Projekt řídicího vozu řady 944 ČD

Při pohledu na vozový park Českých drah zjistíme, že před deseti lety nedisponovaly ČD žádným řídícím vozem. K dnešnímu dni již mají několik typů těchto vozů. Pro motorové vozy byl vyroben řídící vůz řady 943 a 912, pro elektrické jednotky je to řada 971. Rozvoj řídících vozů je dán potřebou rychlých obratů v koncových stanicích a tím i efektivnějšího využití takto tvořených jednotek. Z tohoto důvodu jsou uvedené řídící vozy provozovány například na ramenech Ostrava - Jeseník, Karlovy Vary - Praha nebo Praha - Kolín. Výrobci vozidel nezahálejí a připravovují nové řídící vozy řady 954 (854) a 914 (814). Připravuje se také rekonstrukce osobního vozu řady Bdmtee na nový řídící vůz, který ve vozovém parku citelně chybí. Se vznikem brněnského integrovaného dopravního systému a nedostatkem elektrických jednotek řady 560 je značná část souprav tvořena lokomotivou se soupravou vozů Bdmtee, což neumožňuje rychlé obraty v koncových stanicích. Největší potřeba a také tlak na rekonstrukci těchto vozů je právě z DKV Brno.

Charakteristika vozu

Osobní vozy řady Bdmtee byly vyrobeny v letech 1989 - 90 pod tehdejším označením Bymee v Německé demokratické republice vagónkou VEB Waggonbau Bautzen. Dodávky byly provedeny v roce 1989 (vozy 22-44 001 až 055) a v roce 1990 (vozy 22-44 056 až 320). Počínaje vozem číslo 162 je dosazen lepší typ brzdových jednotek.

V současnosti provozuje tyto vozy DKV Česká Třebová, Ústí nad Labem a Brno. Jsou nasazovány především na osobní vlaky v okolí Brna (IDS), Ústí nad Labem, Pardubic a Hradce Králové.

Výkres vozu řady Bdmtee

Tento vůz je výhodný z hlediska rychlé výměny cestujících díky čtyřem dveřím na každé straně vozu a díky jejich umístění. Tyto dvoukřídlé dveře se nacházejí mezi otočnými čepy podvozků a rozdělují vůz na tři oddíly pro cestující v poměru 1:4, 1:2, 1:4. Vozy řady Bdmtee jsou konstruovány pro maximální rychlost 160 km/h. Vůz je vybaven centrálním zdrojem energie a tudíž je nutné tento vůz spojovat topným vysokonapěťovým kabelem s hnacím vozidlem. Toto se však projevuje delším prostojem při odvěšování nebo svěšování soupravy. Při vedení vlaku dieselovou lokomotivou předpis požaduje zastavení spalovacího motoru při odpojování nebo připojování topného vysokonapěťového kabelu. Při spojení s elektrickou lokomotivou je nutné stáhnout sběrač elektrického proudu, odpojit a uzemnit lokomotivu. Z tohoto důvodu se pak celková doba na objetí soupravy pohybuje okolo 10 – 15 minut, v průměru se dostáváme na hodnotu 12,5 minuty. Navíc je nutno podotknout, že se jedná o čas, který nerespektuje provozní situace (ne vždy je možné zaručit volnost posunové cesty s ohledem na provoz v dané železniční stanici).

Při použití řídících vozů je tento čas minimalizován na přesun strojvedoucího z konce na začátek vlaku a nutnosti provést zjednodušenou zkoušku brzdy. Zároveň není potřeba posunu a s tím spojených náležitostí. Z výše napsaného nám vyplývají výhody použití řídícího vozu. Ušetření obsluhy stanice, není nutno stavět posunovou cestu a zaručovat její volnost, energií za posun a času potřebného na objetí lokomotivy z konce na začátek vlaku.

Popis vozu

Vůz řady Bdmtee DKV Brno (foto Petr Nohel, 23.9.2005)

Spodek a skříň vozu tvoří samonosnou konstrukci z válcovaných a lisovaných profilů. Rám spodku je zesílen vlnitým ocelovým plechem. Ve spodku vozu je provedena příprava pro zabudování samočinného spřáhla. Pevnost vozové skříně odpovídá UIC 566. Přenos hmotnosti skříně vozu na podvozek je postraními kluznicemi s teflonovými vložkami a podložkami. Přenos příčných a podélných sil mezi skříní vozu a podvozkem je otočným čepem uloženým v pryžovém silentbloku kolébky. Táhlové ústrojí je neprůběžné a uzpůsobeno pro alternativní montáž samočinného spřáhla. Vypružení je provedeno pryžokovovou pružinou 400 kN. Narážecí ústrojí je použito trubkových nárazníků s prstencovou pružinou. Výška nárazníků od temene kolejnice (TK) je 1 050 ± 5 mm.

Podvozek GP 200 S – 23,5/89 je dvounápravový běžný podvozek svařované konstrukce s dvojitým vypružením a kotoučovou brzdou BBW. Prvotní vypružení obstarávají válcové šroubovité pružiny, které jsou tlumeny za pomoci třecích tlumičů. Tyto tlumiče jsou na jedné straně uchyceny do rámu podvozku, na druhé straně na ložiskovou skříň. Druhotné vypružení obstarávají válcové šroubovité pružiny, které jsou utlumeny za pomoci hydraulických tlumičů. Dále jsou na podvozku umístěny hydraulické tlumiče na tlumení příčných pohybů kolébky. Na voze je jeden podvozek vybaven ruční brzdou, která působí na všechny čtyři brzdové jednotky podvozku. Mezi zvláštní zařízení podvozku patří dva protismykové regulátory, generátor zajišťovače dveří a nápravový uzemňovač.

Vůz je vybaven rychlíkovou tlakovou brzdou soustavy Dako-R (D). Záchranná brzda je pomocí ventilu AK 6, který je zabudován za přední stěnou na konci vozu s ruční brzdou. Přístupnost je zajištěna klapkou ve stěně nástupního prostoru. V každém koncovém oddílu je umístěna jedna skříň a ve středním oddíle jsou dvě skříně na tahadla záchranné brzdy. K ovládání ventilu záchranné brzdy bylo použito lanového táhla. V zadním nástupním prostoru vozu je zabudována ruční vřetenová brzda s tyčovým a lanovým táhlem působící na jeden podvozek. Tato brzda se ovládá pomocí ručního kola umístěného ve výklenku zadního nástupního prostoru.

163.061-5 s vozy Bdmtee jede částečně modernizovaným úsekem u Přelouče
jako osobní vlak z Kolína do Pardubic (foto Pavel Větříšek, 3.3.2004)

Vůz je rozdělen na 2 velkoprostorové koncové oddíly po 24 sedadlech, velkoprostorový střední oddíl s 48 sedadel, dvě WC a dva nástupní prostory. Pevná sedadla uspořádaná 2 + 2 v dvojitém provedení s opěrkami rukou, sedadla jsou připevněna na bočnici a k podlaze. Nad sedadlem se nachází zavazadlová police, dále pevný podokenní stolek s košem. Je možné demontovat vybavení oddílů a nahradit je 48 lůžky a dalším příslušenstvím. Vůz má dva nástupní prostory, v nichž se nacházejí vždy dvoje vnější nástupní dveře. Ty jsou předsuvné, dvoukřídlé s dálkovým ovládáním a blokováním. Zadní nástupní prostor se liší od předního tím, že je v něm umístěna skříň rozvaděče, kolo ruční brzdy a tlakoměr na kontrolu tlaku vzduchu v brzdovém válci. Dále se v předním a zadním nástupním prostoru nachází WC s umývárnou. Oddílová okna šířky 1 200 mm jsou dvojitá s determálním sklem s horní výklopnou částí. V nástupních prostorech a WC jsou také výklopná okna, ale menší šířky 500 mm. Vytápění vozu je teplovzdušné s elektrickým ohřívačem vzduchu s automatickou regulací teploty. Větrání vozu obstarávají střešní větrače, pro nucené větrání se používá vytápěcího zařízení bez ohřevu vzduchu. Obsluha obou zařízení se provádí v rozvaděči pomocí příslušných tlačítek. Zásobování vozu elektrickou energií zajišťuje centrální zdroj energie a akumulátorová baterie. Palubní napětí je 24 V stejnosměrných. Osvětlení vozu je zajištěno zářivkovými stropními svítidly s nouzovým žárovkovým osvětlením.

V provozu se můžeme setkat i s jedním vozem řady Bdmpee. Hlavní technické údaje jsou obdobné jako u původního vozu až na hmotnost a vnitřní vybavení. Tato úprava byla provedena v rámci garanční úpravy v Bautzenu v roce 1992. Byly vyměněny sedačky a snížen jejich počet na 68 pro zvýšení kultury cestování.

Rekonstrukce skříně vozu

Z důvodu co možná nejmenších nákladů na rekonstrukci bude stavba vozu zachována ve střední partii a koncové partii. Přední partie vozu bude kompletně přestavěna z důvodu nutnosti dosadit stanoviště strojvedoucího.

363.017 přijíždí se třemi vozy Bdmtee k zastávce Třebušice
s osobním vlakem do Kolína (foto Dušan Vacek, 18.7.2005)

Úpravy se týkají především předních partií bočnice, přední čelnice a střechy vozu. Řešení respektuje současnou provozní rychlost vozů řady Bdmtee, což je 160 km/h. Při této rychlosti se již do značné míry projevuje součinitel odporu vzduchu. Proto bude konstrukce čela provedena s přihlédnutím na aerodynamický součinitel a tvar čela bude zaoblen. Z toho vyplývá značný zásah do hrubé stavby vozu v přední partii. Stávající vůz tvoří tyto celky – spodek vozu, rám, bočnice, čelnice a střecha.

Na spodku vozu nebudou prováděny žádné zásahy. Na čele spodku vozu jsou umístněny stávající hadicové spojky, tažný hák se šroubovkou a nárazníky. Všechny ostatní montážní celky projdou úpravami. Nejmenší zásah bude proveden do partie střechy, kde v místě přechodu nad stanovištěm strojvedoucího bude provedeno opláštění pomocí laminátu, zbytek konstrukce bude proveden kovem. Při stavbě partie stanoviště dojde k odpláštnění plechů bočnice v přední části a odříznutí čelnice skříně tak, aby nebyla poškozena a bylo ji možné použít. V podstatě dojde jen k jejímu přesunutí a bude tvořit stěnu za stanovištěm. V tomto místě se opět přivaří ke spodku a k bočnicím vozu. Bočnice směrem k předku vozu se odřízne. Na vzniklé plošině představku vozu bude realizováno vlastní stanoviště. Toto stanoviště bude vytvořeno svařením profilů a výztuh. Bude vytvořeno s ohledem na výsledný tvar a pevnost předepsanou předpisem UIC 617-5. V bočních partiích budou vytvořeny místa pro uchycení spouštěcích oken strojvedoucího. V přední partii bude čelo vozu, za ním bude konstrukce pultu stanoviště, ochranná a zpevňující konstrukce navržená na odolání silám v podokenním rámu 300 kN. Dále zde bude vytvořen prostor pro čelní dělené okno. V místě přechodu čela do střechy bude vytvořena konstrukce navržená tak, aby mohla nést laminátové opláštění této partie. Za přechodem bude umístněna alternativně klimatizační jednotka stanoviště strojvedoucího. Další úpravy se týkají bočnic mezi stanovištěm a předním nástupním prostorem. Jelikož v této partii vozu budou umístněny okna odlišně než u vozu Bdmtee, bude nutné posunou příčky dle varianty uspořádání interiéru. Celková stavba vozu by měla vyhovovat z důvodu maximálního využití stávajících konstrukčních dílů vozu a nově vytvořená konstrukce stanoviště strojvedoucího bude dle předpisů pro konstrukci stanovišť.

Stanoviště strojvedoucího a řídící systém

Jak již bylo zmíněno, stanoviště bude umístněno v přední části vozu. Toto řešení bylo navrženo z důvodů co možná nejmenších zásahů do stávajícího vozu řady Bdmtee. Z popisu tohoto vozu je patrné, že v zadním nástupním prostoru je situován rozvaděč a kolo ruční brzdy.

Uspořádání čelní partie řídícího vozu a kabiny strojvedoucího

Kdyby bylo stanoviště umístněno v zadní části, bylo by nutné tento rozvaděč přemístit a to by si vyžádalo další finanční náklady, proto bylo stanoviště zvoleno na opačné straně. V kabině strojvedoucího je umístněno jedno stanoviště strojvedoucího, orientované vpravo od podélné osy vozidla. Na levé straně je situován stolek pro vedení vlakové dokumentace s přídavným pultem pro možnost zavírání dveří. Na řídícím pultu stanoviště jsou umístněny ovládací, indikační, diagnostické a komunikační přístroje používané pro řízení vlaku. U řídícího pultu bude odpružené sedadlo strojvedoucího. U stolu na levé straně bude skládací neodpružené sedadlo, které bude umístněno pod stolem. V případě použití se vytáhne a rozloží, tento typ sedadla je použit v motorovém voze řady 843. Stanoviště je řešeno v souladu s UIC 561 a umožňuje ovládání jak v sedě, tak i ve stoje. Umožňuje i ovládání vykloněnému strojvedoucímu z okna při posunu a při odjezdu vlaku.

Pod pojmem řízení rozumíme ovládání lokomotivy z řídícího vozu, pomocí komunikačního kanálu. Tento kanál může být tvořen klasicky kabelem – dnes se jedná o standardizovanou 18-ti žilovou UIC linku nebo radiové řízení. Přenos informací by měl být řešen jako obousměrný, z důvodu zpětné odezvy ovládané lokomotivy a zobrazení jejích stavů. Pokud je hnací vozidlo vybaveno elektrodynamickou brzdou (EDB), popřípadě retardérem (motorové vozy řady 842), měla by existovat možnost ovládat i tyto náležitosti. Ovládání se ve většině případů realizuje tzv. poměrným tahem. Poměrný tah ovládá tažnou sílu lokomotivy a může nabývat hodnot od 0 % do + 100 %, popřípadě pro ovládání EDB pak i záporných hodnot (od 0 % do – 100 %). Jedná se o hodnotu, kterou strojvedoucí nastaví pomocí jízdní páky, záporné hodnoty jsou určeny pro vybavení elektrodynamické brzdy. Pro univerzálnost použití vozu by měl vůz umožnit komunikaci s co největším spektrem lokomotiv jak elektrických, tak dieselových. Tato podmínka do jisté míry komplikuje rozmístění ovladačů, protože každá trakce vyžaduje ovládání svých specifických komponentů.

Volba systému je především závislá na výběru zákazníka a předpokládaného určení vozu. Provoz ucelených vlaků je lepší s variantou řízení pomocí UIC kabelu. Soupravy, jejichž složení vozů se mění a není potřeba diagnostikovat vozy, je lepší variantou radiové řízení.

750.308-9 přijíždí se třemi vozy Bdmtee k zastávce Třebušice
s osobním vlakem do Kolína (foto Petr Nohel)

Vybavení stanoviště je odvislé od použitého systému řízení. K vybavení stanoviště patří i několik komponent, které jsou stejné pro oba řídící systémy. Konstrukce řídícího pultu je pro obě verze řídícího systému shodná. Pro verzi komunikace za pomoci UIC kabelu jsou všechny ovládací prvky pevně dané. Při použití radiového dálkového řízení jsou také některé prvky pevně umístněné a ostatní jsou umístěny na přenosném panelu.

Pokud bude vůz vybaven řízením pomocí UIC kabelu, je nutná konfrontace s příslušnými předpisy a přáními zadavatele, funkčnost jednotlivých přepínačů a spínačů pro motorovou či elektrickou trakci.

V případě dálkového radiového řízení je situace do jisté míry snazší. Při konkrétním spojením s lokomotivou, vybavenou touto možností řízení, je přenosná část pultu, na které jsou všechny potřebné ovládací prvky s přesně danou funkčností. Tato část pultu se zasadí do pultu na stanovišti a bude zároveň prostřednictvím zobrazovače komunikovat se strojvedoucím.

Návrh interiéru vozu

Sedadla budou navržena s ohledem na provozní využití vozu v příměstské dopravě, popřípadě v osobní dopravě na kratší vzdálenosti. Proto bude vybíráno ze sedadel pro regionální dopravu od jednotlivých výrobců. Obdobná sedadla jsou v dnešní době dodávána na nová vozidla řady 471 a rekonstruovaná vozidla řady 854.

V posledních letech stoupá zájem cestujících o možnost přepravy kola, zejména o způsob přepravy kola jako spoluzavazadla v části vozu, který je pro tento účel vymezen. Ve stávajícím voze řady Bdmtee je tato možnost přepravy umožněna v nástupním prostoru. Bohužel zde není možnost fixace kola. V řešení řídícího vozu je již možno kolo přepravovat v držáku k tomu určeném.

Návrh interiéru - varianta se služebním oddílem

Řídící vůz řady 944 v uspořádání se služebním oddílem

Jedná se o variantu, ve které je snaha o co nejmenší náklady na vybavení vozu. Při použití této varianty je v přední části za stanovištěm (u obou variant shodně) vytvořen oddíl pro vlakvedoucího. V tomto oddíle je jedno dvousedadlo spolu se stolem, dále je zde místo pro převoz spěšnin. Oddíl je na délku jednoho vnějšího okna. Z tohoto oddílu jsou směrem ven jedny předsuvné dveře s dostatečnou světlostí i pro rozměrnější předměty. Tyto dveře jsou uzamykatelné čtyřhranem a zámkem. Za těmito dveřmi se nachází dostatečný prostor na přepravu kol spolu s nouzovými sedadly a držáky na kola na opačné straně, dále jsou zde dvojité výstupní dveře. Směrem dozadu se pak nachází stěna oddělující první prostor pro cestující s posuvnými dveřmi o světlosti 590 mm. Nově jsou dosazena sedadla od firmy BorCad a posuvné dveře firmy Pars Komponenty. Zadní nástupní prostor je oboustranně oddělen posuvnými dveřmi a nachází se zde také původní záchodová buňka WC. Přechod mezi sousedními vozy je na konci původními dveřmi. U těchto dveří jsou sedadla bez opěradel rukou, kvůli velké světlosti dveří.

Návrh interiéru - varianta s přepravou cestujících na invalidním vozíku

Řídící vůz řady 944 v uspořádání
pro přepravu cestujících na invalidním vozíku

Celkové uspořádání interiéru je značně odlišné od předchozí varianty. Pro umožnění přepravy cestujících na invalidním vozíku je nutné dodržet podmínky stanovené vyhláškou UIC 565-3. Dále je nutné vůz vybavit zdvihacími plošinami. Jediným výrobcem plošin u nás je firma Pars Komponenty. Tyto plošiny jsou osazeny v předním nástupním prostoru. Plošina je v provedení pravá/levá a je určená pro nástup a výstup invalidních osob na vozíku do železničního vozu se vstupem ve výši max. 1 070 mm nad nástupištěm. To omezuje použití plošin na stanice a zastávky s vyvýšeným nástupištěm s minimální výškou 180 mm nad TK. U dveří je umístněna nová bezbariérová buňka WC. Na protější straně jsou podél okna umístněna nouzová sedadla. V předním oddíle je vytvořeno místo pro vozíček za dveřmi s dostatečnou světlostí pro umožnění vjezdu cestujících na invalidním vozíku – 890 mm. Naproti je umístněn jeden oddíl se sedadly v uspořádání 2 + 2. Opět je vůz vybaven novými posuvnými oddílovými dveřmi a sedadly BorCad.

Přínos rekonstrukce

Jak již bylo napsáno, největším přínosem bude možnost vytvořit ucelené jednotky, které na síti ČD chybí, za pomoci stávajícího vozového parku, tj. hnacího vozidla a osobních vozů. Takto vytvořené soupravy jsou efektivně využitelné na rychlé obraty v koncových stanicích, ve kterých nebude nutnost organizovat posun a náležitosti s tím spojené. Využití takto vytvořených souprav je výhodné na kratších vzdálenostech, v rámci integrovaného dopravního systému, na vlacích příměstské dopravy a na osobních vlacích pro kratší vzdálenosti do 100 km. Tato hranice je dána použitým typem sedadel, které jsou navrženy s ohledem na provoz pro regionálních dopravu. Další důležitý faktor, který je v dnešní době sledován je kultura cestovaní a komfort, který je u stávajícího typu vozu z hlediska poměrně stísněných sedadel na nízké úrovni.

Celková cena rekonstrukce by neměla překročit hranici 8 miliónů Kč, pokud bude rekonstrukce provedena v rámci hlavní periodické opravy vozidla, která se pohybuje zhruba (jemně se liší podle provedených úprav a oprav) pod hranicí 2 miliónů Kč. Tato cena je počítána pro dražší variantu a tou je řídící vůz s možností přepravy cestujících na invalidním vozíku.

Projekt řídicího vozu řady 944 ČD

Text a výkresy Richard Lužný