45
1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta dopravní Ústav dopravních systémů Optimální kooperace jednotlivých segmentů veřejné hromadné dopravy Studie k disertační práci Studijní program: Technika a technologie v dopravě a spojích (P 3710) Studijní obor: Dopravní systémy a technika (3708V009) Školitel: doc. Ing. Lukáš Týfa, Ph.D. Školitel specialista: Ing. Martin Jacura, Ph.D. 2019 Ing. Pavel Purkart

2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

1

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Fakulta dopravní

Ústav dopravních systémů

Optimální kooperace jednotlivých segmentů veřejné hromadné dopravy

Studie k disertační práci

Studijní program: Technika a technologie v dopravě a spojích (P 3710)

Studijní obor: Dopravní systémy a technika (3708V009)

Školitel: doc. Ing. Lukáš Týfa, Ph.D.

Školitel specialista: Ing. Martin Jacura, Ph.D.

2019

Ing. Pavel Purkart

Page 2: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

2

Obsah 1 Úvod ...................................................................................................................................................... 3

2 Stávající stav řešení problému ............................................................................................................ 4

2.1 Hierarchizace zajištění služeb ve veřejných službách v přepravě cestujících ...................... 4

2.2 Hierarchizace spojů veřejné dopravy ........................................................................................ 6

2.3 Smíšený provoz a dvousystémová vozidla ............................................................................... 8

2.4 Systém veřejné dopravy ve Švýcarku ...................................................................................... 14

2.5 Problematika dosahování přípojových vazeb ........................................................................ 16

2.6 Problematika omezení obsluhy vybraných bodů za účelem dosažení systémové nabídky .

...................................................................................................................................................... 18

3 Dosavadní výsledky řešení práce doktorandem ............................................................................ 23

4 Předpoklad řešení práce autorem studie ......................................................................................... 27

4.1 Grant SGS Technické parametry železniční dopravní cesty pro optimální provozní

koncepci ................................................................................................................................................... 27

4.2 Další směr řešení a předpokládané využití metod ................................................................ 28

4.3 Omezení možnosti volby dopravního prostředku vlivem kapacity dopravní cesty ......... 28

4.3.1 Konkrétní test modelu omezení možnosti volby dopravního prostředku vlivem

kapacity dopravní cesty ..................................................................................................................... 32

4.3.2 Konkrétní výsledky modelování v uvažovaném případě ............................................. 38

5 Závěr .................................................................................................................................................... 40

6 Seznam prací publikovaných doktorandem ................................................................................... 41

7 Seznam obrázků ................................................................................................................................. 43

8 Seznam tabulek ................................................................................................................................... 43

9 Zdroje .................................................................................................................................................. 44

9.1 Použité publikace a závěrečné práce ....................................................................................... 44

9.2 Použité články a přednášky ...................................................................................................... 44

9.3 Použité informace z grantů ...................................................................................................... 45

Page 3: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

3

1 Úvod Disertační práce Optimální kooperace jednotlivých segmentů veřejné dopravy má za cíl zabývat se

v současnosti nejednotným přístupen ke skutečnosti, jak a jakým způsobem je veřejná doprava

zjišťována a jak tyto postupy případně optimalizovat s účelem zvýšení efektivity s důrazem na

propojení jednotlivých druhů (nejen) veřejné dopravy.

Z názvu práce je možné identifikovat celý okruh problémů, kam může výzkum směřovat:

obecně kooperace jednotlivých segmentů veřejné dopravy, kdy nižší segmenty veřejné dopravy by

měly napájet ty vyšší, a vzájemně by tak měly být provázány,

podmnožinou výše uvedeného bodu je i kooperace regionální a dálkové dopravy, která může

být zajišťována jinými subjekty, a tudíž existují odlišné postupy k tvorbě modelů dálkové

a regionální dopravy, čímž může docházet k disproporcím,

zajištění kvalitních přestupních vazeb mezi jednotlivými druhy veřejné dopravy,

zachování a dosažení síťového efektu veřejné dopravy, tj. zajištění kvalitního spojení

v maximálním možném počtu smysluplných relací,

atraktivní obsluha území veřejnou dopravou, tj. zejména odpovídající intenzita nabídky spojení a

atraktivní cestovní doby,

účelnost vybraných zastavení s protichůdným požadavkem na co nejkratší cestovní dobu (zejména

v případě železniční dopravy, kdy se prokazuje účelnost vypuštění obsluhy velmi málo

vytížených zastávek při efektu zkrácení cestovních dob, zpravidelnění obsluhy a lepšího

dosahování zejména přípojů v taktových uzlech),

podmnožinou celé práce je spojitost s ekonomikou provozu veřejné hromadné dopravy;

na jednu stranu požadujeme kvalitní systém veřejné dopravy, ovšem tvorba kvalitního

systému není zpravidla levná a je nutné v úvahu brát i ohled na stávající stav. Dopravní

systémy se postupně vyvíjely a hektické změny zpravidla nevedou k rychlému zlepšení.

Všechny tyto aspekty zaslouží pozornost nejen v rovině praktické, ale též teoretické. Cílem

disertační práce je alespoň některé z těchto bodů rozebrat a hledat u nich možná řešení

s ohledem na dosažení lepších výsledků. Konkrétními úlohami mohou například být hledání

optimálního využití jednotlivých dopravních cest ve vztahu k veřejné dopravě (zabývat se

otázkou, které segmenty dopravy např. na železniční dopravní cestě s omezenou kapacitou

preferovat – konkrétně na tento bod se doktorand ve studii zaměřuje zevrubněji a plánuje ve

výzkumu pokračovat) či pravidel, kdy je vhodné zřídit na vybraném místě zastávku, resp. jak

často již stávající zastávku obsluhovat, resp. např. i kolik zastávek v určitém území zřídit a jak

zajistit dopravní obslužnost území.

Page 4: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

4

2 Stávající stav řešení problému Řešení problémů optimální kooperace veřejné dopravy je v současnosti velmi živé jak prakticky,

tak teoreticky. Na problém lze hledět ve více rovinách uvedených v úvodu této studie, tudíž i tato

kapitola je dále členěna.

2.1 Hierarchizace zajištění služeb ve veřejných službách v přepravě cestujících Zajištění služeb ve veřejných službách v přepravě cestujících je odlišné na základě platné

legislativy pro jednotlivé státy.

Stavem trhu železniční dopravy a jeho srovnáváním se zabývá např. vědecký tým Seidenglanz,

Nigrin a Dujka z Masarykovy univerzity Brno, Přírodovědecká fakulta, Geografický ústav,

historicky např. v rámci grantu TA ČR TD020010 Optimalizace a zefektivnění zadávání a kontroly

veřejných soutěží v osobní železniční dopravě v ČR v kontextu spol. politik EU. V rámci grantu zkoumal

tento vědecký tým rozdíly v podobě objednávky veřejných služeb na železnici v Německu,

Rakousku a v České republice [11]. Klíčová je analýza modelu objednávky železniční dopravy ve

veřejných službách v přepravě cestujících v jednotlivých státech:

Česká republika: za dálkovou dopravu zodpovídá ministerstvo dopravy, za regionální

dopravu celkem čtrnáct krajů,

Německo: za objednávku vlaků v závazku veřejné služby jsou zodpovědné jednotlivé

spolkové země a každá má svá specifika; dálková doprava je provozována na komerční

riziko dopravců. Dálková doprava v německém pojetí však není česká dálková doprava

(v Německu jsou tyto vlaky považovány v základu za regionální vrstvu), jedná se

například o provoz vysokorychlostních vlaků,

Rakousko: spolkové země mají sice k dispozici jisté rozhodovací možnosti, nicméně

systém je řízen centrálními pravidly a všechna rozhodnutí nemohou dělat spolkové země

samy,

na Slovensku je objednávka základní dopravní obslužnosti formou železniční dopravy

centralizována zcela, kraje mají minimální rozhodovací pravomoci.

Zatímco tak v systémech ČR a Německa lze najít určité podobnosti, tak situace v Rakousku a na

Slovensku je do značné míry odlišná, protože rozhodování je více centralizováno. I když

objektivně například Spolková země Bavorsko je podobně rozlehlá jako ČR, v Bavorsku ve

veřejných službách v přepravě cestujících v železniční dopravě formuje objednávku jediný

organizátor – Bayerische Eisenbahngesellschaft se sídlem v Mnichově. Naopak v ČR je

legislativně pověřeno základní objednávkou 15 institucí (Ministerstvo dopravy ČR a 14 krajů).

Autoři dále uvádějí, že kromě legislativních podmínek v daných státech jsou rozhodující v širším

Page 5: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

5

slova smyslu též geografické parametry oblasti a stav ekonomiky. Zatímco kraje v ČR a spolkové

země v Německu mají poměrně významné pravomoci v objednávce veřejných služeb v přepravě

cestujících, spolkové země v Rakousku jsou zavázány sledovat centralizovaný model a pravomocí

mají méně. Na druhou stranu, rakouský systém je více koherentní a přináší například jednotné

tarifní podmínky. Autoři též uvádějí, že centralizace, resp. decentralizace systému musí být

zárukou dostatečné podpory páteřního systému železniční dopravy.

Jak v českých podmínkách, tak u zkoumaných zahraničních systémů, jsou vnímány odlišnosti

v roli regionální železniční dopravy s přihlédnutím na zajištění dopravní obslužnosti území.

V České republice, kde objednávka regionální dopravy je decentralizovaná, jsou přirozeně patrné

odlišnosti mezi kraji. Avšak i při vyšším stupni centralizace systému jsou patrné odlišnosti – tým

z Masarykovy univerzity v Brně uvádí například Mariazellskou dráhu ve spolkové zemi

Salcbursko, která obecně podporuje regionální železniční dopravu i na méně významných tratích,

zatímco například spolková země Dolní Rakousko se k podpoře regionální dopravy na méně

významných tratích podobného charakteru tolik nepřiklání. Jako obecný problém ve všech

zemích uvádí vědecký tým nedostatečně konkurenceschopnou infrastrukturu, na které často není

možné provozovat účelně a efektivně vlaky regionální dopravy.

S kooperací jednotlivých segmentů veřejné dopravy též úzce souvisí uspořádání trhu a možnosti

provozování dopravy. Tímto problémem se zabýval např. tým Tomeš a Jandová opět

z Masarykovy univerzity v Brně a v grantu TA ČR TD020010 (viz výše). Na železnici existují

v základu dva přístupy k nastolení konkurenčního prostředí [9]:

neregulovaná konkurence, tzv. open access, kdy jednotliví dopravci provozují vlaky v přímé

konkurenci proti sobě,

regulovaná konkurence, tzv. competetive tendering, kdy jednotlivý dopravci získávají výkony

na základě nabídkových řízení, tj. veřejných soutěží.

Zatímco první způsob vyžaduje dosažení skutečné ziskovosti linek, u druhého způsobu je

deklarována podpora státu (objednatele) ve věci kompenzace ztráty vzniklé provozováním služby.

Odhaduje se, že 90 % všech veřejných služeb musí být financováno ze státního rozpočtu, jinak

by nebyly zajištovány. Vybrané evropské státy neregulovanou konkurenci (open access) dokonce

vůbec nepovolují (např. Norsko, Portugalsko, Španělsko či Francie aj.), aby nedocházelo ke

vzniku fenoménu tzv. „vyzobávání rozinek“. V českém prostředí lze najít oba přístupy. Tyto

přístupy pak významně mohou formovat provázanost, resp. neprovázanost jednotlivých druhů

veřejné dopravy. Na základě jak zahraničních, tak domácích zkušeností se jako přínosnější

ukazuje regulovaná konkurence, která zpravidla vede ke zvýšení frekvence a ke snížení dotací

Page 6: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

6

veřejných služeb (ve vybraných evropských zemích snížení dotace např. i o 20 % při zachování

nebo zlepšení kvality služeb), nicméně je zachována systémovost provozu. Neregulovaná

konkurence může sice vést k dalšímu snížení cen jízdného pro cestujícího, ale často vzniká až

cenová válka mezi dopravci a zejm. může docházet k nehospodárnému využívání kapacity

dopravní cesty, což je příklad i spojení Praha – Ostrava (to má pak i přímý vliv na kvalitu a

spolehlivost poskytování dotovaných služeb), či nepokrytí spojení v méně atraktivních časech.

Vědecký tým však vyloženě nezavrhuje ani jeden ze způsobů, byť se spíše přiklání ke konkurenci

regulované. Další bádání tak může být předmětem části disertační práce.

2.2 Hierarchizace spojů veřejné dopravy Veřejnou dopravu lze teoreticky rozdělit do několika vrstev, které odborně můžeme pojmenovat

jako segmenty. Každá vrstva má svůj účel a s ohledem na její potřeby lze navrhnout konkrétní

dopravní prostředek, který k jejímu provozu je vhodné využít. Teoretické dělení segmentů, resp.

hierarchizace je následující [7]:

A – tranzitní funkce

A1 – mezikontinentální relace (letadlo),

A2 – vzájemné propojení sousedních center státu nebo velkých center v rámci jednoho

zpravidla rozlehlého státu (vysokorychlostní železnice, expresní segment vlaků dálkové

dopravy, v případě středně a významně rozlehlých států letadlo).

B – sběrná funkce

B1, B2 – spojení aglomerací s regionálními centry, spojení řetězce regionálních center

(vlaky dálkové dopravy konvenčního charakteru, v našich podmínkách zejm. vlaky

kategorie Ex, R a částečně Sp – B1, příp. dálkové autobusy – B2).

C – spojovací funkce

C1 – spojení vnějšího aglomeračního pásma s centrem oblasti (zde je vhodným

dopravním prostředkem vlak s průjezdem zastávek ve vnitřním aglomeračním pásmu

oblasti, tj. v českých podmínkách část vlaků kategorie Sp, RER v okolí Paříže, částečně

vlaky typu S-Bahn),

C2 – spojení vnitřních pásem aglomerační oblasti s centrem (zde je opět vhodným

prostředkem železnice, zpravidla se jedná o příměstské vlaky provozované na trase do cca

30–40 km od centra, např. linky S kolem Prahy),

Page 7: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

7

C3, C4 – spojení sídel mimo aglomerace (příp. odlehlejších sídel v aglomeraci)

s nejbližším významným dopravním uzlem (zpravidla zajišťují v případě silnějšího

přepravního proudu a vhodné infrastruktury osobní vlaky, v ostatních případech jsou na

tyto spoje nasazovány regionální autobusy).

D – obslužná funkce

D1 – spojení městských částí metropole navzájem a jejich spojení s centrem metropole

(metro, rychlodráha),

D2 – spojení městských částí velkých měst navzájem a jejich spojení s centrem města

(tramvaj, trolejbus, městský, příp. regionální autobus),

D3 – vnitřní obsluha městských částí, obsluha malých měst či malých sídelních celků

(zpravidla městský nebo regionální autobus),

D4 – speciální kategorie, zpravidla turistická obsluha, nekonvenční systémy (typicky

ozubnicová nebo lanová dráha).

Zdroj: [7]

Obrázek 1: Segmenty veřejné hromadné dopravy

Sestupně od kategorií A až D přirozeně klesá přepravní vzdálenost, kterou cestující jednotlivými

segmenty veřejné dopravy překoná. Zatímco u kategorie A se může jednat o vzdálenost

přesahující i tisíc km (zejména v segmentu A1 je toto velmi běžné), u kategorií B a C klesá tato

Page 8: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

8

vzdálenost maximálně na číslo mírně přesahující 100 km a častěji pouze desítky kilometrů,

v případě kategorie D se může jednat pouze o jednotky kilometrů.

Speciálním případem hierarchizace dopravní obslužnosti jsou například lehké kolejové systémy

nebo smíšené systémy, kdy se slučuje více druhů dopravy dohromady. Zajímavý náhled do této

problematiky nabízí například odborná publikace „Stadtbahnsysteme“, kterou v roce 2014 vydal

Spolek německých dopravních společnosti (VDV – „Verband Deutscher

Verkehrsunternehmen“) za podpory Spolkového ministerstva pro dopravu a telekomunikace –

„Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur“. Tato publikace nabízí rozsáhlý

pohled na zejména kolejové systémy městské a příměstské dopravy v celém Německu včetně

legislativního pojetí a financování [5].

Česká republika se tak na rozdíl od Německa odlišuje zejména absencí systému S-Bahn a lehkých

kolejových systémů. Zatímco v případě S-Bahnu (specifický typ městské nebo příměstské

železnice s kapacitními soupravami a spoji provozovaných v krátkých intervalech za účelem

obsluhy aglomeračních oblastí) je případná absence systému v českém prostoru k diskusi (přece

jen linky „S“ provozované kolem Prahy a Ostravy a linky „U“ v Ústeckém kraji myšlenku S-

Bahnu přebírají, byť jsou ne zcela často provozovány v tak krátkých intervalech jako linky S-

Bahnu), lehké kolejové systémy (např. tram-train) v českém prostředí prakticky neznáme. Jedná se

přitom o typ železniční sítě, která by výrazně mohla pomoci zlepšení dopravní obslužnosti v

hustě osídlených oblastech.

Zdroj: zpracováno dle [5], strana 30

Obrázek 2: Dělení městských a příměstských kolejových systému dle německé legislativy

2.3 Smíšený provoz a dvousystémová vozidla V německých a evropských velkoměstech existují většinou vedle sebe dva plně vybudované a

technicky vyvinuté kolejové systémy – obvykle městská kolejová doprava, zahrnující další

Městské

(příměstské)

kolejové systémy Železnice Městské dráhy

Regionální

dráhy S-Bahn Metro

Lehká

železnice

(např. tram-

train)

Tramvaj

Dráhy

specifické

stavby

Page 9: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

9

subsystémy, a konvenční železnice. Jejich parametry sítě a vozidel, energetická koncepce systému

a provoz jsou často založeny na odlišných technologiích. Proto bývají tyto sítě separované a

obvykle dochází k jejich vzájemnému propojení pro cestující na poměrně málo místech. Při

přestupu mezi systémy musí cestující často překonávat vertikální i horizontální vzdálenosti, což

není samozřejmě komfortní. Výsledkem tohoto uspořádání je i skutečnost, že cestující nemohou

cestovat v důležitých relacích bez přestupu. Prodloužení cestovní doby je i proto výsledkem

nutnosti přestupu. To má negativní dopad na atraktivitu a kvalitu systému, především ve srovnání

s individuální automobilovou dopravou.

Výše jmenované nevýhody se dají odstranit nebo omezit, pokud vozidla různých provozovatelů

mohou přecházet mezi jednotlivými sítěmi různých dopravních systémů. Tím není přestup nutný

a cestujícím je zajištěno přímé spojení. V kombinaci s možností užití integrovaného jízdného mají

tyto systémy vysoký přínos ve veřejné dopravě. Z hlediska provozu se vozidla uvnitř města

pohybují na síti městské rychlodráhy nebo tramvaje a v regionu na síti konvenční železnice. Podle

jednotlivých koncepcí návrhů tak vznikají dva druhy systémů:

systém městské dráhy podobný systému S-Bahn (tram-train),

systém S-Bahnu podobný městské dráze (train-tram).

Zdroj: vlastní

Obrázek 3: Vlakotramvaj projíždějící Rüppurrer Straße v Karlsruhe

V Německu jsou lehké kolejové systémy různých kategorií provozovány v současnosti v osmnácti

městech. Zvláštní formou je smíšený provoz s klasickou železnicí s využitím dvousystémových

Page 10: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

10

vozidel za účelem provozu v režimu městské rychlodráhy v oblasti města a na elektrizovaných

tratích na železniční síti v okolí. Pro všechny kategorie je jeden aspekt společný: v jednotlivých

městech zřetelně zlepšily nabídku veřejné hromadné dopravy a obyvatelé skutečně lehkých

kolejových systémů významně využívají – počty přepravených cestujících veřejnou dopravou se

mnohokrát znásobily.

Tabulka 1: Klasifikační tabulka systémů lehkých kolejových systémů

Kategorie 1 Kategorie 2 Kategorie 3 Kategorie 4

Velikost města malé městostřední

městovelké město metropole

Počet obyvatel ve spádové

oblasti [mil]0,2-0,5 0,5-1,0 1,0-2,0 2,0-5,0

Hustota osídlení na dopravním

tahu [obyv/km2]2 000 3 000 5 000 8 000

Poptávka po přepravě veřejnou

dopravou na 15 km dlouhém

tahu [osob/pracovní den]

30 000 60 000 100 000 >160 000

Dodatečná poptávka z přípojů

[osob/pracovní den]5 000 15 000 25 000 >40 000

Kritérium

pro volbu

dopravního

prostředku

Minimální přepravní výkon v

pracovní den [oskm/km trasy]2 000 5 000 10 000 >15 000

povrchově,

20 % sdílený

prostor

5 % tunel/

estakáda, 10

% sdílený

prostor

20 % tunel/

estakáda

>50 % tunel/

estakáda

80 % vlastní

těleso

85 % vlastní

těleso

80 % vlastní

těleso

< 50 %

vlastní

těleso

Průměrný rozestup [m] 500 600 750 1000

Délka nástupiště [m] 40 60 90 100

Vozidla - stanoviště

stanoviště

na jednom

konci

vratná

souprava

vratná

souprava

vratná

souprava

Šířka vozidla [m] < 2,4 2,40/2,60 2,6 2,6

Kapacita 6-osového vozidla

[počet cestujících]160 200-230 260 300

Počet vozidel na vlak 2 2 3 4

Minimální možný interval [s] 90 90 90 90

Maximální kapacita [míst/h a

směr]13 000 18 000 31 000 48 000

Zabezpečovací zařízenížádné, jízda

na dohled

úseky se

zabezpeč.

zařízením

převážně se

zabezpeč.

zařízením

zcela se

zabezepeč.

zařízením

Ovlivnění světelných

siganlizačních zařízenípřevažující zcela

preferenční

systém

integrováno

v zabezpeč.

zařízení

Průměrná cestovní rychlost

[km/h]20 25 30 40

Vozidla

Provoz

Trasování

Podobné tramvaji Podobné metru

Klasifikace

města a

dopravních

požadavků

Trasa

Zastávky

Page 11: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

11

Zdroj: zpracováno dle [5], tab. 1/3, str. 34

Úspěšný systém tram-train, který přispívá obecně ke kooperaci jednotlivých druhů veřejné

dopravy a dokonce propojuje technicky městský a regionální systém dopravy (jak vozidly, tak

infrastrukturou a provozem na ní), se nachází ve městě Karlsruhe a jeho okolí.

Již v roce 1992 byl zaveden dvousystémový provoz mezi městy Karlsruhe a Bretten na tzv.

Kraichgauské dráze („die Kreichgaubahn“). Tratě bývalé regionální železnice zpravidla vedly z

hlavního nádraží bez zastávky oklikou kolem města Karlsruhe. Naopak tratě městské rychlodráhy

byly více zaintegorvány do vnitroměstského prostoru a nově začínaly na albtalském nádraží

(„Albtalbahnof“), a to s dodatečnými zastaveními ve vnitřní části města Karlsruhe a dále přímo

ve směru do města Bretten. I přes dodatečná zastavení se zkrátila cestovní doba mezi těmito sídly

o 15 minut. Přímost trasy nebyla jediným faktorem vedoucím ke zkrácení cestovních dob, ale

úpravy byly provedeny jak na vozidlech, tak infrastruktuře – například nižší hmotnost vozidel

městské rychlodráhy, větší hodnoty zrychlení a brzdného zpomalení, rychle se otevírající a

zavírající automaticky ovládané dveře, zkrácení pobytu vozidel v zastávkách atd.

Od svého zavedení se systém v Karlsruhe kontinuálně rozvijí, přičemž neustálé prodlužování sítě

shrnuje následující tabulka 2.

Tabulka 2: Vývoj délky sítě s dvousystémovým provozem v Karlsruhe a okolí

Zdroj: zpracováno dle [5], tab. 9/6, str. 570

Oblibu tohoto modelu veřejné dopravy s patrnou dominancí kolejové dopravy jasně dokazují

počty přepravených cestujících v celém dopravním městském a příměstském sytému v Karlsruhe

a okolí, přičemž po neustálém meziročním růstu počtu cestujících byl v roce 2012 dosažen rekord

178 mil. cestujících, na kterém má samozřejmě systém smíšeného provozu hmatatelný podíl.

RokDélka sítě

[km]

Z toho síť

DB [km]

1992 140 0

1996 276 92

2004 304 154

2006 380 146

2010 452 178

Page 12: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

12

Zdroj: zpracováno dle [5], obr. 9/20, str. 573

Obrázek 4: Vývoj počtu cestujících v celém systému městské a příměstské dopravy v Karlsruhe a okolí

V českých podmínkách lze zatím najít pouze úvahy o zavedení smíšeného lehkého kolejové

systému, které však nikdy nebyly realizovány. Dle publikace Městská a příměstská kolejová doprava

(Kubát a kol., 2010, [2]) lze zmínit tyto příklady:

Regiotram Nisa

Jedná se o projekt zkvalitňující dopravní obslužnost v oblasti pod Jizerskými horami, kde

se nachází v Libereckém kraji dvě významná a vzájemně propojená spádová centra –

krajské město Liberec a město Jablonec nad Nisou, která dále navazují na hustě osídlené

údolí v oblasti Tanvaldska. Obě zmíněná města již nyní propojuje tramvajová trať o

rozchodu 1000 mm, z níž se však po redukcích v minulosti zachovalo neuvážené, byť do

značné míry fungující, torzo. Zejména jablonecký systém s vybíhajícími tratě do regionu

byl prakticky zlikvidován. První studie obsahující úvahu myšlenky obsluhy značné části

Libereckého kraje systémem tram-train se objevují v roce 2003. Zahrnují oblast od

lužického města Zittau a Frýdlantu až po Harrachov a Železný Brod. Z mnoha důvodů,

mj. jiné s ohledem na finanční náročnost a nedostatečnou politickou podporu, byl však

projekt pozastaven a probíhají pouze dílčí úpravy, i když nikoli ve věci vzájemného

propojení tramvajového a železničního systému, nýbrž pouze ve zkvalitňování

jednotlivých systémů a vazeb mezi nimi.

111,5

129,9 143,6

154,4 159,7 167,2 172,7 176,6 178

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012

po

čet

cest

ujíc

ích

[m

il]

rok

Vývoj počtu cestujících v celém systému městské a příměstské dopravy v Karlsruhe a okolí

Page 13: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

13

Zdroj: http://www.arch.cz/alej/?1300330004430024720011700, cit. 10. srpna 2018

Obrázek 5: Vizualizace proměny libereckého přednádraží v případě realizace systému Regiotram Nisa

Tram-train spojení Ostrava – Hlučín

Hlučínsku v současnosti prakticky dnes chybí kapacitní napojení na blízké krajské město

Ostravu. Přitom tramvajová doprava mezi Ostravou a Hlučínem byla provozována od

roku 1950, kdy do tramvajové sítě byla začleněna původní železniční trať Petřkovice –

Hlučín. Trať byla jednokolejná a sloužila až do roku 1982, kdy pod záminkou přestavby

na trolejbusovou dráhu byla zrušena. K výstavbě trolejbusové dráhy však nikdy nedošlo a

tramvajová trať byla nahrazena silnící I/56. Paradoxní je, že zbylý úsek železniční tratě

Opava – Hlučín slouží osobní dopravě dodnes, avšak spojení veřejnou hromadnou

dopravou do Ostravy s ohledem na velikost města Hlučín by bylo vhodné realizovat lépe.

V letech 2003–2004 tak byly zpracovány projektové studie na sytém tram-train, kdy byly

zpracovány různé etapy výstavby tak, aby následně byla elektrizována i stávající trať

Opava – Hlučín, a vlakotramvaje tak mohly být provozovány z centra Ostravy přes

Hlučín až do Opavy. V rámci Ostravska bylo uvažováno tram-train spojení např. i v relaci

Ostrava – Orlová, kde by zavedení smíšeného systému pomohlo podobně významně jako

v případě Hlučína.

Page 14: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

14

Kromě toho je autorovi studie známé, že se objevují myšlenky na zavedení dvousystémového

provozu např. v aglomerační oblasti Prahy (například do oblasti Rudné u Prahy, Brandýsa nad

Labem či Jesenice nebo obce Zdiby). Je patrné, že opět neexistuje zcela jednotný rozhodovací

nastroj, kdy takové systémy zřizovat, přičemž se opět jedná o možné téma výzkumu v rámci

uvažované disertační práce. Minimálně v českém prostředí nejsou jednoznačné odborné názory,

zda výše uvedené projekty realizovat či nikoli.

Systém tram-train se na jednu stranu jeví jako velmi lákavý, na druhou stranu je nutné řešit i

problémy, které jeho zavedení přináší:

rozdíly trakčních napájení jednotlivých systémů,

rozdílné průjezdné průřezy,

řešení nástupišť,

spolehlivost provozu s ohledem na pohyb vozidla v městské tramvajové síti, ale i opačně

(včasný příjezd vozidla do městské sítě např. z jednokolejné železniční trati s omezenými

možnostmi křižování),

souběh provozu klasických drážních vozidel a vozidel systému tram-train,

kompatibilita zabezpečovacího a sdělovacího zařízení pro všechny tratě, na kterých se

vozidla pohybují,

vztah kolo – kolejnice,

požadavky na vozidla.

2.4 Systém veřejné dopravy ve Švýcarku Systém veřejné dopravy ve Švýcarsku je považován za nejvyspělejší ze světových systémů. Cílem

této kapitoly je shrnout vybraná fakta o tomto systému na základě [8].

Nejdříve je vhodné zmínit skutečnost, že Švýcaři nezdokonalují svůj systém pouze pro osobní

dopravu, ale je kladen důraz i na dopravu nákladní. Zatímco osobní doprava dominuje zejména

v západovýchodní ose státu, nákladní je typická spíše pro severojižní osu (pohyb zboží přes

Alpy). Přes 70 % nákladní dopravy přes Alpy je realizováno železniční dopravou.

K posílení konkurenceschopnosti veřejné dopravy investuje Švýcarsko poměrně značné

prostředky v porovnání s jinými státy do železniční infrastruktury. V roce 2017 to bylo 362 euro

v přepočtu na jednoho obyvatele. Je možné zmínit jiné státy, kdy v Rakousku tato částka činila

například 187 euro, v Nizozemí 128 euro nebo ve Španělsku, kde je paradoxně patrný významný

rozvoj sítě vysokorychlostních tratí, to bylo pouhých 32 euro na obyvatele v roce 2017.

S ohledem na masivní investice do infrastruktury je pak klíčové mít zpracované dlouhodobé

Page 15: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

15

plány. Například s projektem „Bahn 2000“ byly realizovány podmínky pro vytvoření pravidelně

opakujícího se taktového jízdního řádu. Do roku 2035 je v rámci programu STEP plánováno

proinvestovat prostředky ve výši 11,5 mld. švýcarských franků s vidinou dalšího zkvalitnění

železniční infrastruktury. Mezi nejdůležitější projekty patří výstavba tunelu Zimmerberg-

Basistunnel II, výstavba železniční stanice Zürich Stadelhofen, zvýšené kapacity úseku Yverdon –

Lausanne – Genf a výstavba tunelů Brüttener-Tunnel a Lötschberg-Basistunnel.

Pro podnícení poptávky ve veřejné dopravě je kromě kvalitní infrastruktury klíčová i adekvátní

nabídka spojení. Švýcarsko je prakticky na špici ve využívání kapacity železničních tratí. Obvyklý

denní počet vlaků na jedné trase činí 130 osobních a 25 nákladních vlaků (data z roku 2015).

Takto vysoké hodnotě se přibližuje pouze Nizozemí (stejný počet osobních vlaků a 7 nákladních

vlaků), pro srovnání hodnota pro Českou republiku činí 37 osobních vlaků a 11 nákladních vlaků.

Úseky sítě s více než 150 vlaky denně vyžadují zvláštní úpravy infrastruktury, aby kapacity mohlo

být dosaženo. Plánování je komplexní jak v případě osobní, tak nákladní dopravy, a proto je

možné dosáhnout takto výrazného zatížení železniční sítě.

Zdroj: převzato z [8], str. 10

Překlad: Eisenbahn – železnice, Tram – tramvaje, Trolleybus – trolejbus, Bus - autobus

Obrázek 6: Vývoj nabídky veřejné dopravy ve Švýcarsku (ve vlkm, resp. vozokm u trolejbusů a autobusů)

Jak bylo zmíněno výše, kvalitní nabídka spojení podněcuje poptávku po veřejné dopravě.

Tomu napomáhá i zvyšující se počet obyvatel Švýcarska – zatímco v roce 1990 mělo Švýcarsko

Page 16: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

16

asi 6,7 milionu obyvatel, roce 2016 to bylo téměř 8,5 milionu obyvatel. Jelikož přemisťování patří

mezi základní potřeby dnešního člověka, je toto nutné reflektovat. Rozšiřování nabídky veřejné

dopravy pozitivně ovlivňuje její modal-split – zatímco v roce 1998 činil podíl veřejné hromadné

dopravy 17,1 %, v roce 2010 a 2016 to bylo shodně 20,6 %. Přepravní výkony v osobní dopravě

vzrostly mezi lety 1998 a 2016 o zhruba 25 %. To značně dokazuje, že si veřejná hromadná

doprava drží svoje postavení. Ve veřejné hromadné dopravě tak dochází ke kontinuálnímu růstu

počtu cestujících. Nabídka mezi lety 2001 a 2016 vzrostla o více než 30 %, a to ve všech

segmentech – dálkové, regionální i místní dopravě.

Velmi příznivou poptávku po veřejné dopravě potvrzuje také skutečnost, že v roce 2017 zhruba

3 miliony obyvatel Švýcarska využívalo některou z nabídek předplatného jízdného. Trend je

přitom setrvale rostoucí a tito cestující od roku 1987 kontinuálně přibývají.

2.5 Problematika dosahování přípojových vazeb Další aspektem, který přispívá k optimální kooperaci jednotlivých segmentů veřejné dopravy, je

nastavení uživatelsky přátelských přípojových vazeb. Na jednu stranu nesmějí být přípojové

vazby neúměrně dlouhé z důvodu, aby celková cestovní doba mezi dvěma body cestující

neodrazovala od využití veřejné dopravy, na druhou stranu musejí být spolehlivé, stabilní a

zároveň časově těsné tak, aby cestující byli ochotni přípojové vazby namísto přímého spojení

akceptovat.

Přestupní čas lze definovat jako potřebný čas k přestupu cestujících mezi vybranými spoji1.

Přestupní čas se skládá z minimální přestupní doby a rezervní časové zálohy. Rezervní časová

složka může být chápana jako rezerva, která je dobře využitelná např. v případě zpoždění, a tak

zajišťuje stabilitu jízdního řádu a pomáhá redukovat případný přenos zpoždění. Také slouží ke

zmenšení pravděpodobnosti rozvázání přípoje v případě vyššího zpoždění spoje, ze kterého je

poptáván přestup na další spoj.

K dosažení optimální kvality přestupních uzlů přispívá též vhodné prostorové uspořádání

přestupní uzlů. Optimálním uspořádání přestupních uzlů se zabýval např. grant

SGS10/215/OHK2/2T/16 Optimalizace uspořádání zařízení pro přepravu osob v přestupních uzlech veřejné

hromadné dopravy na ČVUT Fakultě dopravní Praze řešitelského týmu Jacura a kol. Projekt si kladl

za cíl vytvořit, do té doby citelně chybějící, metodiku úprav jak železničních stanic a zastávek, tak

přestupních uzlů veřejné hromadné dopravy, jež by se stala účinným a prakticky využitelným

nástrojem při projektech jejích rekonstrukcí.

1 V krajním případě lze tento čas definovat také jako potřebný čas pro přechod personálu na jiný spoj.

Page 17: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

17

Zdroj: zpracováno dle [3], obr. 6.14, str. 204

Obrázek 7: Grafická interpretace časové skladby přestupní doby

Mezi základní parametry utvářející podobu přestupního terminálu dle řešitelského týmu patří:

druh a dispozice nástupišť v železniční stanici,

délka a charakteristika pěšího přesunu,

uspořádání přednádraží a jeho prostorové možnosti.

Na základě těchto parametrů stanovil řešitelský tým několik typů přestupních vazeb a vytvořil

kategorizační strom k jednoznačné identifikaci každého jednotlivého případu přestupního uzlu

veřejné hromadné dopravy se zapojením železnice. Avšak najít jednoznačný a jednoduchý pohled

na klasifikaci a kategorizaci uspořádání přestupních uzlů je velmi obtížné.

Řešitelský tým se též zabýval problematikou souběhů, která je ve veřejné dopravě velmi aktuální a

s kooperací jednotlivých segmentů veřejné dopravy přímo souvisí. Ve výstupech je uvedeno, že

hodnocení souběhů je velmi obtížně zobecnitelné. V rámci grantu byli osloveni prakticky i

všichni tuzemští objednatelé zejm. železniční dopravy v závazku veřejné služby. Doslova je

uvedeno: „…obecné hodnocení podobnosti tras a nabídky spojů ve veřejné hromadné dopravě je velmi specifickou

záležitostí vyžadující samostatný, podrobný, a z toho plynoucí, časově náročný výzkum. Konkrétní doporučení pro

Page 18: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

18

obecně platnou definici souběhu pak můžeme směřovat spíše do oblasti dělby přepravní práce.“ Nalezení

potenciálně lepší definice pojmu souběh tak může být předmětem dalšího výzkumu.

Výše uvedený grant přitom již navázal na předchozí projekt výzkumu a vývoje Ministerstva

dopravy č. 1F82A/029/190 Návrh standardů uspořádání železničních stanic, zastávek a přestupních

terminálů na tratích mimo evropský železniční systém řešený v letech 2008 a 2009 řešitelským týmem

Týfa a kol., který též úzce souvisí s problematikou možností vhodné kooperace mezi jednotlivými

segmenty veřejné dopravy. Zde je výstupem projektu kromě metodiky i webová aplikace Přípoje

1.0, která stanoví, zda je při splnění určitých podmínek žádoucí či nežádoucí vyčkávat na

zpožděný přípojný spoj.

Obecná praxe zejména ve stanovování minimálních přestupních dob je odlišná v různých státech.

Zatímco na české železnici je v případě přestupu hrana-hrana běžně tolerována přestupní doba ve

výši dvou minut (pokud se nejedná o složitější železniční uzel, kde přestup hrana-hrana nelze

trvale garantovat), například v Německu je situace přísnější2.

2.6 Problematika omezení obsluhy vybraných bodů za účelem dosažení systémové

nabídky Tato problematika obecně souvisí se dvěma požadavky souvisejícími přímo s kvalitou dopravní

obslužnosti. Tyto požadavky jsou následující:

zkrácení cestovních dob (obecně je nutné vycházet ze skutečnosti, že na tratích

s kvalitními parametry znamená každé zastavení zpravidla 1–3 minuty na cestovní době

navíc v závislosti na traťové rychlosti a délce pobytu spoje; což při projetí více

zastávek/železničních stanic může u vybraných spojů zajistit časové úspory až v řádů

desítek minut),

dosažení uzlů v integrálním taktovém jízdním řádu, které by jinak nebylo možné.

Principy taktového grafikonu je možné matematickou teorií popsat dvěma jednoduchými

rovnicemi. Hranová rovnice [7] má následující tvar:

𝑡𝐻 = 𝑛 ∙1

2𝑡𝑇 (1)

Druhým matematickým vztahem je obvodová rovnice [7]:

∑ 𝑡𝐻 = 𝑛 ∙ 𝑡𝑇 (2)

2 Autorovi studie je znám případ, kdy německá strana trvá na přestupní době hrana-hrana ve výši čtyř minut

v přechodové železniční stanici Železná Ruda-Alžbětín/Bayerisch Eisenstein mezi českými a německými vlaky, přestože v dnešní době jsou již státní hranice absolutně volně prostupné, a tudíž není potřeba zvýšená doba pobytu v pohraniční přechodové stanici za účelem celní a pasové kontroly.

Page 19: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

19

Uvedené veličiny mají následující význam:

𝑡𝑇 – doba taktu (interval obsluhy) [min],

𝑡𝐻 – časové ohodnocení hrany mezi dvěma následujícími taktovými uzly [min],

𝑛 – přirozené číslo odpovídající dané situaci [-].

Zmíněné rovnice lze však z praktického hlediska poměrně jednoduše prakticky interpretovat,

čímž lze lépe pochopit jejich skutečný význam.

Hranová rovnice ukazuje, že protijedoucí spoje jedné linky se vzájemně potkávají po uplynutí

poloviny doby taktu. U linky veřejné dopravy, která je projektována v intervalu 60 minut, se tak

jednoduše zjistí, že každých 30 minut se spoje opačných směrů potkávají3. V případě

jednokolejné trati je tak nutné zřídit místo pro křižování, u dvoukolejných a vícekolejných tratí

může docházet k míjení i na širé trati. Z výše popsaného může plynout i myšlenka, že ideální

jízdní doba mezi důležitými dopravními uzly je rovna zhruba polovině délky periody taktu.

Obvodová rovnice platí pro tzv. kružnici4 v oboru teorie grafů. Říká, že součet systémových

jízdních dob na všech hranách v kružnici by se měl ideálně rovnat násobku přirozeného čísla

periody taktu. V takovém případě jsou zajištěny kvalitní návaznosti v uzlech veřejné dopravy

v rámci vybrané kružnice.

Dosažení obou rovnic může být docíleno právě úplným či částečným projížděním vybraných

zastavení. Vzniklá negativa projetím takových míst (úbytek řádově jednotek až desítek cestujících

v každém takovém místě denně) musí být však vyvážena významnými pozitivy (např. desítky až

stovky nových cestujících denně ve veřejné dopravě vlivem dosažení nových přípojných vazeb a

zkrácením cestovních dob). Pro méně významné přepravní proudy je pak řešením využití veřejné

linkové dopravy (autobusy), a to i v režimu spojů na zavolání/požádání.

3 Spoje se potkávají v časech, kde bychom v nákresném jízdním řádu mohli nalézt osu symetrie taktového grafikonu. Pro nalezení minimálního počtu míst křižování na jednokolejné trati při aplikaci integrálního taktového jízdního řádu lze využít následující rovnici [3]:

𝑛𝑘Ž𝑆𝑇 ≥2 ∙ 𝑡𝑜𝑏𝑠𝑙

𝑡𝑇

− 1

Význam veličin je následující:

𝑛𝑘Ž𝑆𝑇 – počet železničních stanic potřebných ke křižování [-],

𝑡𝑜𝑏𝑠𝑙 – doba přepravy (resp. doba jízdy spoje na lince nebo v části linky) [min],

𝑡𝑇 – doba taktu (interval obsluhy) [min].

4 Uzavřená posloupnost vrcholů (klíčové uzly veřejné dopravy) a hran (traťové úseky mezi jednotlivými uzly).

Page 20: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

20

Tato praxe je známá jak ze zahraniční, tak v českém měřítku. V Německu je možné zaměřit se

například na úsek Regensburg – Schwandorf. V dnešní době jsou v tomto úseku u vybraných

vlaků pouze dvě mezilehlá místa zastavení (Regenstauf a Maxhütte-Haidhof). V roce 1944 bylo

přitom těchto míst dokonce osm. Fakticky tak došlo k významné, a to úplné redukci míst

zastavení v šesti případech, a to jak k jejich nízkému vyžívání cestujícími, tak dosahování

systémových jízdních dob mezi uzly v integrálním taktovém jízdním řádu. Podobnou situaci

bychom našli i na sousední trati Schwandorf – Furth im Wald. Přestože i zde vybraná místa již

neslouží k přepravním potřebám v osobní dopravě, je možná je využívat k dopravním úkonům

(křižování a předjíždění vlaků apod.)

Zdroj: http://pkjs.de/bahn/Kursbuch1944 a http://kursbuch.bahn.de, cit. 5. srpna 2018

Obrázek 8: Výřezy z jízdního řádu v letech 1944 a 2018 v traťovém úseku Regensburg – Schwandorf

V českém měřítku jsou také známé případy, kdy došlo k výraznějšímu omezení obsluhy zastávek,

resp. preference spěšných vlaků (často v kooperaci s dálkovou dopravou) nad osobními vlaky

s významným přínosem zatraktivnění systému pro cestující.

Poměrně významným příkladem v českém měřítku je Královehrádecký kraj s modely spěšných

vlaků na více tratích, zejména pak vrstva spěšných vlaků je významně preferována na trati č. 026

Týniště nad Orlicí/Starkoč – Náchod – Broumov a č. 032 Jaroměř – Trutnov (čísla tratí dle

KJŘ). V prvním případě se jedná o produkt bez významné kooperace s dálkovou dopravou

v daném úseku trati (pouze s návaznostmi na dálkovou dopravu ve významných uzlech), přičemž

vytvořením spěšných vlaků bylo jak zrychleno spojení z celé oblasti Broumovska a Náchodska

ve/ze směru do/z krajského města, tak bylo možné vytvořit logičtější přípojné vazby v uzlových

a přípojných železničních stanicích. V druhém případě se jedná o vhodné doplnění dálkové

dopravy (vlaky kategorie Rx) rychlými regionálními vlaky (kategorie Sp), konkrétně linky R10

Praha – Hradec Králové – Trutnov.

Doplnění dálkových vlaků (zejm. vlaky kategorie R) spěšnými vlaky, které jsou provozovány ve

vzájemném prokladu, je však poměrně časté, příklady můžeme najít ve více krajících (například

v Plzeňském a Karlovarském kraji např. na ramenech Plzeň – Cheb nebo do určité míry také

Page 21: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

21

Plzeň – Klatovy či v Jihomoravském a Pardubickém kraji na trase Brno – Česká Třebová), příp.

lze ukázat existující modely společné objednávky nadregionálních vlaků (např. rychlíky v úseku

Brno – Hodonín ve společné objednávce Ministerstva dopravy ČR a Jihomoravského kraje, od

GVD 2019/20 pak v úseku Plzeň – Klatovy, kde dojde k významné preferenci rychlíků na úkor

osobních vlaků).

Existují i případy projíždění vybraných zastávek vlaky kategorie Os tak, aby na jednokolejných

tratích nedošlo k neúměrnému prodloužení cestovních dob vlivem nutnosti přeložení křižování, a

tím k přechodu části cestujících na jiné druhy dopravy, zejména IAD (např. vybrané vlaky na

tratích č. 080 Bakov nad Jizerou – Jedlová nebo č. 180 Plzeň – Domažlice – Furth im Wald, od

GVD 2018/19 např. nově trať č. 086 v úseku Liberec – Česká Lípa).

Zatímco tak v německém měřítku již v minulosti došlo k úplnému zrušení obsluhy vybraných

bodů, v českém pojetí dochází spíše k částečnému (ať méně či více významnému) omezení

zastavení ve vybraných místech a německá praxe se spíše zatím nevyužívá. Praktickým faktorem

je skutečnost, že i úplné omezení málo frekvenčně využité zastávky může vyvolat nevoli (i přes

denní frekvenci limitně blížící se nule), a pak se stává z problému otázka politická56. Tím je nutné

hledat kompromisy, které z expertního pohledu mohou být nelogické. Na druhou stranu úplné

opuštění zastavování ve vybraných místech nemusí být zcela účelné, a pak je tyto kompromisy

nutné hledat a jsou plně odůvodnitelné.

Autorovi studie však není známo, že ve spojitosti s projetím (úplným či částečným

neobsloužením) vybraných míst zastavení by byl tento systém zevrubněji teoreticky zkoumán a

byla stanovena jakákoli globální pravidla. Například v Bavorsku existují pravidla minimálního

počtu cestujících pro zřizování nových zastávek, ale nejsou zřejmě nijak vázána na problematiku

hierarchizace veřejné dopravy. Zjevný je popsaný rozdíl i mezi českým a německým přístupem,

kdy je jasné, že Německo má zkušenosti již delší, obecně využívá více pravidel při plánování

dopravy, a tudíž řešení situace je mírně odlišné (Německo jde cestou spíše úplného zrušení

5 V souvislosti s vynucováním obsluhy velmi podprůměrně vytížených zastávek se lze setkat s pojmem „zastávkový populismus“. Objevují se názory (a to bohužel i často v odborných kruzích), ať se nachází zastávka kdekoli (prakticky i mimo zdroj frekvence cestujících), měla by být obsluhována. Problematické v tomto ohledu mohou být i přesuny stávajících zastávek, což u části uživatelů vyvolá nevoli, přestože záměrem je získání více cestujících vhodnější volbou polohy zastávky.

6 Problémem, který si zaslouží pozornost, může být i otázka systémového zastavování. Pokud je toto zastavování

dodržováno striktně, např. sezónně nemusí být obslouženy vybrané zastávky, u kterých by dopravní obsluha alespoň minimálním počtem vlaků mohla být zvážena a mohla by být i účelná a odůvodnitelná. Polemizovat lze například nad zastávkou Spálov u rychlíků Praha – Tanvald, kde by zastavení např. 1 až 2 párů rychlíků v letní sezoně mohlo být přínosné. Na druhou stranu nesmí v takovém případě dojít k porušení podmínek integrálního taktového jízdního řádu tak, aby byly dodrženy všechny návaznosti apod.

Page 22: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

22

zastavování ve vybraných bodech, zatímco v českých podmínkách jsou omezení spíše částečná).

V této oblasti proto existuje potenciál pro možnost výzkumu.

Z výše uvedeného plyne, že neexistují jak jasná pravidla ke zřizování zastávek či opuštění jejich

obsluhy, a to zejména v českých podmínkách. Jsou patrné rozdíly v přístupech k problematice

v jednotlivých zemích. V Německu pravidla do značné míry stanovena jsou, ale i zde se uplatňuje

nejen odborná stránka, ale roli hraje též aktuální politická situace a vliv jednotlivých zájmových

skupin. I zde tak nemusí striktně dojít k jejich naplnění, přitom je otázkou, zda je toto v daný

okamžik účelné či nikoli. To se netýká pouze zastávek, ale formy zajištění dopravní obslužnosti

území obecně. Právě toto může být předmětem dalšího posuzování v disertační práci.

V neposlední řadě ovlivňuje použitelnost veřejné dopravy a tím kooperaci jednotlivých segmentů

i dostupnost kvalitní infrastruktury. Například nedostatečně kvalitní infrastrukturu, stejně jako

minimalistická infrastrukturní opatření na stávajících dopravních cestách mezi Českou republikou

a Německem, zmiňuje článek „Pragmatische Fahrzeitverbesserungen zwischen Bayern und Tschechien“ [10],

který shrnuje nedostatky železniční infrastruktury mezi městy Praha a Nürnberg, analyzuje

možnosti a příležitosti propojení obou států a navrhuje nové trasy vysokorychlostní železnice,

která v tomto prostoru chybí. Autory článku jsou profesoři Meinus a Lademann působící na

německých vysokých školách.

Page 23: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

23

3 Dosavadní výsledky řešení práce doktorandem Dosavadní výsledky řešení práce doktorandem jsou jak rázu praktického, tak teoretického.

Výsledkem rozvíjení těchto poznatků by mělo být vytvoření disertační práce.

Již v dobách bakalářského a magisterského studia se doktorand aktivně zabýval tvorbou

koncepce veřejné dopravy jak studijně, tak prakticky, jelikož již po celou dobu vysokoškolského

studia pracuje ve firmě POVED s. r. o. (Plzeňský organizátor veřejné dopravy), která zodpovídá

za organizaci veřejné dopravy v Plzeňském kraji. Dále doktorand od léta 2019 spolupracuje se

ZČU v Plzni Fakultou filozofickou, katedrou sociologie, ve věci interního výzkumu možného

vlivu nabídky dopravy na volbu výběru vysoké školy.

Během studia na ČVUT v Praze Fakultě dopravní byl doktorand součástí týmu projektu

Železniční síť ČR a Evropy (12X1ZS, 12X2ZS), kde v rámci projektově-orientované výuky

vytvářel činnost, která do značné míry dále vyústila v diplomovou (Posílení významu železnice v

dopravní obsluze regionu Rokycanska) a bakalářskou (Železnice jako páteř dopravní obsluhy Rokycanska)

práci. Dále je možné tyto materiály využít jako podklady pro tvorbu disertační práce.

V rámci doktorského studia vede nebo vedl doktorand cvičení z předmětů 12MKDP/12MKOD

Městská kolejová doprava, 12ZTS Železniční tratě a stanice a 12ZYDI Základy dopravního inženýrství.

Zároveň je jedním z vedoucích studentského projektu 12X1MT/12X2MT Moderní trendy

v železniční dopravě. V rámci studia se také doktorand podílí na dalších různých činnostech

zaštiťovaných Ústavem dopravních systémů ČVUT v Praze Fakulty dopravní (odborná činnost,

sběr dat v terénu, podíl na pořádání exkurzí a mimořádných přednášek, reprezentace ústavu na

dnech otevřených dveří apod.).

Doktorand publikoval následující články a studie vědeckého charakteru:

Rozvoj železnice v dopravní obsluze regionu Rokycan (Jacura, Javořík, Purkart, Hoření, 2014,

Vědeckotechnický sborník ČD): jedná se o recenzovaný článek návazný na dvě bakalářské

práce, a to Železnice jako páteř dopravní obsluhy Rokycanska (Purkart, 2014) a Rekonstrukce

železniční trati Plzeň hl.n. – Chrást u Plzně – Radnice (Hoření, 2014), které se dotknuly

v nemalé míře diskutabilního zapojení trati 176 Chrást u Plzně – Radnice do III.

tranzitního železničního koridoru po dokončení investiční akce modernizace trati

Rokycany – Plzeň ve vztahu k vývoji přepravní poptávky v regionu,

Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu Rokycanska (Purkart, Javořík, 2016,

Vědeckotechnický sborník ČD) dále navazuje na stejnojmennou diplomovou práci

(Purkart, 2016), která hlouběji rozvijí myšlenky z práce bakalářské a mimo prohloubení

Page 24: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

24

praktického přístupu dochází i k vyššímu důrazu k využití postupů teoretických (aplikace

integrálního taktového grafikonu a jeho pravidel apod.); jedná se o recenzovaný článek,

Possible Ways of Improving Railway Operation and Infrastructure in Area between Děčín and

Rumburk (Purkart, Vodák, Javořík, Hoření, 2017, Student Scientific Conference

Modernization of Railway IRICoN 2017) je příspěvkem na mezinárodní konferenci

týkající se možnosti optimalizace železniční dopravy na Rumbursku obsahující analýzu

přepravní poptávky a návrhy zlepšení koncepce nabídky železniční dopravy v regionu;

sborník z konference je navržen do zařazení do databáze SCOPUS,

Německý pohled na regionální a městské kolejové systémy jako inspirace pro českou regionální a

příměstskou dopravu (Purkart, Týfa, 2017 Vědeckotechnický sborník ČD) je rešerním

článkem zabývající se jednak smíšenými systémy veřejné dopravy (např. tram-train

s důrazem na zhodnocení typického příkladu města Karlsruhe a okolí), efektivitou a

přínosy veřejné dopravy a příkladem zkušební obnovy osobní dopravy na regionální

železniční trati Gotteszell – Viechtach v Bavorsku. Jedná se o recenzovaný článek,

Analýza ekonomických přínosů nástupišť pro cestující (Jacura, Purkart, Vodák, Javořík, Týfa,

2017, objednatel SŽDC) je jednak statistikou druhů nástupišť na české železniční sítě a

dále analytickým materiálem ve směru navrhování nástupišť a zhodnocení přínosů

jednotlivých druhů s možnostmi jejich konkrétní kalkulace zejména z pohledu úspor časů,

které vstupují např. do studií proveditelnosti a dalších stupňů přípravy projektových

dokumentací,

Možnosti zajištění osobní dopravy na vybrané železniční síti Plzeňského kraje po dokončení modernizace

trati Rokycany – Plzeň (Purkart, Vodák, 2018, Verejná osobná doprava 2019 Bratislava) je

konferenční příspěvek včetně článku ve sborníku z konference zabývající se možnostmi

změn dopravní koncepce na území Plzeňského kraje po zprovoznění Ejpovického tunelu.

Část organizačních opatření, která jsou v článku popisována, bude skutečně od

prosince 2019 aplikována do praxe,

Optimální technické parametry železniční dopravní cesty pro dosažení požadované provozní koncepce

(Purkart, Vodák, Javořík, Týfa, 2018, Young Transportation Engineers Conference) je

opět konferenční příspěvek včetně článku ve sborníku z konference, který nastiňuje

problematiku provázanosti parametrů dopravní cesty a koncepce provozu. Dále se zabývá

možnostmi modelování dopravní obsluhy na liniové síti,

The assesment of priorities in the construction of new tram lines in Prague by using the multicriterial

linear optimization. (Javořík, Purkart, Vodák, Týfa, Teichmann, Transport Problems 2019

Katowice) je anglicky psaný a prezentovaný příspěvek na zahraniční konferenci

Page 25: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

25

v Katowicích. Příspěvek se zabývá využitím metody multikriteriální lineární optimalizace

(konkrétně metody STEM) ve věci výběru projektů výstavby tramvajových tratí na území

Prahy pro různé disponibilní hladiny finančních prostředků.

Zvýšení kvality parametrů vybraných železničních tratí (Purkart, Javořík, Vodák, Želva 2019

Choceň) je článek prezentovaný na konferenci porovnávající investice do vybraných

železničních tratí mimo síť TEN-T a jejich dopad a splnění požadovaných cílů z více

hledisek,

Stanovení optimálních parametrů úprav železničních tratí (Vodák, Jacura, Purkart, Želva 2019

Choceň) je opět článek prezentovaný na výše zmíněné konferenci Želva 2019 zabývající

se problematikou optimálního trasování železničních tratí ve vztahu k dosažení co nejvíce

přínosů.

Momentálně se doktorand zabývá možnostmi optimální podoby dopravní koncepce v Plzeňském

kraji jako celku a dále hodnotícími metodami pro výběr vhodných projektů (nyní pro účely

disertační práce ve vztahu ke kapacitě dopravní cesty – viz kapitola 4.2). Vybrané výsledky byly již

publikovány na mezinárodních konferencích (Bratislava 2018, Katowice 2019) a další příspěvky

budou publikovány (Bratislava 2019, 2020 zatím neurčeno). Výstupy budou přirozeně využity do

finálního dokumentu disertační práce.

V profesní praxi je doktorand jedním z autorů aktualizovaného Plánu dopravní obslužnosti

Plzeňského kraje na léta 2017–20217. Dokument je zpracován odborně v maximálně možné míře,

je však nutné brát v úvahu skutečnost, že podléhá schválení Radou Plzeňského kraje a

Zastupitelstvem Plzeňského kraje, tudíž v určité míře mají na jeho konečné podobě vliv i místní

politici. Kromě činností v dopravní koncepci a plánování se doktorand dále zabývá analytickými

úkoly (vyhodnocování dopravních průzkumu, pravidelně získávaných dat od dopravců dle

aktuální potřeby apod.) a tvorbou vybraných částí zadávacích dokumentací (zejm. definicí

technických standardů vozidel, tvorbou dopravních řešení, stanovením podoby výkazů či definicí

služeb souvisejících s provozem, okrajově pak ekonomikou provozu) na provoz regionálních

vlaků v závazku veřejné služby nebo rozvojem integrovaného dopravního systému s důrazem na

tvorbu tarifu.

Ukázkou práce z Plánu dopravní obslužnosti, která se blíží tématu disertační práce, je např.

síťová grafika týkající se předpokládané podoby objednávky železniční dopravy v územní

působnosti Plzeňského kraje (viz následující stránka). Zde je možné se zamýšlet dále nad

7 http://www.plzensky-kraj.cz/cs/clanek/aktualizovany-plan-dopravni-obsluznosti-plzenskeho-kraje-na-leta-2017-

2021

Page 26: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

26

kooperací jednotlivých segmentů veřejné dopravy (nejen ve vztahu například k veřejné linkové

dopravě, ale též u železniční dopravy vzájemně) a nad tímto systémem teoreticky uvažovat.

Výsledkem momentální práce je též výše uvedená rešerše literatury a popis dosažených výsledků

jiných teoretických postupů v předchozí kapitole.

Praktické výsledky budou využity pro zpracování disertační práce.

Zdroj: Příloha Plánu dopravní obslužnosti Plzeňského kraje

Obrázek 9: Síťová grafika, ukázka z Plánu dopravní obslužnosti Plzeňského kraje

Page 27: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

27

4 Předpoklad řešení práce autorem studie V rámci dalšího pokračování studia předpokládá autor studie dokončení grantu SGS Technické

parametry železniční dopravní cesty pro optimální provozní koncepci, který dále vyústí v tvorbu disertační

práce.

4.1 Grant SGS Technické parametry železniční dopravní cesty pro optimální

provozní koncepci Autor studie je od ledna 2018 řešitelem dvouletého grantu SGS18/150/OHK2/2T/16 Technické

parametry železniční dopravní cesty pro optimální provozní koncepci, jehož řešitelé jsou dále doc. Ing. Lukáš

Týfa, Ph.D., Ing. Martin Jacura, Ph.D., Ing. Tomáš Javořík, Ing. David Vodák a Ing. Lukáš Strejc,

všichni z Ústavu dopravních systémů (16112) ČVUT Fakulty dopravní v Praze. V rámci tohoto

grantu předpokládá autor studie řešení vědeckých otázek, které následně vyústí v disertační práci.

Jako podklady a materiály do tohoto grantu jsou již tato studie, dále studie Ing. Davida Vodáka a

disertační práce Ing. Tomáše Javoříka, Ph.D. (obhájena v prosinci 2018).

Propojenost práce na grantu s tématem disertační práce jasně vystihuje současný stav řešení

problému z popisu grantu, konkrétně: „Současný stav v ČR je takový, že neexistuje jednotný rozhodovací

nástroj optimální podoby železniční infrastruktury dle provozní koncepce. Pokud bychom měli hodnotit situaci

stávající, už jen z pohledu na optimální provozní koncepci v osobní železniční dopravě se výrazně liší pohledy

jednotlivých objednatelů (kraje, MD ČR – tyto zkušenosti mají vybraní zpracovatelé i na základě tvorby studií

pro vybrané kraje) a neexistují žádná pravidla, jak optimalizovat objednávku železničních spojů v závazku

veřejné služby ve vztahu k technickým parametrům železniční infrastruktury a maximalizaci uspokojení

přepravních potřeb v území. Tato relevance platí i pro optimální návrh technických parametrů železniční

infrastruktury s ohledem na cílovou provozní koncepci. Jako příklad lze zmínit roztříštěnost názorů zejména

krajských objednatelů v potřebě objednávky rychlé regionální vrstvy dopravy (typicky vlaky kategorie spěšný vlak)

či odlišné požadavky na zvyšování kvality infrastruktury (zlepšování technických parametrů) a obecně celkovou

koncepci železniční dopravy v regionech vůbec. Přitom v zákoně č. 194/2010 Sb., o veřejných službách v přepravě

cestujících, je jasně uvedeno, že železnice má tvořit páteř systému dopravní obslužnosti, a tudíž by měla být

maximalizována její efektivita využívání. Zde není určujícím faktorem pouze provozní koncepce, ale též technické

parametry železniční infrastruktury, což jsou velmi úzce provázané souvislosti. Skličujícím faktorem jsou pak

ekonomické podmínky jak na straně zajištění provozní koncepce (MD ČR, kraje), tak na straně investic do

infrastruktury (SŽDC), přičemž i zde by měl být efekt maximalizován…“

Účast na grantu by měla výrazně pomoci do přenosu z roviny spíše praktické dále do roviny

teoretické a jasně vést k návrhu takových postupů, opatření či nástrojů, které smysluplně poslouží

k dosažení optimální kooperace jednotlivých segmentů veřejné hromadné dopravy. Grant je

Page 28: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

28

primárně prostředkem, jak pokrýt případné výdaje v souvislosti s aplikovaným výzkumem, který

by jinak nebylo možné provést.

V rámci grantu vznikly výše uvedené články pro konference v Bratislavě na podzim 2018

(Verejná osobná doprava) a v Katowicích v létě 2019 (Transport Problems). V současnosti je

připraven článek pro konferenci v Bratislavě na podzim 2019 (Verejná osobná doprava 2019).

4.2 Další směr řešení a předpokládané využití metod Pokud bude řešena optimální kooperace jednotlivých segmentů veřejné hromadné dorpavy, dle

názoru doktoranda jsou na základě analytické části studie k disertační práci významné dvě

množiny problémů s ohledem na modelování systému veřejné dopravy. Ty jsou následující:

1) omezení možnosti volby dopravního prostředku vlivem kapacity dopravní cesty

2) volba dopravního prostředku jako taková bez uvážení výše zmíněného omezení vlivem

kapacity dopravní cesty

Do těchto dvou okruhů je také celý problém dále rozložen, přičemž doktorand se snaží aktuálně

zabývat se především prvním okruhem.

4.3 Omezení možnosti volby dopravního prostředku vlivem kapacity dopravní cesty Z analytické části studie jasně plyne, že páteřní systém dopravní obslužnosti by měl být zajištěn

železniční dopravou. Na rozdíl od jiných druhů dopravy má však železniční doprava jistá

omezující specifika. Právě takovým typickým limitujícím faktorem je kapacita dopravní cesty.

Kromě toho je nutné zvážit i skutečnost, že část kapacity zpravidla spotřebovává i nákladní

doprava. V případě nedostačující kapacity je pak nevyhnutelné část výkonů převést na jiné

dopravní cesty (ve veřejné dopravě to se značnou pravděpodobností znamená využití zejména

veřejné linkové dopravy, a tudíž sítě pozemních komunikací).

Možnosti průvozu vlaků daným úsek stanovuje veličina výkonná propustnost Nmax. Ta udává

počet úkonů (především jízd vlaků, příp. posunových dílů), které je možné realizovat na daném

úseku, místě nebo jiném prvku trati za výpočetní dobu. Vzorec pro výpočet maximální

propustnosti lze definovat následovně [6]:

𝑁𝑚𝑎𝑥 =𝑇

𝑡𝑜𝑏𝑠 (3)

Nmax – maximální výkonná propustnost [-]

T – výpočetní čas [min]

tobs – průměrný čas potřebný k uskutečnění dané technologické operace (např. jízdy vlaku) [min]

Page 29: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

29

Daným vzorcem lze spočítat například počet tras, které je možné v daném úseku za daný čas

realizovat za předpokladu, že dané trasy jsou homogenní.

Důležitým ukazatelem je také veličina stupeň obsazení so. Stupeň obsazení vyjadřuje míru

obsazení daného prvku železniční infrastruktury, kterou vypočteme jako poměr celkového

obsazení a rušení zkoumaného zařízení k celkovému výpočetnímu času [6]:

𝑠𝑜 =𝑇−(𝑇𝑣ý𝑙+𝑇𝑠𝑡á𝑙)

𝑡𝑜𝑏𝑠+𝑡𝑑𝑜𝑑+𝑡𝑟𝑢š (4)

so – stupeň obsazení [-]

T – celkové výpočetní období [min]

Tvýl – celková doba výluk, tj. čas, kdy je zařízení vyřazeno z provozu [min],

Tstál – celková doba stálých manipulací, tj. doba, kdy je zařízení obsazeno jinými úkony, než je

zjišťovaná propustnost [min]

tobs – technologický čas obsazení zařízení jedním vlakem [min]

tdod – technologický čas obsazení zařízení na jeden vlak, který prodlužuje obsazení daného

zařízení z důvodu, že jeho uvolnění zabraňuje obsazení dalšího provozního zařízení, příp. čas na

vyrovnání zpoždění z důvodů nepravidelností ve vlakové dopravě [min]

truš – průměrný čas pravděpodobného vzájemného rušení jízd vznikajících v místech možného

ohrožení z důvodu nemožnosti současných jízd na daném zařízení připadající na jeden vlak [min]

Dle kodexu UIC 406 by však stupeň obsazení so neměl být naplněn zcela [1], ale dosahovat

hodnot dle níže uvedené tabulky 3.

Tabulka 3: Maximální hodnoty stupně obsazení dle kodexu UIC 406

typ železniční trati so – špičková hodina, maximální hodnota

so – denní perioda, maximální hodnota

trať určená pro příměstskou dopravu 85 % 70 %

trať určená pro vysokorychlostní vlaky 75 % 60 %

trať se smíšeným provozem 75 % 60 %

Zdroj: převzato z [1]

Dá se jinak interpretovat, že stupeň obsazení vyjadřuje procento využité kapacity sledovaného

úseku dráhy. Klíčové je ponechání určité rezervy (viz tabulka výše) pro eliminaci nepravidelností

jízdního řádu (zejména zpoždění vzniklé různými vlivy), která by měla být dodržována, proto by

stupeň obsazení neměl dosahovat vyšších hodnot, než stanovuje kodex UIC 406. Tím je zajištěna

patřičná stabilita jízdního řádu.

Je uvažován následující jednoduchý problém:

Page 30: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

30

Je k dispozici jednokolejná železniční trať s omezujícím mezistaničním úsekem dlouhým zhruba 8 km bez

rozdělení na oddíly, a to ani automatickým hradlem, tj. ani bez možnosti pohybu dvou vlaků při jízdě na následné

mezidobí v rámci tohoto mezistaničního úseku. Rychlík projede tento omezující úsek včetně započtení provozních

intervalů v hraničních stanicích za 7 minut, spěšný vlak též a osobní vlak za 10 minut (v daném úseku

uvažujeme dvě mezilehlé zastávky). Objednatelé veřejné dopravy požadují intervaly u rychlíku 60 minut, spěšného

vlaku 60 minut a osobních vlaků 30 minut. V případě takto nastavených parametrů je potřeba na průjezd těchto

všech vlaků během jedné hodiny časový úsek celkem 34 minut. Vlaky však musí projet v obou směrech, a tudíž je

k dispozici na průjezdy vlaků k dispozici 30 minut pro každý směr, a to je uvažován stupeň obsazení 100 %, tj.

reálně jsou možnosti ještě více limitující. Z problému je patrné, že infrastruktura není schopna uspokojit všechny

požadavky, zde konkrétně přání objednatelů veřejné dopravy. Je tak nastolena otázka, kterých vlaků provoz bude

realizován tak, aby toto bylo s ohledem na omezující infrastrukturu co nejúčelnější?

Pro řešení problému je doktorandem aktuálně uvažována a testována metoda STEM (Step

Method).

Metoda STEM umožňuje řešení lineárních matematických problémů s více účelovými funkcemi.

Cílem metody je najít kompromisní řešení, jehož realizace by přinesla nejvíce benefitů. Hlavním

principem metody je skutečnost, že nejdříve se spočtou ideální hodnoty účelové funkce pro

jednotlivé případy zvlášť a pote se minimalizují vážené odchylky kompromisního řešení od

ideálních hodnot účelové funkce. Prakticky se tak nejdříve vyčíslí vhodnost výběru jednotlivých

projektů pro každé kritérium zvlášť, následně se stanoví váhy jednotlivých kritérií a pote se

vypočte vhodnost výběru jednotlivých projektů na základě všech kritérií jako celek.

Metoda STEM má tu výhodu, že vyžaduje relativně minimální spolupráci mezi zadavatelem úlohy

a jejím řešitelem oproti jiným metodám. Metoda stanoví váhy pro jednotlivá kritéria vlastním

výpočtem a následně zadavatel musí vědět, zda je výsledek pro něj akceptovatelný či nikoli.

Metoda se tak skládá jednak z procesu výpočetního a dále z procesu rozhodovacího. Pokud

zadavatel rozhodne, že výsledek výpočtu je pro něj akceptovatelný, výpočet je konečný. Pokud

tomu tak není, musí zadavatel informovat řešitele úlohy o změně vybraných kritérií nebo úpravě

jejich počtu a výpočet je proveden znovu.

Metoda STEM se skládá z následujících kroků [12]:

1. Řešitel spočte optimální řešení pro jednotlivá kritéria (účelové funkce) zvlášť. Počet

výpočtů tedy odpovídá počtu kritérií.

2. Řešitel vyčíslí váhy jednotlivých kritérií na základě následujícího vzorce:

Page 31: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

31

𝑤𝑖 =𝑧𝑖𝑖−miní=𝑗…𝑘 𝑧𝑖𝑗

𝑧𝑖𝑖

𝛼

√∑ 𝑐𝑖𝑗2𝑛

𝑖=1

(5)

zij – prvek matice hodnot optimalizačních kritérií pro optimalizaci pro jednotlivá optimalizační

kritéria (zij je hodnota optimalizačního kritéria j = 1,…,k v případě optimalizace podle kritéria i =

1,…,k, [-]

cij – prvek tzv. „cenové matice“ – prvek matice koeficientů jednotlivých optimalizačních kritérií

[-]

Hodnota 𝛼 se získá z následující rovnice:

∑𝑧𝑖𝑖−miní=𝑗…𝑘 𝑧𝑖𝑗

𝑧𝑖𝑖

𝑘𝑖=1

𝛼

√∑ 𝑐𝑖𝑗2𝑛

𝑖=1

= 1 (6)

V praxi musíme nejdříve vypočítat hodnotu koeficientu a pak můžeme vyčíslit teprve váhy

jednotlivých kritérií. Pokud je zadavatel spokojen s vybranými hodnotami optimalizačních kritérií,

pak ohodnotí hodnotu wi = 0. Pokud váha pro více kritérií splňuje podmínku wi > 0, řešitel přidá

novou proměnnou 𝑑 ≥ 0 a řeší model s novým optimalizačním kritériem:

min 𝑓(𝑥, 𝑑) = 𝑑 (7)

Pro proměnnou d platí následující rovnice:

𝑑 = max𝑖=𝑗…𝑘{𝑤𝑖(𝑧𝑖𝑖 − ∑ 𝑐𝑖𝑗𝑋𝐽𝑗𝜖𝐽 )} (8)

Pro korektní výpočet se zavede jednoduchá omezující podmínka:

𝑤𝑖𝑖(𝑧𝑖𝑖 − ∑ 𝑐𝑖𝑗𝑋𝐽𝑗𝜖𝐽 ) ≤ 𝑑 (9)

Pokud podmínka wi > 0 platí pouze pro jedinou hodnotu i = 1,…,k, řešitel smí zjednodušit

omezující podmínku takto:

min 𝑓(𝑥) = ∑ 𝑤𝑖𝑖(𝑧𝑖𝑖 − ∑ 𝑐𝑖𝑗𝑋𝐽𝑗𝜖𝐽 )𝑘𝑖=1 (10)

3. Řešitel prezentuje výsledky zadavateli. Pokud výsledek pro zadavatele není uspokojivý, ten

musí upravit kritéria, případně jiná přidat nebo použitá zčásti odebrat. Pokud zadavatel

není spokojen s výsledkem, vrací se řešitel k výpočtům dle bodu 2. Pokud je zadavatel

s výsledky spokojen, řešitele nalezl tzv. kompromisní řešení. Pokud dosáhne při řešení

problému hodnota d = 0, bylo dosaženo řešení optimálního.

Page 32: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

32

4.3.1 Konkrétní test modelu omezení možnosti volby dopravního prostředku vlivem kapacity

dopravní cesty Pro stanovení výběru tras vlaků, které přinesou nejvíce benefitů, stanovil doktorand následující

kritéria, přičemž se předpokládá, že jednotlivé definované vlaky tvoří ucelené provozní linky:

Denní předpokládaný průměrný počet cestujících v omezujícím úseku v tisících

Parametr vyjadřuje denní průměrný počet cestujících na lince v omezujícím úseku, tj.

v úseku s nejnižší propustností. Hodnota vyjadřuje využití vlaků dané linky v tomto

úseku.

Denní předpokládaný průměrný počet cestujících v rámci celé linky v tisících

Parametr vyjadřuje denní průměrný počet cestujících na celé lince, resp. logicky

omezeném provozním úseku linky (typicky linku R11 Plzeň – Brno by bylo možné

rozložit na logické provozní celky Plzeň – České Budějovice a České Budějovice – Brno,

které mohou v případě potřeby fungovat odděleně bez negativního dopadu na značnou

část cestujících). Parametr poskytuje hodnocení celkového využití linky. Dle názoru

doktoranda není dostačující uvažovat potenciál pouze na omezujícím úseku, ale je klíčové

hodnotit i potenciál linky jako celku.

Využití traťové rychlosti v logicky ohraničeném úseku

Nezřídka se vyskytují případy, kdy na trati v logicky ohraničeném úseku (zde patrně

nejvhodněji v omezujícím úseku) jezdí soupravy nižší rychlostí bez schopnosti využít plné

traťové parametry. Doktorand se jako základní rychlostní profil rozhodl hodnotit profil

V130, který by soupravy hodné současného provozu měly být schopny využívat jako

základ. Pokud je souprava schopna vyvinout rychlost v omezujícím úseku železniční trati

dle rychlostníků určených pro profil V130, pak poměr bude činit 1 (100 %). Pokud toto

dosaženo nebude, poměr se bude snižovat. Pokud tak na trati v omezujícím úseku bude

umožněna rychlost dle rychlostníků pro profil V130 až 100 km/h a souprava bude

schopna vyvinout maximální rychlost pouze 80 km/h, poměr se logicky sníží na 0,8 (80

%). Pokud na trati nebude k dispozici rychlostní profil V130, bude hodnocení vztaženo

k běžnému rychlostnímu profilu V (nedostatek převýšení I = 100 mm). Parametr je

zaveden z důvodu hodnocení hospodárného využití kapacity omezujícího úseku.

Ohodnocení systémových přípojových vazeb na lince v logicky vymezeném úseku

Page 33: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

33

Parametr je nastaven z důvodu hodnocení návazností na další linky, cílem je určit míru

síťového charakteru linky. Celkové ohodnocení parametrů je součtem následujících bodů

za všechny přestupní uzly v logicky ohraničeném úseku linky. Přestupní uzly/body se

ohodnotí následovně:

2 body – železniční přestupní uzel se systémovými návaznostmi na linky alespoň do tří

dalších směrů (tj. minimálně křižovatková železniční stanice, spíše však uzlová) v gesci

železniční dopravy s možností systémových vazeb i na veřejnou linkovou dopravu či

MHD

1 bod – železniční přestupní bod se systémovými návaznostmi na linky alespoň do

jednoho nebo dvou dalších směrů v působnosti železniční dopravy s možností

systémových vazeb i na veřejnou linkovou dopravu či MHD, případně přestupní bod

s možností četných systémových vazeb pouze na veřejnou linkovou dopravu či MHD.

Je-li linka trasována přes důležitý přestupní uzel, za tento uzel obdrží 2 body. Za každý

přestupní bod (tj. přestupní uzel s nižší důležitostí) obdrží 1 bod. Čím vyšší součet bodů,

tím jsou návaznosti četnější a důležitější, a tudíž je provoz linky klíčový pro účelnou

funkci dalších linek veřejné dopravy.

Porovnání cestovních dob IAD a dané linky ve třech nejzatíženějších relacích na

lince

Parametr je nastaven za účelem porovnání konkurenceschopnosti linky. V logicky

ohraničeném úseku linky budou vybrány tři nejvytíženější relace a stanoven poměr

cestovní doby IAD v daném úseku vůči cestovní době při využití spoje dané linky. Pro tři

jednotlivé relace bude stanovena hodnota zvlášť a následně spočítán průměr tří hodnot,

který vstoupí do hodnocení. Z výše uvedeného principu plyne, že překračuje-li hodnota

číslo 1, veřejná doprava je v daném vějíři relací průměrně rychlejší než IAD.

Pro účely studie k disertační práci doktorand sestavil model omezení možnosti volby vlivem

kapacity dopravní cesty na části fiktivní železniční infrastruktury. Popis situace je možné učinit

následujícím způsobem:

Je uvažována jednokolejná železniční trať se smíšeným provozem. V omezujícím úseku dlouhém cca 6 km nejsou

prostorové oddíly (tvořené autoblokem ani automatickým hradlem). Objednatelé dopravy požadují úsekem vést

jednu linku vlaků kategorie R, jednu linku vlaků kategorie Sp a dvě linky vlaků kategorie Os. U linek se

předpokládají následující parametry provozu dle tabulky 4:

Page 34: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

34

Tabulka 4: Parametry modelových linek

linka interval [min] potřeba kapacity dopravní cesty v omezujícím úseku

[min/spoj]

R 60 5

Sp 60 5

Os 1 30 7

Os 2 60 7

Zdroj: vlastní

Úkolem je zjistit, které linky na úseku je nejvíce účelné provozovat, tj. linky, jejichž provoz přinese nejvíce

benefitů.

Pro výpočet úlohy využil doktorand programového vybavení MS Excel (pro mezivýpočty) a

Xpress Workbench (pro lineární optimalizaci). Pro výpočet byl zvolen časový úsek 60 minut.

V tomto případě – uvažujeme-li ucelený provoz linky Os 1 zásadně pouze v intervalu 30 minut –

byla vybraná hodnoticí kritéria zdvojnásobena, jelikož linka úsekem projede za hodnoticí období

každým směrem dvakrát, tudíž i některé skutečnosti nastanou dvakrát (zde lze jako případ zmínit

například ohodnocení přestupní vazeb, kdy je zcela přirozené, že při výpočetním období 60

minut u linky s intervalem 30 minut je potenciál dosažení přestupních vazeb zpravidla

dvojnásobný než kdyby byla linka v provozu v intervalu 60 minut).

Jako výpočetní období byl uvažován jeden směr, tedy každou hodinu byl uvažován provoz vlaků

v jednom směru po dobu 30 minut. S ohledem na hodnoty v kodexu UIC 406 byla tato hodnota

ponížena na možnost čerpání kapacity 22,5 minuty pro jeden směr za každou započatou hodinu

provozu. Tím prakticky ani neuvažujeme provoz nákladní dopravy během občanského dne, což

v případě požadavku na průvoz většího množství vlaků nákladní dopravy by znamenalo další

omezení kapacity pro dopravu osobní.

Parametry hodnotících kritérií byly stanoveny následovně:

Denní předpokládaný průměrný počet cestujících v omezujícím úseku a v rámci

celé linky v tisících

Pro model byly stanoveny hodnoty počtu cestujících v tabulce 5.

Tabulka 5: Počty cestujících modelových linek

linka denní počet cestujících

v omezujícím úseku [tis. cestujících]

denní počet cestujících v rámci celé linky [tis. cestujících]

R 2,5 4

Sp 1,5 2

Os 1 4 5

Page 35: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

35

Os 2 2 2,5

Zdroj: vlastní

Jedná se o průměrné denní počty cestujících. Dle počtu cestujících v osobních vlacích lze

vyvozovat, že se jedná o hodnoty typické v případě tohoto segmentu v příměstské oblasti

v aglomeračním pásmu. Záměrně byly zvoleny linky s vysokým zatížením v aglomeraci, jelikož

právě pro tyto přepravní vztahy by měla být železniční doprava využívána.

Využití traťové rychlosti v logicky ohraničeném úseku

V případě využití traťové rychlosti byly stanoveny parametry uvedené v tabulce 6.

Tabulka 6: Využití traťové rychlosti v logicky ohraničeném úseku modelovými linkami

linka využití traťové rychlosti

v logicky ohraničeném úseku

R 0,85

Sp 0,85

Os 1 2 x 1,00 = 2,00

Os 2 1,00

Zdroj: vlastní

U osobních vlaků je uvažováno využití moderních elektrických jednotek, které využijí plně

parametry železniční tratě v celostního významu (uvažováno V130 = 140 km/h). V případě

rychlíků a spěšných vlaků je předpoklad využití klasických souprav vedených lokomotivami

vyrobenými více než před dvaceti lety a konstruovanými pro maximální rychlost 120 km/h. Proto

je koeficient snížen na zhruba hodnotu 0,85 (podíl 120/140). V případě osobních vlaků linky Os

1 je hodnota násobena dvěma, protože interval linky je 30 minut, tudíž v každém směru projedou

vlaky této linky dvakrát.

Ohodnocení systémových přípojových vazeb na lince v logicky vymezeném úseku

Jednotlivé linky obsluhují níže jmenované fiktivní uzly A až I. Ohodnocení jednotlivých uzlů

body z hlediska jejich významu shrnuje tabulka 7.

Tabulka 7: Ohodnocení přestupních vazeb modelových linek v jednotlivých uzlech

Linka Uzly - ohodnocení

A B C D E F G H I

R 2 projíždí projíždí projíždí projíždí 1 1 1 2

Sp 2 projíždí projíždí 1 projíždí 1 1 - -

Os 1 2 1 1 1 1 1 - - -

Os 2 2 1 1 - - - - - -

Zdroj: vlastní

Page 36: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

36

Do modelu se hodnoty pro jednotlivé linky sečtou jako celek, přičemž kumulaci těchto hodnot

vyjadřuje tabulka 8. Pro linku Os 1 jsou hodnoty opět vynásobeny dvakrát, jelikož s ohledem na

její interval 30 minut za hodnotící období 60 minut nastane situace v každém směru dvakrát.

Tabulka 8: Ohodnocení přestupních vazeb modelových linek kumulativně

linka ohodnocení přestupních vazeb

R 7

Sp 5

Os 1 2 x 7 = 14

Os 2 4

Zdroj: vlastní

Porovnání cestovních dob IAD a dané linky ve třech nejzatíženějších relacích na

lince

Hodnoty poměru cestovní doby IAD a vlaků daných linek byly stanoveny opět pro účely studie

disertační práce a testu modelu teoreticky. Předpokládá se optimalizovaná konvenční železniční

trať, kde však zhoršuje stav zastaralá infrastruktura ve výchozím železničním uzlu pro všechny

linky. Zároveň pro rychlíky se předpokládá vyšší konkurenceschopnost dálniční sítě oproti

ostatním částem sítě pozemních komunikací v oblasti, proto hodnota poměru pro linku R byla

stanovena jako nejnižší, ostatní linky vykazují hodnoty alespoň mírně vyšší. Ohodnocení shrnuje

tabulka 9. Pro linku Os 1 byla opět hodnota dvojnásobena z důvodu polovičního intervalu,

jelikož proces vykoná za hodnotící období dvakrát.

Tabulka 9: Ohodnocení konkurenceschopnosti vůči IAD u modelových linek

linka porovnání cestovní dob IAD a

dané linky ve třech nejvytíženějších relacích

R 1,00

Sp 1,30

Os 1 2 x 1,10 = 2,20

Os 2 1,05

Zdroj: vlastní

Všechna kritéria shrnuje tabulka 10 na následující straně

Page 37: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

37

Tabulka 10: Souhrnná tabulka parametrů všech veličin v modelu

Základní parametry Hodnotící kritéria

linka interval

[min]

potřeba kapacity dopravní cesty v

omezujícím úseku [min/spoj]

denní počet cestujících

v omezujícím úseku [tis. cestujících]

denní počet cestujících v rámci

celé linky [tis. cestujících]

využití traťové rychlosti v logicky

ohraničeném úseku

ohodnocení přestupních vazeb

porovnání cestovní dob IAD a dané linky ve

třech nejvytíženějších

relacích

R 60 5 2,5 4 0,85 7 1,00

Sp 60 5 1,5 2 0,85 5 1,30

Os 1 60 7 4 5 2,00 14 2,20

Os 2 30 7 2 2,5 1,00 4 1,05

Zdroj: vlastní

Page 38: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

38

4.3.2 Konkrétní výsledky modelování v uvažovaném případě Pro výše uvedené hodnoty sestavil doktorand testovací model, přičemž byla použita metoda

STEM, která byla popsána výše.

Aby bylo možné metodu STEM použít, je nutné nejdříve sestavit výběr projektů pro každé

kritérium jednotlivě. Za tímto účelem byla provedena lineární optimalizace pro každé kritérium

zvlášť v prostředí programu Xpress Workbench. Výsledky reprezentuje tabulka 11.

Tabulka 11: Prioritní projekty pro každé kritérium jednotlivě

kritérium výběr projektu

R Sp Os 1 Os 2

denní prům. počet cestujících v omez. úseku ano ne ano ne

denní prům. počet cestujících v širším úseku ano ne ano ne

využití traťové rychlosti ne ne ano ano

přestupní uzly ano ne ano ne

konkurenceschopnost vůči IAD ne ano ne ano

Zdroj: vlastní

Teprve poté je možné stanovit váhy a maximální možné dosažitelné hodnoty přínosů

jednotlivých kritérií, podle kterých bude úloha řešena jako celek se všemi kritérii naráz. Tento

proces byl proveden v MS Excel s následujícími výstupy uvedenými v tabulce 12:

Tabulka 12: Váhy jednotlivých kritérií a maximální dosažitelné přínosy pro každé kritérium

kritérium váha maximální dosažitelný přínos

denní prům. počet cestujících v omez. úseku

0,246 6,5 tis. cestujících/den

denní prům. počet cestujících v širším úseku 0,265 9 tis. cestujících/den

využití traťové rychlosti 0,168 součet poměrů 3

přestupní uzly 0,072 21 bodů

konkurenceschopnost vůči IAD 0,249 součet poměrů 3,5

Zdroj: vlastní

Jak je z výsledků vidět, při následné lineární optimalizaci mají pro zkoumaný případ prakticky

podobnou váhu kolem jedné čtvrtiny obě kritéria s počty cestujících a konkurenceschopnost vůči

IAD. Zhruba 17 % připadá na využití traťové rychlosti (hospodárné využití kapacity dopravní

cesty) a asi ze 7 % ovlivňují výpočet vazby v přestupních uzlech.

Zde je nutné podotknout, že metoda STEM je v tomto velmi komplexní. Došlo-li by ke změně

hodnot vybraných kritérií, je nutné celou úlohu od začátku přepočítat, jelikož s pravděpodobností

hraničící s jistotou dojde ke změně vah jednotlivých kritérií. Následně již bylo možné přistoupit

k celkové lineární optimalizaci v prostředí programu Xpress Workbench.

Page 39: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

39

Zdroj: vlastní

Obrázek 10: Výřez modelu z programu Xpress Workbench

Lineární optimalizace byla provedena s výsledkem, že na trati by měly být provozovány

linky R a Os 1. Tato kombinace se dle metody STEM jeví jako nejúčelnější. Hodnota

koeficientu d dosáhla 0,0747, což znamená, že bylo nalezeno kompromisní řešení, nikoli

globální optimum.

Jak bylo zmíněno výše, k výpočtu byly využity metody lineární optimalizace. Zde prezentovaný

model je prakticky základní a doktorand předpokládá přirozeně další jeho rozvoj. Klíčové bude

pokusit se implementovat model i na praktický příklad, tj. reálně existující úsek dopravní

infrastruktury.

.

Page 40: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

40

5 Závěr V předložené studii k disertační práci je představen jak současný stav poznání řešeného

problému, tak další směr předpokládaného výzkumu s jeho ukázkou, který by měl být následně

předmětem disertační práce.

Doktorand dále předpokládá zdokonalování a rozšíření modelu omezení možnosti volby

dopravního prostředku vlivem kapacity dopravní cesty vztaženého na problém omezené kapacity

železniční dopravní cesty. Model byl zatím testován na fiktivní infrastruktuře, nicméně blížící se

reálnému stavu (typicky například jednokolejná železniční trať Plzeň – České Budějovice). Další

směry v prověřování tohoto modelu jsou následující:

jednoznačně rozšíření počtu hodnotících kritérií, a tím zdokonalení modelu,

možnost aplikace na složitější případy (např. i na dvoukolejné tratě nebo tratě

s modernějším zabezpečovacím zařízením – např. autoblok),

možnost aplikace modelu i na nákladní dopravu, resp. nákladní i osobní dopravu

současně

Zde vidí doktorand potenciál dalšího výzkumu a směřování disertační práce, byť nutně nemusí

být na konci naplněny všechny odrážky nebo se naopak výzkum ubere i jinými dalšími směry,

které nejsou zde uvažovány. Je však snahou předložený model dále rozvíjet a zdokonalovat,

testovat a následně verifikovat.

V případě využitých metod i nadále doktorand spatřuje potenciál ve využití metod lineární

optimalizace, které byly prezentovány v modelu výše. Zde byla konkrétně využita metoda STEM,

jejíž využití plánuje doktorand dále rozvíjet. Nelze vyloučit, že budou otestovány i jiné metody,

které mohou dnes sloužit k výběru projektů a tyto metody budou transformovány do

doktorandem zkoumané problematiky.

Page 41: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

41

6 Seznam prací publikovaných doktorandem 1. Rozvoj železnice v dopravní obsluze regionu Rokycan

Jacura, M. - Javořík, T. - Purkart, P., - Hoření, T.

Vědeckotechnický sborník ČD. 2014, 19(38), s. 1-15. ISSN 1214-9047. Dostupné z:

http://vtsb.cd.cz/VTS/CLANKY/vts38/3804.pdf

Článek v tuzemském periodiku z pozitivního seznamu RVVI česky

2. Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu Rokycanska

Purkart, P. - Javořík, T.

Vědeckotechnický sborník ČD. 2017, 23(43), s. 1-100. ISSN 1214-9047. Dostupné z:

https://vts.cd.cz/documents/142547/142802/4309_Purkart%2C+Javo%C5%99%C3%

ADk_Pos%C3%ADlen%C3%AD+v%C3%BDznamu+%C5%BEeleznice+v+dopravn

%C3%AD+obsluze+regionu+Rokycanska.pdf/c3728ee9-98fa-4096-b187-4bf247671751

Článek v tuzemském odborném recenzovaném periodiku česky

3. Possible Ways of Improving Railway Operation and Infrastructure in Area

between Děčín and Rumburk

Purkart, P. - Vodák, D. - Javořík, T., - Hoření, T.

In: Student Scientific Conference Modernization of Railway IRICoN 2017. Modernizace

na železnici IRICON 2017. Praha, 10.05.2017. Praha: Czech Technical University in

Prague. 2017, s. 2-102. ISSN 2336-5382. ISBN 978-80-01-06297-5.

Stať ve sborníku z tuzemské mezinárodní konference cizojazyčně

4. Analýza ekonomických přínosů nástupišť pro cestující

Jacura, M. - Purkart, P. - Javořík, T. - Vodák, D., - Týfa, L.

Dlážděná 1003/7, 110 00 PRAHA 1: Správa železniční dopravní cesty, s. o.. 2017

Výzkumná zpráva v češtině

5. Německý pohled na regionální a městské kolejové systémy jako inspirace pro

českou regionální a příměstskou dopravu

Purkart, P. - Týfa, L.

Vědeckotechnický sborník ČD. 2017, 23(44), s. 1-257. ISSN 1214-9047. Dostupné z:

https://vts.cd.cz/documents/168518/168777/44_komplet.pdf/5b67916a-851f-4f12-

babe-07dcf01afac6

Článek v tuzemském odborném recenzovaném periodiku česky

6. Možnosti zajištění osobní dopravy na vybrané železniční síti Plzeňského kraje po

dokončení modernizace trati Rokycany – Plzeň

Purkart, P. - Vodák, D.

Verejná osobná doprava 2018 - Zborník prednášok. Bratislava: Kongres STUDIO, spol.

s.r.o., 2018. p. 51-65. ISBN 978-80-89565-36-8.

Stať ve sborníku z mezinárodní konference česky

Page 42: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

42

7. Optimální technické parametry železniční dopravní cesty pro dosažení

požadované provozní koncepce

Purkart, P. - Vodák, D. - Javořík, T., - Týfa, L.

2018 Young Transportation Engineers Conference. Praha: České vysoké učení technické

v Praze, Fakulta dopravní, 2018. p. 200-207. ISBN 978-1-5386-3825-5.

Stať ve sborníku z mezinárodní konference česky

8. The assesment of priorities in the construction of new tram lines in Prague by

using the multicriterial linear optimization.

Javořík, T. – Purkart, P. – Vodák, D. – Týfa, L. – Teichmann, D.

Transport Problems 2019: Proceedings XI Scientific Conference and VII International

Symposium of Young Researchers. Katowice: The Silesian University Of Technology,

2019. ISSN 1896-0596.

Stať ve sborníku z mezinárodní konference anglicky

9. Zvýšení kvality parametrů vybraných železničních tratí mimo síť TEN-T

Purkart, P. – Javořík, T. – Vodák, D.

Konference ŽELVA 2019 Choceň (Železniční výzkumné aktivity, 1. ročník konference,

17. – 18. září 2019 Choceň)

Stať ve sborníku z mezinárodní konference česky

10. Stanovení optimálních parametrů úprav železničních tratí

Vodák, D. – Jacura, M. – Purkart, P.

Konference ŽELVA 2019 Choceň (Železniční výzkumné aktivity, 1. ročník konference,

17. – 18. září 2019 Choceň)

Stať ve sborníku z mezinárodní konference česky

Page 43: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

43

7 Seznam obrázků Obrázek 1: Segmenty veřejné hromadné dopravy ................................................................................... 7

Obrázek 2: Dělení městských a příměstských kolejových systému dle německé legislativy ............. 8

Obrázek 3: Vlakotramvaj projíždějící Rüppurrer Straße v Karlsruhe .................................................. 9

Obrázek 4: Vývoj počtu cestujících v celém systému městské a příměstské dopravy v Karlsruhe a

okolí .............................................................................................................................................................. 12

Obrázek 5: Vizualizace proměny libereckého přednádraží v případě realizace systému Regiotram

Nisa ............................................................................................................................................................... 13

Obrázek 6: Vývoj nabídky veřejné dopravy ve Švýcarsku (ve vlkm a buskm) .................................. 15

Obrázek 7: Grafická interpretace časové skladby přestupní doby ...................................................... 17

Obrázek 8: Výřezy z jízdního řádu v letech 1944 a 2018 v traťovém úseku Regensburg –

Schwandorf.................................................................................................................................................. 20

Obrázek 9: Síťová grafika, ukázka z Plánu dopravní obslužnosti Plzeňského kraje ........................ 26

Obrázek 10: Výřez modelu z programu Xpress Workbench............................................................... 39

8 Seznam tabulek Tabulka 1: Klasifikační tabulka systémů lehkých kolejových systémů ............................................... 10

Tabulka 2: Vývoj délky sítě s dvousystémovým provozem v Karlsruhe a okolí ............................... 11

Tabulka 3: Maximální hodnoty stupně obsazení dle kodexu UIC 406............................................... 29

Tabulka 4: Parametry modelových linek ................................................................................................. 34

Tabulka 5: Počty cestujících modelových linek ..................................................................................... 34

Tabulka 6: Využití traťové rychlosti v logicky ohraničeném úseku modelovými linkami ............... 35

Tabulka 7: Ohodnocení přestupních vazeb modelových linek v jednotlivých uzlech ..................... 35

Tabulka 8: Ohodnocení přestupních vazeb modelových linek kumulativně .................................... 36

Tabulka 9: Ohodnocení konkurenceschopnosti vůči IAD u modelových linek .............................. 36

Tabulka 10: Souhrnná tabulka parametrů všech veličin v modelu ...................................................... 37

Tabulka 11: Prioritní projekty pro každé kritérium jednotlivě ............................................................ 38

Tabulka 12: Váhy jednotlivých kritérií a maximální dosažitelné přínosy pro každé kritérium ....... 38

Page 44: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

44

9 Zdroje

9.1 Použité publikace a závěrečné práce [1] HANSEN, Ingo Arne a Jörn PACHL. Railway timetable and traffic. Hamburg: DVV Media

Group GmbH - Eurailpress, 2008. ISBN 978-3-7771-0371-6.

[2] KUBÁT, Bohumil. Městská a příměstská kolejová doprava. Praha: Wolters Kluwer Česká

republika, 2010. ISBN 978-80-7357-539-7.

[3] PACHL, Jörn. Systemtechnik des Schienenverkehrs: Bahnbetrieb planen, steuern und sichern ; mit

Beispielen. 4., uberarb. und erw. Aufl. Stuttgart: B.G. Teubner, 2004. ISBN 3-519-36383-6.

[4] PURKART, Pavel. Posílení významu železnice v dopravní obsluze regionu Rokycanska. Praha,

2016. Diplomová práce. České vysoké učení technické v Praze, Fakulta dopravní, Ústav

dopravních systémů. Vedoucí práce Ing. Tomáš Javořík.

[5] Stadtbahnsysteme: Grundlagen - Technik - Betrieb - Finanzierung = Light rail systems : principles -

technology - operation - financing. Hamburg: DVV Media Group GmbH - Eurailpress, 2014.

ISBN 978-3-87154-500-9.

[6] GAŠPAŘÍK, Jozef a Jiří KOLÁŘ. Železniční doprava – technologie, řízení, grafikony a dalších

100 zajímavostí. Praha: Grada Publishing, 2017. ISBN 978-80-271-0058-3.

9.2 Použité články a přednášky [7] BAUDYŠ, Karel. Časové prvky JŘ. Systémové jízdní doby: Technologie železniční dopravy. Praha,

2014.

[8] Fakten und Argumente zum öV Schweiz [online]. Bern: Verband öffentlicher Verkehr, 2019

[cit. 2019-09-15]. Dostupné z: https://www.voev.ch/de/Service/Publikationen/VoeV-

Schriften/Fakten-und-Argumente-zum-oeV-Schweiz

[9] JANDOVÁ, Monika a Zdeněk TOMEŠ. Přístupy k liberalizaci osobní železniční dopravy

v ČR. ACTA OECONOMICA PRAGENSIA. 2016, 24(01), 14.

[10]LADEMANN, Frank a Reinhard MEINUS. Pragmatische Fahrzeitverbesserungen

zwischen Bayern und Tschechien. EI - Eisenbahningeniuer. 5-6/2016.

[11]SEIDENGLANZ, Daniel, Tomáš NIGRIN a Jiří DUJKA. Regional Railway Transport

in Czech, Austrian and German Decentralised and Regionalised Transport Markets.

REVIEW OF ECONOMIC PERSPECTIVES – NÁRODOHOSPODÁŘSKÝ OBZOR.

2015, 15(4), 431-450.

[12]TEICHMANN, Dušan a Michal DORDA. Comparison of Two Selected Methods In

Evaluating Of Investments in Transport Infrastructure. In: Finance and Performance of Firms

in Science, Education and Practice : proceedings of the 7th International Scientific Conference : April 23-

Page 45: 2019 Ing. Pavel Purkart - Projekty SGS ČVUT v oblasti ...vlaky-sgs.fd.cvut.cz/data/publikace/sdz-disert_studie-purkart.pdf · ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE ... (tramvaj,

45

24, 2015, Zlín, Czech Republic. Zlín: Tomáš Baťa University in Zlín, 2015. s. 1524-1536.

ISBN 978-80-7454-482-8.

9.3 Použité informace z grantů

SGS12/161/OHK2/2T/16 Maximalizace efektivity regionální kolejové dopravy

SGS12/160/OHK2/2T/16 Parametry výpravních budov z hlediska dimenzování a rozvržení

prostor pro cestující, struktura a umístění informací v těchto prostorách

SGS10/215/OHK2/2T/16 Optimalizace uspořádání zařízení pro přepravu osob v přestupních

uzlech veřejné hromadné dopravy

TA ČR TD020010 Optimalizace a zefektivnění zadávání a kontroly veřejných soutěží v osobní

železniční dopravě v ČR v kontextu spol. politik EU