European Rail Traffic Management System (ERTMS) stanowi jeden z największych projektów przemysłowych w historii Europy. System ten ma zastąpić ponad 30 różnych krajowych systemów sygnalizacji kolejowej jednolitym standardem obowiązującym w całej Unii Europejskiej. Inicjatywa ta ma fundamentalne znaczenie dla przyszłości transportu kolejowego na kontynencie.
ERTMS powstał w odpowiedzi na problem fragmentacji europejskiej sieci kolejowej. Każdy kraj członkowski rozwijał własne systemy automatycznej ochrony pociągów, które nie były ze sobą kompatybilne. Pociągi kursujące między krajami musiały być wyposażone w wielokrotne systemy kontroli – przykładowo składy Thalys kursujące między Paryżem, Brukselą, Kolonią i Amsterdamem wymagają siedmiu różnych systemów kontroli pociągu.
Komponenty techniczne systemu
ERTMS składa się z trzech głównych elementów technicznych. European Train Control System (ETCS) stanowi rdzeń systemu, odpowiadając za automatyczną ochronę pociągów i kontrolę prędkości. Global System for Mobile Communications-Railway (GSM-R) zapewnia komunikację radiową między maszynistami a centrami zarządzania ruchem. Trzeci komponent to Automatic Train Operation (ATO), który automatyzuje prowadzenie pociągu do poziomu GoA2.
ETCS funkcjonuje na trzech poziomach zaawansowania. Poziom 1 wykorzystuje radiolatarnie (Eurobalises) zainstalowane na torach do przekazywania informacji o ograniczeniach prędkości i statusie sygnalizacji. Poziom 2 opiera się na ciągłej komunikacji radiowej przez GSM-R, eliminując potrzebę tradycyjnych sygnałów przydrożnych. Poziom 3, będący najbardziej zaawansowaną wersją, wykorzystuje satelitarne systemy pozycjonowania i pozwala na znaczne zwiększenie przepustowości linii.
System monitoruje nieprzerwanie prędkość każdego pociągu zgodnie z danymi o torze i charakterystyką składu. Gdy rzeczywista prędkość przekracza dozwolone wartości, hamulce są automatycznie uruchamiane. To zapewnia zatrzymanie pociągu przed punktem zagrożenia.
Korzyści ekonomiczne i operacyjne
ERTMS przynosi wymierne korzyści ekonomiczne i operacyjne. System może zwiększyć przepustowość istniejącej infrastruktury o 40 procent bez konieczności budowy nowych torów. Pozwala to na obsługę większej liczby pociągów przy mniejszych odstępach czasowych między nimi. Maksymalna prędkość w systemie ERTMS może osiągnąć 500 kilometrów na godzinę.
Koszty utrzymania systemów sygnalizacyjnych znacząco spadają dzięki standaryzacji. Zakup sprzętu staje się bardziej konkurencyjny, ponieważ dostawcy mogą oferować swoje produkty w całej Europie, a operatorzy kolejowi mogą kupować urządzenia od dowolnego z sześciu certyfikowanych dostawców ERTMS.
System redukuje możliwość błędu ludzkiego, zapewniając kompleksowe funkcje automatycznej ochrony pociągów. Zwiększa to bezpieczeństwo, niezawodność i punktualność przewozów kolejowych. Dla pasażerów oznacza to lepszą jakość usług, podczas gdy operatorzy zyskują większą efektywność operacyjną.
Wyzwania wdrożeniowe
Implementacja ERTMS napotyka jednak znaczące wyzwania. Całkowity koszt wdrożenia szacowany jest na 17 miliardów euro, z czego 12 miliardów przypada na infrastrukturę torową, a 5 miliardów na systemy pokładowe. Koszty modernizacji i doposażenia pojazdów podwoiły się między 2018 a 2022 rokiem.
Europejski Trybunał Obrachunkowy w raporcie z 2017 roku stwierdził, że rozwój ERTMS w całej UE pozostaje niski i rozdrobniony. Problem stanowi fakt, że wdrożenie systemu torowego bez wyposażenia taboru kolejowego jest bardzo kosztowne i nie przynosi oczekiwanych korzyści. Operatorzy kolejowi, szczególnie przewoźnicy towarowi, nie mogą zostać pozostawieni sami sobie w procesie wyposażania floty.
Kolejnym wyzwaniem są ciągłe zmiany specyfikacji technicznych. European Rail Freight Association ostrzega, że specyfikacje ewoluują szybciej niż ERTMS jest wdrażany, co działa jak „zabójca innowacji” dla producentów przeciążonych wypełnianiem nowych wymagań. Operatorzy stoją przed „eksplozywymi” kosztami i ryzykiem, że znaczne inwestycje szybko staną się przestarzałe.
Harmonogram i perspektywy
Wytyczne Trans-European Transport Networks (TEN-T) ustanawiają ERTMS jako jeden z wymogów infrastruktury kolejowej. System ma zostać wdrożony na sieci podstawowej do 2030 roku i na całej sieci do 2050 roku. European Deployment Plan przyjęty przez Komisję Europejską w styczniu 2017 roku określa terminy wdrożenia ERTMS na niektórych odcinkach korytarzy sieci podstawowej na lata 2017-2023.
Zgodnie z planem wdrożenia system sygnalizacyjny powinien zostać zainstalowany na 15682 kilometrach torów do 2023 roku. Do kwietnia 2020 roku zrealizowano 38 procent tego celu. Wdrażanie ETCS w pojazdach przebiega wolniej niż instalacja na torach – 12 procent korytarzy sieci podstawowej działało z systemem pokładowym ETCS, a 63 procent z GSM-R.
Sukces globalny
Pomimo wyzwań ERTMS odniósł sukces poza Europą, stając się preferowanym systemem kontroli pociągów w krajach takich jak Chiny, Indie, Tajwan, Korea Południowa i Arabia Saudyjska. To potwierdza uniwersalność i efektywność europejskiego standardu.
Future Railway Mobile Communication System (FRMCS) zostanie następcą GSM-R, wykorzystując technologię 5G. ERA spodziewa się, że dostawcy urządzeń GSM-R będą wspierać tę technologię przynajmniej do 2030 roku, co może zostać przedłużone w zależności od dostępności i walidacji odpowiedniego systemu zastępczego.
Ekspansja globalna
ERTMS przekroczył granice Europy, stając się globalnym standardem sygnalizacji kolejowej. Kraje pozaeuropejskie odpowiadają za prawie 50 procent światowych inwestycji w system ERTMS. Obecnie ponad 105 tysięcy kilometrów torów kolejowych i 13 tysięcy pojazdów na świecie jest wyposażonych w ERTMS, przy czym system jest używany w 38 krajach.
Chiny zainwestowały masowo w ERTMS, podobnie jak Korea Południowa z 1500 kilometrami wyposażonych linii i Tajwan z 1200 kilometrami. Arabia Saudyjska wybrała ERTMS dla linii wysokich prędkości Mekka-Medyna, podczas gdy kraje Zatoki Perskiej wykorzystują system do transportu towarowego. Indie wdrażają Train Protection and Warning System oparty na technologii ERTMS Level 1 na 3330 kilometrach tras za szacunkowy koszt 2 miliardów rupii.
ERTMS demonstruje swoją wszechstronność, obejmując różnorodne zastosowania – od transportu towarowego przez linie wysokich prędkości po transport miejski w Auckland, Sydney i Rio de Janeiro. Wybór ERTMS przez kraje pozaeuropejskie wynika z jego uznania za najbardziej wydajny system kontroli pociągów na świecie, oferujący znaczące korzyści w zakresie bezpieczeństwa, niezawodności, punktualności i przepustowości.
Program ERTMS stanowi kluczowy element strategii dekarbonizacji transportu w Europie. System ma wspierać przesunięcie ruchu z transportu drogowego na kolejowy, przyczyniając się do redukcji emisji gazów cieplarnianych o 90 procent w sektorze transportu do 2050 roku. Jednolity system sygnalizacji kolejowej jest niezbędny do osiągnięcia celów podwojenia ruchu kolei dużych prędkości do 2030 roku i ruchu towarowego do 2050 roku.
Słowniczek kluczowych pojęć
ERTMS (European Rail Traffic Management System) – Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym, jednolity standard sygnalizacji i kontroli prędkości dla całej Europy.
ETCS (European Train Control System) – Europejski System Kontroli Pociągów, główny komponent ERTMS odpowiadający za automatyczną ochronę pociągów i kontrolę prędkości w kabinie maszynisty.
GSM-R (Global System for Mobile Communications-Railway) – Globalny System Komunikacji Mobilnej dla Kolei, zapewniający komunikację głosową i transmisję danych między pociągami a centrami sterowania.
ATO (Automatic Train Operation) – Automatyczne Prowadzenie Pociągu, system automatyzujący sterowanie pociągiem do poziomu GoA2 (Grade of Automation 2).
FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) – Przyszły System Komunikacji Mobilnej dla Kolei, następca GSM-R wykorzystujący technologię 5G.
TEN-T (Trans-European Transport Networks) – Transeuropejskie Sieci Transportowe, strategiczny program UE rozwoju infrastruktury transportowej.