Ile pociągów można zmieścić na szlaku?

 

Pytanie z pozoru banalne, ale po chwili zastanowienia można dojść do wniosku, że odpowiedź wcale nie jest oczywista. Przyjrzyjmy się takiemu scenariuszowi: odpowiadamy za bezpieczeństwo na trasie z Krakowa do Warszawy, albo odwrotnie. W ciągu doby musimy przepuścić pewną liczbę pociągów. Część z nich porusza się z bardzo dużą (jak na polskie warunki) prędkością 160 km/h, przynajmniej na niektórych odcinkach trasy. Inne nie przekraczają 130 km/h, jeszcze inne (towarowe) snują się ze średnią prędkością nie przekraczającą 60 km/h. Teraz widzicie problem wyraźniej?

Planowanie przejazdu pociągów wspólną trasą wymaga uwzględnienia różnic prędkości tak, żeby szybszy nie najechał na tył wolniejszego. Dla utrudnienia szybkie pociągi pasażerskie jeżdżą przez całą dobę, więc nie można rozwiązać problemu skazując wolne towarowe na nocną jazdę. Oczywiście nie ma szansy, żeby powolny pociąg przejechał całą trasę w przerwie pomiędzy dwoma szybkimi, trzeba go więc gdzieś po drodze zatrzymać, odstawić na boczny tor, żeby przepuścił szybsze. Schody robią się coraz bardziej strome.

Do tego trzeba uwzględnić dynamiczną zmianę warunków na trasie (załamania pogody wymuszające zmniejszenie prędkości), kaprysy sprzętu (lokomotywy i wagony miewają awarie), czynnik ludzki (pasażerowie ulegają wypadkom, chorują, albo zupełnie bezinteresownie, bez żadnej konkretnej przyczyny zrywają hamulec bezpieczeństwa).

Jeśli dodamy, że w interesie właściciela infrastruktury (w naszym przypadku Polskich Linii Kolejowych) leży przepuszczanie jak największej liczby pociągów, bo od niej zależą zarobki spółki, to otrzymamy niezły galimatias. Wspólnym mianownikiem wszystkich decyzji, rozwiązań i procedur poprawiających przepustowość szlaku jest bezpieczeństwo podróżnych, załóg i towarów.

Jak zagwarantować bezpieczeństwo wszystkim pociągom? Tradycyjnym rozwiązaniem jest stały odstęp blokowy. Nazwa może jest dziwna, ale idea prosta. Szlak kolejowy dzieli się na szereg odcinków o stałej długości, a pomiędzy nimi ustawia się semafory. Załóżmy, że kolejne odcinki mają nazwy A, B i C. Pierwszy pociąg przejeżdża odcinek A, wjeżdża na odcinek B, mija go i zajmuje odcinek C. Dopiero w tej chwili na odcinek A może wjechać kolejny pociąg. Pomiędzy dwoma kolejnymi pociągami zawsze jest jeden pusty odcinek.

Podstawową zaletą tego rozwiązania jest prostota i możliwość zapewnienia bezpieczeństwa nawet przy zastosowaniu nieskomplikowanych, żeby nie powiedzieć prymitywnych urządzeń sterowania ruchem kolejowym. Jest i wada: na szlaku wiele odcinków pozostaje wolnych, podczas gdy kolejne pociągi czekają na wjazd. Żeby zwiększyć „gęstość” pociągów na szlaku wprowadzono ruchomy odstęp blokowy. Wzrosła przepustowość linii, ale za cenę komplikacji systemów sterowania ruchem. To domena ETCS, czyli European Train Control System, ale o tym napiszę w jednym z kolejnych wpisów.