Dopravu definujeme ako pohyb dopravných prostriedkov po dopravných cestách alebo činnosť dopravných zariadení, ktorými sa uskutočňuje preprava. V rámci týchto činností vzniká celý rad ohrození rizík. Počnúc rizikom havárie, nehody, nesplnením uzatvorenej prepravnej zmluvy, poškodení, prípadne zničením dopravného prostriedku alebo dopravnej infraštruktúry, prípadne technických zariadení určených na riadenie dopravy. Ak analyzujeme jednotlivé súčasti železničného dopravno-prepravného systému, môžeme identifikovať rôzne ohrozenia tohto systému. Nežiaduce dôsledky a neistota s nimi spojená sú hlavnými zložkami rizika. Na určenie rizika technologického systému alebo nebezpečnej činnosti, je nutné vyhodnotiť oba parametre. Zdrojom rizík môže byť príroda, človek, technika alebo technologické procesy. Riziká vo všeobecnosti rozčleňujeme do troch základných skupín:
riziká závislé na činnosti človeka (antropogénne riziká):
- technogénne riziká,
- sociogénne riziká,
- kombinované antropogénne riziká,
riziká nezávislé na činnosti človeka:
- prírodné (meteorologické, tektonické, telúrické, topologické a pod.),
- kozmogénne riziká,
- kombinované riziká.
Spomedzi rizík nezávislých na činnosti človeka sú v prípade železničnej dopravy stále početnejšie riziká meteorologického charakteru, čo súvisí aj s aktuálnou globálnou zmenu klímy. Ich vplyv na železničnú dopravu je spravidla výrazný, ich početnosť narastá a pravdepodobnosť výskytu na konkrétnom mieste rastie. V súvislosti s globálnym otepľovaním postupne dochádza ku zmenám klímy na celej Zemi, v strednej Európe sa následne stále častejšie prejavujú extrémne výkyvy počasia. Sú to hlavne extrémne teploty v letnom období a s nimi súvisiaca rozsiahla búrková činnosť často sprevádzaná extrémnymi zrážkami. Počas roka sa s väčšou pravdepodobnosťou vyskytujú silné víchrice, ktoré tiež významne ovplyvňujú prevádzku na dopravných cestách. Keďže prevažná časť aktivít železničnej dopravy sa uskutočňujú vo voľnej krajine, tak jej bezpečnosť a plynulosť významne ovplyvňujú aj meteorologické parametre. Medzi najviac rizikové v tejto súvislosti patria:
- Námraza na koľajniciach: Ľad na napájacích koľajniciach je významným problémom, spôsobujúcim stratu napájania vlakov čo vedie k narušeniu prevádzky vlakov. V prípade klasických koľajníc môže byť ľad nebezpečný hlavne pri tratiach s väčším sklonom, kde námraza na koľajniciach môže viesť ku strate trakcie. Riešením je včasné varovanie užívateľov pred prítomnosťou ľadu, námrazy a snehu spolu s odhadom pravdepodobnosti, že sa tieto udalosti na koľajniciach vyskytnú. Ak je k dispozícii informácia o situáciách, kedy s vysokou pravdepodobnosťou dôjde k spomenutému javu, potom je možné ušetriť náklady na údržbu koľajníc tým, že sa ošetria proti námraze iba vtedy keď je to potrebné. Z technologického hľadiska riešenie predstavuje snímač vložený do telesa koľajnice v sledovanom úseku. Senzor meria teplotu a stav (ľad, námraza, sneh, mokrý, vlhký, suchý) koľajnice. Systém sa zvyčajne skladá z viacerých meracích staníc, pričom každá stanica je umiestnená v mieste reprezentujúcom podmienky v danej klimatickej oblasti. Okrem toho je vhodné umiestniť stanice aj na známe kritické miesta. Dáta zo senzorov v koľajniciach slúžia ako vstupné údaje predpovedného modulu, ktorý predpovedá budúci stav, pričom jeho výstupom sú varovania pred rizikom vzniku ľadu, námrazy alebo snehu na koľajniciach. Spomenuté špecializované predpovede sa overujú pomocou údajov z referenčných meracích staníc a poskytujú základ pre systém monitorovania a predpovede námrazy na koľajniciach.
- Námraza na trolejovom vedení: Ľad na drôtoch trolejového vedenia spôsobí, že vlaky stratia napájanie a v extrémnych prípadoch môže dôjsť k roztrhnutiu, k odrhnutiu a/alebo aj k spadnutiu trolejového vedenia. Elektrický oblúk vznikajúci prítomnosťou ľadu navyše vedie k nadmernému opotrebeniu pantografov vlakov. Riešením je varovný systém upozorňujúci na prítomnosť námrazy na vedení a na určenie situácií, kedy je pravdepodobné, že sa námraza na drôtoch trolejového vedenia vyskytne. Základom takéhoto systému sú bezkontaktné senzory stavu vedenia, umiestnené vo výške vedenia v bezpečnej vzdialenosti od elektrických drôtov, ktoré merajú teplotu a stav vedenia (ľad, námraza, sneh, mokrý, vlhký, suchý). Snímače sú umiestnené voľne vo vzduchu vo výške vedenia a tak sa na nich prejavujú rovnaké podmienky ako na vedení. Prevencia pred námrazovými udalosťami sa najlepšie realizuje prostredníctvom presných lokálnych predpovedí s detailným popisom pravdepodobnosti a načasovania takýchto udalostí. Dáta zo senzorov stavu vedenia slúžia ako podklad pre výstupy pravdepodobnostného modelu detegujúceho budúci
stav. Výstupom modelu následne sú varovania pred rizikom vzniku námrazy na trolejovom vedení. Varovania uľahčuje plánovanie preventívnych opatrení, napr. vyhrievania vedenia alebo použitie rozmrazovacích vlakov pred prechodom normálnych súprav. - Teplota koľajníc: Vydutie alebo deformácia koľajníc v dôsledku ich zohriatia predstavuje hlavný bezpečnostný a výkonnostný problém pre prevádzkovateľov železničnej dopravy. Denné a nočné teploty koľajníc sa môžu výrazne líšiť (predovšetkým keď je jasná obloha), čo predstavuje riziko pre stav koľajníc obzvlášť v letných mesiacoch. Riešením je sledovanie teplôt koľajníc počas celého roka prostredníctvom senzorov pripojených k upevňovačom koľajníc o podvaly alebo priamo k úpätiu koľajnice. Merania teploty koľajníc bývajú obvykle spojené aj s meraním relatívnej vlhkosti vzduchu. Získané údaje sa automaticky zhromažďujú a k užívateľovi sa dodávajú prostredníctvom vhodnej zobrazovacej aplikácie alebo prostredníctvom webového rozhrania. V systéme musí byť možnosť nastavenia viacerých teplotných prahov, ktoré umožnia personálu údržby na diaľku rýchlo posúdiť aktuálny stav siete a pri každom prekročení konkrétneho prahu vykonať relevantný zásah.
- Stav počasia: Erózia násypov, nánosy bahna a zosuvy pôdy môžu predstavovať vážne bezpečnostné problémy pre prevádzkovateľov železničnej dopravy. Zrážky vo forme silného dažďa sú jedným zo základných spúšťačov týchto udalostí. Sneženie môže byť ďalším problémom pre prevádzkovateľov železničnej dopravy (napr. zablokovaním výhybiek a spínacích bodov). Riešením je inštalácia vhodných účelových meteorologických staníc, pričom takýto systém môže byť súčasťou spomenutých systémov detekcie námrazy na koľajniciach, systémov detekcie námrazy na trolejovom vedení alebo systémov merania teploty koľajníc, resp. môže fungovať samostatne (na kritických miestach). Systém môže varovať užívateľov pred silným dažďom alebo silným snežením resp. očakávanými snehovými prehánkami. Mal by tiež umožňovať proaktívnu správu oblastí s rizikom
zosuvu pôdy a v zime plánovanie operácií na odstránenie snehu. - Veterné pomery: Silné nárazy vetra môžu spôsobiť nebezpečný pohyb exponovaných drôtov trolejového vedenia. V niektorých prípadoch môžu silné nárazy vetra viesť k strate napájania, roztrhnutia trolejového vedenia alebo vykoľajeniu prázdnych nákladných vozňov. Súčasná typická stratégia ochrany pred veterným nebezpečenstvom vychádza spravidla z textových predpovedí (resp. z predpovedí všeobecného nebezpečenstva) regionálneho rozsahu. Účinky vetra však môžu byť veľmi lokalizované a ovplyvnené miestnym terénom (topografiou) a môžu sa meniť s ohľadom na smer vetra, čo sťažuje ich prognózu. Dôsledkom býva obmedzovanie rýchlosti vlakov (mnohokrát pre istotu), v prípade lokálnych veterných udalostí, ktoré neboli predpovedané, to zasa môže viesť k drahým a nebezpečným následkom (roztrhnutie vedenia, vykoľajenie a pod.). Riešením je varovanie užívateľov pred nárazmi vetra, ktoré môžu prekročiť určené hodnoty, čo umožní obmedzovať rýchlosti vlakov kvôli vetru iba vtedy keď je to skutočne potrebné. V prípade praktickej realizácie pôjde o sieť prepojených vetromerných meteorologických staníc, pričom každá z nich bude kontinuálne zaznamenávať rýchlosť a smer vetra a jeho nárazy na určitej časti železničnej trasy
a poskytovať ich jednotlivým užívateľom a do vyhodnocovacieho centra.
