České republice. Základním dokumentem, ze kterého vychází dokumenty upravující problematiku v Evropské unii, je Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2012/34/EU o vytvoření jednotného evropského železničního prostoru [1]. Směrnice [1] se zaměřuje v oblasti přidělování KD zejména na výběr poplatků a systém bonusů a malusů k motivaci dopravců využívat infrastrukturu tak, aby nedocházelo k jejímu přetěžování. Je zde uvedena zejména možnost provozovatele dráhy prohlásit ty části infrastruktury, kde poptávka po KD převyšuje její nabídku, za přetíženou infrastrukturu. Na této části infrastruktury následně zvolit vhodná pravidla pro přidělování KD jako např.: • • • •

nastavit kritéria zohledňující význam dané služby poskytované železniční dopravou pro společnost ve srovnání s jinou službou, určitým dopravním proudům poskytnout časově omezené slevy nebo naopak přirážky na poplatku za dopravní cestu v exponovaném období, nastavit systém slev na poplatku za dopravní cestu tak, aby byly více využívány nepřetěžované části infrastruktury, nastavit systém odměňování dopravců za minimalizaci závad a plnění výkonu. 4


Ze směrnice [1] vyplývá v jednotlivých státech EU a státech, které se také zavázaly k vytvoření jednotného evropského železničního prostoru, povinnost pro provozovatele dráhy zpracovávat prohlášení o dráze – Network Statement. Všechny dokumenty, včetně toho vydávaného v České republice, mají stejnou strukturu a obsahují velmi podobné informace. V oblasti problematiky přidělování KD se liší pouze přizpůsobením se místním legislativním parametrům daného státu. Některé přístupy, zejména odlišné od přístupu v České republice, jsou uvedeny v závěru této kapitoly. Problematikou přidělování KD na liberalizovaném dopravním trhu se zabývá článek Gibsona [15]. Zde je popisována problematika vzniknuvší ve Velké Británii po privatizaci železničního sektoru a po zahájení provozování drážní dopravy na základě franchisingu. Autor ve článku poukazuje na vyšší nákladovost zatíženějších úseků infrastruktury a navrhuje 3 základní mechanismy přidělování KD: • •

•

administrativní – na základě stanových pravidel a kritérií (druh vlaku aj.), systém nenutí dopravce využívat možností infrastruktury a úrovně spolehlivosti provozu, nákladový – vychází z legislativy EU a myšlenky, že více zatížené úseky vyžadují vyšší náklady na zajištění provozuschopnosti dráhy a provozování drážní dopravy, což by se mělo odrazit v poplatku za dopravní cestu a vybrané finance využít k rozvoji sítě, tržní – založený na aukci tras, kdy rozhoduje vyšší cena za soubor požadovaných tras.

Gibson v [15] na základě zkušeností ve Velké Británii konstatuje, že k tržnímu mechanismu je malá vůle ze strany jednotlivých aktérů a jako nejvhodnější mechanismus přidělování KD se jeví mechanismus založený na nákladech (stanovení systému poplatků za dopravní cestu včetně systému cenových signálů). Jako Gibson v [15] i článek Nilssona [16] popisuje způsob mechanismu přidělování KD. Autor se ve článku zabývá ekonomickými vlivy na provoz infrastruktury při rozhodování se o přidělení KD. Zároveň řeší problematiku aukce tras a jejího dopadu na konečnou cenu za přidělenou trasu. V metodice je do jisté míry, díky promítnutí oportunitních nákladů, zahrnuta i myšlenka nutnosti využívání parametrů dráhy, aby nedocházelo ke snižování propustné výkonnosti. Ve článku Abrila [17] je podrobněji poukazováno na souvislost přidělování KD a kapacity tratě. Jsou zde uvedeny metody výpočtu propustné výkonnosti tratí a vliv konstrukce JŘ, rychlostí vlaků a použitého vlakového zabezpečovacího zařízení právě na propustnou výkonnost. Zároveň je poukázáno na možnost homogenizace tras vlaků jako nástroje pro lepší využívání propustné výkonnosti. V [17] je zároveň poukázáno na článek autorů Harkera a Honga [18], který sleduje vliv rovnováhy vnitřního trhu železniční dopravy na kapacitu tratí a sestavu JŘ. Autoři [18] řeší problematiku alokace tras vlaků pomocí aparátu teorie her a cílem je zajištění globálně optimální ceny. 5


Obdobně jako v České republice je i v Polsku u PD Polske linie kolejowe SA při přidělování KD postupováno podle stanového pořadí druhů vlaků, jak uvádí [19], přičemž zejména regionální a meziregionální doprava je v hierarchii přidělování KD upřednostňována pouze ve vyjmenovaných obdobích, přepravních špičkách, a to podle příjezdu (ráno) nebo odjezdu (odpoledne) do určitého uzlu. Na přetížených částech infrastruktury, kde dochází k vzájemnému konfliktu požadavků dopravců na přidělení KD, se podle [19] umožňuje zkrácení cestovní doby na takovémto úseku regulováním zastavovací politiky, hmotnosti nebo výkonu hnacího vozidla. Pokud ani tak není možné KD přidělit, je přidělena v poloze s ohledem k technicko-provozním podmínkám a s ohledem na co nejúčelnější využití propustné výkonnosti. Na síti Schweizerische Bundesbahnen se podle [20] uplatňuje systém slev na poplatcích za dopravní cestu. Tento systém slev je určen pro ty části infrastruktury, které jsou vybaveny stacionární částí ETCS. Pokud dopravce jedoucí po takto vybavené infrastruktuře využívá pro jízdu vlaku systém ETCS, pak je mu z poplatku za dopravní cestu poskytnuta sleva. Jeden z nejpropracovanějších systémů přidělování KD je využíván v Rakousku u ÖBB Infrastruktur a je uvedený v [21]. Zde jsou stanovena jednak obecná pravidla pro účelné využívání KD jako je sdružování tras vlaků (do jedné časové polohy), harmonizace rychlostí vlaků a systematizace JŘ, jednak jsou určena pořadí pro tratě prohlášené za přetížené a pro tratě ostatní. Tato pravidla se v podstatě neliší od dosud uvedených (preference taktové a mezinárodní dopravy, preference dopravy vycházející z rámcové smlouvy, preference veřejné služby ve vyhlášených přepravních špičkách aj.). Kromě těchto pravidel jsou vyjmenovány některé přetížené nebo specifické úseky a pro ně jsou stanovena pravidla pro přidělování KD zvlášť tak, aby byly tyto úseky využívány takovými segmenty dopravy, pro který jsou primárně určeny a aby tak byly maximálně využívány technické možnosti dané infrastruktury. Například novostavba trati Unterinntal je určena pro vlaky osobní dopravy se stanovenou rychlostí V ≥ 200 km·h-1 a pro vlaky nákladní dopravy se stanovenou rychlostí V ≥ 100 km·h-1. Pro ostatní dopravu slouží paralelní původní trať. Velmi obdobně se k přidělování KD přistupuje i na trati Wien – St. Pölten, kde jsou navíc pro vlaky jednotlivých segmentů dopravy a stanovených rychlostí vyčleněna časová okna podle směru (východ/západ). Veškerá ostatní doprava nesplňující kritéria stanovená v [21] pak musí využívat paralelní původní trať. Obdobná situace je u tratí v uzlu Wien.

Závěr Za základní možnost určování pořadí jízd vlaků je v oblasti přípravy a plánování JŘ stanovení pořadí podle druhu vlaku legislativním dokumentem. Tento přístup ovšem není na liberalizovaném železničním trhu při požadavku na zvyšování konkurenceschopnosti železniční dopravy příliš vhodný. Většina analyzovaných zdrojů, jak z České republiky, tak ze zahraničí, uvádí jako nástroj pro určování pořadí tras vlaků při přípravě a plánování JŘ možnost úpravy současného systému výpočtu poplatku za dopravní cestu. Nově nastolený systém výpočtu poplatku za dopravní cestu by měl více zohledňovat dopravcem poptávané přidělení KD ve vztahu 6


k vlastnostem infrastruktury. Změna v systému zpoplatnění by měla vést ke stabilizaci situace na přetížených úsecích infrastruktury. Tento systém by měl nutit dopravce lépe využívat možností infrastruktury pro různé segmenty železniční dopravy pro zachování síťovosti a konkurenceschopnosti železniční dopravy. Především v zahraničí je věnována poměrně velká pozornost možnosti aukce tras vlaků na přetížených úsecích infrastruktury nebo tam, kde se dostávají poptávané trasy vlaků do vzájemného konfliktu. Přístup ke způsobu provedení aukce a k určování ceny za předmětné trasy je založen na ekonomických ukazatelích. Dalšími možnými nástroji k rozhodování o přidělení KD při plánování a přípravě JŘ, které nejsou založeny na poplatcích za dopravní cestu nebo na rentabilitě přidělování KD, je segregace provozu a stanovení vah jednotlivým druhům vlaků. Segregace provozu spočívá v tom, že určité tratě se prohlásí za tratě určené pouze pro vybraný segment železniční dopravy. Tento způsob ovšem předpokládá možnost využití jiných tratí pro ty segmenty železniční dopravy, které nemohou vybranou část infrastruktury pojíždět. Zavedením segregovaného provozu má bezpochyby pozitivní vliv na propustnou výkonnost úseku, jelikož dojde ke snížení heterogenity tras vlaků z pohledu vlastností jednotlivých poptávaných tras. Na druhou stranu metoda určení vah jednotlivým druhům vlaků umožňuje nesegregovaný provoz na všech tratích. Nelze ale v tomto případě stanovit váhy plošně pro jednotlivé druhy vlaků, jelikož na každý jednotlivý druh vlaku lze na různých místech pohlížet jinak a může být ze subjektivního pohledu jinak preferovaná. V úrovni plánování a přípravy JŘ, která předchází operativnímu řízení, je povětšinou problematika priority tras vlaků řešena pomocí výše poplatku za dopravní cestu. Tento nástroj se pro motivaci dopravců může jevit jako dostačující. Nicméně v současné době je pouze okrajově řešena problematika rozhodování o přidělování KD pomocí jiného mechanizmu, než je systém poplatků za dopravní cestu. Pohled na řešenou problematiku je v současnosti praktický. Naskýtá se proto prostor pro zkoumání a vývoj systému rozhodování, který nebude k problematice přistupovat hledáním optimálních ekonomických ukazatelů, ale hledáním technologického postupu pro optimální využívání infrastruktury. Tento příspěvek vznikl za podpory projektu Studentské grantové soutěže Univerzity Pardubice č. SGSDFJP_2015001.

Použité zdroje a literatura [1]

[2]

Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2012/34/EU ze dne 21. listopadu 2012 o vytvoření jednotného evropského železničního prostoru, v přepracovaném znění [online]. [cit. 2012-05-29]. Dostupné z: http://www.mdcr.cz/NR/rdonlyres/E7D56327-89ED-4667-801E74420D74A187/0/32012L0034evropskyzelprostor.pdf Vyhláška 173/1995 Sb., kterou se vydává dopravní řád drah v platném znění. [cit. 2015-03-16]. 7


[3] [4]

[5]

[6] [7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

Zákon č. 266/1994 Sb., o dráhách, v platném znění. [cit. 2015-03-16]. Prohlášení o dráze celostátní a regionální platné pro přípravu jízdního řádu 2016 a pro jízdní řád 2016 [online]. Praha: Správa železniční dopravní cesty, s. o. 2014. 82 s. [cit. 2015-03-15]. Dostupné z: http://www.szdc.cz/soubory/prohlaseni-o-draze/2016/prohlaseni-2016.pdf. SŽDC Sm 69 Směrnice pro tvorbu jízdního řádu státní organizace Správa železniční dopravní cesty. Praha: Správa železniční dopravní cesty, s. o. 2013. 30 s. Dostupné z: http://provoz.szdc.cz/. Interní předpis. SŽDC D1 Dopravní a návěstní předpis. Praha: Správa železniční dopravní cesty, s. o. 2013. 362 s. Revize 1. 7. 2013. KUŠNÍR, J. Železniční systém a liberalizace. In: Koexistence železniční osobní dopravy v závazku veřejné služby a na komerční riziko dopravců. Mikulov: Mezinárodní odborná konference. 2012. Přednáška. BINKO, M. Open Access a manažer infrastruktury. In: Koexistence železniční osobní dopravy v závazku veřejné služby a na komerční riziko dopravců. Mikulov: Mezinárodní odborná konference. 2012. Přednáška. BREJCHA, R. Modernizace železniční sítě a její kapacita. In: ŽelAktuel 2014 – Možnosti optimalizace využití železniční dopravní infrastruktury. Praha: Odborné kolokvium. 2014. Přednáška. KUŠNÍR, J. Možnosti zvyšování rychlosti na české železnici. In: ŽelAktuel 2013 – Zvyšování rychlosti na stávající železniční infrastruktuře. Praha. Odborné kolokvium. 2013. ISBN 978-80-86530-88-8 KUŠNÍR, J. a J. ILÍK. Konkurenceschopná železniční osobní doprava v období 2015 – 2015. In: Konkurenceschopná železniční osobní doprava v období 2015 – 2025. Jeseník: Mezinárodní odborná konference. 2013. Přednáška. BREJCHA, R. Priorita vlaků. In: Vědeckotechnický sborník ČD [on-line]. Praha: Generální ředitelství Českých drah, a. s. 2011. roč. 2011. č. 31. 8 s. [cit. 2014-02-08]. ISSN: 1214-9047. Dostupné z: http://vtsb.cd.cz/VTS/CLANKY/vts31/3105.pdf. SOUKUP, L. Zpoplatnění ŽDC jako nástroj dopravní politiky. In: ŽelAktuel 2014 – Možnosti optimalizace využití železniční dopravní infrastruktury. Praha: Odborné kolokvium. 2014. Přednáška. KVIZDA, M et al. Modely a metody regulace konkurenčního prostředí na trhu železničních dopravních služeb. Brno: Masarykova univerzita. 2013. 231 s. Železniční reformy, sv. 1. ISBN 978-802-1067-332. GIBSON, S. Allocation of capacity in the rail industry. Utilities Policy [online]. 2003. vol. 11. issue 1. s. 39-42 [cit. 2014-08-07]. DOI: 10.1016/S09571787(02)00055-3. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0957178702000553 NILSSON, J-E. Allocation of track capacity. International Journal of Industrial Organization [online]. 1999. vol. 17. issue 8. s. 1139-1162 [cit. 2014-10-07]. DOI: 10.1016/S0167-7187(99)00016-8. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0167718799000168 ABRIL, M. et al An assessment of railway capacity. In: Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review [online]. 2008. s. 774806 [cit. 2014-11-02]. ISSN 13665545. DOI: 10.1016/j.tre.2007.04.001. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1366554507000579 8


[18]

[19]

[20]

[21]

HARKER, P. T. a S. HONG. Pricing of track time in railroad operations: An internal market approach. Transportation Research Part B: Methodological [online]. 1994. vol. 28. issue 3. s. 197-212 [cit. 2014-11-28]. DOI: 10.1016/0191-2615(94)90007-8. Dostupné z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/0191261594900078 Network Statement: Regulations on Train Paths Allocation and use of Allocated Train Paths by Licensed Railway Undertakings within Timetable 2013/2014 [online]. Warszawa: PKP Polske Linie Kolejove S. A. 2013 [cit. 2014-08-10]. Dostupné z: http://www.plksa.pl/files/public/user_upload/pdf/Reg_przydzielania_tras/Regulamin_2013_20 14/08.08.2014/Network_Statement_2013-2014_v16_Internet.pdf Network Statement 2015 [online]. Bern: SBB AG. 2013 [cit. 2014-10-11]. Dostupné z: http://www.sbb.ch/sbb-konzern/sbb-alsgeschaeftspartnerin/angebote-fuer-evus/onestopshop/grundlagennetzzugang.html Schienennetz-Nutzungsbedingungen 2015 der ÖBB-Infrastruktur AG [online]. Wien: ÖBB-Infrastruktur AG. 2013 [cit. 2014-08-21]. Dostupné z:http://www.oebb.at/infrastruktur/de/_p_3_0_fuer_Kunden_Partner/3_2_Schie nennutzung/3_2_2_SNNB/Schienennetznutzung_Downloads_2015/02_DMS_ Dateien/Schienennetznutzungsbediengungen2015.jsp

Praha, březen 2015

Lektorovali:

prof. Ing. Vlastislav Mojžíš, CSc. Univerzita Pardubice Ing. Jan Hrabáček, PhD. České dráhy, a.s.

9


Stanislav Valdman1

Technologie překládky jednotek kombinované přepravy Klíčová slova: kombinovaná přeprava, kontinentální nákladní doprava, vertikální/horizontální překládka, intermodální návěs, výměnná nástavba, Bílá kniha, ModaLohr, CargoBeamer, Mobiler

Úvod Překládku intermodálních návěsů a výměnných nástaveb lze v rámci systému kombinované přepravy (KP) mezi jednotlivými druhy dopravy uskutečnit ve vertikální nebo horizontální rovině pomocí vhodně konstrukčně řešené překládací technologie. V podmínkách České republiky je používána pouze konvenční vertikální překládka těchto přepravních jednotek. Speciální překládací technologie umožňující horizontální překládku mezi jednotlivými druhy dopravy nejsou v překladištích kombinované přepravy v ČR doposud aplikovány. Jedná se o pokroková technologicko-konstrukční řešení, která jsou vyvíjena a následně aplikována především jako pilotní projekty pro nově vznikající linky a budované terminály kombinované přepravy. Každý z těchto nových konstrukčních přístupů k překládce uvedených jednotek KP vyžaduje vlastní specifické a technologické řešení a zázemí. Zpracovaný textový materiál popisuje přínos těchto řešení, která mají přispět ke zvýšení kvality nákladní dopravy v měřítku evropského společenství.

1. Překládkové technologie systému kombinované přepravy Současná podpora rozvoje kontinentálního systému kombinované přepravy, která je koncepčně prosazována a podporována na evropské úrovni ze strany Evropské komise (EK), dále na úrovni národních dopravních strategií a politik klade vysoké nároky na zvýšení efektivnosti systému kombinované přepravy. Jako určité úzké místo systému KP, tzv. bottleneck lze označit proces překládky mezi jednotlivými druhy dopravy. Kontinentální KP přeprava využívá především přepravní jednotky intermodální silniční návěs a výměnná nástavba. Tyto jednotky lze samozřejmě také odbavit, (přeložit) v terminálech s vybavením a kapacitou určenou pro obsluhu velkoobjemových mezikontinentálních linek KP, tedy ISO kontejnerů. Avšak tím, že stávající přepravní objemy vnitrozemských KP přeprav nedosahují takových hodnot jako přepravní objemy kontejnerů v mezikontinentálních přepravách, při budování a rozvoji překladišť pro kontinentální linky se hledá jiných investičně a provozně 1

Ing. Stanislav Valdman, 1978, absolvent oboru Silniční a městská automobilová doprava, Technická fakulta ČZU. V současné době působí v oblasti kontejnerové dopravy u rejdařské společnosti Mediterranean Shipping Company a je studentem III. ročníku doktorandského studia na Technické fakultě ČZU, kde zpracovává disertační práci se zaměřením na oblast kombinované přepravy v kontinentální nákladní dopravě. 1


dostupných řešení, než je investice do velkokapacitní technologie pro překládku ISO kontejnerů jako např. stohovací portálové jeřáby. Z tohoto důvodu jednotlivá překladiště určené pro obsluhu kontinentálních přepravních toků využívají odlišné systémy a konstrukční technologie, které efektivněji umožní překládku zboží mezi jednotlivými druhy dopravy. • Vertikální technologie překládky • Horizontální technologie překládky Vertikální překládka je překládka, při které je přepravní jednotka přemístěna pomocí manipulačních zařízení umístěných na manipulačních mechanizmech a v určité fázi překládky je přepravní jednotka spojena jen tímto mechanizmem. [2] Horizontální překládka je způsob překládky, kdy není přepravovaná jednotka zcela zvednuta, to znamená, že je stále ve styku, nebo alespoň částečně s dopravním prostředkem nebo se zemí či rampou. [2]

2. Vertikální technologie překládky Vertikální technologie je konstrukčně vyvinuta především pro překládku ISO kontejnerů, případně výměnných nástaveb. Překládací mechanismy pro zajištění manipulace s přepravními jednotkami lze rozdělit do následujících kategorií: • Stohovací portálové jeřáby • Speciální mobilní překládací prostředek (reach stacker) Vertikální systém se využívá také i pro překládku silničních intermodálních návěsů. Intermodální návěs je i na tento způsob překládky konstrukčně navržen, avšak konstrukce plně naloženého intermodálního návěsu je vystavena silnému namáhání.

Obr. 1 - Vertikální překládka [1, 4] 2.1 Stohovací portálové jeřáby Konstrukce portálového jeřábu je navrhována dle plánované kapacity terminálu, nejčastěji se jedná o obsluhu velkých objemů přepravních jednotek (kontejnerů). Rozpětí portálového jeřábu je minimálně 24,5 m a běžně se navrhuje pro obsluhu 8 a více nakládacích/vykládacích kolejí (vnitřní část). Jeřáby jsou navrhovány s jednostranným nebo oboustranným přesahem ramen pro následnou manipulaci, 2


překládku a deponaci přepravních jednotek. Jeřáby pojíždějí po vlastní kolejové dráze, kabina jeřábu je umístěna v horní části konstrukce a vlastní manipulace s přepravními jednotkami je uskutečňována pomocí speciálního úchytového zařízení tzv. spreaderu. Konstrukčně se jedná o závěsný rám, který zabezpečuje automatické spojení a rozpojení přepravní jednotky (kontejneru) s ramenem jeřábu při manipulaci.

Obr. 2 - Stohovací portálový jeřáb, Cargo center Graz [5] Manipulační plocha jeřábu je vymezena navrženou konstrukcí v minimální šíři zhruba 45 m a délkou pojezdové dráhy. Délka přesahu ramen má vliv na počet silničních pruhů (pozic), překládkových železničních kolejí a deponovaných řad přepravních jednotek. Tato technologie svým rozsahem, kapacitou, nízkou flexibilitou a především vysokou investiční náročností není příliš vhodná pro obsluhu linek kontinentální kombinované přepravy. V terminálech se lze ještě také setkat s menšími portálovými jeřáby, jejichž pohyb není realizován po kolejových drahách, ale jeřáby jsou na bočních stojinách osazeny pneumatikami. Nevýhodou jsou vysoké náklady na provoz, následnou údržbu. Tento typ jeřábů také trpěl poměrně vysokou poruchovostí zejména systému hydrauliky. Tato technologie byla postupně nahrazena mobilním výsuvným stohovačem, nebo pokud byla zachována, plní pouze záložní funkci. 2.2 Mobilní překládací prostředek Konstrukčně se jedná o speciální vozidlo určené pro manipulaci se všemi druhy přepravních jednotek KP. Vozidlo lze charakterizovat jako čelní výsuvný stohovač, který je určen pro manipulaci s ISO kontejnery, výměnnými nástavbami a intermodálními silničními návěsy. Výsuvný stohovač je osazen teleskopickým ramenem, tzv. výložníkem. Na konci výložníku je umístěno vrchní úchytové zařízení tzv. spreader, který je osazen kleštinovým adaptérem, tzn. kleštiny pro manipulaci s výměnnými nástavbami a intermodálními návěsy. Přepravní jednotka je kleštinami uchopována za její spodní část, nosný rám. Vrchní spreader je často konstruován jako otočený o 360°, což obsluze umož ňuje různé varianty manipulace.

Obr. 3 - Čelní výsuvný stohovač [4] 3


Spreader lze mimo natáčení vybavit bočním posuvem a naklápěním, což v provozu přispívá k vyššímu komfortu ovládání překládané jednotky mezi silniční soupravou a železničním vozem. Bezpečné uchopení nástavby je automaticky signalizováno obsluze překladače, čímž dochází ke snížení vzniku nehody a následného poškození překládaných přepravních jednotek. [2] Volba vybavení a parametry překladače jsou konstrukčně navrženy dle očekávaného výkonu překladiště nebo terminálu. Výroba probíhá v malých výrobních sériích a každý překladač je vyroben dle předem definovaných požadavků zákazníka. Nespornou výhodou tohoto překládacího prostředku je jeho mobilita a flexibilita v rámci manipulací při překládkách mezi jednotlivými druhy dopravy. S rozvojem systému KP přepravy v posledních letech lze sledovat trend k použití horizontální technologie pro překládku intermodálních silničních návěsů.

3. Horizontální technologie překládky Plán jednotného evropského dopravního prostotu (Bílá kniha) podporuje nové přístupy pro účinné propojení jednotlivých druhů dopravy a současně vede k navýšení účinnosti jednotlivých procesů, ze kterých se systém KP skládá. [3] Jako určité kolizní a kritické místo systému KP lze spatřit ve vertikální překládce jednotek KP (intermodální návěs, výměnná nástavba). Při této manipulaci dochází k nadměrnému namáhání jejich konstrukcí. Aby se zamezilo nadměrnému namáhání těchto jednotek a snížení prostojů včetně nákladů na překládku, jsou vyvíjeny systémy pro tzv. horizontální překládku. Horizontální překládka přepravní jednotky (silniční intermodální návěs, výměnná nástavba) mezi dvěma různými typy dopravy (silnice/železnice) bez použití vertikálního čelního stohovače (reach stacker). 3.1 Technologie ModaLohr Technologie ModaLohr, tzv. (Road on Rail) byla vyvinutu francouzskou konstrukční společností LOHR Group v r. 1999 a v r. 2003 byl spuštěn provoz první pravidelné linky mezi terminály Aiton (Francie) a Orbassno (Itálie). Cílem tohoto pilotního projektu bylo převést značný objem přeprav nebezpečného zboží podléhající úmluvě ADR ze silniční na železniční dopravu. V počátcích svého zavedení systém převážně plnil roli doprovázené dopravy. Konstrukčně je technologie složena ze dvou základních prvků: •

Terminál se speciálními stavební prvky (rampy) a ovládacím hydraulickým zařízením v kolejišti

•

Článkový železniční vůz – speciální mechanické konstrukční řešení

Železniční vůz je konstrukčně navržen jako nízkoplošinový vůz s otočnou platformou pro šikmý přejezd celé silniční návěsové soupravy. Při překládce se platforma pootočí o 30° a tím je optimáln ě zajištěn šikmý nájezd silniční soupravy na železniční vůz. Konstrukčně je platforma (střední část železničního vozu) umístěna na otočném čepu, který je ovládán obsluhou terminálu. Po vychýlení platformy o 30° najede 4


silniční souprava na železniční vůz, následně dojde k odpojení intermodálního návěsu a ložná část vozu se pootočí zpět do původní polohy. (Ložná střední plocha vozu je umístěna ve výšce zhruba 150 mm nad temenem kolejnice). Proces nakládky/vykládky silničních intermodálních návěsů může probíhat na všech vozech zároveň, nebo individuálně dle aktuální potřeby. [6]

Obr. 4 - Konstrukční prvky terminálu a železničního vozu [6] Technologický proces překládky Ucelený nákladní vlak je v terminálu přistaven na předem definované pozice podél najížděcích ramp. Následně dojde pomocí zvedacího zařízení (umístěno trvale v kolejišti terminálu) k nadzvednutí ložné plochy vozu a hydraulicky poháněné válečky pootočí se středovou platformou železničního vozu tak, aby mohlo dojít k odpojení nebo připojení návěsu na silniční tahač. Při vykládce návěsů z železničních vozů řidič tahače k rampě nacouvá. Tento typ horizontální překládky umožňuje dosahovat celkového času překládkových manipulací u celé vlakové soupravy o cca 700 m méně než 30 min.

1

2

3

4

Obr. 5 - Horizontální překládka ModaLohr [6] Nasazení systému a jeho reálné využití Technologie je koncepčně zaměřena na zajištění vysoké spolehlivosti a minimalizaci nákladů na údržbu vozového parku železničních vozů, které pro tento systém byly speciálně vyvinuty. Železniční vůz je konstruován pouze z mechanických komponentů, veškeré hydraulické vybavení je stavební součástí speciálně navrženého terminálu pro tuto technologii. To sebou však nese vysoké investice na vybudování překladiště a současně speciální konstrukce železničního vozu znamená vyšší pořizovací náklady na flotilu oproti běžným kapsovým železničním vozům. 5


Jak bylo uvedeno, systém je v reálném provozu přeprav využíván na lince mezi zeměmi Francie a Itálie. Jedná se o spárované terminály Aiton/Orbassano. Technologie je dále zavedena na tranzitující lince přes celé území Francie, mezi terminály Perpignan (Francie) / Bettemburg (Lucembursko) a je v režimu nedoprovázené dopravy (provozována pod názvem Lorry Rail). Provozovatel linky KP udává porovnávací informaci, vzdálenost mezi terminály 1060 km ucelený vlak uskuteční za 13 h, návěsová souprava po silniční síti za 17 až 22 h. Rozvoj systému ve Francii se plánuje na trase Bayone (Irun) – Lille, linka je trasována přes Paříž a bude tvořit západní paralelu ke stávající trase Lorry Rail. Linka bude obsluhovat přepravní toky ve směru Španělsko/Francie/Holandsko/Velká Británie. Společnost LOHR plánuje rozvoj této technologie také směrem do střední a východní Evropy. Dle výrobce této technologie by komplexní síť linek KP dokázala přepravit až 1 mil návěsů ročně. [6] 3.2 CargoBeamer Horizontální technologie CargoBeamer pro překládku intermodálních návěsů byla vyvíjena v Německu v průběhu let 1998 – 2003 a posléze byla patentována. Pak následovalo období vývoje a výstavba prototypu překládkového terminálu (r. 20082010) včetně výroby 3 podvozkových železničních vozů. Konstrukčně je technologie složena z následujících základních prvků: •

•

Terminál se speciálními stavební prvky. o

překládkové rampy s válečkovými dopravníky a integrovaným pohonem pro posun a oddělení platformy pro ložení silničního návěsu

o

přesunovací mechanismus (umístěn mezi rampou a překládkovou kolejí) s příčnými rameny, po kterých se uskutečňuje posun ložné platformy

Podvozkový železniční vůz – speciální mechanické konstrukční řešení s posuvnou a současně i oddělitelnou ložnou platformou.

Obr. 6 - Konstrukční řešení vozu [7] Konstrukčně se jedná o zcela nové řešení podvozkového železničního vozu, který umožňuje horizontální překládku silničního návěsu pomocí posuvné ložné platformy. Konstrukce vozu dle posuvné platformy je nazývána „JetModule“. Jedná se páteřový podélník, který nese a současně zajišťuje posuvnou a oddělitelnou ložnou platformu 6


pomocí aretačních spojek. Železniční vozy systému CargoBeamer jsou navrženy jako 18,5 m dlouhé článkové vozy (délka včetně nárazníků) o vlastní hmotnosti 21 t, konstrukční nápravové zatížení 22,5 t, maximální rychlost 120 kmh-1. [7]

Obr. 7 - Stavební řešení terminálu [7] Vlastní stavba terminálu je navržena jako kompletace z typizovaných modulů a lze jej sestavit dle plánované kapacity. Konstrukce terminálu je navržena pro překládku silničních návěsů na obě strany koleje a pro nepřízeň počasí lze provést i zastřešení překládkové části. Technologický proces překládky Ucelený nákladní vlak je v terminálu tzv. CargoGate přistaven na předem definované pozice. Následně dojde k procesu vysunutí ložné platformy železničních vozů s naloženými silničními návěsy. Výsuv platformy provádí zvedací zařízení, které je uložené pod železničním vozem. Ložná platforma se pak pomocí válečkového dopravníku přesune na překládkovou rampu. Na rampy podél uceleného vlaku následně najíždějí silniční tahače, přebírají a odvážejí návěs. Nakládka návěsu probíhá v opačném sledu. Silniční souprava najede na přistavenou posuvnou platformu a na přesně vymezených pozicích nastane odpojení a následné zajištění návěsu na platformě. Po tomto úkonu se posuvná platforma s naloženým návěsem přesune zpět na železniční vůz. Systém vyžaduje příslušnou koordinaci nakládky a vykládky. [7] Nasazení systému a jeho reálné využití Systém je v reálném provozu instalován v Lipsku/Engelsdorf a je využíván pro zásilky středních hmotností, aktuálně v oblasti automotive. Provozovatel terminálu udává porovnávací informaci, ucelená souprava o 22 železničních vozech je přeložena zhruba za 15 min. Tím, že železniční vůz je konstruován i pro vertikální vyjmutí ložné platformy je možné platformu vyjmout pomocí kleštin stohovače, aniž by se vertikální překládkou manipulovalo s jednotkou KP jako samotnou. To umožňuje využívat systém CargoBeamer na linkách KP i mezi nespárovanými terminály. Překládková technologie dosahuje vysokého stupně automatizace a tím je dosaženo rychlého a efektivního přeložení jednotky KP mezi jednotlivými druhy dopravy. Tyto úspory vedou ke zvýšení kvality KP jako systému za současně přispívají ke snížení příslušných provozních nákladů. [7] 7


3.3 Mobiler Horizontální technologie Mobiler je určena pro překládku výměnných nástaveb v délkách 7,15 m, 7,85 m a ISO kontejnerů. Technologie byla vyvinuta v Rakousku a od r. 2002 je úspěšně využívána společnosti OBB Rail cargo Austria (RCA) v překladištích KP a menších terminálech. Konstrukčně se jedná o mechanismus, který se dodatečně montuje na sériově vyráběná nákladní vozidla, nejčastěji (kategorie N3) a přívěsné zařízení (kategorie O4). Hmotnost montované sady Mobiler se pohybuje v rozmezí 1,5 – 2,5 t v závislosti na plánované nosnosti. Technologie je složena z následujících základních prvků: [8] •

Výměnná nástavba – montážní sada dvou příčných profilů, které se dodatečně namontují na rám spodní části výměnné nástavby.

•

Silniční vozidlo – montáž dvou posuvných překládacích ližin.

•

Standardní železniční vůz pro kombinovanou přepravu – dodatečná montáž příčných pásů, které zajistí krokový posun překládacích ližin.

•

Terminál – bez nutnosti stavebních úprav.

Obr. 8 - Montážní sada na silničním vozidle [8] Technologický proces překládky K přistaveným železničním vozům s výměnnými nástavbami a technologií Mobiler se paralelně přistaví do přesně definovaných pozic dle sensorů silniční vozidlo, aby posuvné ližiny ze silničního vozidla mohly být zasunuty do příčných profilů na spodní straně výměnné nástavby. Po aktivaci systému na silničním vozidle dojde k přemístění ližin do spodních profilů nástavby a následně dochází ke zpětnému krokovému posuvu výměnné nástavby ze železničního vozu na silniční vozidlo. Samotný proces překládky mezi jednotlivými druhy dopravy trvá zhruba 10 min. [8]

Obr. 9 - Překládka a příčné pásy na železničním voze [8] 8


Použití výměnných nástaveb lze doporučit pro suply chain logistická řešení (skladování, distribuce, zásobování). Výměnná nástavba svou konstrukcí umožňuje deponování na ocelových podpěrách a její nakládka/vykládka není závislá na přítomnosti silničního vozidla. Systém je provozován především na území Rakouska, Švýcarska a dále na vybraných linkách KP mezi Rakouskem, Německem a Itálií. [8] 3.4 Další systémy horizontální překládky V návaznosti na Plán jednotného evropského dopravního prostoru a podpoře progresivních systému nákladní přepravy dochází k inovativním přístupům jednotlivých konstrukčních firem k této problematice a přicházejí tak na trh stále s novými a unikátními řešeními překládky KP. Na trhu se objevila další technická řešení horizontální technologie, která svým přístupem snižuje problémové místo překládky zboží mezi jednotlivými druhy doprav. Jedná se např. o horizontální technologie: ACTS (systém odvalovacích kontejnerů), ALS (Automatic Loading Systém), WTT systém (Transeurasischer Wechseltrog Transport), FlexiWaggon, NETHS (Neuweiler Tuchschmid Horizontal System) a další. Ve většině případů jsou tyto systémy pouze ve fázi funkčního prototypu (mimo ACTS), které vznikaly na základě přiděleného grantu a jsou ověřovány ve vybraném překladišti v reálném provozu.

Závěr Systém kontinentální kombinované přepravy je aplikován jako progresivní alternativa k jednotlivým vozovým zásilkám a není konkurencí ke kombinované přepravě v ISO kontejnerech. Zavádění systému horizontální překládky jednotek KP přináší nejen zefektivnění procesu překládky jednotek kombinované přepravy mezi jednotlivými druhy dopravy, ale současně i celého systému kombinované přepravy v rámci kontinentálních přeprav.

Literatura: [1] NOVÁK, J. a kol. Kombinovaná přeprava: Institut Jana Pernera, 2013. 319 s. ISBN 978-80-86530-77-2 [2] NOVÁK, J. a kol.: Kombinovaná přeprava, Institut Jana Pernera, 2010. 319 s. ISBN 978-80-86530-59-8 [3] EK, BÍLÁ KNIHA, Plán jednotného evropského dopravního prostoru, Brusel, 2011 [4] http://www.bohemiakombi.cz/ [5] http://www.wiencont.com/en/Locations/Graz [6] http://www.modalohr.com/ 9


[7] http://www.cargobeamer.de/ [8] http://www.railcargo.at/

Praha, březen 2015

Lektorovali:

prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D. Univerzita Pardubice Ing. František Lachnit, Ph.D. TF, ČZU v Praze

10


Jan Vyčichl1, Tadeáš Volf2

Statická numerická analýza pružného upevnění kolejnice k pražci Vossloh W14 Klíčová slova: pružné upevnění kolejnice, Vossloh W14, ANSYS, metoda konečných prvků

Úvod Železniční doprava má celosvětově a i v České republice stále nezastupitelnou roli. Na železniční tratě jsou kladeny stále vyšší nároky, především co se týče zvyšování rychlosti, snížení hluku, snížení opotřebení či levnější údržby. Jedním z nejdůležitějších prvků, ovlivňujících zmíněné vlastnosti, je systém upevnění kolejnice k podpoře, většinou železničnímu pražci. Přestože se v některých vyspělých zemích prosazují progresivní konstrukce železničních tratí, jako jsou VRT nebo pevná jízdní dráha, je konvenční systém, tj. uložení kolejnic na pražcích, stále velmi rozšířený a pro standardní železniční tratě nejvýhodnější. Práce popsaná v tomto článku je úvodní studií, která se zaměřuje na problematiku statické numerické analýzy pružného upevnění kolejnice k pražci a soustřeďuje se na typ Vossloh W14. Popisuje tvorbu geometrického a konečně prvkového modelu celé sestavy železničního svršku včetně definice jednotlivých materiálů, okrajových podmínek a kontaktů. Na vytvořené sestavě byly simulovány čtyři zatěžovací stavy odpovídající reálným situacím průjezdu železničního vozidla. Výsledkem práce je statická numerická analýza pružného upevnění typu W14 od firmy Vossloh a zjištění pole napětí a deformace při definovaných zatěžovacích stavech. Hlavním cílem je tedy popis mechanického namáhání pružné svěrky Vossloh Skl 14 a ostatních částí systému Vossloh W14.

Motivace Cílem této úvodní studie je prozkoumat možnosti tvorby a definice numerického modelu popisujícího pružné upevnění kolejnice k pražci. Zaměřuje se na stanovení optimálního nastavení vazeb, kontaktů a okrajových podmínek a návrh postupu a způsobu reálného zatížení sestavy. Z výsledků se snaží určit orientační hodnoty a pole deformace a napětí v jednotlivých částech sestavy. Výsledky jsou dále použitelné například pro proces optimalizace tvaru nebo konstrukčního materiálu jednotlivých částí, nebo proces určování životnosti. 1

Ing. Jan Vyčichl, Ph.D., nar. 1978, ČVUT FD, Ústav mechaniky a materiálů, specializace: mechanika, numerické modelování pomocí MKP, strukturální a dynamická analýza, reverzní inženýrství. 2 Ing. Tadeáš Volf, nar. 1988, AŽD Praha s.r.o., Závod technika, konstruktér výhybkového programu, absolvent FD ČVUT, Dopravní systémy a technika. 1


Železniční trať Ze stavebního hlediska se konstrukce trati rozděluje na železniční spodek a železniční svršek. Úkolem železničního spodku je zabezpečení požadované geometrické polohy koleje a přenášení statického i dynamického zatížení na zemní pláň bez její deformace. Železniční svršek slouží k nesení a vedení železničních vozidel. Skládá se z kolejového lože a koleje, tj. kolejnic, upevňovadel, pražců, drobného kolejiva. K upevnění kolejnic ke kolejnicovým podporám slouží upevňovadla a další drobné kolejivo. Nejdůležitější funkcí upevnění kolejnic je udržování stálé polohy kolejnic, předepsaného rozchodu koleje, tuhé a zároveň pružné spojení kolejnic s pražci, přenášení a roznesení sil na podporu a do železničního spodku v dostatečně dlouhém časovém intervalu [1]. Mezi další požadavky patří snadná a levná údržba systému upevnění, možnost osazení pražce ještě před pokládkou, užití pokud možno co nejmenšího počtu součástí, co největší zaměnitelnost jednotlivých součástí, možnost měnit rozchod koleje za provozu a dostatečný elektrický odpor v kolejích vybavených kolejovými obvody nebo elektrickou trakcí [2]. Předpis SŽDC – S3 stanovuje, jaké sestavy mohou být užity při rekonstrukcích, modernizacích a novostavbách koleje. Použití konkrétní sestavy se volí podle provozního zatížení, rychlosti a využití dané koleje. Na jednom pražci mohou být pouze shodné systémy. Rozdělení systémů upevnění kolejnic dle typů lze nalézt v [2] a schválené sestavy upevnění v ČR v [3].

Vlastnosti upevnění od firmy Vossloh Svěrky od firmy Vossloh byly na síti SŽDC poprvé zkušebně užity v roce 1992 v traťovém úseku Bezpráví – Ústí nad Orlicí, kde se nachází velmi zatížené směrové oblouky o malých poloměrech. První úsek na koridoru s tímto typem upevnění (Poříčany – Český Brod) byl zprovozněn v roce 1994. Ve spolupráci Technické ústředny dopravní cesty při SŽDC a firmy Vossloh proběhla řada měření upevnění, při kterých nebylo prokázáno významnější opotřebení jednotlivých součástí [6]. Bezpodkladnicové upevnění, tj. systém W14 se svěrkou Skl 14 (Obrázek 1), umožňuje měnit rozchod koleje výměnou plastových vložek v rozsahu ±10 mm, v krocích po 2,5 mm. Svěrná síla dosahuje 10 kN při zdvihu svěrky 13 mm. Při extrémním stavu namáhání, např. při podbíjení, se pata kolejnice opře o nos svěrky [5].

2


Obrázek 1 – Bezpodkladnicové upevnění Vossloh systém W14 [15] Tento stav popisuje tzv. druhotná tuhost upevnění [4]. Dalším typem je systém E 14, který sdílí řadu dílů se systémem W14. Liší se použitím vysoce pružné podložky, která výrazně tlumí vibrace do okolí, a tím snižuje hlukovou zátěž. Je tedy vhodné tento systém použít tam, kde je husté osídlení v blízkosti trati. Též se doporučuje systém E14 zřizovat tam, kde je nedostatečná tloušťka štěrkového lože. Pro řešení upevnění ve směrových obloucích o malých poloměrech nabízí firma Vossloh typ W21. Pro tratě na železných mostech nebo tratě konstruované jako pevné jízdní dráhy nabízí firma Vossloh systém DFF 300, případně pro tratě nad betonovým podchodem pak systém DFF 336 [7].

Síly působící na upevnění kolejnice Železniční vozidlo při průjezdu působí na železniční svršek kolovou silou Q a vodící silou Y. Velikost těchto sil ovlivňují vlastnosti železničního vozidla – koncepce pojezdu, způsob vedení dvojkolí, vypružení a tlumení, tvar jízdní plochy a údržbový stav pojezdu. Vliv trati na velikost a působení sil určuje trasování koleje, rozchod koleje, kvalita svršku a tvar kolejnice [9]. Úkolem uchycení kolejnice je tyto síly eliminovat tak, aby nebyla změněna geometrická poloha koleje. Největší nebezpečí představuje náhlé vybočení bezstykové koleje, především při déletrvajících vysokých teplotách okolního vzduchu. Je to způsobeno nízkou přítlačnou silou upevnění, působící na patu kolejnice. Dalším problematickým místem jsou směrové oblouky, především ty o malých poloměrech. Vodící síla od vozidla projíždějícího obloukem vyvíjí v kolejnici normálová napětí, 3


která mají tendenci kolejnici vyvracet ze stálé polohy [9]. Dlouhodobým sledováním zkušebního úseku u Brandýsa nad Orlicí bylo zjištěno, že samotná pružná svěrka (Skl 14) vzdoruje působícím silám bez pozorovatelného opotřebení, oproti tomu na úhlové vodicí vložce Wfp 14K je možné pozorovat zatlačování a trvalou deformaci, průměrně o 0,3 mm/rok [8]. Upevnění kolejnice, které má optimální tuhost, zásadní měrou snižuje dynamické účinky a napětí v ostatních částech konstrukce i železničního spodku, zmenšuje opotřebení železničního svršku a dlouho udržuje požadovanou geometrickou polohu koleje. Jednou ze zásadních sil působících v pružném upevnění kolejnice k pražci je svěrná síla. Lze ji definovat jako sílu, která působí na patu kolejnice při předepsaném utažení. Pro každý používaný typ upevnění je předepsán utahovací moment svěrkových šroubů, který vyvozuje dostatečně velkou svěrnou sílu ve smyslu ČSN EN 13146-1 Železniční aplikace - Kolej - Metody zkoušení systémů upevnění - Část 1: Stanovení odporu proti podélnému posunutí kolejnice [18]. Právě zaručení požadované svěrné síly po dlouhý časový interval je hlavní výhodou pružného upevnění kolejnice. Vztah mezi svěrnou silou a utahovacím momentem se určuje experimentálně. Pro systém Vossloh W14 je v předpisu SŽDC určen utahovací moment 180 – 220 Nm, což odpovídá svěrné síle cca 20 kN. Maximální hodnota utahovacího momentu může dosahovat až 250 Nm. Zkoumání závislosti velikosti svěrné síly a utahovacího momentu upevnění typu W14 na betonovém pražci B 03 s kolejnicí S 49 přineslo zajímavé výsledky. Z těch vyplývá, že dotažení větším než předepsaným momentem již nepřináší zvýšení svěrné síly. Dotažení menším než předepsaným momentem od 180 Nm znamená snížení svěrné síly přibližně o 10 % [5]. Obecně by svěrná síla neměla poklesnout pod hodnotu 10 kN, poté už může dojít k porušení geometrické polohy koleje.

Konstrukční části železničního svršku Pružné upevnění Vossloh W14 je dle schválených sestav upevnění předpisu SŽDC – S3 používáno výhradně v kombinaci s pražcem B 91 S a kolejnicí UIC 60 [3]. Železniční pražec B 91 S Pražec B 91 S (sklon úložné plochy 1:40) je zcela dominantním typem při novostavbách a zásadních rekonstrukcích. Vyrábí se v různých verzích v závislosti na použitých kolejnicích a systému upevnění kolejnic. Výhodami pražců z předpjatého betonu jsou například dlouhá životnost, možnost regenerace, stabilita pro bezstykovou kolej nebo poměrně jednoduchá výroba. Nevýhodami jsou nižší pružnost ve srovnání s dřevěnými pražci, nebezpečí poškození nárazem a dynamické zatížení a namáhání kolejového lože je vyšší asi o 25%. Vyrobené pražce se dělí podle jakosti, na třídu I, třídu II a nevyhovující pražce. Kolejnice UIC 60 Nejen kolejnice UIC 60 plní základní funkci podélného a příčného vedení železničního dvojkolí. Působící síly se od průjezdu železničního vozidla roznáší na kolejnicové podpory. Kromě toho na elektrizovaných tratích plní funkci zpětného vedení pro napájení a jsou součástí kolejových obvodů zabezpečovacího zařízení. V 4


České republice se při stavbě koridorů používá výhradně kolejnice typu UIC 60 (kromě výhybek a vedlejších kolejí ve stanicích). Kolejnice se vyrábí z nízkolegované oceli buď kontinuálním litím, nebo litím ingotů. Chemické složení oceli pro výrobu kolejnic je přesně určeno podle stanovené jakosti. Základním materiálem pro výrobu kolejnic je ocel jakosti 900 A. Stanovené vlastnosti pro jakost 900 A jsou Rm = (880 – 1030 MPa) a A5 = 10%. Pro extrémně zatížené úseky (např. v obloucích s malými poloměry) se mohou použít speciální kolejnice se zvýšenou odolností proti opotřebení. Pryžová podložka pod patu kolejnice Pryžové podložky se vkládají mezi pražec a patu kolejnice z důvodů zmenšení účinku dynamických sil, snížení hlukové zátěže, vibrací a opotřebení. Podložky se vyrábí z chloroprenové pryžové směsi. Existuje více variant pro různé typy pražců a upevnění, pro SŽDC dodávají podložky například firmy Gumárny Zubří nebo Rubena. Pro sestavu Vossloh W 14 (typ WU 7 nebo WS 7) jsou 7 mm tlusté a mají rýhovaný profil [3]. Úhlová vodicí vložka Pro sestavu Vossloh W14 je určena úhlová vodicí vložka typu Wfp 14K. Ta slouží k rozložení sil mezi svěrkou a pražcem a brání svěrce v nežádoucím pohybu. Vyrábí se z materiálu Polyamid-6 – PA 6 [11]. Jedná se o plast s velmi vysokou tvrdostí, pevností a houževnatostí, je rezistentní vůči chemickým rozpouštědlům a disponuje dobrou tlumicí schopností [13]. Youngův modul pružnosti pro materiál PA 6 je 2 300 – 2 500 MPa [14], Poissonovo číslo je 0,39. Koeficient klidového tření významně závisí na drsnosti ploch, mezi PA 6 a ocelí se uvádí hodnota 0,25 – 0,50 [12]. Další drobné kolejivo Pro sestavu W14 jsou dle předpisu SŽDC – S3 určeny vrtule R1, které jsou dotahovány určeným momentem. Mezi vrtuli a samotnou svěrkou je vložena podložka Uls 7.

Numerický model Tvorba numerického modelu se dá rozdělit do několika základních kroků, které jsou popsány v následujících odstavcích. Geometrický model Geometrický model přesně respektuje hlavní tvary a proporce všech částí celé sestavy (Obrázek 2). Některé detaily, které nemají vliv na hlavní funkci pružného upevnění, jsou v modelu zanedbány. Při tvorbě geometrického modelu bylo také využito dvou symetrií, svislé–podélné a svislé–příčné roviny vzhledem k pražci. To umožnilo značné zjednodušení numerického modelu a zrychlení jeho výpočtu.

5


U geometrického modelu pražce B 91/S je pozornost věnována především přesnému tvaru v oblasti, kde dochází ke kontaktu s pryžovou podložkou a úhlovými vodicími vložkami.

Obrázek 2 – Geometrický model celé modelované sestavy Průřezový profil kolejnice UIC 60 je poměrně složitý, a proto byly odstraněny některé pro výpočet nepodstatné zaoblení. Délka kolejnice byla určena ze znalosti rozdělení pražců u bezstykové koleje na železničních koridorech. Na 1 km koleje tak připadá 1 667 pražců. Délka kolejnice v modelu je 600 mm. Prostorový geometrický model svěrky Skl 14 vznikl tažením průřezové kružnice po střednici svěrky získané z prostorových souřadnic, které byly odečteny z výkresové dokumentace. V místě, kde dosedá vrtule na svěrku, byla vytvořena kontaktní plocha. Vrtule R1 byla v geometrickém modelu nahrazena malým zaobleným kvádrem, který supluje její funkci. Úhlová vodicí vložka Wfp 14 byla vymodelována podle výkresů od firmy Vossloh. Podložka pod patu kolejnice byla zjednodušena, bylo zanedbáno žebrování. Síť elementů Na základě vytvořeného geometrického modelu byla vygenerována kvalitní a bezchybná síť elementů. Ta je jedním z hlavních předpokladů úspěšného výpočtu numerického modelu. Limitujícím parametrem v této oblasti je omezený výpočetní výkon a maximální počet uzlů vyplývající z univerzitní licence ČVUT pro software ANSYS. Automaticky generovanou síť elementů bylo nutné optimalizovat tak, aby byla co možná nejhustší v oblastech kontaktů jednotlivých částí pružného upevnění, a tak umožnila dosáhnout co možná nejpřesnějších výsledků.

6


Obrázek 3 – 3D síť elementu Okrajové podmínky V numerickém modelu je využito již zmíněných dvou symetrií (svislé–podélné a svislé–příčné roviny vzhledem k pražci) a na spodní straně pražce je definováno pevné vetknutí, které zajišťuje jeho podporu. Oproti skutečnosti, kdy je pražec umístěn v štěrkovém loži, je tato podmínka dosti zjednodušena, nicméně pro statickou analýzu dostačující. Na volném konci kolejnice je umožněn pouze svislý posun ve směru osy y. V modelu je také uvažováno s gravitačním zrychlením 9,8006 m·s-2 působícím ve směru osy y. Mechanické vlastnosti materiálů Mechanické vlastnosti jednotlivých částí numerického modelu jsou uvedeny v tabulce 1 a byly převzaty z materiálové knihovny softwaru ANSYS. Zvolené materiálové vlastnosti pro ocel, beton, pryž a nylon se svojí charakteristikou co nejvíce přibližují reálným materiálům. Přesnou materiálovou charakteristiku bohužel není možné zjistit bez náročných materiálových zkoušek. Výrobci jednotlivých součástí totiž z pochopitelných důvodů neposkytují informace tohoto charakteru. Za předpokladu, že všechny části soustavy pracují v lineární části pracovního diagramu daného materiálu bez trvalé deformace, lze v numerickém modelu definovat všechny použité materiály jako materiály lineárně izotropní. Lineárním materiálem rozumíme takový materiál, u něhož existuje přímá závislost mezi napětím a poměrnou deformací a platí tak Hookův zákon. Izotropní materiál má ve všech směrech stejné mechanické vlastnosti.

7


Youngův modul pružnosti

Název části

Poissonovo číslo

E [MPa] µ [1] Betonový pražec B 91 S 32 000 0,18 Kolejnice UIC 60 210 000 0,3 Úhlová vodicí vložka Wfp 14 2 500 0,39 Pryžová podložka [16] 2,15 0,48 Svěrka Skl 14 210 000 0,3 Vrtule R1 210 000 0,3 Tabulka 1 – Základní mechanické vlastnosti materiálů

Hustota kg*m-3 2 300 7 580 1 140 2 000 7 580 7 580

Definice kontaktů Pro úspěšný výpočet a reálné výsledky je nutná správná definice kontaktů v oblastech, kde dochází nebo může docházet k vzájemnému působení jednotlivých částí celé soustavy. V numerickém modelu byly použity dva typy kontaktů, pevný kontakt (bonded) a kontakt se třením (frictional), které si inicializovaly při dotyku. Nastavení jednotlivých kontaktů je vypsáno v tabulce 2.

Kontakt mezi

Typ kontaktu

Koeficient tření [1]

Betonový pražec B 91 S Betonový pražec B 91 S Kolejnice UIC 60 Kolejnice UIC 60 Kolejnice UIC 60 Svěrka Skl 14 Svěrka Skl 14 Úhlová vodicí vložka Wfp 14

Pryžová podložka Úhlová vodicí vložka Wfp 14 Pryžová podložka Úhlová vodicí vložka Wfp 14 Svěrka Skl 14 Úhlová vodicí vložka Wfp 14 Vrtule R1 Pryžová podložka

bonded bonded frictional

0,6 – 0,9

frictional

0,1

frictional

0,15 – 0,20

frictional

0,1

frictional

0,15 – 0,20

frictional

0,1

Tabulka 2 – Nastavení kontaktů Zatížení – Situace 1 – Nezatížená kolej Tento stav představuje proces utáhnutí vrtule předepsaným utahovacím momentem a posunu hlavy svěrky směrem k patě kolejnice. Svěrka se tak pružně zdeformuje a svými konci začne normálově působit na patu kolejnice a přitlačí ji k podporám požadovanou silou. Po dotažení svěrka dosedne svým nosem na vyvýšenou část 8


úhlové vodicí vložky. To umožňuje rychlou vizuální kontrolu dotažení. V numerickém modelu došlo k nahrazení vrtule R1 a podložky Uls 7 přítlačným kvádrem. Proces utažení svěrky je uvažován pro všechny řešené situace a je shodný. Zatížení – Situace 2 – Nepřevýšená kolej v přímé Je uvažována kolej v přímém úseku, a jde tak o ideální případ zatížení. Na kolejnici působí pouze kolová síla Q. Pro případ zatížení 22 t na nápravu [17] dostaneme pro čtvrtinový model zatížení o velikosti 5,5 t. Toto svislé zatížení působící na temeno kolejnice je nahrazeno osamělou silou, která působí na ploše styku kolo–kolejnice, která je umístěna symetricky nad podporou s pružným upevněním. Zatížení – Situace 3 – Směrový oblouk s nedostatkem převýšení Při průjezdu železničního vozidla obloukem působí na vozidlo odstředivá síla Fo ve směru od středu od okamžité křivosti. Ke snížení účinků odstředivé síly se zřizuje v koleji převýšení D. Hodnota převýšení, která by plně eliminovala odstředivé zrychlení, se nazývá teoretická. V reálném provozu vozidla projíždějí oblouk s nedostatkem převýšení, což znamená vyšší působení sil na vnější převýšenou kolejnici, nebo s přebytkem převýšení, které více zatěžuje vnitřní kolejnici v oblouku. Pro tuto situaci je v numerickém modelu uvažován oblouk o poloměru R = 300 m, kterému náleží traťová rychlost v = 70 km·h-1. Těmto navrhovaným hodnotám pak odpovídá doporučené převýšení DN = 116 mm. Z nedostatku převýšení lze pak odvodit hodnotu nevyrovnaného příčného zrychlení aq = 0,502 m·s-2. Pro zatížení sestavy byla dále dopočtena dle vyhlášky UIC 518 kvazistatická síla Yqstat,lim = 65 kN. Tato hodnota zatížení byla ve složkách umístěna na vnitřní zaoblení temene vnější kolejnice v místech, kde dochází ke styku kolo–kolejnice. Tento zatěžovací stav tedy popisuje situaci, kdy odstředivá síla vyvrací vnější kolejnici kolem její vnější paty.

Obrázek 4 – Působení sil v oblouku při nedostatku převýšení [10] 9


Zatížení – Situace 4 – Směrový oblouk s přebytkem převýšení Pomalá jízda nebo zastavení vlaku ve stavebně převýšeném oblouku výrazně zatěžuje vnitřní kolejnicový pás. Je to typické pro pomalé nákladové vlaky nebo osobní vlaky, které kvůli velkému počtu zastavení pak nedosahují potřebné rychlosti v oblouku. Pro tuto situaci budeme odvozovat zatížení pro poloměr oblouku R = 300 m s tím, že vlak bude tímto obloukem projíždět rychlostí V = 30 km·h-1. Přebytek převýšení pak je E = 81 mm a odpovídá mu hodnota nevyrovnaného příčného zrychlení aq = -0,53 m·s-2. Pro zatížení sestavy byla dále dopočtena dle vyhlášky UIC 518 kvazistatická síla Qqstat,lim = 145 kN. Velikost vodící síly Y budu uvažovat jako ideální případ rozložení příčných sil na jednotlivých dvojkolích Y = 11,66 kN. Tyto dvě hodnoty zatížení byly aplikovány na temeno vnitřní kolejnice v místech, kde dochází ke styku kolo–kolejnice.

Obrázek 5 – Působení sil v oblouku při přebytku převýšení [10]

Výsledky Při vyhodnocení výsledků všech provedených analýz byl kladen důraz především na posouzení namáhání pružných svěrek Skl 14 upevnění kolejnice. Právě na této části sestavy nacházíme největší deformaci, která vyplývá z funkce pružiny přitlačující kolejnici k podpěře. S tím je spojeno rozložení pole napětí na pružné svěrce a výskyt maximálních hodnot napětí na této části. Deformace na ostatních částech celé sestavy není v reálném měřítku příliš patrná. Průběh pole deformace na pružné svěrce pro zatížení situace 3 je zobrazeno na obrázku 6. Lze zde pozorovat patřičné dotažení svěrky Skl 14 na úhlovou vodicí vložku Wfp 14, přitom maximální hodnota posunutí je 14,356 mm.

10


Obrázek 6 – Pole deformace na pružné svěrce Z výsledků provedených analýz byla dále určena místa a hodnoty maximálního ekvivalentního napětí dle Von Mises (hypotéza HMH) pro všechny části sestavy pružného upevnění. Maximálních hodnot ekvivalentního napětí je dosahováno u všech svěrek na vnitřní straně v oblasti kontaktu s úhlovou vodicí vložkou Wfp 14. Příklad pole napětí na pružné svěrce je vidět na obrázku 7 a maximální hodnoty pro obě svěrky a všechny čtyři situace jsou uvedeny v tabulce 3.

Svěrka vnitřní vnější

Situace 1

Situace 2

Situace 3

Situace 4

[103 MPa]

[103 MPa]

[103 MPa]

[103 MPa]

2,3319 2,2808 2,3361 2,221 2,3223 2,2915 2,666 2,212 Tabulka 3 – Maximální ekvivalentního napětí na pružné svěrce

Z výsledků je patrné, že největšího ekvivalentního napětí je dosaženo u vnitřní svěrky převýšeného kolejnicového pásu při zatížení situací 3. Vodící síla má tendenci vyvracet kolejnici kolem vnější paty a právě vnitřní pružná svěrka tomuto otáčení zabraňuje. Naopak nejmenší maximální hodnota ekvivalentního napětí na vnější svěrce byla zjištěna u situace 4. Tento stav reprezentuje velké zatížení kolovou silou, při tom vodící síla je malá. Síla tedy zatlačuje kolejnici kolmo dolů a odlehčuje tak pružné svěrky. Vyhodnocení byla podrobena i pryžová podložka vkládaná pod kolejnici. Na tu působí značná síla od projíždějících vozidel, a způsobuje tak výraznou deformaci pryžové podložky, která je postřehnutelná i v reálném měřítku. Pro názorné ukázání deformace pryžové podložky slouží obrázek 8, v němž je měřítko pro deformaci dvojnásobné. 11


Obrázek 7– Pole napětí na pružné svěrce

Obrázek 8 – Pole deformace pryžové podložky 12


Závěr Prezentovaná úvodní studie do problematiky pružného upevnění kolejnice k pražci Vossloh W14 splnila očekávání a autoři mohou konstatovat, že dobře postihuje všechny důležité vazby a souvislosti na celé soustavě a lze ji použít pro další studie a analýzy. Bohužel všechny modely vykazují zvýšenou maximální hodnotu ekvivalentního napětí, která nekoresponduje s realitou. To je zřejmě zapříčiněno neznalostí a zjednodušeným popisem použitých materiálů v definovaném numerickém modelu. Dalším důvodem nepřesnosti by mohla být hrubost sítě elementů a použitý typ elementů. Všechny zmíněné problémy budou v dalších studiích prozkoumány a bude zjištěn jejich vliv na přesnost výsledků. Autoři plánují další numerické modely pružného upevnění doplnit a zpřesnit a v neposlední řadě je podrobit validaci na základě reálných dat z měření.

Literatura [1]

Železniční stavitelství. [Online] [Citace: 28. Duben 2015.] http://zofsmost.mzf.cz/zakonite/1309176546.pdf.

[2]

KUBÁT, Bohumil. TÝFA, Lukáš. Železniční tratě a stanice. Praha: ČVUT, 2003. 80-01-02782-1.

[3]

ČD. Předpis S3. Železniční svršek. 2003.

[4]

PLÁŠEK, Otto. ŽELEZNIČNÍ STAVBY I Brno: VUT 2007

[5]

PLÁŠEK, Otto, ZVĚŘINA, Pavel, SVOBODA, Richard, LANGER, Vojtěch. ŽELEZNIČNÍ STAVBY II Brno: VUT 2006

[6]

HŘEBAČKA Milan, SAINEROVÁ Martina, TŘEŠŇÁKOVÁ Jaroslava. Nové prvky v konstrukci železničního svršku II. koridoru. Czech Raildays sborník přednášek. 2000.

[7]

DUBSKÝ, Vladimír. Veletržní noviny 2011. Czech Raildays. [Online] 2011. [Citace: 23. Duben 2015.] http://www.railvolution.net/czechraildays/2010/veletrzni-noviny-2010.pdf

[8]

PAZDERA, Luboš, SMUTNÝ, Jaroslav, TOMANDL, Vladimír. Dynamická a akustická analýza pružného upevnění kolejnic bez podkladnic. Stavební obzor. 08 2009

[9]

MOUREČEK, Zdeněk, TREJTNAR, Radek. Síly mezi kolem a kolejnicí a jejich měření. [Online] 2010. [Citace: 23. Duben 2013.] http://www.szdc.cz/soubory/konference-a-seminare/zdc-2010/16pr.pdf

[10]

KOLÁŘ, Josef. Úvod do kolejových vozidel - přednášky.

[11]

KOLAŘÍK, Jan Vliv materiálu úhlových vodících desek na napjatost a chování u bezpodkladnicového upevnění, Diplomová práce. Zlín: Univerzita Tomáše Bati, Fakulta technologická, 2006. Sv. Diplomová práce. 13


[12]

High performance polymers - Physical properties of Polymers. [Online] 2012. [Citace: 23. Duben 2015.] http://www.tribologyabc.com/abc/polymers_frame.htm

[13]

Polyamid PA-6 (Silon). [Online] [Citace: 20. Červen 2012.] http://www.kajmank.cz/polyamid-pa-6/

[14]

Material properties of PA6. MATBASE. [Online] [Citace: 24. Červen 2012.] http://www.matbase.com/material/polymers/engineering/pa-6/properties

[15]

Vossloh Fastening Systems, System W 14 Rail fastening systems for concrete sleepers [Citace: 23. Duben 2015.] http://www.vossloh-fasteningsystems.com/en/produkte_2010/betonschwellen/w_14/w_14.html

[16]

ŠARMAN, Martin. Vliv hyperelastických vlastností podkladových desek pražců na chování a napjatost, Diplomová práce. Zlín: Univerzita Tomáše Bati, Fakulta technologická, 2006. Sv. Diplomová práce.

[17]

PETRÁS, Jan. Přehled elektrických lokomotiv světových výrobců. [Online] [Citace: 23. Duben 2015.] http://dspace.upce.cz/bitstream/10195/28613/1/text.pdf.

[18]

ČSN EN 13146-1 Železniční aplikace - Kolej - Metody zkoušení systémů upevnění. 2013.

Praha, duben 2015

Lektorovali:

prof. Ing. Václav Cempírek, Ph.D. Univerzita Pardubice doc. Ing. Bohumil Culek, Ph.D. Univerzita Pardubice Ing. Marek Pětioký VUZ, Univerzita Pardubice DFJP

14

2015 ISSN Vydavatel: Generální ředitelství Českých drah, Nábřeží L. Svobody 1222, Praha 1

Recommend Documents