Poznałem przyszłość kolei. Cztery wielkie zmiany, dzięki którym pociąg przyszłości będzie lepszy

"Dzień dobry, tutaj PKP InterCity. Twój przejazd odbędzie się w godzinach szczytu, w czasie pełnego obłożenia miejsc siedzących. Zachęcamy do skorzystania z alternatywnej usługi przewoźnika Koleje Śląskie, wybierając późniejszy kurs. Zaakceptuj ofertę, a otrzymasz zwrot w wysokości 40 proc. ceny zakupionego biletu" - za kilkanaście lat wiadomości tego typu możemy otrzymywać w aplikacjach oraz na skrzynki e-mail. Kolej będzie pełna zautomatyzowanych procesów szukających złotego środka między pełnym obłożeniem taboru, konkurencyjnością oferty i komfortem pasażera. Miałem możliwość zobaczenia przedsmaku tej przyszłości.

Niemiecki Brunszwik to miejsce, w którym Siemens - trzeci co do wielkości producent pociągów na Starym Kontynencie - ma ogromne centrum produkcyjne. Powstają tutaj lokomotywy oraz wagony, ale nie one stanowią teraz oczko w głowie korporacji. W Brunszwiku produkuje się bowiem technologie, ponieważ właśnie one za kilka lat będą miały kluczowe znaczenie na kolei. To proces, który doskonale znamy z branży technologii użytkowej, gdzie od dłuższego czasu rozwój software jest dynamiczniejszy niż rozwój hardware. Smartfony są tego dobrym przykładem.

Tak jak współczesne smartfony zyskują nowe funkcje w ramach szerszych ekosystemów pełnych rozmaitych API, tak za kilka lat będzie działać również kolej. Widziałem to już teraz, podczas wizyty w zakładach produkcyjnych Siemensa. Niemiecka firma zamierza robić to, co w świecie nowoczesnych sprzętów użytkowych jest powszechnie znane: rozbić specjalistyczne usługi na otwarte standardy, dostarczając gotowe API wszystkim zainteresowanym. Nie tylko klientom - przewoźnikom, ale również konkurencji, uniwersytetom czy nawet pasjonatom. Jak miałoby to wyglądać w praktyce?

Wszystkie nowoczesne usługi kolejowe Siemens Mobility będą działać w ramach modułowej platformy Siemens Xcelerator. W niej każda usługa nowoczesnej kolei - od czujników rozpoznających usterki drzwi w wagonie, przez systemy rezerwacji miejsc i zakupów biletów, kończąc na pełnym zarządzaniu ruchem wszystkich pociągów z chmury, będą dystrybuowane w formie otwartych API, niczym przykładowa wtyczka wyszukiwarki Google, możliwa do osadzenia w programach, witrynach i systemach. Sam fakt rozbicia kolejowego software'u na otwarte API nie robi może przesadnego wrażenia, ale gdy osadzimy te rozwiązania w konkretnym otoczeniu, powstaje prawdziwa rewolucja. Z przynajmniej czterech powodów:

Dzisiaj podróżowanie PKP InterCity, Polregio czy mniejszymi kolejami wojewódzkimi to zupełnie odrębne, nieprzenikające się światy. Inicjatywy takie jak wspólny bilet niewiele zmieniają. Każdy polski przewoźnik kolejowy posiada własny system informatyczny, osobne standardy oraz wydzielone obszary kompetencji. M.in. z tego powodu nie kupimy jednego elastycznego biletu do miejsca docelowego, ale musimy szukać odpowiednich okienek na dworcach bądź odwiedzać konkretne adresy stron internetowych.

Upór przewoźników kolejowych w izolacjonizmie jest do pewnego stopnia zrozumiały. Działają na systemach skrojonych dla nich na miarę. Archaicznych, wymuszających nocne prace serwisowe, ale jednak ufundowanych z pieniędzy podatników. Spółki stały się zakładnikami własnych rozwiązań, często jeszcze z lat 90. Z wielu powodów nie mogą bądź nie chcą sobie pozwolić na zmiany, nawet w imię wygodnej unifikacji i standaryzacji. Dzięki API nie muszą jednak tego robić. Otwarte standardy umożliwiałyby przepływ danych między osobnymi systemami. Bilet Kolei Śląskich mógłby mieć zastosowanie w taborze InterCity i odwrotnie.

Przepływ danych rozmaitych przewoźników krajowych, zagwarantowany dzięki API, miałby wiele benefitów. Nie tylko umożliwiałby zakup biletów przez więcej aplikacji niż teraz, ale również pozwalał na tworzenie łączonych ofert oraz elastycznych planów. Podczas prezentacji zadałem pytanie prezesowi Siemens Mobility, czy przewoźnik z pełnym obłożeniem taboru mógłby zaproponować kupno biletu na tę samą relację u innego podmiotu (np. Koleje Śląskie i InterCity), w zamian za podział przychodu z biletu. Prezes Michael Peter odpowiedział, że od strony samej technologii takie rozwiązanie jest możliwe tu i teraz. Wystarczy włączyć wtyczkę.

Wszyscy pasażerowie polskich kolei doskonale znają widok nastawni, urozmaicających kolejową panoramę. To proste, kwadratowe, pełne okien budynki służące do zarządzania ruchem kolejowym. To właśnie z poziomu tych technicznych posterunków przestawia się zwrotnice, nadaje sygnały oraz ustawia semafory. Takie nastawnie znajdują się co kilkanaście - kilkadziesiąt kilometrów. Łatwo sobie wyobrazić, jak kosztogenne jest utrzymanie zespołu takich obiektów w odpowiednim stanie.

W przyszłości jednostki takie jak nastawnie mogą odejść w niepamięć, podobnie jak kiedyś manualne zwrotnice. Siemens pokazał system, który steruje całością ruchu... z chmury. Przy pomocy sygnału radiowego, jednostek umieszczonych w pociągach oraz zaledwie jednej, centralnej stacji nadzorczej. Taki system już działa, w pełni organizując ruch na austriackim dworcu Achau na południe od Wiednia. W niedalekiej przyszłości do podobnej chmury trafi znaczna część norweskiego ruchu kolejowego. Wszystko to bez konieczności dbania o budynki rozmieszczone co kilkanaście kilometrów wzdłuż torów. Za to przy szybszej i pełnej kontroli jednostki centralnej, mającej stały dostęp do każdego odcinka oraz każdego pociągu.

Dzięki otwartym API taki system zarządzania ruchem w chmurze nie musi być zespolony z koniecznością zakupu taboru od konkretnego producenta. Przykładowo, moduł Siemens Xcelerator może sterować pociągami Bombardiera albo naszymi Pendolino od Alsoma. Do tego ośrodki akademickie takie jak uniwersytety mogą udoskonalać mechanizmy odpowiedzialne za organizację ruchu, analizując rozwiązania zawarte w API, a później je wzbogacając. Potem taki pakiet poprawek może zostać wdrożony do komercyjnego systemu.

Z automatycznym zarządzeniem ruchu w chmurze wiąże się dodatkowy benefit, w postaci optymalnej organizacji prac serwisowych. Algorytmy sztucznej inteligencji są w stanie wyznaczyć idealne widełki czasowe dla napraw oraz konserwacji, biorąc pod uwagę rozkłady jazdy i obłożenie. System wskaże takie terminy, aby tabor wyłączony z ruchu w jak najmniejszy sposób wpływał na wydajność przewoźnika. Oznacza to, że pociągi będą same zjeżdżać do stacji centralnej na prace serwisowe w najbardziej dogodnych terminach.

Dzięki nowoczesnym algorytmom oraz czujnikom pociągi będą wiedzieć, kiedy serwis jest naprawdę zasadny. Rutynowe kontrole przestaną być konieczne, o ile tabor znajduje się w odpowiedniej kondycji. Do tego czujniki oszacują prawdopodobieństwo awarii, nim do niej dojdzie, oceniając zużycie materiałów oraz dostrzegając pierwsze symptomy zbliżających się dysfunkcji. Dzięki temu prac serwisowych może być mniej, a odpowiednio wcześnie zlecone naprawy będą trwać krócej, ze względu na mniejszy stopień degradacji.

Taki obszar jak prace serwisowe w zajezdniach może wydawać się mało istotny dla podróżnych, ale im więcej taboru jest wyłączonego z ruchu, tym cieńsza i gorsza jest siatka połączeń. Redaktor Rynku Kolejowego podzielił się ze mną anegdotą o polskim Pendolino, które było wyłączone ze służby przez ponad trzy lata, właśnie na skutek usterek. To niechlubny rekord, który może nie paść w przyszłości, właśnie dzięki zoptymalizowanemu systemowi serwisowania.

Specjaliści od cyberbezpieczeństwa nie mają złudzeń: najsłabszym ogniwem zabezpieczeń zawsze pozostaje człowiek. Również statystyki wypadków komunikacyjnych jasno wskazują, że najczęściej dochodzi do nich na skutek błędu człowieka. Dlatego warto pomyśleć nad tym, by pilot, kierowca czy motorniczy mógł liczyć na pomoc dodatkowego partnera. Takiego, który nigdy nie śpi, nie bierze urlopów, nie traci koncentracji, nie strajkuje, nie jest pod wpływem stresu ani nie musi opuszczać kabiny.

Odwiedzając centrum produkcyjne Siemensa w Brunszwiku, wziąłem udział w arcyciekawym doświadczeniu. Mogłem sterować wirtualnym pociągiem, zasiadając za sterami kokpitu, którego nie powstydziłby się żaden fan kolejowych symulatorów. Gdy jednak nawalałem jako motorniczy, z pomocą przychodziła chmura, przejmując sterowanie za moim przyzwoleniem. Pociąg zamienia się wtedy w transport autonomiczny, znacznie lepiej radząc sobie z kontrolą optymalnej prędkości.

Według inżynierów Siemensa AI znacznie szybciej "widzi" potencjalne zagrożenia komunikacyjne niż człowiek w kabinie. Do tego szybciej na nie reaguje, zwiększając szansę na uniknięcie katastrofy kolejowej. Chociaż miną dekady, nim chmura zawiśnie permanentnie nad miejskimi oraz krajowymi kolejami, sztuczna inteligencja już teraz szkoli się, by jak najlepiej wspierać motorniczych, a później zapewne przejąć ich zadania. Ma na tym zyskać bezpieczeństwo pasażerów, ponieważ AI połączona z chmurą kontrolującą cały ruch nie da się zaskoczyć. Wirtualny motorniczy widzi wszystkie pociągi w czasie rzeczywistym, na całej siatce połączeń. Już sam ten fakt pozwoli uniknąć wielu kolizji.

Kolej to współcześnie najbardziej odizolowany, podzielony i rozczłonkowany sektor transportu publicznego. Nawet transport lotniczy, z jego procedurami bezpieczeństwa oraz wysokim stopniem profesjonalizacji, jest bardziej zunifikowany. Podróż samolotem z Warszawy do Pragi, Berlina czy Paryża nie jest dla nas żadnym wyzwaniem, podczas gdy ta sama podróż koleją przyprawia o ból głowy już na etapie kupowania biletów. To się jednak kiedyś zmieni. Nie dzisiaj ani nie jutro, ale jeśli kolej chce odpowiedzieć na realne potrzeby klientów, musi dojść do rewolucji.

Iskrą dla zmian będzie właśnie technologia. Oprogramowanie zmieniające kolej na lepsze, zarówno z perspektywy przewoźnika (koszty, wydajność), jak i pasażera (uniwersalność, bezpieczeństwo). Unikalny w skali sektora kolejowego pomysł na otwarte API może być dobrym zaczynem dla zmian. System gotowych klocków, między którymi będą przebierać odizolowani operatorzy, to krok pośredni między oczekiwaniami podróżników oraz archaicznym stylem zarządzania koleją, który zachował się w XXI wieku.

Nadchodzące zmiany widziałem na własne oczy, łącząc się z austriackim Achau. Tam tabor z lat 90 korzystał z chmury dzięki uniwersalnym serwerom oraz łatwym w montażu klientom, opartym na wielordzeniowych procesorach instalowanych w starym taborze. Tyle wystarczyło, by spiąć radiem kolejową flotę z chmurą, jednocześnie zachowując operatorską odrębność oraz niezależność.

Tymczasem wybiła północ, znowu muszę czekać z zakupem biletu na zakończenie prac serwisowych w państwowej spółce.