Transport elektromobilny w obsłudze podróży miejskich w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot

Transport elektromobilny w obsłudze podróży miejskich w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot KO NFERENCJA NAUKOWO -TECHNICZNA

Skład wykonano z materiałów dostarczonych przez autorów, którzy ponoszą odpowiedzialność za treści zawarte w referatach. Kopiowanie i powielanie niniejszej publikacji w jakiejkolwiek formie, także elektronicznej, zarówno w części jak i w całości wymaga pisemnej zgody wydawcy i autorów. Wydawca: Pomorska Rada Federacji Stowarzyszeń Naukowo-Technicznych Naczelnej Organizacji Technicznej w Gdańsku ul. Rajska 6, 80-850 Gdańsk tel. 580 321 84 84 e-mail: sekretariat@gdansk.enot.pl ISBN 978-83-947546-0-0 Projekt okładki: Skład: Paulina Orłowska Paulina Orłowska Ilustracja na okładce pochodzi z referatu Sławomira Grulkowskiego oraz Jerzego Zariczny. 2

KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Transport elektromobilny w obsłudze podróży miejskich w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot ORGANIZATOR KONFERENCJI: Pomorska Rada Federacji Stowarzyszeń Naukowo-Technicznych Naczelnej Organizacji Technicznej w Gdańsku PATRONAT HONOROWY: SPONSOR: 3

KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Transport elektromobilny w obsłudze podróży miejskich w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot 16 marca 2017 roku Dom Technika NOT w Gdańsku, ul. Rajska 6 9:30-10:00 Rejestracja uczestników 10:00-10:05 Otwarcie konferencji I BLOK TEMATYCZNY moderator: prof. Olgierd Wyszomirski 10:05-10:20 Funkcjonowanie publicznego transportu zbiorowego w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot - dr inż. Jan Bogusławski - Pomorska Rada FSNT NOT w Gdańsku, dr hab. Krzysztof Grzelec - Metropolitalny Związek Komunikacyjny Zatoki Gdańskiej 10:20-10:30 Optymalizacja infrastruktury transportu regionalnego poprzez budowę węzłów przesiadkowych - Paweł Wróblewski 10:30-10:45 Program rozwoju układu tramwajowego w Gdańsku - Gdańskie Autobusy i Tramwaje Sp. z o.o. 10:45-11:00 Elektromobilność w strategii PKP - dr Michał Beim - PKP S.A. 11:00-11:30 Możliwości ekspansji komunikacji trolejbusowej w Gdyni - dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk - Politechnika Gdańska, dr Marcin Połom - Uniwersytet Gdański Trolejbusy o napędzie sieciowo-bateryjnym - doświadczenia Przedsiębiorstwa Komunikacji Trolejbusowej w Gdyni - inż. Tomasz Labuda, dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk - Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej Sp. z o.o. Infrastruktura elektroenergetyczna dla transportu elektromobilnego - dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk, dr hab. inż. Kazimierz Jamroz, prof. PG, dr hab. inż. Krzysztof Karwowski, prof. PG - Politechnika Gdańska 11:30-12:00 PANEL DYSKUSYJNY 12:00-12:30 Przerwa kawowa 4

KONFERENCJA NAUKOWO-TECHNICZNA Transport elektromobilny w obsłudze podróży miejskich w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot 16 marca 2017 roku Dom Technika NOT w Gdańsku, ul. Rajska 6 II BLOK TEMATYCZNY moderator: dr Hubert Kołodziejski 12:30-12:45 Innowacyjne doświadczenia związane z taborem komunikacji miejskiej zasilanym bateryjnie - Mateusz Kędzierski - Departament Innowacji i Rozwoju Technologii, Ministerstwo Energii 12:45-13:00 Doświadczenia europejskie (światowe) w zakresie stosowania pojazdów o napędzie hybrydowym w transporcie zbiorowym. (w tym kolej/ tramwaj - wspólne użytkowanie torowiska kolejowego) - dr inż. Sławomir Grulkowski - Politechnika Gdańska 13:00-13:15 Baterie i ogniwa paliwowe - perspektywy zastosowania jako napęd w publicznym transporcie zbiorowym - dr. inż. Sebastian Molin - Technical University of Denmark 13:15-13:30 Publiczne środki transportowe a samochód elektryczny w obsłudze podróży miejskich w metropolii trójmiejskiej - dr hab. inż. Dariusz Karkosiński, dr hab. inż. Kazimierz Jamroz, prof. PG, mgr inż. Michał Pacholczyk, dr inż. Wojciech Kustra - Politechnika Gdańska 13:30-13:45 Alternatywa dla elektryfikacji miejskiej linii kolejowej - elektryczne zasobnikowe jednostki trakcyjne - mgr inż. Natalia Karkosińska - Brzozowska - Politechnika Gdańska 13:45-14:15 PANEL DYSKUSYJNY 14:15-14:30 Przerwa kawowa III BLOK TEMATYCZNY prezentacje 14:30-14:45 Doświadczenia i plany związane z taborem elektrycznym komunikacji miejskiej - Volvo 14:45-15:00 Autobusy elektryczne marki Solaris. Doświadczenia z eksploatacji - Adam Milewski - Solaris Bus & Coach S.A. 15:00-15:15 Green Bus - Projekt systemu ładowania pojazdów miejskich energią odnawialną - Mariusz Lewandowski - Konsorcjum Energetycznych Rozwiązań Innowacyjnych 15:15-15:30 PANEL DYSKUSYJNY 5

KOMITET ORGANIZACYJNY dr inż. Jan Bogusławski Wiceprezes Zarządu, Pomorska Rada FSNT NOT w Gdańsku mgr Waldemar Cezary Zieliński Sekretarz Zarządu, Pomorska Rada FSNT NOT w Gdańsku mgr inż. Weronika Lewandowska-Iwaniak p.o. Kierownik Działu Rozwoju i Współpracy, Pomorska Rada FSNT NOT w Gdańsku inż. Włodzimierz Kubiak Prezes, Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Komunikacji RP Oddział w Gdańsku mgr inż. Maciej Lisicki Prezes Zarządu, Gdańskie Autobusy i Tramwaje Sp. z o.o. dr Hubert Kołodziejski Przewodniczący Zarządu, Metropolitalny Związek Komunikacyjny Zatoki Gdańskiej prof. dr hab. inż. Kazimierz Jamroz Kierownik Katedry Inżynierii Drogowej, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska dr inż. Sławomir Grulkowski Katedra Transportu Szynowego i Mostów, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska inż. Tomasz Labuda Zastępca Prezesa Zarządu, Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej Sp. z o.o. w Gdyni mgr Jerzy Dobaczewski Dyrektor, Zarząd Transportu Miejskiego w Gdańsku prof. dr hab. inż. Krzysztof Karwowski Kierownik Katedry Inżynierii Elektrycznej Transportu, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Politechnika Gdańska prof. dr hab. Olgierd Wyszomirski Dyrektor, Zarząd Komunikacji Miejskiej w Gdyni dr hab. Krzysztof Grzelec Metropolitalny Związek Komunikacyjny Zatoki Gdańskiej 6

SPIS TREŚCI JAN BOGUSŁAWSKI, KRZYSZTOF GRZELEC s. 8 Funkcjonowanie publicznego transportu zbiorowego w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot PAWEŁ WRÓBLEWSKI s. 32 Optymalizacja infrastruktury transportu regionalnego poprzez budowę węzłów przesiadkowych MARCIN POŁOM, MIKOŁAJ BARTŁOMIEJCZYK s. 45 Możliwości ekspansji komunikacji trolejbusowej w Gdyni TOMASZ LABUDA, MIKOŁAJ BARTŁOMIEJCZYK s. 56 Trolejbusy o napędzie sieciowo - bateryjnym - doświadczenia Przedsiębiorstwa Komunikacji Trolejbusowej w Gdyni MIKOŁAJ BARTŁOMIEJCZYK, KAZIMIERZ JAMROZ, s. 69 KRZYSZTOF KARWOWSKI Infrastruktura elektroenergetyczna dla transportu elektromobilnego SŁAWOMIR GRULKOWSKI, JERZY ZARICZNY s. 81 Doświadczenia europejskie w zakresie stosowania pojazdów dwusystemowych w transporcie zbiorowym DARIUSZ KARKOSIŃSKI, KAZIMIERZ JAMROZ, s. 94 MICHAŁ PACHOLCZYK, WOJCIECH KUSTRA Publiczne środki transportowe a samochód elektryczny w obsłudze podróży miejskich w metropolii trójmiejskiej NATALIA KARKOSIŃSKA-BRZOZOWSKA s. 102 Alternatywa dla elektryfikacji miejskiej linii kolejowej elektryczne zasobnikowe jednostki trakcyjne 7

Funkcjonowanie publicznego transportu zbiorowego w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk-Gdynia-Sopot Jan Bogusławski Krzysztof Grzelec 1. Wprowadzenie W zakresie systemów transportu celem nowoczesnych miast jest zbudowanie takich rozwiązań, które by pozwoliły swoim mieszkańcom i innym interesariuszom oszczędzać czas i pieniądze, zwiększyć możliwości wyboru oraz zapewnić poczucie bezpieczeństwa. Służyć temu powinna polityka transportowa przyjęta i wdrażana przez samorządy miast. Powinna być ona spójna nie tylko wewnętrznie ale także spójna i komplementarna z polityką transportową na poziomach regionalnym i krajowym. Co więcej, polityka ta powinna umożliwiać, poprzez działania w zakresie przekształcania transportu stworzenie systemu dostosowanego do wymogów gospodarki rynkowej i warunków współpracy gospodarczej w Europie. Zasady polityki transportowej zgodne z Traktatem Europejskim i polityką transportową Unii Europejskiej wymagają, aby m.in. popierany był rozwój systemu transportu publicznego jako bardziej przyjaznego środowisku naturalnemu i cywilizacyjnemu zwłaszcza w obszarach zurbanizowanych. Niestety, obserwowane w Polsce od szeregu lat trendy wskazują na niekorzystne zmiany w podziale zadań przewozowych, w tym zwiększanie się udziału samochodu osobowego (indywidualnego) w przewozach. W konsekwencji prowadzi to do znacznego spadku liczby pasażerów publicznego transportu zbiorowego (tab.1) i do wzrostu ruchu samochodowego ze wszystkimi ujemnymi zjawiskami szczególnie w postaci korków ulicznych i zanieczyszczenia powietrza w miastach. Przewozy pasażerskie w aglomeracji gdańskiej (mln.pas/rok) Tabela 1 Rok ogółem W tym SKM 1975 650 200 1989 430 90 1996 350 50 2000 330 35 2012 270 39 2013 b.d. 34,2 Źródło: materiały własne oraz Koncepcja funkcjonowania Szybkiej Kolei Miejskiej w Trójmieście i Pomorskiej Kolei Metropolitalnej.Oprac. na zlecenie Metropolitalnego Związku Komunikacyjnego Zatoki Gdańskiej. Gdańsk marzec 2015 8

Konieczne jest przeciwdziałanie tym trendom poprzez: ograniczanie tempa wzrostu pracy przewozowej w tym także przez politykę zagospodarowania przestrzennego; utrzymanie co najmniej obecnego udziału publicznego transportu zbiorowego w przewozach osób w miastach i obszarach metropolitalnych. Trzeba przyznać, że samorządy głównych miast Metropolii przyjęły w studiach uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego, miejscowych planach i w innych dokumentach zapisy zgodne z powyższymi założeniami. W uchwale podjętej przez Radę Miasta Gdyni 1 przyjęto, iż podstawowymi elementami strategii zrównoważonego rozwoju transportu w Gdyni będą: ograniczanie i sterowanie potrzebami transportowymi przez politykę przestrzenną (lokalizacyjną); szeroko rozumiany priorytet dla transportu zbiorowego. W Zintegrowanym planie rozwoju transportu publicznego w Gdańsku w latach 2004-2015 sporządzonym m.in. na podstawie uchwały Rady Miasta Gdańska 2 przyjęto, że rozwój transportu publicznego przewidywać należy w postępie wdrażania priorytetów dla transportu uwzględniających: wydzielone pasy ruchu i przydzielanie priorytetów na skrzyżowaniach dla pojazdów transportu publicznego; zastosowanie sygnalizacji wzbudzanej przez pojazdy transportu publicznego; integrację taryfową ZKM Gdańsk, SKM i ZKM Gdynia. Realizacja tych zamierzeń przebiega bardzo opornie lub wręcz odbiega całkowicie od założeń (jak np. przy wdrożeniu systemu sterowania ruchem TRISTAR, w którym nie uwzględniono priorytetu dla pojazdów publicznego transportu zbiorowego). Przebieg modernizacji systemu transportu, nie tylko publicznego transportu zbiorowego musi budzić zastrzeżenia, gdyż prowadzi często do niepełnego wykorzystania efektów realizacji szeregu przedsięwzięć, w tym także w układzie drogowym. Do spraw tych odniosła się Pomorska Rada FSNT NOT m.in. organizując konferencję Transport jako warunek dynamicznego rozwoju województwa (Gdańsk 06.10.2011). We wnioskach z tej konferencji (w załączeniu) podkreślono konieczność utworzenia centrum planistyczno-programowego dla całego regionu obejmującego wszystkie podsystemy transportu. Brak jednego podmiotu zarządzającego powoduje chaos decyzyjny W dyskusje na temat transportu włączają się różne organizacje reprezentujące zwykle interesy wąskich grup społecznych (przykładem może być dyskusja na temat dokończenia budowy ramy drogowej Gdańska Zielona Droga, tunel pod Pachołkiem, Spacerowa). 1 Uchwała nr XLII/782/98 Rady Miasta Gdyni z dnia 25 lutego 1998 w sprawie polityki transportowej miasta Gdyni 2 Uchwała Nr XXXV/1088 Rady Miasta Gdańska z dnia 31 maja 2001 w sprawie przyjęcia Gdańskiego Projektu Komunikacji Miejskiej jako planu operacyjnego 9

Wśród tych grup wyróżnia się środowisko cyklistów, które z determinacją realizuje sieć tras rowerowych. Oceniając z uznaniem te działania trzeba jednak podkreślić, że często trasy te nie są kompatybilne z podsystemami publicznego transportu zbiorowego, lub też niekiedy owocują budową obiektów akurat nie tam gdzie byłyby bardziej potrzebne. Niestety dotychczas nie stworzono kompleksowego podsystemu rowerowego. W podsystemie kolejowego transportu pasażerskiego niewątpliwymi osiągnięciami były: budowa przedłużenia SKM do przystanku Śródmieście; odbudowa połączenia Gdańska z korytarzem pojeziernym (Kartuzy, Kościerzyna) aczkolwiek sposób realizacji tego przedsięwzięcia musi budzić zastrzeżenia zwłaszcza na odcinku dawnej linii Kokoszki - Wrzeszcz-Gdańsk Główny, (w tym brak wyprzedzającej modernizacji linii nr 201- budowa drugiego toru). Podstawowymi determinantami kształtującymi system transportu w OM GGS jest zastany układ (sieć) dróg i tras publicznego transportu zbiorowego oraz rozmieszczenie w przestrzeni źródeł celów ruchu. O ile ta pierwsza nie wymaga komentarza (wymaga oceny o czym dalej) to druga z wymienionych determinanta wpływa zasadniczo na projektowany układ transportowy i jego rozwój w czasie. Kształtowanie dzielnic mieszkaniowych i ich zabudowy, rozmieszczenie lokalnych miejsc pracy w myśl zasady public transport oriented urban development 3 i wyznaczenie optymalnych korytarzy ruchu pasażerskiego zbierających potoki pasażerskie do wielkości uzasadniających zbudowanie trasy szybkiej komunikacji wpłynie zasadniczo na motywacje do korzystania z publicznego transportu zbiorowego. Integralną częścią tego działania musi być wprowadzenie jeszcze innych rozwiązań zachęcających do korzystania z publicznego transportu zbiorowego jak: węzły integrujące środki szybkiego transportu (skm, szybki tramwaj) z lokalnymi trasami zasilającymi (midibusy,minibusy, dial-a-busy), ciągi piesze, trasy rowerowe i samochodowe; system parkowania w węzłach integracyjnych, centrach biznesowych i dzielnicach przemysłowo-składowych; system taryfowo-biletowy integrujący opłaty za przejazd, za parkowanie i nadzór nad bezpieczeństwem; standard podróżowania środkami publicznego transportu zbiorowego (parametry techniczno- eksploatacyjne taboru takie jak liczba miejsc siedzących, przyspieszenie i inne). Dziś nie widać takiego podejścia do planowania systemu transportu zbiorowego w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego w OM GGS. Opisana wyżej sytuacja wyjściowa do projektowania rozwoju systemu publicznego transportu zbiorowego wynika w znacznym stopniu z braku konsekwentnie realizowanej polityki transportowej. Polityki jasno precyzującej kierunki działania. (Niektórzy 3 Rozwój miasta nastawiony na obsługę publicznym transportem zbiorowym 10

twierdzą, że brak polityki to też polityka). Jeżeli do tego dodać brak nadzoru nad realizacją przez odpowiedni organ planistyczno-programowy (bo takowy nie istnieje) można zrozumieć dlaczego nawet rozwiązania zapisane w projektach i promujące publiczny transport zbiorowy nie są wprowadzane w życie. Powstaje w efekcie chaos i takie działania jak np. zamiar budowy dużych parkingów w centrum Gdańska, które trudno nazwać promowaniem transportu zbiorowego. Wreszcie, nie można zamykać oczu na pro samochodową orientację społeczeństwa. Już w 1997 roku Dziennik Bałtycki pisał: co 25 mieszkaniec Trójmiasta zaciągnął kredyt na auto koncerny samochodowe i sprzedawcy aut czynią wiele, aby każdą rodzinę zaopatrzyć w wehikuł co się zapewne uda przy wydatnej pomocy banków 4 I ten trend trwa do dzisiaj. 2. Istniejące podsystemy transportu pasażerskiego w OM GGS 2.1. Układ komunikacyjny Omawiając system publicznego transportu zbiorowego warto cofnąć się do roku 1945 jako do pozycji wyjściowej dla późniejszych dokonań. W roku tym Polska zastała układ miast Wybrzeża poważnie zniszczony. W Gdańsku 500 kilometrowa sieć uliczna była zniszczona w 25%. Zniszczonych było lub poważnie uszkodzonych 20 spośród 36 większych mostów i wiaduktów m.in. most Siennicki, wiadukt Błędnik, wiadukt Nowe Ogrody. W Gdyni zniszczony był m.in. wiadukt kolejowy w ulicy Podjazd. W wyniku działań wojennych komunikacja publiczna została całkowicie unieruchomiona. Poważnym zniszczeniom uległy torowiska tramwajowe, sieć trakcyjna (80% zniszczeń w Gdańsku, 40% w Gdyni), tabor (zniszczony w 50% w Gdańsku i 60% w Gdyni). W okresie odbudowy i rozbudowy systemu transportu największym wydarzeniem w zakresie kolejowej obsługi pasażerskiego ruchu aglomeracyjnego była budowa podsystemu Szybkiej Kolei Miejskiej w latach 1951-1957 najpierw z taborem o napięciu 800 V, potem na 3000V. W roku 1976 ukończono unifikację napięcia. Największym drogowym wydarzeniem była budowa w latach 1973-1984 Obwodnicy Trójmiasta. Gdański węzeł komunikacyjny posiada rozbudowany pasażerski podsystem kolejowy na który składają się: Szybka Kolej Miejska o trakcji elektrycznej i parametrach metra kursująca na trasie Gdańsk Śródmieście Wejherowo (ok.45 km).jest ona kręgosłupem publicznego transportu zbiorowego w OM GGS mimo, że obsługuje tylko ok. 15% podróży. Jednakże biorąc pod uwagę średnią długość podróży, SKM ma znacznie większy udział w pracy przewozowej liczonej w pasażerokilometrach. Kolej ta na odcinku Gdańsk Śródmieście- Rumia kursuje na wydzielonej parze torów co stwarza warunki do wysokiej niezawodności i dużej prędkości komunikacyjnej (ok. 35 km/godz.). Kolej ta zarządzana jest przez Szybka Kolej Miejska w Trójmieście, sp. z o.o. kolej regionalna o trakcji elektrycznej i spalinowej prowadzona po torach kolei dalekobieżnej obsługująca podróże regionalne i zatrzymująca się na głównych stacjach co daje możliwość uzyskania prędkości komunikacyjnej powyżej 60 km/godz. Zarządzana jest przez spółkę Przewozy Regionalne. 4 Dziennik Bałtycki z 15.04.1997 11

Pomorska Kolej Metropolitalna o trakcji spalinowej obsługująca podróże w relacjach Gdańsk Główny- lotnisko w Rębiechowie-Kartuzy (Kościerzyna) oraz Gdańsk Główny Port Lotniczy w Rębiechowie-Gdynia. PKM jest obsługiwana przez spółkę Szybka Kolej Miejska w Trójmieście. Funkcjonowanie kolei jako podstawy systemu publicznego transportu zbiorowego było planowane we wszystkich studiach i projektach zagospodarowania przestrzennego aglomeracji gdańskiej (OM GGS).(rys.1) Rys.1. aglomeracja gdańska obszar centralny. Źródło: Projekt etapowej rozbudowy układu komunikacji miejskiej w l. 1980-1990 w aglomeracji gdańskiej.bpbk Gdańsk 1980 12

Ponad 80% podróży obsługują przewoźnicy organizowani przez komunalne samorządowe jednostki budżetowe: w Gdańsku Zarząd Transportu Miejskiego, w Gdyni Zarząd Komunikacji Miejskiej. Organizatorem transportu w Wejherowie jest MZK. Intensywnej rozbudowie podlega sieć tras tramwajowych w Gdańsku Gdański Projekt Komunikacji Miejskiej przewiduje budowę 34,2 km tras tramwajowych. Parametry tras i linii miejskiego transportu drogowego 13 Tabela 2 Wyszczególnienie ZTM Gdańsk ZKM Gdynia MZK Wejherowo Długość tras/linii (km) Autobusy 292/843 377/891 91,6/203,6 Tramwaje 60/201 - - Trolejbusy - 46/180 - Prędkość eksploatacyjna (km/godz.) Autobusy 16,2 15,6-16,2 16,0 Tramwaje 17,04 - - Trolejbusy - 14,6 - Źródło: Komunikacja miejska w liczbach 2/15, Izba Gosp. Kom. Miejskiej, Warszawa lipiec 2016 2.2. Ocena funkcjonowania System publicznego transportu zbiorowego nie jest zintegrowany w zadawalającym stopniu ze względu na to, iż: tylko nieliczne stacje i przystanki kolejowe można uznać za węzły integracyjne (integrujące inne podsystemy) w pełnym tego słowa znaczeniu; brak jest pełnej koordynacji rozkładów jazdy; funkcjonują odmienne rozwiązania w zakresie organizacji i zarządzania; brak jest pełnego jednolitego systemu taryfowo-biletowego w obszarze metropolitalnym, prace nad doskonaleniem tego systemu nadal trwają. Oceniając system publicznego transportu zbiorowego trzeba stwierdzić, że ocena musi zależeć od miasta (dzielnicy, obszaru) obsługiwanego. Generalnie biorąc obsługa ta jest dobra w głównym paśmie zurbanizowanym, rdzeniu metropolii ( dolny taras, miasta leżące na głównej osi komunikacyjnej ). Nie można tego powiedzieć o rejonach nowego budownictwa na górnym tarasie, którego obsługa pozostawia wiele do życzenia, gdyż, jeśli nawet sieć komunikacji komunalnej zapewnia dobrą dostępność do przystanków, to często brakuje odpowiedniej podaży usług (zdolności przewozowej) w dostosowaniu do popytu (wielkości potoków pasażerów). Daje się to zaobserwować w obszarach południowych i zachodnich OM GGS gdzie bywa ona za mała (tłok w pojazdach). Wydłuża się też czas podróży, rośnie niepokojąco udział kursów opóźnionych, co jest powodowane wzrastającym zatłoczeniem ulic przez samochody osobowe. Sytuacja ta dotyczy głównie autobusów i trolejbusów zmuszonych do korzystania z jezdni bez priorytetu w ruchu. W lepszej sytuacji są tramwaje, które znacznej długości sieci mają wydzielone torowiska. Jednakże dla pojazdów wszystkich trakcji publicznego, ulicznego, transportu zbiorowego problem priorytetu w ruchu jest od szeregu lat newralgicznym elementem w

tym systemie. A jest on warunkiem dobrego funkcjonowania zintegrowanego systemu transportu miejskiego w OM GGS, jego nieodłączną składową. Już w referacie wygłoszonym na konferencji Gdański węzeł komunikacyjny napisano: Priorytet dla transportu zbiorowego musi być elementem systemu transportu miejskiego obejmującym całą konurbacje gdańską. W systemie tym węzły integracyjne i parkingi strategiczne wraz z trasami z priorytetem dla transportu zbiorowego oraz zintegrowanym systemem taryfowo-biletowym, stworzyć mają całość zachęcającą do korzystania z niego przez posiadaczy samochodu osobowego. 5 Zmiany w podstawowych parametrach oceny funkcjonowania publicznego transportu zbiorowego ilustrują wyniki z badań prowadzonych w Gdyni tabela 3. Tabela 3 Zmiany podstawowych parametrów funkcjonowania publicznego transportu zbiorowego w Gdyni Badania w roku 2002 2013 2015 Średni czas dojazdu do miejsca pracy (minuty) Samochód osobowy 18 21,7 21,7 Transport zbiorowy 36 40,8 39,2 Średni czas dojazdu do miejsca nauki (minuty) Samochód osobowy 24 23,3 20,4 Transport zbiorowy 44 38,9 30,5 Podział zadań przewozowych (%) Samochód osobowy 41,5 53,1 51,5 Transport zbiorowy 58,5 45,7 36,0 Przeciętna prędkość kom. (km/godz.) W transporcie zbiorowym 22,65 14,9-21,55 Źródło: Preferencje i zachowania komunikacyjne mieszkańców Gdyni, Raporty z badań marketingowych 2002, 2013, 2015 Jednocześnie zanotowano zmiany w zachowaniach i preferencjach komunikacyjnych mieszkańców Gdyni Tabela 4 Zmiany w preferencjach i zachowaniach transportowych mieszkańców Gdyni w latach 2002-2013 Realizacja podróży miejskich (%) 5 Materiały Konferencyjne Gdański węzeł komunikacyjny, Gdańsk, czerwiec 1997 r. 14 2002 2013 Zawsze lub przeważnie samochodem osobowym 28,4 53,4 Zawsze lub przeważnie transportem zbiorowym 58,6 46,6 Oczekiwania pasażerów transportu zbiorowego (%) Połączenia bezpośrednie 72,0* 70,9 Zawsze lub przeważnie miejsca siedzące 52,2* 57,0 *dane z badań w 2008 roku Źródło: Preferencje i zachowania komunikacyjne mieszkańców Gdyni, Raporty z badań marketingowych 2002, 2013,

Na przedstawione wyżej zmiany niewątpliwie wpływ wywiera motoryzacja społeczeństwa i zatłoczenie ulic ruchem samochodowym, co wraz z brakiem priorytetu dla publicznego transportu zbiorowego powoduje wydłużający się czas podróży i w efekcie spadek udziału tego transportu w obsłudze podróży i spadek przewozów pasażerskich w OM GGS. Na jakość obsługi obszarów nowej zabudowy osiedleńczej mają oczywisty wpływ braki ( wąskie gardła ) w układzie drogowym jak: niezrealizowane fragmenty Trasy Słowackiego (Nowa Kościuszki, Nowa Gdańska); niezrealizowane fragmenty ramy obwodnicowej Gdańska (Zielona Droga, tunel pod Pachołkiem, Nowa Spacerowa, Nowa Kielnieńska); braki w połączeniach międzydzielnicowych (Gdańsk Południe- Zaspa- Oliwa- Sopot); brak Obwodnicy Północnej Aglomeracji Trójmiasta (OPAT) i nowego połączenia z portem gdyńskim (przedłużenie ul. J. Wiśniewskiego); wąskie gardło ulicy Chwarznieńskiej na odcinku Witomina. Reasumując zatrzymanie (ewentualnie odwrócenie) trendu spadkowego w udziale i pogarszanie się standardu transportu zbiorowego w obsłudze podróży wymaga: przyjęcia polityki transportowej w OM GGS w której zasadnicza waga zostanie przywiązana do priorytetu dla publicznego transportu zbiorowego; wykorzystania rezerw zdolności przewozowej kolei; zmodernizowania i budowania tras dla obsługi południowych i zachodnich obszarów metropolii. 2.3. Główne potoki ruchu pasażerskiego W Strategii Transportu i Mobilności Obszaru Metropolitalnego określono główne kierunki podróży realizowanych w obszarze (rys. 2). Rys. 2. Główne kierunki podróży w Obszarze Metropolitalnym Źródło: Strategia Transportu i Mobilności Obszaru Metropolitalnego do roku 2030. Gdańsk 2015, s. 34. 15

Największy (42%) udział mają podróże realizowane w ramach gmin rdzenia Obszaru Metropolitalnego, tj. w Gdańsku, Gdyni i Sopocie. Udział podróży realizowanych w ramach pozostałych gmin OM wynosi 32%. Podróże o zasięgu metropolitalnym stanowią łącznie 24% podróży, natomiast podróże zewnętrzne do OM tylko 3%. W liczbach bezwzględnych struktura podróży przedstawia się następująco: podróże wewnątrz rdzenia - 1,4 mln/dobę; podróże wewnętrzne w pozostałych gminach 1,1 mln/dobę; podróże metropolitalne łącznie 0,8 mln/dobę; podróże zewnętrzne łącznie 0,14 mln/dobę. Udział podróży w największym mieście OM, tj. w Gdańsku z uwzględnieniem podziału na górny i dolny taras przedstawiono na rys. 3. Dominują podróże realizowane na Dolnym Tarasie (54,2% - 426 tys. podróży na dobę). Podróże realizowane na Górnym Tarasie stanowią 21,7% - 170 tys. podróży na dobę. Podróże realizowane pomiędzy Górnym i Dolnym Tarasem stanowią 24,1% - 189 tys. podróży na dobę. W Gdyni, drugim co do wielkości mieście OM dominują podróże do Śródmieścia. Ich udział wynosi 14% ogółu realizowanych podróży przez mieszkańców Gdyni. Kolejnymi w kolejności kierunkami podróży mieszkańców w Gdyni są Chylonia (8%) i Gdańsk (7%). Rys. 3. Udział podróży w Gdańsku uwzględniający podział na górny i dolny taras Źródło: Gdańskie badania ruchu 2016 wraz z opracowaniem modelu symulacyjnego Gdańska. Raport 3. Raport z przeprowadzonych analiz i pomiarów. Gdańsk 2016, s. 37. 16

2.4. Podział zadań przewozowych i długość podróży Podział zadań przewozowych wskazuje, że dominującym środkiem transportu w podróżach ogółem jest samochód osobowy (44%). Udział transportu zbiorowego wynosi 28%, podróży pieszych 26%, natomiast rowerowych 2%. Odmiennie kształtuje się podział zadań przewozowych w podróżach w skali metropolitalnej, a więc charakteryzujących się większą długością. Udział samochodów w tych podróżach wynosi 66%, transportu zbiorowego 31%, a podróży pieszych 1% i rowerowych 1% 6. W Gdańsku udział samochodów osobowych w podróżach miejskich wynosi 41,2%, transportu zbiorowego 32,1%, podróży pieszych 20,8%, natomiast rowerem 5,9% 7. W Gdyni udział samochodów osobowych wynosi 51,5%, transportu zbiorowego 36,0%, pieszo 10,9% i rowerem 1,6% 8. Rys. 4 Podział zadań przewozowych w OM GGS Źródło: Strategia Transportu i Mobilności Obszaru Metropolitalnego do roku 2030. Gdańsk 2015, s. 37.,Gdańskie badania ruchu 2016 wraz z opracowaniem modelu symulacyjnego Gdańska. Raport 3. Raport z przeprowadzonych analiz i pomiarów. Gdańsk 2016, s. 35. Preferencje i zachowania komunikacyjne mieszkańców Gdyni w 2015 r. Raport z badań. Gdynia 2016, s. 12-13. 6 Strategia Transportu i Mobilności Obszaru Metropolitalnego do roku 2030. Gdańsk 2015, s. 37. 7 Gdańskie badania ruchu 2016 wraz z opracowaniem modelu symulacyjnego Gdańska. Raport 3. Raport z przeprowadzonych analiz i pomiarów. Gdańsk 2016, s. 35. 8 Preferencje i zachowania komunikacyjne mieszkańców Gdyni w 2015 r. Raport z badań. Gdynia 2016, s. 12-13. 17

Badania gdyńskie wskazują, że przeciętny czas podróży do pracy samochodem wynosi 21,7 min, natomiast transportem zbiorowym 39,2 min. Z kolei czas podróży do miejsca nauki wynosi 20,4 min. samochodem osobowym, natomiast transportem zbiorowym 30,5 min. Oznacza to, że czas podróży transportem zbiorowym w realizacji podstawowych obligatoryjnych potrzeb transportowych jest dłuższy odpowiednio o 80 i 50%, co przesądza o konkurencyjności samochodu w podróżach miejskich. 2.5. System taryfowo biletowy w transporcie miejskim w OM GGS W transporcie miejskim w OM Gdańsk-Gdynia-Sopot obowiązują różne systemy taryfowo biletowe. W komunikacji komunalnej, organizowanej przez Zarząd Transportu Miejskiego w Gdańsku, Zarząd Komunikacji Miejskiej w Gdyni i Urząd Miejski w Wejherowie obowiązują taryfy jednolita w odniesieniu do biletów jednoprzejazdowych, czasowa oraz strefowa w odniesieniu do biletów okresowych. W 2008 r. doprowadzono do unifikacji systemów taryfowych w Gdańsku, Gdyni i Wejherowie, co w znacznym stopniu ułatwiło korzystanie z transportu publicznego. Wprowadzono także wspólny elektroniczny nośnik biletów, którymi objęto bilety okresowe, a w Wejherowie także tzw. elektroniczną portmonetkę. Poza systemem taryfowo-biletowym komunikacji komunalnej funkcjonuje taryfa Szybkiej Kolei Miejskiej w Trójmieście. SKM w Trójmieście (obsługująca także Pomorską Kolej Metropolitalną) stosuje dwa rodzaje taryf: odcinkową i strefową. Taryfa odcinkowa odległościowa jest podstawowym rodzajem taryfy obowiązującej w SKM, biorąc pod uwagę liczbę sprzedawanych biletów. W ostatnich latach spółka wprowadziła także bilety wg taryfy strefowej. Taryfa odcinkowa SKM jest taryfą odcinkową odległościową o podstawowym interwale na obszarze metropolii (dla podróży o długości do 30 km) wynoszącym 6 km. Oznacza to, że cena biletu zmienia się co każde 6 km. Podróże o długości od 31 do 100 km mają interwał wynoszący 10 km, natomiast interwał podróży pow. 100 km wynosi 20 km. Taryfa odcinkowa SKM przewiduje następujące rodzaje biletów: jednorazowe (normalne i ulgowe); okresowe (normalne i ulgowe); kwartalne (normalne i ulgowe); abonamentowe. W segmencie biletów jednorazowych nie można wskazać jednolitej zasady różnicowania cen dla kolejnych odcinków podróży w wyodrębnionych przedziałach do 30 km, 31-100 km i pow. 100 km. Taryfa nie jest ani taryfą degresywną, w której opłata za każdy następny odcinek/interwał jest niższa od poprzedniego, ani progresywną, w której opłata za każdy następny odcinek/interwał jest wyższa od poprzedniego. SKM nie posiada biletu elektronicznego. W 2008 r. powołano Metropolitalny Związek Komunikacyjny Zatoki Gdańskiej, który docelowo miał przejąć organizację całego transportu publicznego na obszarze początkowo 13, a docelowo 14 gmin, zapewniając w pełni zintegrowany system taryfowy. Niestety udało się wprowadzić jedynie dodatkową ofertę taryfową w postaci biletów metropolitalnych czasowych i okresowych, obowiązujących w komunikacji komunalnej, SKM i Przewozach Regionalnych, a także jednoprzejazdowych obowiązujących wyłącz- 18

nie w komunikacji komunalnej (bez SKM i PR). Oferta biletowa MZKZG charakteryzuje się wysoką dynamiką sprzedaży: w 2008 r. sprzedano 42,4 tys. okresowych biletów metropolitalnych, a w 2015 r. 164 tys. co oznacza 4 krotny wzrost. Niestety w rezultacie obowiązujących przepisów w zakresie refundacji ulg, przewoźnicy kolejowi nie mogąc uzyskiwać refundacji od ulgowych biletów metropolitalnych wynegocjowali likwidację metropolitalnych biletów okresowych i zastąpienie ich hybrydą w postaci tzw. biletów łączonych kolejowo-komunalnych. Konstrukcja takiego biletu uniemożliwiła ich sprzedaż w dotychczasowej sieci sprzedaży, składającej się z ponad 70 punktów i ograniczyła ich liczbę do 11. Równocześnie musiano zrezygnować z ujednoliconego katalogu uprawnień do ulg, obowiązującego w komunikacji komunalnej i zastąpienie go ulgami występującymi częściowo w komunikacji komunalnej częściowo w komunikacji kolejowej. Te działania spowodowały, że w zakresie biletów okresowych odnotowano spadek przychodów z 21,4 mln zł w 2015 r. do 17,1 mln zł, tj. o 21%. Przedstawione działania wskazują na jeden z aspektów negatywnego oddziaływania obowiązującego w Polsce prawa na sferę organizacji i zarządzania w transporcie publicznym. 3. Kierunki rozwoju przestrzennego Obszaru Metropolitalnego Gdańsk- Gdynia -Sopot 3.1. Główne obszary budownictwa mieszkaniowego Obszary potencjalnego inwestowania w metropolii gdańskiej zostały określone już w Planie ogólnym zagospodarowania przestrzennego Zespołu Portowo-Miejskiego GD opracowanym przez Wojewódzką Pracownię Urbanistyczną w Gdańsku na przełomie lat pięćdziesiątych/ sześćdziesiątych. W planach, studiach i projektach w latach następnych następowało precyzowanie przeznaczenia, wielkości określonych rejonów i dzielnic jak również progów inwestycyjnych i etapów realizacji przez jednostki (urzędy, biura, pracownie) planowania przestrzennego. To sterowanie rozwojem metropolii było stosunkowo łatwe w czasach gospodarki planowej natomiast stało się trudne w czasie gospodarki rynkowej. Obecnie głównie mechanizmy ekonomiczne decydują o wyborze przez dewelopera określonych terenów do zabudowy mieszkaniowej a mieszkańców do osiedlenia się. Podobnie firmy wybierają lokalizacje dla budowy zakładów (produkcyjnych, usługowych i innych) biorąc pod uwagę koszty, korzyści płynące z koncentracji działalności inwestycyjnej i względy ochrony środowiska.w metropolii gdańskiej obserwuje się rozpływanie się przestrzenne w postaci lokalizacji osiedli w strefie podmiejskiej. Banino, Chwaszczyno, Tuchom, Żukowo i inne miejscowości stają się sypialniami Trójmiasta. Motorem napędzającym to zjawisko jest polityka gmin, które wabią inwestorów korzystnymi warunkami do działalności gospodarczej. Ważnym czynnikiem są ceny terenów i budownictwa przekładające się na koszt mieszkań. Przykładowo ceny mieszkań w Trójmieście zaczynają się od 4400 zł/m 2, a w powiatach strefy podmiejskiej od 1900 zł/m 2. Ciekawostką jest powiat Puck, gdzie ceny mieszkań kształtują się w przedziale 4000-30000 zł/m 2 9. Gmina Kosakowo w tym powiecie stała się bardzo dogodnym miejscem zamieszkania dla osób pracujących w Gdyni. Granica powiatów biegnie wzdłuż ulicy płk. Dąbka dzięki czemu Kosakowo ma bardzo dogodne połączenie z centrum Gdyni przez Trasę Eugeniusza Kwiatkowskiego. W latach 2005-2015 zanotowano w tej gminie aż 4% wzrost liczby mieszkańców. 9 Dziennik Bałtycki z 18.01.2017 r. 19

Mieszkańców pochodzących z Gdańska, Gdyni czy Sopotu przybywa też w Nowym Dworze Gdańskim - zwabionych postępującą modernizacja drogi krajowej nr 7. Część mieszkańców osiedlających się w strefie podmiejskiej znajduje tam pracę, gdyż także zakłady pracy się tam lokalizują. Widać jak obudowywana jest zakładami produkcyjnymi i usługowymi droga krajowa nr 20 (Gdynia Kościerzyna) a także inne drogi wylotowe z Trójmiasta. Znaczna jednak część mieszkańców tej strefy dojeżdża do pracy w centralnych rejonach metropolii przyczyniając się do wzrostu ruchu samochodowego. Jednocześnie z procesem rozpływania się metropolii obserwuje się proces dogęszczania, zabudowy wolnych terenów budowlanych w Trójmieście raczej drogim budownictwem mieszkaniowym (7000-27000 zł/m 2 ). W latach 2005-2015 zanotowano spadek liczby mieszkańców Trójmiasta z ok. 751 tysięcy do ok. 747 tysięcy (jednak w Gdańsku liczba mieszkańców w tym okresie wzrosła z ok. 458 tysięcy do ok. 462 tysięcy). Jak podaje Dziennik Bałtycki (Raport Demograficzny 17.01.2017) jedna trzecia mieszkańców przedmieść Trójmiasta to osoby, które przybyły ze wsi zlokalizowanych w sąsiednich województwach i poszukiwały możliwości zbudowania domu stosunkowo niskim kosztem. Nie wydaje się by proces rozpływania się OM GGS mógł w przyszłości ulec zahamowaniu, a tym bardziej odwróceniu. Wolne tereny na obrzeżu metropolii i w dalszej strefie podmiejskiej będą nadał systematycznie zabudowywane. 3.2. Główne obszary koncentracji miejsc pracy Miejsca pracy w OM GGS, mimo wspomnianej wyżej dekoncentracji zakładów produkcyjnych, usługowych i innych w kierunku strefy podmiejskiej nadal będą głównie lokalizowane w istniejących koncentracjach czyli obszarach portowo-przemysłowych w Gdańsku i Gdyni oraz w Centralnym Paśmie Usługowym (CPU). CPU nanizane na kolej i główną arterię drogową, rozwijać się będzie w głównym pasie zurbanizowanym (rdzeniu Obszaru Metropolitalnego) między śródmieściami Gdańska i Gdyni i dalej w kierunkach południowym i północnym. CPU inwestuje w lokalnych koncentracjach wśród których bardzo aktywnie zabudowywany jest rejon Wrzeszcza i Oliwy (Uniwersytet Gdański, Olivia Busines Park) Koncentracje przemysłowo-portowe są zagospodarowywane i inwestowanie w nich będzie nadal postępowało. Obszary portowo-przemysłowe w Gdyni mają rezerwy terenowe w Dolinie Logistycznej w kierunku Rumii. Obszary portowo-przemysłowe w Gdańsku rozrastają się na wyspie Stogi i mają potencjalną rezerwę rozwojową w strefie Dolnej Wisły, która może stać się osią aktywizacji gospodarczej Pomorza. 3.3. Strategia OM GGS do 2030 r. 10 Rozwój systemu transportowego OM jest elementem i uwarunkowaniem kompleksowej polityki rozwoju OM. Zgodnie z przesłankami wynikającymi ze Strategii Rozwoju 10 Strategia Transportu i Mobilności Obszaru Metropolitalnego do roku 2030. Gdańsk 2015, s. 43-46 20

Obszaru Metropolitalnego do roku 2030 (Strategia 2030) i istoty procesu metropolizacji można przyjąć następującą wizję dla metropolitalnego systemu transportu: Obszar Metropolitalny stanowić będzie międzynarodowy węzeł transportowy Europy Bałtyckiej umożliwiający rozwój społeczny, poprawę jakości życia mieszkańców, innowacyjną gospodarkę i zrównoważoną przestrzeń, a także wspomagający konkurencyjność OM w sieci metropolii europejskich Zgodnie z przyjętymi szczegółowymi założeniami osiągnięcie tak postawionej wizji wymaga podjęcia wielu działań i interwencji. W okresie strategicznym do roku 2030 proponuje się skupienie się na dwóch obszarach interwencji: zewnętrznym (A) i wewnętrznym (B). Obszar interwencji zewnętrznych (A), obejmuje działania zapewniające obsługę transportową OM w powiązaniach zewnętrznych wspomagających rozwój OM jako węzła międzynarodowego. W ramach tego obszaru sformułowano dwa cele strategiczne: Cel A.1 Poprawa dostępności transportowej OM. Cel A.2 Poprawa jakości infrastruktury transportowej warunkujących dostępność morskich i lotniczych portów w sieci TEN-T. Obszar interwencji wewnętrznej (B) obejmuje działania zapewniające obsługę transportową OM w powiązaniach wewnętrznych (międzygminnych) wspomagającej rozwój OM jako obszaru funkcjonalnego. W ramach tego obszaru sformułowano trzy cele strategiczne: Cel B.1 Poprawa sprawności sieci transportowych w OM. Cel B.2 Poprawa obsługi transportem zbiorowym i niezmotoryzowanym. Cel B.3 Zmniejszenie negatywnych skutków funkcjonowania transportu. 4. Problemy transportu indywidualnego w przyszłości 4.1. Ruch pieszy Wyniki badań ruchu w Gdańsku i Gdyni wskazują na znaczny udział ruchu pieszego w ogólnej puli ruchu (20,8% w Gdańsku, 10,9% w Gdyni). Wyraźne różnice w wielkościach wynikają zapewne z różniących się metodologii badań. Tak czy inaczej udział ruchu pieszego w ogólnej pracy przewozowej (liczonej w pasażerokilometrach) nie może być duży. Warto jednak zwrócić uwagę na coraz bardziej przebijającą się do świadomości społecznej potrzebę wydzielenia obszarów w których ruch pieszy będzie dominującym albo wyłącznym sposobem przemieszczania się. Przykładem takim są ulice w Głównym Mieście w Gdańsku, ulica Boh. Monte Cassino w Sopocie. Istnieje społeczna presja na tworzenie innych stref ruchu pieszego jak ulice Świętojańska i Starowiejska w Gdyni czy 21

strefa prestiżu miejskiego w Gdańsku w rejonie skrzyżowania ulic Rajskiej i Heweliusza na Starym Mieście w Gdańsku. Trzeba podkreślić iż strefy takie podnoszą atrakcyjność wybranych rejonów miasta, jednak nie wpłyną one w zasadniczym stopniu na wielkość potrzeb transportowych w skali Obszaru Metropolitalnego. 4.2. Perspektywy komunikacji rowerowej Wyniki badań zachowań transportowych w OM wskazują, że udział podróży rowerowych w skali całego obszaru wynosi 1%. W największych miastach rdzenia metropolii obserwuje się wzrost udziału podróży rowerem: w Gdańsku z 2% w 2009 r. do 5,9% w 2016 r, natomiast w Gdyni z 0,8 do 1,8%. Do głównych uwarunkowań rozwoju komunikacji rowerowej w OM GGS należą: rozbudowa ścieżek rowerowych i parkingów B&R, według danych (2016 r.) sieć tras rowerowych w Gdańsku liczy łącznie 568,2 km. W tym m.in. 388,2 km ulic z uspokojonym ruchem, o dopuszczalnej prędkości maksymalnej nie większej niż 30 km/h, 117 km wydzielonych dróg rowerowych oraz 42,2 km ulic jednokierunkowych z dopuszczonym ruchem rowerów "pod prąd" (tzw. kontrapasy), w Gdyni długość tras rowerowych wynosi 56,12 km na obszarze miejskim i 70,4 km w strefie podmiejskiej; uruchomienie metropolitalnego roweru miejskiego; uwarunkowania geofizyczne, w tym zwłaszcza podział obszaru metropolitalnego na tzw. górny i dolny taras, dwa obszary rozdzielone silnie rozczłonkowaną strefą krawędziową Wysoczyzny, gdzie różnice wysokości względnych dochodzą do 100 m. a nachylenia przekraczają 5%; uwarunkowania klimatyczne - średnia roczna temperatura z lat 1981-2010 wyniosła w Gdańsku 9,8 o C (miesięczna waha się od 0,1 do 18,2 o C); polityka rowerowa, w tym między innymi: podpisanie Karty Brukselskiej (2009), przeprowadzenie Bicycle Policy Audit (2010), Gdańska Karta Aktywności Mobilnej (2010), ustanowienie prawem miejscowym standardów technicznych oraz zasad planowania, projektowania i organizacji ruchu rowerowego; wyposażenie tras rowerowych w odpowiednią infrastrukturę (stojaki rowerowe, punkty i automaty serwisowe); promocja i edukacja. 4.3. Udział samochodów osobowych w obsłudze podróży Obecny trend wzrostu udziału samochodów osobowych w realizacji podróży miejskich może zostać zahamowany poprzez kompleksowe działania w zakresie zrównoważonej mobilności. Do najważniejszych działań w tym zakresie należy uznać: rozwój sieci transportu publicznego w tym podsystemu szybkiej komunikacji, budowa węzłów przesiadkowych, odpowiadających preferencjom pasażerów, budowa nowoczesnych monitorowanych parkingów P&R na obrzeżach rdzenia obszaru metropolitalnego oraz zadaszonych B&R wyposażonych w infrastrukturę serwisową; rozwój transportu rowerowego poprzez budowę infrastruktury i uruchomienie roweru miejskiego w skali OM; 22

pełna integracja transportu publicznego w OM i objęcie integracją biletową także użytkowników systemów P&R i B&R; ograniczenie swobody użytkowania samochodów osobowych, zwłaszcza w rdzeniu OM, poprzez zwiększenie płatnych miejsc parkingowych, wprowadzenie zakazów wjazdu do obszaru ścisłego centrum lub wprowadzenia opłat za wjazd do tych obszarów, rozszerzania stref ruchu uspokojonego; rozwój infrastruktury drogowej w ścisłym powiązaniu z wprowadzaniem na nowo budowanych drogach tras transportu publicznego, zwłaszcza tramwajów i trolejbusów. 5. Preferencje komunikacyjne mieszkańców OM GGS Wyniki badań wskazują na zróżnicowane preferencje transportowe mieszkańców rdzenie i obszarów peryferyjnych OM tabela 5. Tabela 5 Preferencje transportowe wybranych miast Obszaru Metropolitalnego w latach 2010-2016 Gdańsk 2016 Punktualność Częstotliwość Dostępność Gdynia 2016 Pruszcz Gd. (2010) Dostępność Czas podróży Niski koszt Niski koszt Niski koszt Niezawodność Prędkość 23 Gmina Pruszcz Gd. (2010) Niski koszt Punktualność Częstotliwość Bezpośredniość Dostępność Prędkość Gmina Kolbudy (2011) Bezpośredniość Bezpośredniość Punktualność Częstotliwość Dostępność Punktualność Bezpośredniość Częstotliwość Częstotliwość Niezawodność Bezpośredniość Punktualność Prędkość Niski koszt Gmina Luzino (2011) Bezpośredniość Częstotliwość Niski koszt Dostępność Punktualność Prędkość Źródło: Opracowanie własne na podstawie: Gdańskie badania ruchu 2016 wraz z opracowaniem modelu symulacyjnego Gdańska. Raport 3. Raport z przeprowadzonych analiz i pomiarów. Gdańsk 2016, Preferencje i zachowania transportowe mieszkańców Gdyni w 2015 r., Gdynia 2016, Preferencje i zachowania transportowe mieszkańców Pruszcza Gdańskiego i Gminy Pruszcz Gdański w 2010 r., Gdańsk 2011, Preferencje i zachowania transportowe mieszkańców Gminy Kolbudy w 2011 r., Gdańsk 2012, Preferencje i zachowania transportowe mieszkańców Luzina w 2011 r., Gdańsk 2013. Ranga poszczególnych postulatów przewozowych jest wypadkową miejsca zamieszkania, w tym przede wszystkim odległości od celów podróży obligatoryjnych, w tym zwłaszcza do rdzenia OM, wykorzystywanych środków transportu i oferty transportu publicznego. Na podstawie badań gdyńskich z lat 2010-2016 można stwierdzić, że nie odnotowuje się istotnych zmian w znaczeniu poszczególnych postulatów przewozowych. Od lat najważniejszym postulatem w Gdyni jest bezpośredniość. Wskazuje to

z jednej strony na niechęć pasażerów do przesiadania się, z drugiej na konieczność rozbudowywania podsystemu szybkiej komunikacji (skm, szybki tramwaj) oraz budowania węzłów przesiadkowych gwarantujących wysoki komfort podróży transportem zbiorowym. Niedogodność przesiadania się musi być zrekompensowana skróceniem czasu podróży. Półśrodki w tym zakresie powodować będą niską konkurencyjność oferty transportu publicznego wobec samochodu osobowego i trudność w realizacji celów strategicznych w OM GGS. 6. Główne potoki ruchu pasażerskiego Przewidywane główne potoki ruchu pasażerskiego między powiatami i wewnątrz obszaru metropolitalnego wynikają z rozmieszczenia źródeł i celów ruchu. Prognoza potrzeb przewozowych sformułowana w Planie zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla województwa pomorskiego 11 uzależniła liczbę podróży od scenariuszy rozwoju społeczno-gospodarczego w okresie 2012-2025 w wariantach rozwoju publicznego transportu zbiorowego. Przewidywaną więźbę podróży transportem zbiorowym w woj. pomorskim, z wyłączeniem mieszkańców Trójmiasta, przedstawia rys. 5, natomiast rozkład podróży na sieć dróg i linii kolejowych województwa pomorskiego wg wariantu 1 przedstawiono na rys. 6. Rys. 5. Więźba prognozowanych podróży między powiatowych transportem zbiorowym w roku 2025 w województwie pomorskim. Źródło: Plan zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla województwa pomorskiego. Konsorcjum FRIL-PG. Luty 2014 11 Plan zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla województwa pomorskiego oprac. przez Konsorcjum FRIL-PG na zlecenie Urzędu Marszałkowskiego Woj. Pom. luty 2014 24

Rys. 6. Kartogramy podróży między powiatowych transportem kolejowym i autobusowym w roku 2025 w województwie pomorskim. Źródło: Plan zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla województwa pomorskiego. Konsorcjum FRIL-PG. Luty 2014 Główne potoki ruchu pasażerskiego na kolei będą skierowane w kierunku Tczewa oraz w kierunku Reda-Wejherowo. Liczba pasażerów obciążających w roku 2025 podsystem kolejowy wg wariantu 1 na południowym wlocie wyniesie ok. 18000 pasażerów/dobę, natomiast na północnym wlocie ok. 14500. Na odcinku rdzenia obszaru metropolitalnego (Gdańsk-Gdynia) liczby te będą powiększone o ruch pasażerski mieszkańców Trójmiasta. Potok pasażerski transportu kolejowego na tym odcinku w roku 2013 wynosił 51100 62200 pasażerów na dobę 12. Prognoza obciążenia kierunku Gdańsk-Kartuzy, Kościerzyna wg Planu zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla województwa pomorskiego, w roku 2025 wyniesie 4800 pas/dobę na odcinku Kartuzy-Banino i 3700 pas/dobę na odcinku Banino-Wrzeszcz. Przedstawiony w materiałach źródłowych rozkład przestrzenny ruchu pasażerskiego będzie efektem linearnego rozwoju głównego pasa zurbanizowanego (rdzenia metropolii). Główne potoki ruchu będą wynikać z omówionych wcześniej kierunków rozwoju budownictwa mieszkaniowego południowo-zachodnich dzielnic Gdańska Południe, Gdyni Zachód i Kępy Oksywskiej w Gdyni. Największym generatorem ruchu będą dzielnice Gdańska Południe. Problem ten był już postrzegany w studiach z lat 70. 13 Wyliczone w nich duże potoki ruchu (rys.7) między tymi dzielnicami a Dolnym Tarasem wskazywały na potrzebę rezerwowania korytarza dla trasy Nowa Abrahama. 12 Koncepcja funkcjonowania Szybkiej Kolei Miejskiej w Trójmieście i Pomorskiej Kolei Metropolitalnej.Oprac. na zlecenie Metropolitalnego Związku Komunikacyjnego Zatoki Gdańskiej. Gdańsk marzec 2015 13 Aglomeracja Gdańsk- Gdynia. Ruch Miejski. BPBK Gdańsk 1973 25

Rys.7. Pasmo południowe. Więźba podróży do pracy. Źródło: Aglomeracja Gdańsk Gdynia. Ruch Miejski BPBK Gdańsk 1973 W wykonanym w roku 2007 Studium uwarunkowań i kierunków rozwoju przestrzennego miasta Gdańska zaprojektowano w tym korytarzu, na odcinku idącym śladem dawnej kolei Wrzeszcz-Kokoszki (dziś Pomorskiej Kolei Metropolitalnej), trasę tramwajową dochodzącą do pętli przy Al. Rzeczpospolitej na Zaspie. Trasa ta wg prognozy ruchu wykonanej w ww. Studium miała być obciążona potokiem ok. 3300 pas/godz. w szczycie w jednym kierunku (rys. 8). Wraz z zajęciem tej trasy przez PKM pojawił się problem i szukanie innych korytarzy do przeprowadzenia ruchu w relacji Gdańsk Południe - Dolny Taras. Wobec dużych rezerw w zdolności przewozowej PKM pojawiła się koncepcja poprowadzenia szybkiego tramwaju po wspólnym torowisku z pociągami PKM. Wymagałoby to dysponowania taborem o napędzie hybrydowym (zasilanie z sieci trakcyjnej i bateryjne) oraz dostosowania trasy PKM na odcinku Wrzeszcz-Brętowo do taboru kolejowego i tramwajowego. (rys. 9) Głównym terenem rozwoju budownictwa mieszkaniowego w Gdyni jest obszar Gdyni Zachód. Studium uwarunkowań i kierunków rozwoju przestrzennego Miasta Gdyni przewiduje tu docelowo lekki środek szynowy. Na razie modernizuje się ulicę Wielkopolską jako trasę dla autobusów i trolejbusów zasilających projektowany przystanek PKM Karwiny oraz ulicę Chwarznień- 26

ską. Trasa ta będzie wprowadzać ruch z Gdyni Zachód bezpośrednio do Śródmieścia. Osiedla gdyńskie na Kępie Oksywskiej miałyby docelowo być obsługiwane przez odgałęzienie PKM. Rys. 8. Potoki pasażerskie na trasach tramwajowych w Gdańsku. Źródło: Studium uwarunkowań i kierunków zagospodarowania przestrzennego Miasta Gdańska. BRG Gdańsk 2007 7. Transport a środowisko Od szeregu lat metropolia gdańska stoi w obliczu zagrożenia ekologicznego. Zagrożenie to narasta w miarę rozwoju społeczno-gospodarczego wyrażającego się, ogólnie mówiąc, wzrostem PKB a w szczególności wzrostem spożycia energii, wzrostem produkcji odpadów stałych i płynnych (przemysłowych i komunalnych), wzrostem zanieczyszczenia wód. Do trwającego od dłuższego czasu zagrożenia wynikającego z tych powodów dochodzą uciążliwości związane z ruchem i z gwałtownym wzrostem liczby samochodów osobowych. Wprawdzie wzrasta zapotrzebowanie na szeroko pojętą komunikację zaspakajaną w sposób tele ale na fizyczne przemieszczanie się ludzi i towarów także. Transport okazuje się kluczowym, po produkcji energii, źródłem problemów środowiskowych a ruch uliczny jest jednym z głównych powodów uciążliwości życia w miastach. Powoduje zanieczyszczenie powietrza, hałas, wypadki i tworzenie barier, które są w sposób mniej lub bardziej dotkliwy odczuwane przez mieszkańców. Polska miała możliwość korzystania z doświadczeń Unii Europejskiej w tym z Zielonej Karty w sprawie środowiska miejskiego, które tam zostały sformułowane przez Komisję Wspólnoty Europejskiej 14. Ruch wiąże się z uciążliwościami nie do uniknięcia (co nie oznacza, że nie trzeba tych uciążliwości zmniejszać) i charakteryzuje się taką specyfiką, że protestujemy przeciw ograniczaniu naszej swobody poruszania się a z drugiej strony jesteśmy przeciw ru- 14 Green Paper on the Urban Environment. Commision of the European Commities. Brussels 1990 27

Rys. 9. Szybka trasa szynowa. Źródło: Jan Bogusławski, Sławomir Grulkowski. Układ transportowy Gdańsk Południe. Biuletyn Informacyjny Pomorskiej Rady FSNT NOT w Gdańsku, październik 2015 chowi innych. Nie jest to wyłącznie naszą narodową cechą powiedzenie yes, but not in my backyard pojawiło się w dyskusjach na temat przebiegu arterii komunikacyjnych w USA gdy ruszyła tam wielka motoryzacja społeczeństwa związana z masową produkcją samochodów osobowych i gwałtowną rozbudową sieci drogowej 15. Pojawienie się samochodu w sposób drastyczny wpłynęło na rozwój miast amerykańskich, które zaczęły rozlewać się w przestrzeni w sposób trudny do obsłużenia przez transport zbiorowy. W skali odpowiedniej do rozmiaru metropolii gdańskiej obserwujemy ten proces również u nas. 15 Znane jest powiedzenie Henry Forda - postawię Amerykę na koła a Aldois Huxley ( Nowy wspaniały świat ) zamiast określenia BC i AC (before Christ and After Christ) zaproponował używanie określenia BF i AF (Before Ford and After Ford). 28

Proces degradacji miast (w rozumieniu ich historycznych obszarów) jest procesem w którym efekty negatywne wymagają upływu dłuższego czasu by stały się widoczne, podobnie jak się dzieje ze wzrastającą przestępczością, długotrwałymi problemami zdrowotnymi, postępującym wzrostem natężenia ruchu ulicznego czy też hałasem i zanieczyszczeniem środowiska. Cytując za ( 16 ), ograniczenie udziału samochodu osobowego w ruchu o 4% będzie owocować zmniejszeniem emisji zanieczyszczeń samochodowych o 20-25% Efektem utrzymania wysokiego udziału komunikacji zbiorowej w ruchu będzie także wzrost bezpieczeństwa drogowego. Liczba ofiar wypadków drogowych na 1 mln pasażerokilometrów Tabela 6 Wyszczególnienie Samochód osobowy Transport zbiorowy Liczba ofiar wypadków łącznie 1.354 0.221 Liczba ciężko poszkodowanych łącznie 0.131 0.005 Źródło: Jan Bogusławski. Problemy ochrony środowiska miejskiego a polityka komunikacyjna w miastach polskich. Materiały konferencyjne Forum Ekologia w gospodarce komunalnej Zielona Karta w sprawie środowiska miejskiego BPBK Gdańsk czerwiec 1992 Zalecenia w sprawie ukierunkowania wysiłków planistycznych i środków finansowych celem sprostaniu dwóch wielkich wyzwań zdewastowaniu obszarów miejskich i nieuporządkowanemu rozprzestrzenianiu się miast zostały przedstawione wcześniej w tym referacie. Działania te muszą być realizowane jeśli ochrona środowiska miejskiego od uciążliwości transportu ma być poważnie traktowana. 8. Perspektywy wdrożenia elektromobilności w publicznym transporcie zbiorowym W OM GGS funkcjonują dwa elektryczne podsystemy transportu zbiorowego: tramwajowy w Gdańsku i trolejbusowy w Gdyni i Sopocie. Gdańsk konsekwentnie od lat, w ramach Gdańskiego Projektu Komunikacji Miejskiej rozwija połączenia tramwajowe i odnawia tabor. Nie zostały jeszcze podjęte próby wykorzystania napędu bateryjnego w tramwajach. Będzie to miało przede wszystkim znaczenie dla poprawy niezawodności funkcjonowania trakcji elektrycznej. W Gdyni od 2004 r. odnawiany jest tabor trolejbusowy. PKT w Gdyni jest pionierem w Europie w zakresie konwersji, czyli przebudowy autobusów na trolejbusy, dzięki czemu wymieniono tabor na niskopodłogowy. Zakupom najnowszych pojazdów towarzyszy ich wyposażenie w napęd bateryjny, który nie tylko umożliwia jego wykorzystanie jako napędu awaryjnego, ale także jako napędu pomocniczego do obsługi tych rejonów miasta, które pozbawione są sieci trakcyjnej. Pod koniec 2016 r. ZKM w Gdyni rozpoczął obsługę pierwszego osiedla (Fikakowo) pozbawionego trakcji elektrycznej trolejbusami wyposażonymi w napęd bateryjny. Jednocześnie gdyński organizator przy współpracy z PKT w Gdyni przymierza się do eksploatacji autobusów elektrycznych. Analizy przepro- 16 Jan Bogusławski. Problemy ochrony środowiska miejskiego a polityka komunikacyjna w miastach polskich. Materiały konferencyjne Forum Ekologia w gospodarce komunalnej Zielona Karta w sprawie środowiska miejskiego BPBK Gdańsk czerwiec 1992 29

wadzone dla Sopotu wykazały uzasadnienie techniczno-eksploatacyjne dla takiego działania. Także analizy ekonomiczne, uwzględniające koszty zewnętrzne wskazały na celowość i lokalną opłacalność uruchomienia komunikacji elektrobusowej w Sopocie. Analogiczne analizy dla regionu niestety wykazały koniczność podjęcia działań zmierzających do zmiany struktury produkcji energii elektrycznej ze względu na relatywnie niskie efekty ekologiczne. 9. Zalecane działania organizacyjne Diagnoza funkcjonowania transportu publicznego w Obszarze Metropolitalnym Gdańsk -Gdynia-Sopot wskazuje na konieczność podjęcia działań w zakresie restrukturyzacji sfery organizatorskiej. Podjęte w Gdyni na początku lat 90. XX w. i w 2005 r. w Gdańsku działania polegające na oddzieleniu sfery organizatorskiej od przewozowej należy uznać za prawidłowe, zgodne z wytycznymi UE (rozporządzenie 1370/2007, które wskazuje konkurencję regulowaną jako właściwy model rynku dla transportu publicznego). Także doświadczenia miast UE (Londyn, Sztokholm, Kopenhaga, Barcelona i inne) wskazują na wysoką efektywność eksploatacyjną, zapewniającą wysoką jakość świadczonych usług i w konsekwencji konkurencyjność oferty transportu publicznego w stosunku do samochodu osobowego. Za niewłaściwe należy uznać zwiększanie zakresu obsługi w ramach tzw. powierzenia własnym komunalnym przewoźnikom. Usługi kupowane w ramach procedury przetargowej są tańsze i gwarantują porównywalną jakość, pod warunkiem efektywnego funkcjonowania organizatora transportu, zwłaszcza w zakresie kontroli ich ilości i jakości. W kończącej się w 2020 r. perspektywie finansowania transportu miejskiego należy liczyć się z wyraźnym zmniejszeniem środków na zakup nowego taboru i z koniecznością wdrożenia mechanizmów ekonomicznych pozwalających na wygospodarowanie środków na odtwarzanie taboru na poziomie gwarantującym utrzymanie wysokiej jakości usług przewozowych. Negatywnie należy także ocenić zatrzymanie procesów integracji transportu miejskiego w OM i ograniczenie się do wprowadzenia biletów metropolitalnych, które nota bene zostały zamienione na ersatz w postaci kolejowo-komunalnych biletów łączonych. Wyrażane w niektórych środowiskach opinie, że procesy integracji można zastąpić poprzez wprowadzanie nowoczesnych technologii do sfery taryfowo-biletowej wynikają z braku dostatecznej znajomości mechanizmów zarządzania transportem publicznym lub zarządzania działalnością gospodarczą w ogóle. Należy postulować powołanie jednego metropolitalnego organizatora transportu i równocześnie organizatora transportu regionalnego, który poprzez porozumienia z metropolitalnym zarządem transportu doprowadzi do integracji biletowej na poziomie regionalnym. Należy także dążyć do zunifikowania metod prowadzenia badań, tak aby stworzyć jednolity system badań, których wyniki można będzie wykorzystywać do bieżącego zarządzania transportem publicznym i tworzenia modeli transportowych lub nie powielać w prowadzonych badaniach różnych obszarów badawczych. 30

Załącznik Transport jako warunek dynamicznego rozwoju województwa Konferencja naukowo-techniczna PR FSNT NOT w Gdańsku i SITK - Gdańsk 06.10.2011 r. WNIOSKI 1. Województwo pomorskie stało się w ubiegłym 10-leciu terenem ogromnego przyspieszenia w procesie modernizacji i rozbudowy systemu transportu, zwłaszcza w zakresie dróg samochodowych. Analiza obecnego stanu tego systemu wykazuje jednak, że wymaga on dalszego poważnego wsparcia i zaangażowania ilościowego oraz jakościowego, w celu wzmocnienia pozycji konkurencyjnej województwa wobec stolicy i innych polskich metropolii (celem uniknięcia peryferyzacji). 2. Pomorski system transportu znajduje się, podobnie jak w całej Polsce, w fazie głębokiej modernizacji. Istotnym jest, aby ta modernizacja miała zrównoważony charakter, co oznacza, że dostępność kolejowa i drogowa województwa i Metropolii Trójmiasta musi umożliwić wykorzystanie efektów, jakie osiąga województwo pomorskie m.in. w rozwoju portów morskich i w transporcie lotniczym. 3. Konieczne jest pokonanie szeregu barier hamujących rozwój systemu transportu, bądź zmniejszających efektywność wydatkowania środków przeznaczanych na ten rozwój, takich jak: niepełne (nie kompleksowe) rozpoznanie stanu istniejącego zwłaszcza w zakresie badania zachowań komunikacyjnych mieszkańców a także w zakresie funkcjonowania transportu publicznego (są tylko wycinkowe badania niepozwalające na postawienie rzetelnej diagnozy i w konsekwencji na sformułowanie rzetelnego programu rozwoju systemu transportu); brak centrum planistyczno-programowego dla całego regionu obejmującego wszystkie podsystemy transportu; niekonsekwentne realizowanie polityki zrównoważonego rozwoju przez władze samorządu terytorialnego, nawet tej przyjętej uchwałami samorządów, zwłaszcza w zakresie priorytetu dla transportu publicznego i jego integracji; słabość służb inwestycyjnych w samorządach, które powinny być wzmocnione kadrowo i kompetencyjnie, tak by mogły skutecznie nadzorować procesy inwestycyjne, mając na uwadze przede wszystkim interes miasta i jego mieszkańców; oporne wdrażanie ujednoliconego systemu taryfowo-biletowego w Metropolii Trójmiasta; 4. W planowaniu przestrzennym miast, zwłaszcza w Metropolii Trójmiasta, nie widać wyraźnego przeciwdziałania rozlewaniu się zabudowy oraz negatywnym skutkom gwałtownego rozwoju motoryzacji społeczeństwa w postaci przemieszczeń realizowanych samochodami. Planowanie rozwoju miast uwzględniające optymalną obsługę transportem zbiorowym powinno być podstawową zasadą. 31

Optymalizacja infrastruktury transportu regionalnego poprzez budowę węzłów przesiadkowych Paweł Wróblewski Wstęp Niniejszy referat oparty jest o pracę dyplomową napisaną przez autora na studiach podyplomowych urbanistyki i gospodarki przestrzennej pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Tomasza Parteki na Politechnice Gdańskiej w roku 2016. Praca ta jest propozycją alternatywnych bądź całkowicie nowych działań dotyczących węzłów przesiadkowych na terenie Pomorza. Propozycje autora pracy zostały wypracowane w oparciu o dotychczasowe prace nad poruszanymi zagadnieniami, uzupełnione o obserwacje systemów transportowych Europy, w tym szereg rozwiązań nietypowych. W szczególności praca porusza trzy przypadki relacji regionalnych, znacznie różniących się między sobą położeniem, typem ruchu i sezonowością: 1. Bytów - Kościerzyna (Trójmiasto) - w wersji maksymalizującej współczynnik kosztów do korzyści poprzez budowę węzłów przesiadkowych zamiast rozpatrywanej modernizacji linii kolejowej. 2. Węzeł Osowa Północ (Gdańsk ul. Kielnieńska) - jako miejsce przesiadek najbardziej ważne dla dzielnic Górnego Tarasu Gdyni w drodze do Gdańska. 3. Propozycja zmiany obsługi transportowej Półwyspu Helskiego w sezonie letnim. Dodatkowym celem referatu będzie próba zdefiniowania i oceny korzyści płynących ze stosowania węzłów przesiadkowych w wybranych miejscach. Przykłady możliwe są do wykorzystania w innych przypadkach na terenie kraju. 1. Wybrane cechy gałęzi transportu w kontekście optymalizacji Tytułem wstępu warto przypomnieć sobie pewne cechy poszczególnych gałęzi transportu, szczególnie te, które wpływają na ich przewagi konkurencyjne. Jedną z ważniejszych cech jest pojemność taboru. W ruchu aglomeracyjnym jeden pociąg przewiezie z powodzeniem 800 do 1000 osób. Tę samą liczbę osób przewozi około 15 autobusów i ponad 500 aut osobowych. Powyższe oczywiście przekłada się proporcjonalnie na zajętość terenu dla celów transportu, co jest tym bardziej ważne, im droższy jest teren w danym miejscu. Ta cecha była powodem dla którego już od kilku lat najlepiej rozwinięty transport szynowy w kraju posiada aglomeracja Warszawy. W obecnych czasach jednym z priorytetów gospodarczych w skali globalnej, a poprzez politykę gospodarczą Unii Europejskiej (UE), istotnym dla większości nowych inwestycji w kraju jest szeroko pojęte podejście pro - ekologiczne. W jego zakresie szczególnie wybija się temat niskoemisyjności, gdyż nadmierne emisje CO2 oraz innych gazów spalinowych są wskazywane jako przyczyna globalnego ocieplania się klimatu. Należy przy tym zwrócić uwagę, że porównywane wielkości emisji są zdecydowanie różne z zależ- 32

ności od otoczenia wykonywanych przewozów, powodującego kongestię lub spowolnienie ruchu. Autor na potrzeby projektu "Pomorskiej Kolei Metropolitalnej" (PKM) poszukiwał danych porównujących wielkości emisji w ruchu aglomeracyjnym. Jedyne dostępne i wiarygodne dane pochodziły sprzed roku 2000, czyli z okresu o znacząco mniejszym obciążeniu dróg Polski, jednak przedstawione tam zestawienie jest wiele mówiące: przewaga ekologiczna transportu szynowego mierzona wyłącznie emisją CO 2 w miastach względem motoryzacji jest ponad 22 000 - krotna, natomiast liczona pełnymi kosztami zewnętrznymi (wypadków, szkodliwych emisji i czasu straconego w korkach ) wobec indywidualnej motoryzacji stanowi na obszarach aglomeracji 63 krotność. (G. Kondraciuk Gabryś OBET Szczecin Rynkowe uwarunkowania kolejowych przewozów osób w Polsce Problemy ekonomiki transportu 3/98). Nie dziwi w związku z powyższym wspomniany przykład Warszawy, gdzie jednym z głównych założeń organizacji transportu zbiorowego jest przesiadka największej możliwej ilości osób podróżujących codziennie do centrum miasta na transport szynowy (linie kolei regionalnych, Warszawskiej Kolei Dojazdowej, metra i tramwajów). Rys. 1 Slajd z prezentacji ZTM Warszawa na konferencji ZDG "TOR", W-wa 2011r. Dzięki takiemu podejściu oszczędność w skali całego systemu transportu dotyczy: oszczędności miejsca, szczególnie miejsc parkingowych w centrum, oszczędności paliw, a co za tym idzie - emisji spalin, lepszego wykorzystania autobusów dowozowych podmiejskich z uwagi na mniejszy 33

udział jazdy w korkach, jak i często mniejszą wielkość niezbędnego do obsługi trasy pojazdu (potoki podróżnych w drodze do centrum rosną, pojazdy - nie mają takiej możliwości). Opisane cechy transportu szynowego pozytywnie wpływają na ruch aglomeracyjny lub masowe przewozy sezonowe czy związane z obsługą imprez. Autor zwraca ponadto uwagę na duże zróżnicowanie standardów taboru i styku z przystankiem/peronem. To kolejna cecha, jaką uznaje za niedocenianą we wszystkich opracowaniach porównawczych transportu regionalnego, jak i w działaniach organizatorów transportu regionalnego. Powoduje to pewną nieracjonalność wyborów zarówno po stronie decydentów jak i pasażerów transportu. Do lat 90-tych praktycznie nie przykładano większej uwagi do dostępności taboru, ani dla osób niepełnosprawnych, ani w ogóle dla komfortu i bezpieczeństwa koniecznego przy wsiadaniu do pojazdów. W ruchu regionalnym można było spotkać zarówno wagony o szerokich drzwiach (np. piętrowe), ale też często wycofane z przyczyn technicznych z ruchu dalekobieżnego, o szerokościach drzwi rzędu 70 cm. Później, zwłaszcza od przystąpienia Polski do UE, najpopularniejszymi pojazdami na trasach niezelektryfikowanych stały się tzw. autobusy szynowe, o obniżonym poziomie podłogi w strefach wejścia i z licznymi udogodnieniami dla podróżnych o ograniczonej mobilności i z rowerami. Analogiczna poprawa standardów nastąpiła w taborze obsługującym miasta, natomiast brak podobnych działań w autobusach ruchu regionalnego może być jedną z przyczyn bardzo dużego wzrostu motoryzacji, jak w opisywanym dalej przypadku powiatu bytowskiego. Tabela 1. Zestawienie problemów i cech wg rodzajów transportu lądowego. (oprac. własne) Kolej Autobus Samochód Dostępność 1. 2. 3. Możliwość przewozów 3. 2. 1. masowych Koszty zewnętrzne 3. 2. 1. Koszty całkowite podróży 2. 3. 1. Podatność na kongestię 3. 1. 2. Przyjazność pojazdu 2. 1. 3. Szybkość przejazdu 2. 1. 3. Uniwersalność pojazdów (do różnych potrzeb) 3. 1. 2. Bezpośredniość przejazdu 1. 2. 3. Suma ocen 2,222 1,666 2,111 Wartości uśrednione dla kryteriów wg oceny autora 1- niska ocena, 2- średnia, 3 - wysoka; 34

Powyższa ocena, jako przeprowadzona jednoosobowo - a więc subiektywnie, nie ma na celu wartościować poszczególnych środków lokomocji. Jej celem jest pokazanie iż wszystkie rodzaje transportu mają swoje wady i zalety. Autor stawia tezę iż w transporcie regionalnym, rozumianym szeroko, łącznie z przejazdami samochodami i rowerami, najlepszym rozwiązaniem może być łączenie przewag poszczególnych środków transportu. Nie konkurencja, ale właśnie współpraca i integracja przewoźników różnych gałęzi może dać najlepsze i najbardziej racjonalne efekty dotyczące np. wykorzystania taboru i przepustowości infrastruktury. Zagadnienie to jest także wielkim wyzwaniem, ale i szansą dla planowania przestrzennego i transportu publicznego. Na koniec ogólnej części referatu należy wspomnieć najbardziej pozytywny z przykładów integracji transportu publicznego, jakim jest Szwajcaria, a zwłaszcza już wdrożony program "Bahn 2000". Już od początku lat 80-tych rozpoczęto prace studialne, dla kompleksowego, przyjaznego dla ludzi i wrażliwego środowiska naturalnego Alp rozwiązania problemu. Program z uwagi na skalę został zatwierdzony w narodowym referendum w roku 1987. Obejmował 136 osobnych projektów, a w szczególności jego najważniejszą cechą było podporządkowanie większości modernizacji i inwestycji taborowych priorytetowi dostosowania do cyklicznego w skali całego kraju rozkładu jazdy. To właśnie ta cecha decydowała o wszystkich działaniach programu. Skutkiem inwestycji jest bardzo typowy dla kolei szwajcarskich, występujący w regularnych odstępach czasu - co 15, 20, 30 do 120 minut jednoczesny wjazd nawet kilku pociągów na stację węzłową, a następnie po przesiadkach, wyjazd w dalszych kierunkach. Rys. 2 Fragment rozkładu jazdy kolei szwajcarskich w postaci diagramu z podaną częstotliwością i końcówką minutową czasów przyjazdu i odjazdu do stacji. Źródło: Fahrplan Schweiz 2015 35

2. Węzły przesiadkowe dla trasy Kościerzyna Bytów Opracowania dotyczące rozwoju transportu dla woj. pomorskiego co najmniej od roku 2008, kiedy przyjęto Regionalną Strategię rozwoju transportu w woj. pomorskim na lata 2007-2020 wskazywały trudny dostęp do Aglomeracji Gdańskiej m.in. dla mieszkańców powiatu bytowskiego. Strategia wskazywała konkretnie reaktywację połączenia kolejowego z Bytowa w kierunku Gdańska jako rozwiązanie problemu. Bliższe przypatrzenie się problemom stawianym do rozwiązania przez reaktywację linii Lipusz - Bytów, w zderzeniu z podstawowymi danymi dotyczącymi transportu i życia społeczno - gospodarczego powiatu bytowskiego oraz doświadczeniami wyniesionymi z projektu PKM, skłaniają autora do stwierdzenia iż przywrócenie pasażerskich przewozów koleją przez Lipusz do Bytowa nie jest dobrym pomysłem i należy go porzucić. Powyższe nie dotyczy utrzymania linii i jej przewozów towarowych, które być może miałyby sens ekonomiczny także do stacji Bytów, niestety taki wariant nie był rozważany. Najbardziej istotne dla sprawy jest wydłużenie linii kolejowych w stosunku do dróg. Trasa drogowa między centrami miast Kościerzyna i Bytów liczy sobie (google.pl/maps) 34,5 km i jest do przejechania samochodem, z zachowaniem dozwolonych prędkości w 30 minut. Trasa kolejowa między stacjami tych miast liczy sobie 41 km, to jest o 19% więcej. Dokładniejszy ogląd map jest jeszcze bardziej niekorzystny dla kolei: do wydłużonej odległości między dworcami na skrajach tych miast należy bowiem dodać konieczność dojścia lub dojazdu do celu podróży. Zwłaszcza w przypadku Kościerzyny oznacza to cofanie się z powrotem w kierunku zachodnim. Wszystkie istotne dla tych miast cele podróży są znacznie oddalone od stacji kolejowych. W przypadku dojścia do Drutexu (największy z-d pracy w Bytowie) jest to 2,9 km. Podobna jest w Kościerzynie odległość dojścia do szpitala, natomiast centrum miasta, w tym największy, Powiatowy Zespół Szkół nr 2 są odległe o około 1 km od dworca. Podstawowe potrzeby bytowe oba miasta powiatowe zapewniają we własnym zakresie, podobnie sprawy urzędowe, stąd nie ma zbyt wielu powodów do przemieszczania się między nimi. Wprawdzie w dokumentach strategicznych Pomorza mówi się najczęściej o odbudowie kolei do Bytowa w kontekście spójności całego regionu, jednak wszystkie dostępne dane, w tym szczegółowo opracowane w ramach prac studialnych ("Analiza Techniczno -Ekonomiczno-Środowiskowa dla zadania Rewitalizacja linii kolejowej nr 212 na odcinku od stacji kolejowej Lipusz km 0,000 do stacji Bytów km 24,900 Tom I, (dalej ATEŚ) i w ramach kolejnych dokumentów strategicznych Województwa Pomorskiego wskazują iż najważniejsze dla powiatu bytowskiego są połączenia wewnętrzne oraz z sąsiednimi powiatami: słupskim i kościerskim. W Bytowie, z racji odległości rzędu 100 km, codzienne przejazdy do Trójmiasta praktycznie nie występują, podobnie jak bezrobocie. Jest to prawdopodobnie zasługa dynamicznie rozwijającej się produkcji firmy Drutex, o czym świadczy tekst w Gazecie Wyborczej z dn. 09.11.2015r.: "Bezrobocie? Zdaniem burmistrza Bytowa praktycznie go tu nie ma, choć oficjalne statystyki zdają się temu przeczyć. (...). Burmistrz Sylka dodaje, że część bezrobotnych najprawdopodobniej pracuje na Zachodzie.(...) Ostatnio w Bytowie wiele mówi się o tym, że Drutex zaczął zatrudniać Ukraińców." Autor porównał na podstawie ATEŚ czasy przejazdów między Bytowem i Kościerzyną do ich centrów i ww. największych generatorów ruchu, przyjmując założenia dodatkowe: dojście i oczekiwanie przed odjazdem - 3 minuty; przesiadka pociąg / autobus: 5min; 36

czasy przejazdów przez miasto wg. google.pl, autobusów i pociągów - według rozkładów jazdy. Z porównania wynikło że nawet najszybszy wariant przejazdów kolejowych będzie od 6 do 27 minut dłuższy od obecnych przejazdów autobusowych. Gdyby dodatkowo wykorzystać większą elastyczność autobusów w budowaniu bezpośrednich relacji (np. od zakładów Drutex w Bytowie, przejazd bliżej szpitala w Kościerzynie) sytuacja ta tym bardziej przemawia przeciw uruchomieniu przewozów pasażerskich na linii 212. Oczywiście zestawienie z przejazdem samochodem jest jeszcze gorsze: różnica na niekorzyść kolei wyniesie od 28 do 48 minut. Wspomniany dokument - ATEŚ przedstawia bardzo skrupulatnie wykonane badania marketingowe, które w ocenie autora również nie dają szans dla przewozów kolejowych, gdyż oczekuje się od kolei m.in wysokiej częstotliwości i krótkiego czasu przejazdu, a powiat charakteryzuje duże rozproszenie osadnictwa i wysoki wskaźnik motoryzacji (1,4 na gospodarstwo domowe). Biorąc powyższe pod uwagę, jak i pomorskie dokumenty strategiczne, autor wysnuwa przede wszystkim wniosek, iż bardziej racjonalne jest dla opisywanego ciągu transportowego wykorzystać i tak budowany węzeł przesiadkowy przy dworcu w Kościerzynie. Węzeł ten powinien być końcowym punktem dla autobusów z kierunku zachodniego, ale możliwa jest też jego korzystna obsługa z budowanej obwodnicy Kościerzyny (co w kontekście porównań także przyspieszy ruch drogowy). Porównanie ze sobą czasów przejazdu między Bytowem i Trójmiastem wygląda następująco: Bytów - Gdańsk / Gdynia (centra miast): samochodem (tylko) autobusem (najkrócej, bezpośrednio) 37-82 minuty; - 122 minuty; pociągiem (najkrócej, z przesiadką w Kościerzynie 5 min.) - 104 minuty; autobusem z przesiadką 5 min. na pociąg samochodem z przesiadką 5 min. na pociąg - 107 minut; - 93 minuty. Należy zauważyć że czas połączenia samochodowo - kolejowego jako jedyny mieści się w postulatach przewozowych mieszkańców powiatu bytowskiego (do 10 minut dłużej niż samochodem, źródło: ATEŚ). Połączenie takie ma też dodatkowe zalety: na większości trasy także kierowca odpoczywa; u celu w Trójmieście nie płaci się za parkowanie i z dużą pewnością omija się zatłoczenie ulic, także nie szuka się miejsca do parkowania; koszt biletów miesięcznych lub promocyjnych, wielokrotnych (przewoźnik SKM) zawsze jest niższy niż koszt paliwa. W przypadku planowanego połączenia kolejowego Bytów - Lipusz należy stwierdzić że nie ma ono szans na spełnienie oczekiwań podróżnych. Szczególnie czasy jazdy, ale też położenie i dostępność przystanków są gorsze od porównywalnych autobusowych, stąd nie należy oczekiwać satysfakcjonującej frekwencji w pociągach. Porównywalne lub lepsze efekty na trasie do Kościerzyny i do Trójmiasta można będzie uzyskać bez rozpatrywanej inwestycji (szacowanej na 65 mln zł.), podejmując działania organizacyjne wykorzystujące budowaną infrastrukturę drogową. Alternatywnym wykorzystaniem środków zwolnionych z projektu wydaje się przede wszystkim zakup dobrej klasy tabo-

ru autobusowego oraz korekty i ulepszenia miejsc obsługi podróżnych. W przypadku woli decyzyjnej przeznaczenia pieniędzy na infrastrukturę kolejową - pomysły są zawarte w dwóch kolejnych przykładach. 3. Gdańsk Osowa Północ - jako węzeł przesiadkowy dla dzielnic Górnego Tarasu Gdyni. Jednym z głównych założeń projektu Pomorskiej Kolei Metropolitalnej była podwójna funkcja nowo budowanej linii - tj. użycie jej dla ruchu regionalnego oraz typowo aglomeracyjnego, dla obsługi dzielnic tzw. górnego tarasu miast Gdańska i Gdyni. Pierwszy z celów budowy linii dość szybko został osiągnięty, natomiast drugi może być podobnie problematyczny, co ponowne przyłączenie Bytowa do sieci kolejowej. Znaczna część mieszkańców osiedli Górnego Tarasu Gdyni - Karwin, Dąbrowy, Chwarzna pracuje lub uczy się w Gdańsku. Ponieważ uczniowie i studenci rzadko dojeżdżają samochodami w przeciwieństwie do pracujących - dane dotyczą tej drugiej grupy. Według badania ruchu przeprowadzonego przez ZKM Gdynia w roku 2010 oszacowano więźbę podróży z ww. dzielnic do Gdańska na 6100 osób, (około 25 % mieszkańców, przy średniej dla Gdyni - 18,7%). Wyniki z roku 2015 są podobne, a w szczególności potencjał dojazdowy rośnie z rejonu Chwarzna (z 500 do 900 osób), gdzie powstają kolejne osiedla deweloperskie. Rys. 3. Obraz codziennej porannej kongestii w kierunku centrum Gdyni i Sopotu. Godz. 7.30-8.00 na ul. Chwaszczyńskiej i przyległych. Maj 2016r. Źródło: Targeo.pl Niezależnie od podróży generowanych w kierunku Gdańska, "Plan zrównoważonego rozwoju publicznego transportu zbiorowego dla Gdyni i Gmin objętych porozumieniami komunalnymi na lata 2014-2025" obrazuje m.in. rozkład celów podróży dla Gdyni. Wszystkie większe zakłady pracy i szkoły na chwilę obecną znajdują się na "Dolnym Tarasie" miasta lub poza miastem. Jedynym wyjątkiem jest baza miejskiego przewoźni- 38

ka w Kaczych Bukach. Patrząc szerzej, tab. 21 "Planu..." wylicza aż kilkadziesiąt punktów mogących generować większy ruch, w tym tylko jeden obiekt - CH Tesco znajduje się na Górnym Tarasie Gdyni. Sytuacja taka jest tym bardziej trwała i niekorzystna dla obrazu kongestii w mieście i wykorzystania taboru przewoźników. Położony na przecięciu opisanej kongestią drogi (rys.3.) i linii kolejowej węzeł "Karwiny" miałby być punktem przesiadkowym z ww. dzielnic w praktycznie przeciwnym kierunku do Gdańska, przez stację Gdańsk Osowa i Gd. Port Lotniczy, a więc też nie najkrótszą drogą. Łączenie tras dojazdowych w kierunku centrum Gdyni z dojazdami koleją do Gdańska powoduje dodatkową kumulację kongestii. Dla obliczeń i porównań czasów przejazdów autor przyjął przykładowe punkty trasy Gdynia Dąbrowa (przystanek Centrum) - Gdańsk Wrzeszcz (CH Manhattan), oraz inne założenia, jak w przypadku Bytowa: połączenia ZKM / SKM o dużej częstotliwości, przez Gdynię Redłowo - 59 minut; jw., przez węzeł "PKM Karwiny" jw., po elektryfikacji linii 201 i PKM, szacunkowo 39-63 minuty, - 56 minut, (wg. Aktualizacji prognoz ruchu dla projektu PKM Instytut Kolejnictwa, W-wa 2011). Czasy przejazdu samochodem całej trasy (różne warianty dróg): - 31-36 minut. Jak widać z powyższego zestawienia, na codziennym przejeździe samochodem w dwie strony zyskuje się około godziny czasu i dla osób spoza bezpośredniego sąsiedztwa budowanego węzła "PKM Karwiny", jego uruchomienie będzie w relacji do śródmieścia Gdańska lub Wrzeszcza bez znaczenia. Tymczasem na etapie przedprojektowym PKM rozważano budowę dodatkowego przystanku osobowego "Osowa Północ" na przecięciu linii 201 z ul. Kielnieńską, nieopodal granicy Gdańska i Gdyni. Zakładano jego wykorzystanie dla przesiadek z kierunku północnego (wzdłuż DW 218) do Gdańska. Autor zwrócił uwagę iż najbardziej korzystne dla całego systemu transportowego na styku Gminy Żukowo i Miast Gdynia i Gdańsk byłoby wydłużenie do tego miejsca tras ZKM Gdynia, obecnie kończących się w zajezdni Kacze Buki, odległej w linii prostej o około kilometr. Co ciekawe, zapewne na fali realizacji projektu Pomorskiej Kolei Metropolitalnej, w tym pionierskich opracowań transportu szynowego dwusystemowego, Miasto Gdynia przyjęło te rozwiązania jako jedną z podstaw rozwoju nowych dzielnic w swoich dokumentach studialnych. Ich realizacja może być bardzo trudna z powodu warunków terenowych, środowiskowych, ale także organizacyjnych, gdyż rozwój kolei nie jest zadaniem gmin, a tramwaj, nawet zwykły byłby kolejnym środkiem transportu w mieście. W przeciwieństwie do założeń budowy linii tramwaju dwusystemowego, objęcie terenów Górnego Tarasu wydłużonymi lub całkiem nowymi trasami ZKM Gdynia może być nisko kosztowe i realne do wykonania nawet dla trolejbusów, także bez budowy odcinków sieci trakcyjnej, a wykorzystujących baterie litowo - jonowe. Pomysł taki może być też cenny dla mieszkańców osiedla Kacze Buki, obecnie pozbawionych bliskości transportu publicznego, a nawet dróg o normalnym standardzie. Pobliskie tereny, na pograniczu Gdańska i Gdyni mają zostać zagospodarowane skrzyżowaniem dróg ekspresowych (S20 i tzw. trasy lęborskiej). Nie kwestionując potrzeby takich dróg, zwłaszcza wobec dużej i rosnącej kongestii obecnej DK nr 6 wiodącej przez Rumię i Wejherowo, uwagę na mapach studiów rozwojowych zwraca wyjątkowo duży węzeł o promieniach odpowiednich dla wysokich prędkości jazdy we wszystkich kierunkach. Rezerwowany w studium teren węzła jest zbliżony do całej powierzchni zabudo-

wy pobliskiego Chwaszczyna. Trzeba zauważyć, iż taki układ dróg rozcina jeszcze bardziej osiedla Kacze Buki i Osowe, i tak ograniczone z przeciwnej strony przez tereny Parku Krajobrazowego. Osiedla te stają się w znaczny sposób dysfunkcjonalne dla mieszkańców, którzy będą narażeni na znaczny hałas z dróg ekspresowych i odcięci od podstawowych funkcji miejskich. Patrząc szerzej ma mapę studium Gdyni, Gdańska i Gminy Żukowo zauważa się w tym rejonie znaczną przewagę dróg ekspresowych i ruchu przyspieszonego, względem lokalnych potrzeb mieszkańców styku ww. trzech Gmin i planowanych osiedli. Sytuacja taka może być skrajnie niekorzystna dla funkcjonowania transportu publicznego, dlatego autor wnioskuje o przyłączenie się Miasta Gdyni do realizacji przystanku Osowa Północ, co może zdecydowanie pomóc w jego realizacji, szczególnie iż w okresie programowania unijnego 2014-2020 promuje się przedsięwzięcia właśnie o charakterze integracyjnym dla wielu podmiotów. Dodać należy iż dla podanego powyżej przykładu przejazdu Gdynia Dąbrowa (przystanek Centrum) - Gdańsk Wrzeszcz (CH Manhattan) teoretyczny czas przejazdu przez Kacze Buki i z przesiadką w Osowej Północ może wynieść około 45 minut, a więc być bardziej zbliżonym do czasów przejazdu samochodem. Dodatkowe korzyści z przemodelowania ruchu na tym terenie to lepsze wykorzystanie taboru ZKM Gdynia (obecnie zjazdy do zajezdni mają znikomą frekwencję) oraz kierowanie części ruchu przez drogi mniej obciążone kongestią. 4. Sezonowy węzeł Park and Raił we Władysławowie. W ostatnich latach, mimo modernizacji sieci drogowej, w sezonie letnim nasila się zjawisko kongestii na jedynej trasie dojazdowej DW 216 wiodącej na Półwysep. W dni o dobrej dla wypoczynku pogodzie oznacza to paraliż komunikacyjny wielu odcinków tej drogi, co jest uciążliwe nie tylko dla turystów, ale także dla mieszkańców półwyspu. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy są m.in. coraz cieplejsze lata. Inne powody to przede wszystkim szybszy dojazd autostradowy na wybrzeże z kierunku Warszawy, Łodzi i Śląska, ale także sytuacja międzynarodowa, która ograniczyła popularne wcześniej i niedrogie wyjazdy w miejsca wypoczynku "plażowego" do krajów arabskich. Półwysep Helski, w porównaniu nawet z najbliższym sobie otoczeniem "lądowym" posiada wiele zalet: są to plaże o odmiennych typach wybrzeża, falowania i ekspozycji na wiatr. Potencjał ten jest dodatkowo wzmocniony przez atrakcje turystyczne Helu (fuzarium, dawne umocnienia wojenne) i autentyczną zabudowę miejscowości rybackich. Słabą stroną wykorzystania atrakcji turystycznych Półwyspu jest mała baza noclegowa. Ten stan jest i będzie niezmienny, choćby ze względu na duży udział terenów chronionych przyrody i krajobrazu. W wieloletnich, globalnych prognozach klimatycznych przewiduje się iż jednym ze skutków efektu cieplarnianego będzie jeszcze w XXI wieku podniesie się wód morskich od 0,8 do 1,5m ponad ich obecny poziom. Autor w związku z tym doszedł do wniosku, że jednym z obszarów najbardziej i trwale narażonych na takie zjawiska w Polsce będzie Półwysep Helski z uwagi na szczupłość pasa terenu oraz jego niską niweletę. Oczywistą wobec tego wydaje się potrzeba zaplanowania kompleksowych działań dotyczących m.in. obsługi transportowej. Nieproporcjonalnie w stosunku do Półwyspu, bardzo duży udział miejsc noclegowych, szacowany na ponad 50 000 oferuje pas miejscowości od Karwi do Władysławowa. Właśnie to, zdaniem autora może być głównym powodem zwiększonego ruchu na dro- 40

dze nr 216. Skutkiem takiego stanu rzeczy jest rokrocznie nie tylko kongestia w obie strony drogi, ale także częsty, niekontrolowany wjazd samochodami na tereny chronione dla ich parkowania lub rozbijanie noclegów w miejscach niedozwolonych. Efektem sytuacji jest blokowanie drogi częstokroć w obie strony, gdyż chętni w szczycie sezonu nie znajdują na półwyspie żadnych miejsc parkingowych. Rozwiązania transportowe w terenach szczególnie wrażliwych ekologicznie lub o małym terenie na potrzeby transportu już funkcjonują np. w szwajcarskich miejscowościach górskich Zer Matt i Muren. W obu przypadkach stosuje się całkowity zakaz wjazdu samochodami prywatnymi. Jeszcze inny przypadek mamy na niemieckiej wyspie Sylf, gdzie ograniczoną ilość samochodów można wwieźć pociągami kursującymi ze stałego lądu po linii kolejowej biegnącej na sztucznie usypanej grobli. Propozycja poniższego rozwiązania dla Półwyspu Helskiego jest także zbliżona do rozwiązań dużych stref bez możliwości wjazdu samochodowego miast, Fot. 1. Plac dworcowy w Zer Matt. (fot. autora) takich jak Kopenhaga albo wybrane miasta niemieckie i holenderskie. Ich doświadczenia pokazują iż miejsca wcześniej opanowane przez nadmierny ruch samochodowy, obecnie są bardzo atrakcyjne i bezpieczne, przez co np. przyciągają większą ilość klientów i turystów. Właściciele obiektów handlowych i innych, początkowo protestujący przeciw zakazowi wjazdów notują wzrost obrotów, przez co kolejne obszary miast domagały się przyłączenia do systemu ulic bez ruchu samochodów. Autor jest zdania iż należy przeanalizować studialnie możliwe następujące działania (wyłącznie kompleksowo): 1) Należy wprowadzić w sezonie letnim administracyjny zakaz wjazdu samochodami osobowymi dla osób niezamieszkałych na Półwyspie, za wyjątkiem gości, którym zapraszający (hotele, pensjonaty) gwarantują miejsca parkingowe. Czas sezonu może być dostosowywany każdorocznie, a szlaban wjazdowy powinien się znaleźć za portem, na granicy zabudowy we Władysławowie. Sposób wykonania bramek wjazdowych może być zbliżony do stosowanych na autostradach, gdzie goście sezonowi na wydrukowanych wcześniej wjazdówkach - potwierdzeniach noclegu posiadaliby np. odpowiedni kod kreskowy. 2) Ograniczenia wjazdu na Półwysep nie powinny dotyczyć ruchu autobusów rejsowych i minibusów lokalnych przewoźników, stanowiących istotne uzupełnienie ruchu kolejowego i posiadających znacznie gęstszą niż kolej sieć przystanków na terenie półwyspu, na przykład przy kempingach na odcinku do Jastarni. 41

3) Dla osób chcących jednodniowo wjechać na Półwysep należy zorganizować sezonowy parking P+R o roboczej nazwie Władysławowo Południe, przy linii kolejowej nr 213. Parking taki powinien się znaleźć na południowym krańcu miasta Władysławowo - aby nie potęgować kongestii w centrum miasta, jak i na DW nr 216. Powinien mieć także dogodny dojazd od strony zachodniej, gdzie występuje najwięcej sezonowych miejsc noclegowych i dokąd można wykonywać przesiadki z pociągów kursujących na Półwysep i w kierunku Trójmiasta. Praktyka wskazuje, że korzystne może być dzielenie wyznaczonego parkingu poprzez współużytkowanie go w sąsiedztwie innych obiektów handlowych czy sportowych, aby dzięki temu wykorzystanie parkingu nie ograniczało się faktycznie jedynie do sezonu letniego. Przykładem może być wspólny parking PGE Arena i Międzynarodowych Targów w Gdańsku. 4) Pojemność ww. parkingu, jak i możliwą przepustowość linii kolejowej (tu także niezbędna analiza elektryfikacji) należy dostosować do wyliczonej maksymalnej, bezpiecznej pojemności terenów i obiektów turystycznych Półwyspu. Wyliczenie tej wielkości z uwzględnieniem wszystkich istotnych elementów, jak kwestie sanitarne, ekologiczne i bezpieczeństwa publicznego, będą najważniejszą częścią wdrożenia takiego planu. W przypadku niekontrolowanych lub spodziewanych zagrożeń środowiskowych i innych, wielkość tą można regulować. Przepustowość linii kolejowej: Linia nr 213 Reda - Hel jest jednotorowa, a więc pociągi przeciwnych kierunków mogą się mijać tylko na stacjach. Największa odległość między takimi punktami, która limituje częstotliwość ruchu pociągów na linii, dotyczy odcinka Władysławowo - Kuźnica i wynosi 13,6 km, a do czasu przejazdu należy wliczyć 2 postoje na przystankach Władysławowo Port i Chałupy. Wynosi on rozkładowo, pociągiem spalinowym typu SA 133 lub 220M - 15 minut w jedną stronę, a wraz z odcinkiem do Jastarni - 22 minuty. To wyznacza możliwą, największą obecnie przepustowość linii kolejowej na Półwyspie Helskim na 45 minut z jednym krzyżowaniem się pociągów na odcinku całego Półwyspu. Nieco lepsze parametry można uzyskać dla linii albo poprzez skrócenie ww. najdłuższych odcinków jednotorowych, albo przez skrócenie czasu jazdy - np. elektryfikację linii, ewentualnie oba te działania jednocześnie. Pierwszy z pomysłów mógłby polegać na dobudowie drugiego toru linii na odcinku długości 1,6 km do przystanku Władysławowo Port oraz analogicznym wydłużeniu jednego z torów przy stacji w Helu o około 2,5 km. Różnica wynika z mniejszej prędkości uzyskiwanej na odcinku Władysławowa i dodatkowego czasu postoju na przystanku. Podsumowując możliwości infrastruktury kolejowej, osiągnięcie dwustronnej częstotliwości co 30 minut - z oczekiwaniem na mijankach do 4 minut, jest możliwe już przy jednym z założeń: elektryfikacji albo wydłużenia odcinków torów stacyjnych. Przy dalszym wydłużaniu odcinków dwutorowych z jednoczesną elektryfikacją można oczywiście osiągnąć częstotliwość ruchu 30 minut, bez wydłużania postojów na mijankach. Przepustowość ze względu na pojemność pociągów: przykładowe zespolone pociągi spalinowe SA133 lub 220M używane na Pomorzu przewożą około 120 osób na miejscach siedzących i do 300 osób ogółem (dane pojazdów mogą się różnić wg zamówień). W peronach długości 125m, stosowanych obecnie na linii do Helu, mieszczą się do trzech takich pojazdów, co daje do 900 przewożonych osób. Jeszcze większą pojemność można uzyskać przy zastosowaniu zespołów trakcyjnych typu podmiejskiego albo wagonów piętrowych - do około 1200 osób. Wartości maksymalne dotyczą oczywiście 42

preferencji maksymalnego przewozu osób. W przypadku ruchu turystycznego na Półwyspie równie ważne może być zapewnienie miejsca na przewóz rowerów i innego sprzętu turystycznego, stąd pojazdy stosowane w ruchu typu skm mogą być jak najbardziej przydatne także w ruchu sezonowym, a ich dodatkową zaletą będzie duża ilość drzwi, co przyspiesza wymianę podróżnych na stacjach. W związku z tym wartości do 900 osób przewożonych maksymalnie jednym pociągiem można uznać za realne. Przykładowe obliczenia: Łączna wielkość potoku podróżnych do przewiezienia koleją może wynieść obecnie około 6000 do 7200 osób w ciągu 4 do 5 godzin, zakładając, że właśnie tyle trwa w sezonie największy przepływ osób w jednym kierunku. Do tej liczby można dodać przejazdy do 100 kursów autobusami i minibusami - około 3000 osób. W sumie mówimy o przejazdach rzędu 10 tys. osób, które w przypadku podróży własnymi samochodami potrzebowałyby na terenie miejscowości Półwyspu ponad 3 tysiące miejsc parkingowych. Zakładając że 40 % osób będzie wsiadać do pociągów na parkingu P+R we Władysławowie i tam pozostawiać swoje auta, a średnio w samochodzie podróżują 3 osoby, parking ten powinien mieć pojemność 960 miejsc dla samochodów osobowych. Powyższe obliczenia wskazują, iż możliwy jest nawet wzrost sezonowego ruchu turystycznego bez zwiększania kongestii oraz innych uciążliwości. Jak wspomniano wcześniej, obliczenia te muszą być dostosowane do warunków środowiskowych Półwyspu Helskiego, a powyższe przykłady są próbą przedstawienia, jak w małej skali i dla miejsca o szczególnej wrażliwości ekologicznej może wyglądać realizacja kompleksowego programu transportowego na wzór szwajcarskiego programu Bahn 2000. Te same działania będą zabezpieczeniem terenów Nadmorskiego Parku Krajobrazowego przed niekontrolowaną eksploatacją i uciążliwościami, które dotyczą w takich przypadkach wszystkich, także mieszkańców. Można także być spokojnym o szeroko pojętą opłacalność dla zainteresowanych turystów, także jednodniowo odwiedzających Półwysep. W sezonie oprócz zwiększonego przez kongestię spalania paliw i poszukiwania miejsca parkingowego, kierowcy muszą doliczyć koszt miejsc parkingowych, który wynosi zwykle 5 zł/ godz. lub 20 zł. za cały dzień. Koszty te mogą więc być porównywalne z kosztami przejazdów pociągiem lub autobusami. Oczywiście polityka taryfowa może sama w sobie zachęcać do korzystania z systemu P+R i pociągów, także być łączona z ulgami za miejscowe atrakcje, a przy odpowiedniej skali przewozów może się okazać opłacalne wdrożenie niższej taryfy przewozowej oraz katalogu specjalnych zniżek rodzinnych, weekendowych i innych. Miejsce pod "P+R" Miasto i Gminę Władysławowo cechuje bardzo duże rozdrobnienie własności gruntów. Dotyczy to zwłaszcza terenów letniskowych nadmorskich, ale także położonych przy głównych drogach. Na południe od centrum miejscowości istnieje pas terenów prowadzący w kierunkach wschód - zachód, który na mapie miejscowego Studium zagospodarowania jest oznaczony jako teren pod przyszłe usługi i / lub przemysł (rejon ul. Skandynawskiej i Drogi Swarzewskiej). Na chwilę obecną teren ten jest zagospodarowany rolniczo oraz wiodą nim sieci energetyczne. Miejsce to bardzo dobrze wpisuje się w potrzeby budowy potencjalnego parkingu, gdyż dodatkowy generowany ruch samochodowy nie będzie kumulować się w centrum. Może to być dodatkowa droga rozładowująca ruch w kierunku zachodnim z DW nr 216, ale także miejsce innych celów podróży, które będą wykorzystywać parking P+R, nie tylko w sezonie let- 43

nim. Dobrym pomysłem zmiennego sezonowo wykorzystania miejsca przy parkingu i węźle przesiadkowym byłaby w tym przypadku szkoła lub zespół szkół z internatem. Wnioski Niniejsza praca przedstawiła trzy dość skrajnie różniące się między sobą przykłady możliwej budowy węzłów przesiadkowych. Pierwszy z nich pozwala na realizację podstawowych postulatów przewozowych w sytuacji rozproszonego osadnictwa i znacznego oddalenia od obszaru metropolitalnego. Wskazuje, że zastosowanie kolei nie w każdym przypadku pozwoli na wykorzystanie jej przewag konkurencyjnych, gdyż nie wszędzie one występują. Drugi z przypadków dotyczy obszaru metropolitalnego, gdzie planuje się węzły przesiadkowe w miejscach, w których nie będą pełnić zakładanej w dokumentach strategicznych roli, a wydłużone trasy dla transportu publicznego zmniejszają jego atrakcyjność względem użycia samochodów, zwłaszcza na drogach o ruchu przyspieszonym. Trzeci z przykładów dotyczy ruchu sezonowego w otoczeniu wrażliwym środowiskowo z powodu szczupłości terenu. Ten przykład zachęca do jak największego udziału kolei w przewozach sezonowych, masowych, gdyż kolej nie wymaga jednostkowo dużej zajętości terenów. 1. Wszystkie powyższe przykłady wskazują na dużą celowość budowy węzłów integrujących transport, choć proporcje udziału poszczególnych gałęzi są bardzo różne. 2. Poszczególne rozwiązania techniczne i organizacyjne nie powinny być planowane samoistnie. Ponieważ celem transportu jest przemieszczanie osób lub ładunków, podstawową wskazywaną wartością dodaną opisywanych rozwiązań musi być logiczny, spójny i atrakcyjny rozkład jazdy, jaki można zaoferować klientom różnych gałęzi transportu, w tym osobom korzystającym z samochodów osobowych. Jeśli zasadnym jest porównywanie sytemu transportowego do łańcucha - oczywiste jest także, że łańcuch jest tak mocny i przydatny, jak jego najsłabsze ogniwo. 3. Należy wykorzystywać maksymalnie zalety poszczególnych środków transportu. Każdy środek transportu ma swoje naturalne cechy. Połączenie najlepszych cech różnych środków może dać najlepszy efekt całości systemu. 4. Jeśli dany środek transportu nie tworzy sam ciągów transportowych, co występuje np. w przewozach lotniczych, często też kolejowych, należy na poziomie organizatora transportu stworzyć takie ciągi. 5. Należy wykorzystać maksymalnie już istniejącą, a nie przeciążoną infrastrukturę. Zmiany organizacyjne mogą często zastąpić lub ograniczyć kolejne rozbudowy i dublowanie infrastruktury. 6. Dzięki opisanemu podejściu do tematu integracji, oszczędności całego systemu transportu przekładają się także na planowanie przestrzenne miast i regionów, także mniejsze koszty zewnętrzne (emisje, hałas, wypadki) i lepsze warunki życia. 44

Możliwości ekspansji komunikacji trolejbusowej w Gdyni Marcin Połom Mikołaj Bartłomiejczyk WSTĘP Historia miejskiej trakcji elektrycznej sięga lat osiemdziesiątych XIX w. i jej początki związane są z transportem tramwajowym, który na przełomie wieków XIX i XX stał się elementem krajobrazu wielu miast. Początek XX w. przyniósł popularyzację komunikacji trolejbusowej. Współcześnie nowym środkiem transportu miejskiego stał się autobus elektryczny, który wielokrotnie uważany jest za najbardziej przyszłościowy środek komunikacji miejskiej. Jednak, pomimo przebiegających intensywnych prac rozwojowych, autobus elektryczny nadal jest środkiem transportu obarczonym licznymi wadami. Głównym ograniczeniem jest duży koszt wymiany baterii i trudna do określenia ich żywotność. Istotną przeszkodą jest także brak unifikacji systemów ładowania i związane z tym wysokie koszty w przypadku eksploatacji pojazdów od różnych producentów. W przeciwieństwie do autobusu elektrycznego, trolejbus jest sprawdzonym środkiem transportu, eksploatowanym od blisko początku XX wieku w wielu krajach. Nowoczesne technologie umożliwiają na złagodzenie największej wady trolejbusy, jego uzależnienia od sieci trakcyjnej, przy zachowaniu jego dotychczasowych walorów eksploatacyjnych. Wówczas trolejbus może stać się nowoczesną alternatywą dla systemów komunikacji miejskiej. W opracowaniu przedstawiono analizę systemu transportu publicznego w Gdyni. Główna część pracy dotyczy uwarunkowań funkcjonowania klasycznego (spalinowego) transportu autobusowego i możliwości ograniczenia jego udziału w rynku na rzecz rozszerzenia tras trolejbusowych lub obsługiwanych autobusami elektrycznymi. ZARYS ROZWOJU TROLEJBUSÓW I ELEKTROBUSÓW Komunikacja trolejbusowa jest stosunkowo mało rozpowszechnioną formą transportu miejskiego w Polsce, ale odgrywa lokalnie dużą rolę. W niektórych krajach Unii Europejskiej i Europy Zachodniej udział tego podsystemu komunikacji miejskiej jest duży, np. w Szwajcarii, Czechach, Rumunii i Bułgarii i na Słowacji. W wielu krajach zachodnioeuropejskich, np. w Wielkiej Brytanii i Niemczech nawet ok. 100 miast posiadało jednocześnie sieci trolejbusowe. Na fali likwidacji elektrycznego transportu miejskiego większość z nich uległa likwidacji. Nieco odmienna sytuacja miała miejsce w Europie Środkowej i Wschodniej, gdzie do dziś trolejbusy odgrywają ważną rolę. Obecnie poza wyzwaniami organizacyjnymi istotnym elementem kształtującym komunikację trolejbusową jest rozwój technologii alternatywnego zasilania elektrycznych układów napędowych. Konieczność uelastycznienia komunikacji trolejbusowej względem napowietrznej sieci trakcyjnej była głównym postulatem w zakresie rozwoju tego 45

typu pojazdów. Znaczy koszt budowy infrastruktury trakcyjnej i układu zasilania stwarzał bariery w rozwoju nowych połączeń. Transport trolejbusowy korzystnie było rozwijać przy znacznych potokach pasażerskich i dużej częstotliwości kursowania. Problemem stawało się przedłużanie kursów z pętli końcowej, które mogłyby zostać poprowadzone trasami wariantowymi. Alternatywne układy zasilania niezależnego od sieci napowietrznej likwidują te bariery. Dodatkowo pokładowy zasobnik energii, bez względu na jej źródło, ogranicza konieczność utrzymywania autobusów zastępczych na wypadek zaniku zasilania czy większej awarii sieci trakcyjnej (Połom, Bartłomiejczyk 2011). Dynamiczny rozwój zasobników akumulatorowych w ciągu ostatnich 15 lat wpływa korzystanie na postrzeganie istniejących systemów transportu trolejbusowego, ale jednocześnie stwarza zagrożenie dla ich całkowitej eliminacji. W związku z tym uwaga badaczy powinna się skupiać na odnalezieniu właściwej, najlepszej drogi rozwoju istniejących systemów trolejbusowych. Autobusy elektryczne stają się atrakcyjnym substytutem dla trolejbusów będąc ich naturalnym rozwinięciem. Wzrost pojemności energetycznej baterii trakcyjnych pozwala na zwiększanie zasięgu elektrobusów i eliminacji ich największej wady konieczności wielokrotnego doładowywania w ciągu dnia i braku możliwości obsługi całodziennego zadania przewozowego bez potrzeby wyłączenia pojazdu z ruchu. Omawiane środki transportu różni obecnie tylko sposób ich zasilania. Trolejbus z bateryjnym źródłem zasilania doładowuje układ akumulatorowy w trakcie przejazdu pod siecią trakcyjną, a elektrobus tylko w trakcie postojów na pętlach końcowych lub na przystankach, co jest jednak rozwiązaniem nadal rzadkim. Przy obecnie dostępnej technologii największą wadą autobusów elektrycznych jest wielkość i waga baterii trakcyjnych, które są stale przewożone w pojeździe, a więc ograniczają jego pojemność. W Europie (łącznie z całą Federacją Rosyjską) istnieje ponad 250 sieci trolejbusowych. Od okresu transformacji społeczno-gospodarczej likwidacji uległo ok. 30. Liczba sieci trolejbusowych w Europie Zachodniej utrzymuje się wciągu ostatnich 30 lat na porównywalnym poziomie. W ciągu ostatnich 15 lat uruchomiono kilka nowych sieci, m.in. w Landskronie w Szwecji, Castellon w Hiszpanii i w Rzymie we Włoszech. Większość istniejących systemów podlegała rozwojowi i modernizacji, w przypadku Europy Środkowo- Wschodniej głównie przy wsparciu budżetu Unii Europejskiej. Wśród 49 krajów europejskich, 18 nie posiada miast obsługiwanych trolejbusami, wśród nich jest m.in. Wielka Brytania, która w latach 50. XX w. posiadała ich najwięcej. STAN I MOŻLIWOŚCI ROZWOJU TRANSPORTU TROLEJBUSOWEGO W GDYNI Transport trolejbusowy funkcjonuje w Polsce w czterech miastach, w Gdyni z Sopotem, Lublinie i Tychach. Udział komunikacji trolejbusowej w całym systemie transportu publicznego w skali krajowej jest minimalny, ale w wymienionych ośrodkach stanowi udział na poziomie ok. 25-30%. W Gdyni połowa pojazdów posiada bateryjne zasobniki o różnej pojemności. 38 trolejbusów Mercedes i Solaris posiada akumulatory litowojonowe pozwalające na przejazd od 1 do 5 km bez zasilania sieciowego. Najnowsze pojazdy zakupione przez PKT (6 Solarisów) posiadają baterie litowo-jonowe, które pozwalają na pokonanie od 15 do 30 km bez zasilania trakcyjnego. W szczególności najnowsze trolejbusy kwalifikują się do wykorzystania liniowego na trasach pozbawionych infrastruktury sieciowej. 46

METODOLOGIA BADAŃ W 2011 r. autorzy niniejszego artykułu (M. Bartłomiejczyk i M. Połom) wykonali opracowanie pt. Analiza zastosowania dodatkowego napędu dla trolejbusów w Lublinie na zlecenie Zarządu Transportu Miejskiego w Lublinie (Bartłomiejczyk, Połom 2011c). Główne pytanie badawcze postawione we wskazanej ekspertyzie dotyczyło rodzaju napędu alternatywnego pod kątem wyznaczonych tras, które mogłyby być obsługiwane trolejbusami bez konieczności budowy infrastruktury trakcyjnej. Podobnie w 2015 r. ten sam zespół autorów przygotował syntetyczne opracowanie pt. Trolejbus czy elektrobus na przykładzie Gdyni. Analiza porównawcza na zlecenie EDF Polska S.A., w którym przedstawiono metodologię badania zasadności zastąpienia autobusów spalinowych elektrobusami lub rozwoju połączeń trolejbusowych w warunkach gdyńskiego transportu publicznego (Batłomiejczyk, Połom 2011a-b; Bartłomiejczyk, Połom 2015). Ze względu na ograniczone ramy niniejszego opracowania w dalszej części opracowania przedstawiono w ujęciu syntetycznym najważniejsze założenia badania i główne wyniki. W opracowaniu przyjęto następującą drogę postępowania: przyjmując a priori, że zdecydowano się w transporcie trolejbusowym w Gdyni wykorzystywać baterie trakcyjne jako alternatywne źródło zasilania wyznaczono warunki brzegowe do obsługi tras autobusowych trolejbusami lub elektrobusami. Został przyjęty następujący schemat decyzyjny analizy linii autobusowych, które ze względu na parametry eksploatacyjne mogą być obsługiwane trolejbusami: 1. Zbadanie istniejących linii autobusowych z punktu widzenia ich przebiegu pod istniejącą siecią trolejbusową. Linie, które przebiegają co najmniej w 40% pod siecią trakcyjną zostaną wytypowane do zastąpienia trolejbusami z napędem pomocniczym (przyjęto zapas bezpieczeństwa 10%). Jeżeli żadna z pętli końcowych nie znajduje się pod istniejącą siecią trakcyjną zostanie zalecona budowa pomocniczego punktu ładowania baterii trakcyjnych w trolejbusie na jednej z pętli końcowych o mocy 100 kw. 2. Zbadanie fragmentów sieci komunikacyjnej, na których nie znajduje się trakcyjna sieć trolejbusowa, ale przy ich elektryfikacji możliwe by było wprowadzenie do obsługi trolejbusów z napędem pomocniczym w miejsce autobusów. Dlatego wytypowane zostaną odcinki, na których częstotliwość kursowania linii autobusowych jest większa niż 10 minut i linie te przebiegają co najmniej w 20% pod istniejącą siecią trakcyjną. Jeśli odcinki te będą stanowić ok. 10-15% linii autobusowych, zostaną przeznaczone one do elektryfikacji. Z organizacyjnego punktu widzenia założono, że linia powinna spełniać następujące kryteria: 1. powinna być całoroczna, całotygodniowa, całodzienna, 2. nie może mieć charakteru specjalnego i/lub szczytowego, 3. nie może być linią nocną, 4. częstotliwość minimalna powinna wynosić 30 min, 5. powinna być obsługiwana taborem 12m lub ewentualnie 18m, nie brano pod uwagę linii obsługiwanych taborem mniejszym niż 12m i nietypowym - wielkopojemnym (15m), 47

6. warunkowo dopuszczono linie o dużej częstotliwości, które nie funkcjonuj całotygodniowo. Na podstawie tych kryteriów wybrano linie, które spełniają możliwość zmiany środka transportu do ich obsługi. WYBRANE REKOMENDACJE W ZAKRESIE ROZWOJU TRANSPORTU TROLEJBUSOWEGO W GDYNI Analiza funkcjonowania układu zasilania gdyńskiej sieci trolejbusowej wykazała, że jest on w znacznym stopniu niewykorzystany i stanowi potencjał dla dalszej ekspansji komunikacji trolejbusowej. Z punktu widzenia dotychczas zrealizowanych inwestycji w trolejbusowy system energetyczny należy rozważyć budowę następujących odcinków sieci trakcyjnej, dla zasilania których można wykorzystać istniejący system: 1. Budowa linii trolejbusowej do osiedla Witomino ulicą Kielecką, Rolniczą i Wielkokacką. Dla zasilania tej linii trolejbusowej została zbudowana podstacja Kielecka, na której znajdują się obecnie trzy niewykorzystane pola zasilaczy prądu stałego przeznaczone do zasilania trasy Witomino. 2. Budowa linii trolejbusowej do osiedla Witomino ulicami Stryjską i Małokacką. Trasa ta może być zasilona z podstacji trolejbusowej Redłowo, która po ograniczeniu jej obszaru zasilania jest w dużym stopniu niewykorzystana. Ponadto dysponuje jednym wolnym polem zasilacza w rozdzielni prądu stałego. Głównym problemem z budową tej linii jest jednak zbyt niski wiadukt kolejowy na ulicy Stryjskiej. 3. Budowa linii trolejbusowej na Płytę Redłowską. Analogicznie jak w poprzednim przypadku, może być ona zasilana z podstacji Redłowo. 4. Budowa linii trolejbusowej do Gdańska Oliwy. Na potrzeby zasilania tej linii została zbudowana podstacja Sopot Reja, która dysponuje obecnie wolnym polem zasilacza prądu stałego. 5. Budowa linii trolejbusowej do osiedla Brodwino w Sopocie wzdłuż ulic Kolberga i Obodrzyców bądź ulicy Jacka Malczewskiego. Budowa tej linii była już planowana w latach osiemdziesiątych. Linia ta może być zasilana z podstacji Sopot, która po uruchomieniu podstacji Sopot Reja w znacznym stopniu jest niewykorzystana, ponadto na podstacji Sopot jest miejsce dla rozbudowy rozdzielnicy prądu stałego. 6. Budowa trolejbusowej sieci trakcyjnej na ulicy Władysława IV, która może być zrealizowana bez jakichkolwiek inwestycji w układ energetyczny. Możliwe jest jej zasilenie z odcinka 10 Lutego, który zasilany jest z nowej podstacji trolejbusowej Wendy. Zasilanie to odbywało by się za pomocą zdalnie sterowanych odłączników na sieci trakcyjnej. 7. Budowa sieci trolejbusowej na osiedle Fikakowo, która była jedną z podstaw podjęcia decyzji o budowie podstacji Wielkopolska. Obecnie przewiduje się wykorzystanie trolejbusów z pomocniczym napędem bateryjnym, jednak wskazana jest elektryfikacja podjazdu na ulicy Gryfa Pomorskiego. Syntetyzując koszty, które należałoby ponieść przy uruchomieniu powyższych tras wahają się od 3 do 5 mln zł. W pierwszym przypadku należałoby zbudować 3 km sieci i 1,5 km linii kablowej, a w kolejnych odpowiednio 2,2 km/1,0 km, 1,5 km/1,0 km, 2,0 km/0,5 km, 2,0 km/1,5 km, 2,0 km/0, w przypadku pkt. 7 1,0 km sieci w jednym kierun- 48

ku. Wśród 55 linii autobusowych, które kwalifikowały się do dalszej analizy jako potencjalnie możliwe do obsługi trolejbusami sklasyfikowano następujące: linie pospieszne R, S i W, linie zwykłe 114, 172 i 181 oraz warunkowo: linia szczytowa 159 i 180. Większość z wymienionych linii spełniała podstawowe kryteria. Były to linie całoroczne, całotygodniowe, całodzienne. Niestety trzy z nich były liniami pospiesznymi nie zatrzymującymi się na wszystkich przystankach co utrudnia obsługę trolejbusami na odcinkach wyposażonych w sieć trakcyjną. Linie 159 i 180 spełniały wszystkie kryteria za wyjątkiem okresu funkcjonowania w czasie doby były liniami szczytowymi. Ze względu na konieczność zakupu nowych trolejbusów do obsługi linii autobusowych należy odrzucić linie szczytowe. Wyjątek powinna stanowić linia 159, której cały przebieg został wytyczony pod siecią trakcyjną i do jej obsługi można skierować starsze trolejbusy z bateriami niklowo-kadmowymi. Linie 114 i 172 są obsługiwane taborem 12-metrowym, a linia 181 mieszanym, 12-metrowym i 18-metrowym. W trakcie analizy zwrócono uwagę, że dobudowa niewielkich odcinków sieci trakcyjnej umożliwiłaby obsługę dodatkowych, pełnowartościowych linii autobusowych trolejbusami, przy wcześniej opisanych kryteriach. Ze względu na historyczne uwarunkowania linie autobusowe nie kursują ul. Świętojańską, na której zamontowana jest sieć trakcyjna, a jedynie równoległą do niej ul. Władysława IV, pozbawioną takiej infrastruktury. Wykonano dodatkową analizę wariantową związaną z możliwością wybudowania sieci trakcyjnej o długości 1,8km (na długości 1,5km w dwóch kierunkach) na ul. Władysława IV. Po przeprowadzeniu takiej inwestycji dodatkowe linie zyskałyby możliwość obsługi trolejbusami i są to: linia pospieszna, sezonowa G, linie zwykłe 119, 133 i 172 (wydłużenie przejazdu pod siecią trakcyjną). Linię G ze względu na sezonowy charakter, obsługę autobusami przegubowymi należy wykluczyć z dalszej analizy, lecz pozostałe 2 linie (119 i 133) spełniają wszystkie kryteria, a linia 172 zwiększa długość przejazdu pod siecią trakcyjną o ponad 10%. Linie 119 i 133 mają odpowiednią częstotliwość, są obsługiwane autobusami 12-metrowymi, funkcjonują całorocznie, całotygodniowo (119 od poniedziałku do piątku) i przez cały dzień. Co ważne obsługa trolejbusami linii 119 wiązałaby się z obsługą ważnego dla miasta obszaru dawnego Dworca Morskiego, w którym obecnie mieści się Muzeum Emigracji, a w nieodległej przyszłości, w najbliższej okolicy, zostanie zbudowany nowy Terminal Promowy. Poza budową dodatkowego odcinka sieci trakcyjnej na ul. Władysława IV poddano analizie możliwość budowy sieci trakcyjnej do dzielnicy Witomino 1 przez ul. Kielecką, a także Witomińską i dalej ul. Rolniczą oraz rozwidlenie w dwóch wariantach do pętli Witomino Sosnowa przez ul. Chwarznieńską i pętli Witomino Leśniczówka przez Wielkokacką i 2 Morskiego Pułku Strzelców. W przypadku realizacji opisanych odcinków sieci trolejbusowej kolejne linie autobusowe zyskują możliwość obsługi trolejbusami: linia pospieszna W, linie zwykłe 121, 137, 141, 150, 160 i 190. Linia pospieszna W ze względu na jej charakter podlega odrzuceniu. Linie 121 i 190 1 W 2004 r. Rada Miasta Gdyni przyjęła Zintegrowany Plan Rozwoju Transportu Publicznego na lata 2004-2013, w którym zawarła możliwość budowy sieci trolejbusowej do Witomina przez ul. Kielecką, Rolniczą, Wielkokacką i 2 Morskiego Pułku Strzleców. 49

mają charakter szczytowy i nie spełniają uwarunkowań ekonomicznych ze względu na konieczność zakupu nowego taboru. Linia 150 obsługiwana jest taborem przegubowym, a linia 160 12-metrowym, ich eksploatacja trolejbusami wymagałaby budowy sieci trakcyjnej na ul. Kieleckiej o długości 1,6km. Pozostałe 2 linie 137 i 141 spełniają wszystkie kryteria (linia 137 kursuje w dni powszednie i soboty). Obie linie obsługiwane są taborem standardowym i mają odpowiednią częstotliwość. W świetle powyższych analiz należy rozważyć możliwość obsługi linii autobusowych trolejbusami: 114, 159, 181 (brak inwestycji infrastrukturalnych), 172 (brak inwestycji infrastrukturalnych, dobudowa odcinka trakcji trolejbusowej na ul. Władysława IV poprawia efektywność energetyczną), linie 119 i 133 (konieczność budowy sieci na ul. Władysława IV), linia 137 (konieczność budowy sieci na ul. Władysława IV, Witomińskiej, Rolniczej, Wielkokackiej i 2 Morskiego Pułku Strzelców), linia 141 (konieczność budowy sieci na ul. Witomińskiej, Rolniczej, Chwarznieńskiej do pętli Sosnowa), linia 150 (konieczność budowy sieci na ul. Władysława IV, Kieleckiej, Rolniczej, Wielkokackiej, 2 Morskiego Pułku Strzleców), linia 160 (konieczność budowy sieci na ul. Władysława IV, Kieleckiej, Rolniczej, Chwarznieńskiej do pętli Witomino Sosnowa). Podkreślić należy, że za szczególnie zasadne należy uznać budowę sieci trolejbusowej na ul. Władysława IV, która byłaby często eksploatowana oraz wariant minimalny budowy sieci do dzielnicy Witomino trasa przez ul. Witomińską do pętli Sosnowa (obsługa trolejbusami linii 141 wysoka częstotliwość). Pętla Sosnowa jest zlokalizowana przy ul. Chwarznieńskiej w kierunku Chwarzna, obszaru Gdynia Zachód, o szczególnie dynamicznym wzroście ludności. Obsługa linii autobusowych 141, 150 i 160 wprowadziłaby nieemisyjny transport publiczny do nowych dzielnic Pogórza Górnego, Obłuża, Chwarzna. Budowa sieci trakcyjnej do pętli Witomino Sosnowa przy ul. Chwarznieńskiej stwarzałaby perspektywiczną możliwość obsługi dzielnicy Chwarzno i Wiczlino trolejbusami z alternatywnym źródłem zasilania w większym zakresie. Wyznaczone potencjalne nowe trasy trolejbusowe niezbędne do zbudowania zostały przedstawione na rysunku. 1. Za zasadną przyjmuje się budowę odcinków sieci trakcyjnej, trolejbusowej na: 1. ul. Władysława IV od skrzyżowania ul. Władysława IV i Piłsudskiego do ul. Jana z Kolna (na odcinku od ul. 10 Lutego do Jana z Kolna w jednym kierunku do Jana z Kolna), ze zwrotnicami umożliwiającymi relacje skrętne do/z ul. 10 Lutego w kierunku ul. Podjazd, 2. ul. Kieleckiej, 3. ul. Witomińskiej, 4. ul. Rolniczej, 5. ul. Wielkokackiej, 6. ul. 2 Morskiego Pułku Strzleców, 7. ul. Chwarznieńskiej od skrzyżowania z ul. Rolniczą do pętli Witomino Sosnowa. Przeprowadzona analiza wykazała, że na ul. Władysława IV, 16-17 razy na godzinę w dni powszednie przejeżdżałby trolejbus i jest to bardzo duża częstotliwość, wyższa niż wielu innych tras trolejbusowych w Gdyni. Wysoka częstotliwość występowałaby także na ul. Rolniczej w dzielnicy Witomino, ze względu na fakt, że w tej ulicy zbiegają się linie kursujące ul. Witomińską i Kielecką od strony centrum i ul. Wielkokacką i Chwarznieńską od strony Witomina Leśniczówki i Chwarzna. Wysoka częstotliwość na wszystkich wy- 50

znaczonych trasach stwarza szansę pozytywnego bilansu ekonomicznego przedsięwzięcia. Rys. 1. Schemat linii autobusowych wyznaczonych jako potencjalne do obsługi trolejbusami z bateriami. Źródło: Opracowanie własne. 51

Rys. 2. Schemat sieci trakcyjnej trolejbusowej wraz z zaznaczonymi projektowanymi przedłużeniami. Źródło: opracowanie własne. 52

PODSUMOWANIE I WNIOSKI Konfrontując autobusy elektryczne i trolejbusy pod względem baterii trakcyjnych dostępnych na rynku, można dość jednoznacznie odkreślić, że wedle aktualnego poziomu rozwoju obu konstrukcji, zdecydowanie wygrywają trolejbusy. W przypadku miasta posiadającego podsystem transportu trolejbusowego zalety trolejbusów jeszcze bardziej dystansują elektrobusy. Cechą, która przemawia za trolejbusami jest przede wszystkim unifikacja taboru nowe pojazdy mogą obsługiwać wszystkie trasy, a w przypadku elektrobusów są to trasy dedykowane (główną determinantą jest miejsce ich ładowania). Trolejbusy z alternatywnym źródłem zasilania są lżejsze, a przez to mają więcej miejsc pasażerskich. Koszt zakupu trolejbusu jest niższy od porównywalnego elektrobusu o ok. 15% (por. tab. 1.). Tab. 1. Główne cechy trolejbusów i elektrobusów. Cechy trolejbusów z bateriami unifikacja z posiadanym taborem mniejsza masa = więcej miejsc pasażerskich niższy koszt zakupu od elektrobusu większa elastyczność eksploatacyjna (mogą być wszędzie eksploatowane) Źródło: opracowanie własne. Cechy elektrobusów nietypowy pojazd, konieczność zatrudnienia nowej kadry w przypadku spółek autobusowych brak możliwości obsługi elektrobusami dowolnych linii komunikacyjnych wyższy koszt zakupu od trolejbusu większa masa = mniej miejsc pasażerskich Wychodząc z założenia, że istniejący, rozwinięty system transportu trolejbusowego w Gdyni jest bardzo dobrą podstawą do rozwijania transportu elektrycznego przeanalizowano możliwości zastąpienia autobusów spalinowych elektrobusami (autobusami zasilanymi energią elektryczną) lub trolejbusami (wyposażonymi w odpowiednie baterie trakcyjne). Ze wszystkich linii autobusowych w Gdyni wyselekcjonowano te, które mogłyby być obsługiwane trolejbusami. Wśród 55 potencjalnych linii, zakładając odpowiednią częstotliwość dobową, funkcjonowanie całotygodniowe i całoroczne oraz obsługę pojazdami 12-metrowymi (warunkowo dopuszczono pojazdy przegubowe 18-metrowe), wybrano 10 linii, które mają predyspozycje do tego, aby były obsługiwane trolejbusami. Rekomendowano linie 114, 119, 133, 137, 141, 150, 159, 160, 172 i 181. Do obsługi wyznaczonych tras potrzebny byłby zakup min. 33 pojazdów 12-metrowych i 15 przegubowych (18-metrowych). Do odpowiedniego funkcjonowania części tras niezbędna byłaby budowa dodatkowych fragmentów sieci trakcyjnej na: ul. Władysława IV, ul. Kieleckiej, ul. Witomińskiej, ul. Rolniczej, ul. Wielkokackiej / 2 Morskiego Pułku Strzleców, ul. Chwarznieńskiej do pętli Witomino Sosnowa. Znaczna liczba linii możliwych do obsługi trolejbusami, przy stosunkowo niewielkich inwestycjach infrastrukturalnych 53

skłania do etapowania rozwoju. Poszczególne warianty takiej rozbudowy to zróżnicowane koszty, w zależności od przyjętego wariantu. Przykładowo 26 mln zł potrzebnych byłoby przy braku inwestycji infrastrukturalnych na zastąpienie wybranych linii autobusowych trolejbusami wyłącznie przy zakupie pojazdów. Dotychczas Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej w Gdyni wykonywało w skali roku ok. 4,7 4,9 mln wozokilometrów. Udział trolejbusów stanowi 25% całości transportu publicznego w Gdyni. Realizacja poszczególnych wariantów rozwoju sieci połączeń obsługiwanych trolejbusami z bateriami (oraz autobusami elektrycznymi) wiązałaby się ze wzrostem pracy przewozowej od ok. 600 tys. wzkm (wariant bez rozbudowy infrastruktury) do ok. 2,52 mln wzkm w skali roku, czyli wzrost o ponad 50% pracy przewozowej obecnie realizowanej przez trolejbusy (w przypadku wariantu maksymalnego, włącznie z dwoma liniami elektrobusowymi). Rozwój technologii baterii trakcyjnych pozwala na zminimalizowanie skutków braku możliwości zbudowania infrastruktury trakcyjnej, np. w ścisłym centrum miasta o charakterze zabytkowym tak jak w przypadku Lublina. Możliwość wykorzystania alternatywnego źródła zasilania pozwala poprowadzić nowe trasy trolejbusowe i zwiększyć dostępność proekologicznego transportu w obszarach szczególnie narażonych na emisję spalin. PIŚMIENNICTWO Bartłomiejczyk M., Połom M., 2011a. Dwa lata eksploatacji trolejbusów z bateryjnym źródłem zasilania w Gdyni, Pojazdy Szynowe, 3, 68-71. Bartłomiejczyk M., Połom M., 2011b. Trolejbus versus elektrobus, [w:] Bartłomiejczyk M., Połom M. (red.) Vybrané aspekty provozování veřejné dopravy v střední a východní Evropě : příklady z Ceské republiky, Polska a Slovenska, PTG, 129-142. Bartłomiejczyk M., Połom M., 2011c. Analiza zastosowania dodatkowego napędu do trolejbusów w Lublinie. ZTM Lublin. Gdynia 2011. Maszynopis. Bartłomiejczyk M., Połom M., 2013a. Perspektywa wykorzystania napędu alternatywnego w lubelskiej komunikacji trolejbusowej. Cz. I, TTS Technika Transportu Szynowego, 7-8, 68-70. Bartłomiejczyk M., Połom M., 2013b. Perspektywa wykorzystania napędu alternatywnego w lubelskiej komunikacji trolejbusowej. Cz. II, TTS Technika Transportu Szynowego, 10, 26-32. Bartłomiejczyk M., Styskala V., Hrbac R., Połom M., 2013. Trolleybus with traction batteries for autonomous running, Proceedings of the 7th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering ELEKTROENERGETIKA 2013, 204-206. Bartłomiejczyk M., Połom M. Trolejbus czy elektrobus na przykładzie Gdyni. Analiza porównawcza. EDF Polska S.A. Gdynia 2015. Maszynopis. Biała księga. Europejska polityka transportowa w horyzoncie do 2010 r.: czas wyborów, COM (2001) 370, Komisja Europejska, Bruksela 2001. Biała księga. Plan utworzenia jednolitego europejskiego obszaru transportu dążenie do osiągnięcia konkurencyjnego i zasobooszczędnego systemu transportu, COM (2011) 144, Komisja Europejska, Bruksela 2011. Goliszek, S., 2014. Zmiany dostępności miejskim transportem zbiorowym w Lublinie w wyniku inwestycji infrastrukturalnych finansowanych z funduszy UE do roku 2020. Transport Miejski i Regionalny, 9, 15-21. Goliszek, S., Połom, M., 2016. Porównanie dostępności komunikacyjnej transportem zbiorowym w ośrodkach wojewódzkich Polski Wschodniej na koniec perspektywy UE 2007-2013, Transport Miej- 54

ski i Regionalny, 3, 16-27. Koncepcja wprowadzenia do eksploatacji autobusów elektrycznych w lubelskiej komunikacji miejskiej, część 1. Analiza rozwiązań stosowanych obecnie, 2015a. Politechnika Poznańska, 107. Koncepcja wprowadzenia do eksploatacji autobusów elektrycznych w lubelskiej komunikacji miejskiej, część 2. Ocena wybranych linii komunikacji miejskiej pod kątem obsługi przez autobusy elektryczne, 2015b. Politechnika Poznańska, 111. Koncepcja wprowadzenia do eksploatacji autobusów elektrycznych w lubelskiej komunikacji miejskiej, część 3. Analiza ekonomiczna, 2015c. Politechnika Poznańska, 14. Lindgren L., 2015. Full electrification of Lund city bus traffic. A simulation study, Industrial Electrical Engineering and Automation, Lund Institute of Technology, 48. Połom M., 2011, Projekt rewitalizacji i rozwoju komunikacji trolejbusowej w Gdyni współfinansowany ze środków unijnych, Transport Miejski i Regionalny, 6, 23-27. Połom M., 2015a. European Union Funds as a Growth Stimulant of Electromobility on the Example of Electric Public Transport in Poland. Barometr Regionalny, 13 (3), 89-96. Połom M., 2015b, Przemiany funkcjonowania komunikacji trolejbusowej w Polsce w latach 1989-2013, Uniwersytet Gdański, maszynopis rozprawy doktorskiej. Połom M., Bartłomiejczyk M., 2011. Alternatywne źródła zasilania w trolejbusach przegląd rozwiązań stosowanych w miastach europejskich, Transport Miejski i Regionalnego, 8, 16-20. Połom, M., Tarnawski R., 2011. Wsparcie modernizacji i rozwoju komunikacji miejskiej w Lublinie z funduszy strukturalnych, Transport Miejski i Regionalny, 10, 35-41. Varga B., Iclodean C., 2015. Electric buses for urban transportation: assessments on cost, infrastructure and exploitation, Annals of the Oradea University, 1, 253-258. Zielona księga. W kierunku nowej kultury mobilności w mieście, COM (2007) 551, Komisja Europejska, Bruksela 2007. 55

TROLEJBUSY O NAPĘDZIE SIECIOWO - BATERYJNYM - doświadczenia Przedsiębiorstwa Komunikacji Trolejbusowej w Gdyni Tomasz Labuda Mikołaj Bartłomiejczyk 1. Wstęp Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej Sp. z o.o. w Gdynia (PKT) blisko od dekady eksploatuje trolejbusy wyposażone w pomocnicze źródło zasilania w postaci baterii trakcyjnych. Główną przyczyną wyznaczenia takiego kierunku rozwoju była chęć zwiększenia niezawodności transportu trolejbusowego jego elastyczności i używania baterii trakcyjnych w stanach awaryjnych lub tymczasowych zmianach organizacji ruchu. W 2009 rozpoczęto eksploatację pierwszych trolejbusów wyposażonych w baterie niklowo - kadmowe o pojemności 16 kwh. Wraz z rozwojem technologii bateryjnych pojawiła się możliwość zastosowania napędu bateryjnego w obsłudze liniowej. W 2015 roku w ramach programu Dyn@mo zakupiono dwa trolejbusy wyposażone w nowoczesne baterie litowo-jonowe o pojemności 40 kwh. Pojazdy te skierowano do testowej obsługi liniowej na linii 21, której wybrane kursy pokonywały odcinek pozbawiony sieci trakcyjnej o długości ok. 2 km. Pozytywne doświadczenia przyczyniły się do podjęcia decyzji o zakupie kolejnych trolejbusów z bateriami litowo-jonowymi, ale o zwiększonej do 69 kwh pojemności. Przełomowym momentem był 19 grudnia 2016 roku, kiedy uruchomiono pierwsza dedykowaną dla trolejbusów sieciowo - bateryjnych linię trolejbusową 29 do osiedla Fikakowo. W tabeli 1 przedstawiono dane techniczne układów bateryjnych w najnowocześniejszych trolejbusach Solaris 12 Medcom, rys. 1-3 przedstawiają zdjęcia pojazdów. Tabl. 1. Dane techniczne baterii trakcyjnych w trolejbusach Solaris Trollino 12 Liczba modułów bateryjnych Łączna pojemność baterii Technologia Producent Pojemność jednego modułu Napięcie maksymalne modułu Maksymalna ciągła moc wyjściowa modułu Maksymalna ciągła moc ładowania modułu 3, połączone równolegle 69 kwh Li-Ion Impact Clean Power / EnerDel 23 kwh / 36 Ah 728 V 64 kw 38 kw 56

Rys. 1. Trolejbus Solaris Trollino 12 nr 3091 obsługuje (w zastępstwie) linię autobusową 172 w Gdyni. Fot. Karol Grzonka Rys. 2. Tylna część trolejbusu Solaris Trollino 12, widoczne są 3 moduły baterii (czarne skrzynki) oraz układ ładowania (szara skrzynka w górnej części aparatury) 57

Rys. 3. Wnętrze tylnej części trolejbusu Solaris Trollino 12 z widoczną wieżową zabudową mieszcząca w sobie moduły bateryjne 2. Wyznaczanie parametrów granicznych dla trolejbusów sieciowo - bateryjnych Ze względu na bardzo dobre właściwości, możliwość autonomicznej jazdy trolejbusów jest używana nie tylko w sytuacjach awaryjnych, ale nawet przy występowaniu niedoborów taborowych na liniach autobusowych. Niejednokrotnie trolejbusy bateryjne w takich sytuacjach funkcjonują na liniach autobusowych, do ładowania wykorzystując sieć trakcyjną istniejącą na wspólnych fragmentach tras. Na największą skalę sytuacja taka miała miejsce w dniach 29 czerwca - 1 lipca 2016 roku. Wówczas, w związku z organizacją festiwalu Openair, wystąpiły znaczne niedobory pojazdów w komunikacji autobusowej i trolejbusy wyposażone w wielkopojemne baterie litowo-jonowe zostały przeznaczone do obsługi linii autobusowych w Gdyni i Sopocie, m.in. S, 159, 172. Pojazdy pokonywały przy pomocy napędu pomocniczego znaczne odcinki, nawet o długości 29 km. Umożliwiło to na zebranie bazy danych pomiarowych o pracy trolejbusów bateryjnych przy znacznym wykorzystaniu napędu pomocniczego. 2.1. Analiza zużycia energii Bazując na danych pomiarowych uzyskanych podczas obsługi trolejbusami bateryjnymi linii autobusowych w dniach 29 czerwca - 1 lipca określono zużycie energii w poszczególnych trybach pracy. Wartości wyznaczono dla trybu jazdy sieciowej i bateryjnej. Wyznaczono także wartości zużycia energii na cele trakcyjne oraz całkowitego zużycia energii. Wyróżniono także zużycie energii przy zasilaniu sieciowym przy włączonym szybkim ładowaniu baterii (tabl. 2). 58

Tabl. 2. Średnie parametry energetyczne trolejbusów bateryjnych podczas obsługi linii autobusowych w dniach 29 czerwca - 1 lipca 2016 Jazda sieciowa Jazda bateryjna Całkowite zużycie energii trakcyjnej Zużycie energii na cele trakcyjne z uwzględnieniem rekuperacji Zużycie energii na cele trakcyjne bez uwzględnienia rekuperacji Bez ładowania baterii: 1,45 kwh/km Z uwzględnieniem energii ładowania baterii w trybie szybkiego ładowania: 4,06 kwh/km 1,27 kwh/km 0,84 kwh/km 1,01 kwh/km 1,45 kwh/km 1,6 kwh/km 2.2. Pomiarowy szacunek dystansu i czasu ładowania baterii trakcyjnych W trakcie obsługi linii autobusowych trolejbusy przy zasilaniu bateryjnym pokonywały odcinki o zróżnicowanej długości od 0,5 km do 29 km. Doładowywanie baterii następowało w trakcie ruchu linowego z sieci trakcyjnej. Pozwoliło to na zebranie danych umożliwiających wyznaczenie granicznych parametrów przejazdu bateryjnego i sieciowego dla trolejbusów o napędzie sieciowo - bateryjnym: rejestracje jazdy przy zasilaniu z baterii trakcyjnych umożliwiły określenie zasięgu pojazdu przy pracy autonomicznej, rejestracje jazdy przy zasilaniu z sieci trakcyjnej z równoczesnym ładowaniem baterii trakcyjnych umożliwiły określenie parametrów procesu ładowania baterii trakcyjnych. W oparciu o powyższe dane wykonano trzy zasadnicze analizy uzyskanych danych pomiarowych: 1) na podstawie analizy odcinków przejechanych przy zasilaniu bateryjnym wyznaczono zależność pomiędzy długością przejazdu autonomicznego i spowodowanym tym stopniem rozładowania baterii (rys. 4) 2) na podstawie części trasy pokonanej przy zasilaniu z sieci trakcyjnej, w trakcie której następowało ładowanie baterii określono zależność pomiędzy stopniem rozładowania baterii i wymaganym czasem ładowania baterii z sieci trakcyjnej (rys. 5), 3) ponadto na podstawie tych danych wyznaczono zależność pomiędzy stopniem doładowania baterii trakcyjnych i wymaganym dystansem przejazdu na którym nastąpiło doładowanie baterii (rys. 6). Analiza 1 pozwala na określenie wymaganej pojemności baterii dla przejechania zadanego odcinka, analizy 2 i 3 pozwalają określić parametry odcinka sieciowego na którym następuje ładowanie baterii. 59

Rys. 4. Zależność pomiędzy długością przejazdu autonomicznego i spowodowanym tym stopniem rozładowania baterii. Rys. 5. Zależność pomiędzy stopniem doładowania baterii i wymaganym czasem ładowania baterii z sieci trakcyjnej 60

Rys. 6. Zależność pomiędzy stopniem doładowania baterii trakcyjnych i wymaganym dystansem przejazdu na którym nastąpiło doładowanie baterii Przedstawione 3 zależności mają charakter liniowy. Na poszczególnych wykresach przedstawiono równania prostych aproksymujących. Przyrównując równania prostych przedstawionych można stwierdzić, iż w celu pokonania dystansu jazdy bezsieciowej o długości 1 km konieczne jest ładowanie baterii przez 1 min 45 sekund. Jeżeli ruch odbywa się ze stałą średnią prędkością i ładowanie baterii odbywa się w ruchu to na każdy 1 km jazdy bezsieciowej konieczny jest przejazd odcinka sieciowego o długości 0,48 km. Oznacza to, iż w przypadku tras obsługiwanych trolejbusami sieciowo - bateryjnymi co najmniej 32% długości powinno być wyposażonych w sieć trakcyjną aby możliwe było doładowanie baterii. Obecnie trolejbus jest wyposażony w możliwość szybkiego ładowania baterii prądem 1 C za pomocą pojazdowego układu ładowania zasilanego z sieci trakcyjnej o mocy 70 kw. We współczesnych rozwiązaniach autobusów elektrycznych coraz częściej stosowane są układy ładowania baterii prądem znacznie większym, nawet 5 C. Dzięki liniowej zależności, uzyskane pomiary można wykorzystać dla oszacowania czasów ładowania oraz minimalnego względnego przebiegu linii pod siecią trakcyjną dla innych warunków ruchu. W przypadku ładowania pojazdów w systemie IMC za pomocą odbieraków trolejbusowych ograniczeniem jest wytrzymałość prądowa odbieraków. Jak zaznaczono, maksymalny prąd ładowania w trakcie ruchu wynosi 200 A, a w trakcie postoju 150 A. Odpowiada to mocy ładowania odpowiednio 120 kw i 90 kw. Te wartości należy więc traktować jako graniczne przy systemie ładowania IMC. W przypadku ładowania mocą 120 kw wystarczające staje się pokrycie jedynie 22% długości linii siecią trakcyjną. Powyższe pomiary odniesione są do okresu wiosennego, w którym zużycie energii wynosi 1,3 kwh/km. W sezonie zimowym całkowite zużycie energii może wzrosnąć 61

nawet do 2,3 kwh co niesie ze sobą większe rozładowanie baterii trakcyjnych i konieczność dłuższego ładowania. W takim przypadku przy zastosowaniu ładowarki 120 kw konieczne staje się pokrycie 33% linii siecią trakcyjną, a w przypadku zastosowanego obecnego układu ładowania wartość ta wzrasta do 46%. W tabeli 3 zaprezentowano porównanie czasów ładowania oraz ekwiwalentnych długości odcinków sieci trakcyjnej dla różnych warunków jazdy oraz różnych mocy ładowania, a na rys. 7 przedstawiono porównanie w postaci graficznej. Tabl. 3. Porównanie parametrów ładowania Zwiększenie mocy ładowania Stan Obecny Do maksymalnej wartości prądu odbieraka podczas ruchu wynoszącej 200 A Do maksymalnej wartości prądu odbieraka podczas ruchu wynoszącej 150 A Moc układu ładowania baterii 70 kw 120 kw 90 kw Dystans jazdy sieciowej niezbędny do naładowania baterii po przejechaniu odcinka 1 km w sezonie wiosennym przy zakładanym zużycie energii 1,3 kwh/km Dystans jazdy sieciowej niezbędny do naładowania baterii po przejechaniu odcinka 1 km w sezonie wiosennym przy zakładanym zużycie energii 2,3 kwh/km 0,48 km 0,28 km 0,37 km 0,85 km 0,5 km 0,65 km Minimalny stopień pokrycia linii siecią trakcyjną przy zużyciu energii równym 1,3 kwh/km (wiosna) Minimalny stopień pokrycia linii siecią trakcyjną przy zużyciu energii równym 2,3 kwh/km (zima) 32 % 22 % 27 % 46 % 33 % 39 % 62

Rys. 7. Stopień minimalnego pokrycia siecią trakcyjną dla różnych warunków ruchu i ładowania 2.3. Szacunek sprawności procesu ładowania i rozładowania Sprawność procesu ładowania i rozładowania ogniwa elektrochemicznego ograniczona jest występowaniem strat na rezystancjach wewnętrznych ogniwa. Na rys. 8 przedstawiono uproszczony schemat zastępczy ogniwa litowo - jonowego. Rezystancja R ohm modeluje straty powstałe w wyniku przepływu prądu poprzez elektrody, elektrolit oraz powłoki SEI powstałej na powierzchni katody i anody. Elementy R ct i C ct modelują ograniczoną szybkość reakcji chemicznych w ogniwie. Przy pominięciu stanów przejściowych ogniwo litowo - jonowe można traktować jako szeregowe połączenie źródła napięciowego o wartości V oc oraz rezystancji wewnętrznej równej R ohm + R ct. Przy obecnym prądzie szybkiego ładowania równym ok. 100 A generowane są straty na poziomie 0,6 kw, co odpowiada wielkości 1% w skali względnej. Całkowite straty cyklu ładowanie - rozładowanie są na poziomie około dwukrotnie większym, czyli ok. 2%. Niewielką wartość strat w bateriach trakcyjnych potwierdzają pomiary, dobowa sprawność baterii w cyklu ładowania - Rct rozładowanie jest na poziomie 96%. Rohm Cct i Vohm Rys. 8. Schemat zastępczy ogniwa litowo - jonowego [8] Voc Vct Uo Ro 63

Rys. 9. Stopień minimalnego pokrycia siecią trakcyjną dla różnych warunków ruchu i ładowania oraz różnego stopnia rozładowania. Na rys. 9 przedstawiono wyniki rejestracji zależności pomiędzy napięciem ogniwa i prądem obciążenia przy różnych stopniach naładowania. Widoczny jest wpływ stopnia rozładowania na napięcie V oc. Charakterystyka prądowo - napięciowa ogniwa ma charakter liniowy. Aproksymując wyniki pomiarów można oszacować rezystancję wewnętrzną modułu bateryjnego na poziomie 60 mw. 3. Wykorzystanie rekuperacji hamowania w trakcie jazdy przy zasilaniu bateryjnym Trolejbusy Trollino 12 wyposażone są w możliwość rekuperacji energii w trybie jazdy bateryjnej. W trakcie hamowania elektrodynamicznego generowana energia może służyć do podładowywania baterii trakcyjnych. Jak pokazały doświadczenia eksploatacyjne, skuteczność hamowania odzyskowego w trybie jazdy bateryjnej może być bardzo duża i sięgać 100% (tzn. 100% energii hamowania może być zgromadzona w akumulatorach). Jednak zależy ona silnie od parametrów pracy baterii, a przede wszystkim od stopnia ich rozładowania w trakcie jazdy. W przypadku pełnego lub bliskiego pełnemu naładowania baterii napięcie ogniw jest rzędu 690 V - 700 V. Podczas hamowania następuje wzrost napięcia na ogniwach ze względu na rezystancję wewnętrzną. Może to spowodować przekroczenie maksymalnej dopuszczalnej wartości napięcia hamowania odzyskowego do baterii wynoszącej 700 V i wejście w tryb hamowania rezystorowego. Skutkiem tego baterie nie mają możliwość przyjęcia energii i wówczas energia hamowania jest wytracana w rezystorze hamowania. Jeśli jednak baterie posiadają odpowiednią rezerwę pojemności wówczas praktycznie cała energia rekuperacji może być wykorzystana do ładowania baterii. Zależność pomiędzy stopniem rozładowania i efektywnością rekuperacji przedstawiono na rys. 10. Należy zaznaczyć, iż przy pokonywaniu odcinków jazdy bezsieciowej o znacznej długości średni stopień rozładowania przekra- 64

cza wartość 20% - 30%, dlatego w praktycznych warunkach pracy układu IMC wykorzystanie rekuperacji jest bliskie poziomowi 100%. Rys. 10. Zależność pomiędzy stopniem rozładowania i efektywnością rekuperacji 4. Praktyczna eksploatacja trolejbusów na linii 29 Koncepcja obsługi osiedla Fikakowo za pomocą trolejbusów pojawiała się 2005 roku. Początkowo planowano budowę trolejbusowej sieci trakcyjnej, jednak trudne uwarunkowanie terenowe (wąskie ulice) oraz sprzeciw części mieszkańców spowolniły prace projektowe. Wraz z wprowadzeniem w 2009 roku trolejbusów z bateriami niklowo - kadmowymi powstała koncepcja nimi linii na Fikakowo [11]. W związku z niewystarczającymi parametrami technicznymi konieczna by była budowa sieci trakcyjnej na fragmencie trasy. Wprowadzenie do eksploatacji trolejbusów z bateriami litowo - jonowymi umożliwiło obsługę trolejbusami osiedla Fikakowo bez konieczności budowy sieci trakcyjnej. Linia 29 jest linią całotygodniową. Odcinek pozbawiony sieci trakcyjnej ma długość 3 km (1,5 km w jedną stronę), jednak ze względu na ograniczenia wynikające z automatycznego podłączania do sieci trakcyjnej jazdy w trybie bateryjnym wynosi 5 km. Rys. 11 przedstawia przykładową rejestracje przejazdu odcinkiem bateryjnym. Bateria rozładowywana jest w stopniu ponad 20%. Rejestracji dokonano w styczniu 2017 roku przy niskiej temperaturze zewnętrznej i silnie pracującym ogrzewaniu. Efektem tego jest znaczny pobór mocy na cele grzewcze, co uwidacznia się znacznym rozładowaniem baterii w trakcie postoju. W warunkach letnich stopnień rozładowania baterii będzie znacznie mniejszy. Pętle Fikakowo wyposażono także w stację ładowania trolejbusów napięciem 3 x 400 V AC (rys. 12. Umożliwia ona doładowanie baterii trakcyjnych pojaz- 65

du podczas postoju. Na rys. 13 przedstawiono plakat informujący pasażerów o uruchomieniu linii 29. Rys. 11. Przykładowa rejestracja jazdy bateryjnej przy obsłudze linii 29 Rys. 12. Doładowywanie baterii trakcyjnych w trakcie postoju na pętli Fikakowo 66

Rys. 13. Plakat informujący pasażerów o uruchomieniu linii 29 67

5. Podsumowanie Wprowadzenie do eksploatacji trolejbusów z napędem bateryjnym, początkowo w postaci baterii niklowo - kadmowych a potem litowo-jonowych otworzyło nowy etap w dziejach gdyńskiej komunikacji trolejbusowej. Nowoczesne technologie bateryjne umożliwiają dalszy rozwój komunikacji w oparciu o transport trolejbusowy z alternatywnym napędem. PKT Gdynia planuje dalsze rozszerzenie parku taborowego pojazdów wyposażonych w baterie trakcyjne. Co więcej, przewidywany jest zakup pojazdów przegubowych, które dzięki zwiększonej pojemności pasażerskiej przyczynią się do znacznego podwyższenia komfortu jazdy. Rozwijana będzie także sieć połączeń obsługiwanych taborem z alternatywnym napędem. Przede wszystkim rozważane jest rozszerzenie komunikacji trolejbusowej w Sopocie w oparciu o jazdę autonomiczną pojazdów, a także obsługa osiedla Demptowo w Gdyni. Należy oczekiwać dalszego rozwoju technologii magazynowania energii elektrycznej i baterii elektrochemicznych. Przyniesie to ze sobą spadek ich cen oraz poprawę parametrów technicznych. Dlatego trolejbus z alternatywnym napędem jest z pewnością środkiem transportu przyszłości. Literatura: 1. Bartłomiejczyk M.: SMART GRID TECHNOLOGIES IN ELECTRIC POWER SUPPLY SYSTEMS OF PUB- LIC TRANSPORT// 12th International Conference : Modern Electrified Transport 2015/ :, 2015, s.8-14 2. Bartłomiejczyk M., Połom M.: Integracja systemu energetycznego miejskiego transportu szynowego i stacji ładowania autobusów elektrycznych szansa czy zagrożenie?// TTS Technika Transportu Szynowego. -., nr. 7-8 (2015), s.12-15 3. Bartłomiejczyk M., Połom M.: Uwagi na marginesie artykułu Adama Moleckiego Rozwój autobusów elektrycznych w oparciu o istniejące sieci tramwajowe// Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe. -., nr. 1-2 (2015), s.46-49 4. Połom M., Piasecki A., Bartłomiejczyk M.: Charakterystyka autonomiczności trolejbusów nowe doświadczenia w elektromobilności miejskiej// Logistyka. -., nr. 4 (2015), s.5394-5401 5. Bartłomiejczyk M., Stýskala V., Hrbac R., Pool M..: Trolleybus with traction batteries for autonomous running, W: 7th International Scientific Symposium on Electrical Power Engineering (ELEKTROENERGETIKA), 2013, Technical University of Kosice,. 6. Połom M., Bartłomiejczyk M.: Alternatywne źródła zasilania w trolejbusach przegląd rozwiązań stosowanych w miastach europejskich, Technika Transportu Szynowego 2011, nr 3. 7. Bartłomiejczyk M., Połom M.: Nowoczesna koncepcja rozwoju transportu trolejbusowego : projekt Slide-ln, Autobusy. Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe. -., nr. 7-8 (2015), s.32-35 8. Korman M.: Projekt zasobnika bateryjnego autobusu elektrycznego dla linii Gdynia Kacze Buki Chwaszczyno, praca dyplomowa magisterska, Politechnika Gdańska, 2016 9. Bergk F., Pütz R.: Potential of In-Motion Charging Buses for the Electrification of Urban Bus Lines, Konferencja "Electromobility in public transport", Gdynia, 9.06.2016 10. Manheller M.: Cost factors in real fleet duty - Vossloh Kiepe, Konferencja "Electromobility in public transport", Gdynia, 9.06.2016 11. Bartłomiejczyk M., Połom M.: Trolejbusy z bateryjnym źródłem zasilania. Doświadczenia eksploatacyjne i koncepcja liniowego zastosowania w Gdyni. Technika Transportu Szynowego, nr 5-6/2011, s. 76-80, ISSN 1232-3829 68

Infrastruktura elektroenergetyczna dla transportu elektromobilnego Mikołaj Bartłomiejczyk Kazimierz Jamroz Krzysztof Karwowski 1. Wstęp Obecnie wszyscy odczuwamy narastające problemy transportu także w życiu codziennym. Ekstensywna rozbudowa środków transportu nie nadąża za wzrastającymi potrzebami. Stawia to przed inżynierami konieczność wprowadzania nowych technik w celu ułatwienia przemieszczania pasażerów i towarów. Postęp nauki w dziedzinie inżynierii transportu ukierunkowuje się na nowoczesną trakcję elektryczną, szeroko rozumianą elektromobilność oraz efektywność energetyczną transportu zelektryfikowanego. Szczególne znaczenie problemu maksymalizacji efektywności energetycznej transportu stanie się oczywiste, gdy spojrzymy na wyniki badań Eurostatu z 2014 roku, dotyczących struktury końcowego wykorzystania energii wynika z nich, że w Unii Europejskiej dominują trzy kategorie konsumentów energii: na pierwszym miejscu transport zużywający aż ok. 33% energii, przemysł 26% oraz gospodarstwa domowe 25%. Z uwagi na wyższą sprawność energetyczną pojazdów o napędzie elektrycznym w stosunku do środków transportu opartych na silnikach spalinowych, biorąc ponadto pod uwagę aspekty ekologiczne, wiele europejskich krajów stawia jako kamienie milowe cele takie jak: szerokie rozpowszechnienie miejskich pojazdów elektrycznych do poziomu rzędu miliona sztuk, niezbędne do osiągnięcia tego celu zwiększenie gęstości energii ogniw elektrochemicznych z 280 do 300 Wh/dm3, oraz w efekcie m.in. tych działań redukcja emisji CO2 o kilkadziesiąt milionów ton, a wszystko to w horyzoncie czasowym nie dłuższym niż do 2025 roku. Prognozy na rok 2050 zakładają dominację pojazdów elektrycznych. Automatyzacja ruchu spowoduje zmniejszenie zużycia energii w wyniku m.in. podniesienia sprawności przetwarzania energii układu napędowego, jazdy energooszczędnej (ang. ecodriving), upłynnienia ruchu, czy współużytkowania pojazdów. Korzyści te mogą ulec jednak radykalnej redukcji w wyniku częstszego podróżowania samochodem zamiast komunikacją zbiorową. Osiągnięcie tych zamierzeń wymaga kompleksowego i nowoczesnego podejścia do zagadnień krajowego systemu elektroenergetycznego jak i do energetyki transportu zelektryfikowanego. Obecnie istnieje szereg barier ograniczających elektromobilność droższy zakup pojazdu elektrycznego i jego ograniczony zasięg, brak kompleksowej infrastruktury stacji ładowania. Przy masowym użytkowaniu pojazdów elektrycznych pojawią się ograniczenia z bilansowaniem energii. 69

2. Źródła i magazyny energii elektrycznej W początkowym okresie stosowania zelektryfikowanego transportu miejskiego (tramwaje na przełomie XIX i XX w.) niezbędna energia elektryczna była wytwarzana we własnych elektrowniach. Jednak rozwój energetyki zawodowej spowodował powszechne korzystanie z zasilania z publicznego systemu elektroenergetycznego. W warunkach krajowych obecnie większość energii elektrycznej jest wytwarzana w elektrowniach węglowych: 50% energii wytwarzanych jest z węgla kamiennego, 34% z węgla brunatnego. Funkcjonują także elektrownie cieplne zasilane innymi materiałami opałowymi (gaz ziemny, gazy przemysłowe, odpady) i wytwarzają one blisko 6% energii. Udział odnawialnych źródeł energii wynosi niewiele ponad 10%, z czego głównie są to elektrownie opalane biomasą i biogazem (5%), kolejne miejsce zajmują farmy wiatrowe i elektrownie wodne. Ambitne plany zakładają w Polsce do roku 2020 zwiększenie udziału energii ze źródeł odnawialnych w końcowym zużyciu energii na poziomie 15%. Zakłada się także przyrost mocy paneli fotowoltaicznych, co pozwoli to na rozważenie w programie e-mobliności możliwość zasilania stacji ładowania pojazdów elektrycznych energią słoneczną. Cechą energii elektrycznej jest konieczność jej bilansowania, tzn. ilość energii wytwarzanej musi być równa energii pobieranej. W praktyce podaż energii zmienia się w szerokich granicach. Ma to szczególnie miejsce w transporcie. W przypadku pojazdów elektrycznych zasilanych z sieci trakcyjnej (koleje, tramwaje, trolejbusy, metro) występuje nierównomierność obciążenia związana z charakterem ruchu. Również pojazdy autonomiczne, które są zasilane z baterii, cechują się nierównomiernym oddziaływaniem na sieć zasilającą, gdyż ich ładowanie odbywa się głównie w godzinach nocnych co może być zaletą wyrównując szczytowe zapotrzebowania na energię elektryczną. Ze względu na ograniczone możliwości regulacji źródeł wytwarzania energii, rozwój transportu zelektryfikowanego wymagał będzie zastosowania zasobników energii elektrycznej. Najczęściej wyróżniamy zasobniki energii elektrycznej, których nazwy i parametry przedstawiono na rys. 1 [4, 10]. Na rys. 2 zaprezentowano moce i osiągane prędkości różnych typów pojazdów elektrycznych. Zwiększenie liczby elektrycznych środków transportu wiąże się z koniecznością dostosowania zmiennego charakteru poboru energii do jej podaży, co jest spowodowane zarówno względami technicznymi jak i ekonomicznymi. Z tego powodu rozwój transportu zelektryfikowanego będzie się wiązał z rozwojem technologii gromadzenia energii. Nowym elementem, który pojawił się w ciągu ostatnich lat są autobusy elektryczne, które często są ładowane z tramwajowej bądź trolejbusowej sieci trakcyjnej. Mogą one stanowić odbiór dla energii hamowania odzyskowego pojazdów i stanowić istotny element układu zasilania. Współczesne układy zasilania miejskiej trakcji elektrycznej składają się z wielu układów, zarówno dla trakcji sieciowej jak i autonomicznej: podstacji trakcyjnych, zdalnie sterowanych rozłączników sieci trakcyjnej, pojazdów, zasobników energii, stacji ładowania pojazdów autonomicznych. Układy zasilania trakcji miejskiej nabierają charakteru elektroenergetycznej sieci rozproszonej, z wieloma źródłami zasilania, odbiorami o różnym charakterze i możliwością dynamicznej zmiany konfiguracji. Wymagają, więc zastoso- 70

wania technologii Smart Grids, mającej zastosowanie w energetyce zawodowej, np. w pilotażowym projekcie sieci energetycznej na Helu o nazwie Inteligentny Półwysep. Rys. 1. Zasobniki energii elektrycznej Rys. 2. Moce i prędkości osiągane przez różne typy sieciowych pojazdów trakcyjnych 71

3. Technologie Smart Grid w układach zasilania trakcji miejskiej Smart Grid nie posiada powszechnie zaakceptowanej definicji. Pod pojęciem Smart Grid kryje się wiele, częstokrotnie prostych rozwiązań technicznych, które wykorzystane razem mogą zmienić strukturę i poprawić efektywność funkcjonowania systemu elektroenergetycznego. Smart Grid to inteligentna sieć elektroenergetyczna, w której zaimplementowanych zostaje wiele elementów współpracujących ze sobą (rys. 3) [4, 8, 11, 13]. Dzięki rozwiązaniom Smart Grid układ zasilania trakcji elektrycznej przestaje być tylko odbiornikiem energii a staje się dynamicznym ogniwem systemu energetycznego, zwiększając możliwości przepływu energii rekuperacji w układzie zasilania. Rys. 3. Poglądowy schemat Smart Grids Większość nowoczesnych pojazdów trakcji elektrycznej wyposażona jest w napęd elektryczny umożliwiający odzysk energii podczas hamowania. Polega to na wykorzystaniu pracy silnika elektrycznego w trybie prądnicowym, pozwalając na zamianę energii kinetycznej hamującego pojazdu na elektryczną i jej zużycie przez inne pojazdy lub na doładowanie zasobnika energii. W klasycznym układzie zasilania trakcji elektrycznej energia przepływa z podstacji trakcyjnej poprzez zasilacze, sieć trakcyjną do pojazdów, natomiast w systemie energetycznym Smart Grid równocześnie pracuje wiele źródeł wytwórczych [1]: pojazdy hamujące rekuperacyjnie, zasobniki energii elektrycznej oraz lokalne źródła wytwórcze (np. elektrownie fotowoltaiczne). Zastosowanie technologii Smart Grid umożliwia przepływ tej energii do pojazdów oraz sterowanie rozpływem mocy [5, 8, 12]. W tablicy 1 przedstawiono porównanie rozwiązań Smart Grid dla trakcji miejskiej. 72

Tablica 1. Rozwiązania Smart Grid w miejskiej trakcji elektrycznej Rozwiązanie Cel Nakłady finansowe* Ograniczenia i bariery Stacje ładowania autonomicznych pojazdów elektrycznych zasilanych z sieci trakcyjnej Wykorzystanie energii rekuperacji do ładowania pojazdów Zmniejszenie kosztów budowy stacji ładowania U Potencjalna lokalizacja stacji ładowania poza siecią trakcyjną Ograniczona moc ładowania wynikająca z parametrów sieci trakcyjnej Zdalne sterowanie odłączników na sieci trakcyjnej Możliwość szybkiej rekonfiguracji układu zasilania w przypadku awarii U Zasobniki superkondensatorowe Falownikowe podstacje trakcyjne Dwustronne zasilanie sieci trakcyjnej Lokalne źródła zasilania przyłączone do sieci trakcyjnej, np. elektrownie fotowoltaiczne Gromadzenie niewykorzystanej energii rekuperacji do ponownego jej wykorzystania Zwrot nadwyżek energii rekuperacji do sieci zasilającej prądu przemiennego Zmniejszenie spadków napięcia w sieci trakcyjnej Zwiększenie wykorzystania hamowania odzyskowego Zwiększenie wykorzystania źródeł energii odnawialnej Lokalne wzmocnienie układu zasilania *) W wysokie, U umiarkowane, N niskie W W N W Brak zainteresowania zakupem zwrotu nadwyżek przez dostawców energii Mało rozpowszechnione w trakcji miejskiej W obecnie eksploatowanych, o klasycznych rozwiązaniach technicznych, systemach zasilania sieć trakcyjna dzielona jest na krótkie odcinki zasilania. Odcinki te zasilane są z wielozespołowych podstacji trakcyjnych za pomocą długich kabli zasilających. System taki jest korzystny z punktu widzenia niezawodności i selektywności wyłączania zwarć. W przypadku uszkodzenia sieci trakcyjnej lub pojazdu i skutkującego tym wystąpienia zwarcie w sieci trakcyjnej, możliwa jest łatwa jego lokalizacja a pozbawiony zasilania zostaje tylko jej krótki fragment. Jednak taki układ zasilania jest niekorzystny energe- 73

tycznego punktu widzenia. Znaczna długość zasilaczy jest przyczyna powstawania dużych strat przesyłu, a gęste sekcjonowanie sieci utrudnia przepływ prądu rekuperacji pomiędzy pojazdami. W ciągu ostatnich dwudziestu lat dokonał się znaczny postęp w zakresie konstrukcji pojazdów i sieci trakcyjnej, czego niezaprzeczalnym efektem jest spadek awaryjności. Przykładowo, w gdyńskiej sieci trolejbusowej liczba awarii sieci trakcyjnej spadła ponad dziesięciokrotnie. Nastąpił także rozwój techniki zabezpieczeniowej, umożliwiający wykrywanie zwarć z wysoką precyzją. Rozwój systemów rozproszonego sterowania umożliwia zdalne sterowanie rozłącznikami na sieci trakcyjnej, w gdyńskiej sieci trolejbusowej wszystkie rozłączniki sieciowe są sterowane zdalnie z centrum dyspozycji mocy w sposób półautomatyczny. Elementy te umożliwiają odejście od klasycznego sposobu sekcjonowania sieci trakcyjnej na krótkie odcinki zasilane za pomocą długich kabli z podstacji trakcyjnych. Współczesna sieć trakcyjna powinna być podzielona na długie sekcje zasilane z dwóch lub trzech podstacji. Współczesna technika zabezpieczeniowa umożliwia skuteczną detekcję uszkodzeń w takich systemach, a zdalnie sterowane odłączniki umożliwiają na rozdzielenie odcinków zasilania na mniejsze części w przypadku awarii. Dzięki takiemu podziałowi sieci spada rezystancja zastępcza układu, a co za tym idzie, spadają straty przesyłowe. Umożliwia też ona lepszy przepływ energii rekuperacji pomiędzy pojazdami, czego skutkiem jest zwiększenie odzysku energii. Jak przedstawiono w tablicy 1, instalacja zasobników energii bądź wyposażanie podstacji trakcyjnych w falowniki wiąże się ze znacznymi nakładami finansowymi. Tanim rozwiązaniem jest dwustronne zasilania sieci trakcyjnej, bardzo mało rozpowszechnione w trakcji miejskiej. Ułatwia ono przepływ energii rekuperacji. Ponadto, energia ta może być wykorzystana nie tylko przez inne pojazdy, ale także dla celów ładowania autobusów elektrycznych. Stacje ładowania autobusów elektrycznych mogą stanowić drugi istotny element inteligentnych układów zasilania trakcji miejskiej. Dodatkowym, łatwym do realizacji rozwiązaniem mogą być stacjonarne przekształtniki DC/AC oddającą niewykorzystaną energię rekuperacji do sieci niskiego napięcia obiektów publicznych, która może być skonsumowana na własne potrzeby tych budynków. Uproszczony schemat układu zasilania z dwustronnym zasilaniem sieci trakcyjnej i ładowaniem elektrobusów przedstawiono na rys. 3. 4. Wykorzystanie infrastruktury tramwajowej i trolejbusowej dla ładowania autobusów elektrycznych Ładowanie zasobników autobusów elektrycznych wymaga zasilania o znacznej mocy, dlatego dla przedsiębiorstw eksploatujących także sieci tramwajowe lub trolejbusowe uzasadnione może być zastosowanie infrastruktury trakcji elektrycznej na potrzeby funkcjonowania autobusów elektrycznych. Rozwiązanie takie umożliwia zwiększenie odzysku energii hamowania pojazdów sieciowych przez wykorzystanie jej na potrzeby ładowania autobusów elektrycznych. Ponadto nie zachodzi wówczas konieczność budowy linii zasilających stacje ładowania z publicznej sieci energetycznej, co zmniejsza koszty i upraszcza budowę. Jednym z kluczowych zagadnień związanych z zasilaniem autobusów elektrycznych z sieci trakcyjnej tramwajowej lub trolejbusowej są względy bezpieczeństwa przeciwporażeniowego. Karoseria autobusu elektrycznego jest odizolowana od ziemi, co w przypadku uszkodzenia instalacji elektrycznej i wystąpienia przebicia napięcia na konstruk- 74

Rys. 3. Schemat przepływu energii rekuperacji z pojazdu hamującego do pojazdu ruszającego w dwustronnym układzie zasilania sieci trakcyjnej wraz ze stacją ładowania autobusów elektrycznych cję autobusu stwarza zagrożenie porażeniem w trakcie przyłączenia do sieci ładującej. W przypadku trolejbusów problem ten nie istnieje, gdyż pojazdy te mają dwustopniową izolację instalacji elektrycznej. Jednak autobusy elektryczne, ze względów na oszczędność kosztów budowy, posiadają jednostopniową izolację instalacji elektrycznej, co nakłada dodatkowe wymagania bezpieczeństwa dla układów ładowania. Z tego powodu systemy ładowania autobusów elektrycznych można podzielić z punktu widzenia: połączenia autobusu elektrycznego do sieci trakcyjnej systemy separowane galwanicznie i nieseparowane galwaniczne; uziemienia pojazdu podczas ładowania, w których pojazd jest uziemiony w trakcie ładowania (tzw. systemy trój-, cztero- bądź pięcioprzewodowe) bądź systemy bez uziemienia. Połączenie tych dwóch kryteriów daje możliwość budowy systemu ładowania zasobników energii autobusów elektrycznych z sieci trakcyjnej w czterech wariantach: 1) ładowanie elektrobusów w systemie dwuprzewodowym. Jest to najprostszy sposób ładowania, zasilanie odbywa się poprzez bezpośrednie przyłączenie do sieci trakcyjnej 600 V za pomocą odbieraka. Układ ten nie zapewnia separacji galwanicznej pomiędzy siecią trakcyjną a układem elektrycznym elektrobusu. W trakcie ładowania autobusu elektrycznego istnieje niebezpieczeństwo porażenia pasażerów w przypadku wystąpienia uszkodzenia izolacji; 2) ładowanie elektrobusów w dwuprzewodowym systemie separowanym, w którym zastosowanie przekształtnika ładowania zapewnia separację galwaniczną pomiędzy siecią trakcyjną a instalacją elektryczną elektrobusu. Taki przekształtnik może pełnić również funkcję przekształtnika ładowania baterii, dzięki czemu uproszczeniu ulega aparatura pojazdów i jej koszt. Wadą systemów dwuprzewodowych jest brak uzie- 75

mienia konstrukcji autobusu elektrycznego podczas ładowania. Powoduje to zagrożenie porażenia prądem elektrycznym i z tego powodu w wielu krajach takie rozwiązanie nie może być dopuszczone do stosowania z przyczyn prawnych; 3) ładowanie elektrobusów w systemie czteroprzewodowym, składa się z dwóch przewodów ładowania, przewodu uziemienia oraz przewodu do kontroli stanu uziemienia i procesu ładowania. W systemach dwuprzewodowych podłączenie do punktu ładowania odbywa się za pomocą odbieraka o konstrukcji zbliżonej do pantografu tramwajowego. W systemie czteroprzewodowym stosowane jest specjalizowanie złącze elektryczne; 4) ładowanie elektrobusów w czteroprzewodowym systemie izolowanym jest zbliżone do standardowego systemu ładowania czteroprzewodowego. Wyróżnia go zastosowanie separującej przetwornicy DC / DC, która zapewnia izolacje galwaniczną pomiędzy siecią trakcyjną i autobusem elektrycznym zwiększając tym bezpieczeństwo. a) b) Oprócz systemów ładowania zasobników z wykorzystaniem połączeń przewodowych istnieją systemy bezprzewodowego przesyłu energii z wykorzystaniem metody indukcyjnego sprzężenia cewek IPT (ang. Inductive Power Transfer) [3, 6, 9]. Są to systemy bezobsługowe i separowane galwanicznie stosowane do samochodów elektrycznych, autobusów elektrycznych i tramwajów (rys. 4). Możliwe jest stosowanie systemów IPT do ładowania zasobników na przystankach dla samochodów i autobusów, jak i na odcinkach trasy dla tramwajów. Rys. 4. Poglądowy schemat systemu bezprzewodowego ładowania zasobników: a) system punktowy dla autobusów i samochodów; b) system liniowy na odcinkach linii tramwajowych 5. Case study wprowadzenia system Smart Grid w Gdyńskiej sieci trolejbusowej Gdynia eksploatuje sieć trolejbusową o całkowitej długości 50 km. Zasilana jest ona z dziesięciu podstacji trakcyjnych. W godzinach szczytu na liniach znajduje się blisko 80 pojazdów w ruchu. W 1949 roku zbudowana została podmiejska linia trolejbusowa Gdynia Sopot, która jest obecnie jedyną międzymiastową linią trolejbusową w Polsce. Odcinek linii na obszarze Sopotu zasilany jest z dwóch podstacji trakcyjnych Sopot I and 76

Sopot II. Miasto Sopot, ze względu na swój uzdrowiskowy charakter, planuje wprowadzenie do eksploatacji autobusów elektrycznych. Niewielka częstotliwość kursowania trolejbusów na podmiejskiej linii Gdynia Sopot jest przyczyną niskiego stopnia wykorzystania energii hamowania odzyskowego. Obecnie odzysk energii jest na poziomie 8%. Ponadto układ zasilania na terenie Sopotu został zmodernizowany w latach 2010 2012 i charakteryzuje się dużą zainstalowaną mocą, która jest wykorzystana tylko w niewielkim stopniu. Dlatego uzasadnione jest wykorzystanie sieci trolejbusowej do ładowania autobusów elektrycznych, co przyniesie następujące korzyści: zwiększenie stopnia rekuperacji energii hamowania energia hamowania będzie wykorzystana do ładowania autobusów elektrycznych, zwiększenie wykorzystania zmodernizowanych podstacji trakcyjnych, ze względu na hurtowy zakup energii elektrycznej przez PKT Gdynia, energia dla celów ładowania autobusów będzie tańsza w przypadku jej odbioru z sieci trolejbusowej niż przy indywidualnym zakupie. W celu ułatwienia dopływu energii rekuperacji pojazdów i zwiększenia stopnia odzysku zaproponowano wprowadzenie dwustronnego zasilania pomiędzy podstacjami Sopot I i Sopot II. Przewidywany układ zasilania przedstawiono na rys. 5. Rys. 5. Układ zasilania sieci trolejbusowej na terenie Sopotu wraz z zaznaczonymi elementami Smart Grid: SC zasobnik superkondensatorowy, CHS stacja ładowania autobusów elektrycznych, B zdalnie sterowany rozłącznik sieci, PT podstacja trakcyjna, 3/6 punkt zasilania, granica pomiędzy obszarami zasilania podstacji, granica pomiędzy odcinkami zasilania, K kabel zasilający Obliczenia zostały przeprowadzone za pomocą modelu symulacyjnego opartego na metodzie Monte Carlo [2, 7]. Przyjęto eksploatacje trolejbusów Solaris Trollino 12AC wyposażanych w silniki trakcyjne o mocy 175 kw. Przyjęto lokalizacje stacji ładowania autobusów elektrycznych na pętli Sopot Reja, o mocy 100 kw. Z energetycznego punktu widzenia, najkorzystniejsza jest sytuacja, kiedy ładowanie autobusów następuje w 77

sposób ciągły, tzn. w każdej chwili jakiś autobus jest podłączony do stacji ładującej i cały czas występuje możliwość odbioru energii rekuperacji. Biorąc po uwagę zakładany czas ładowania na poziomie 15 minut wymaga to, co najmniej 15-minutowego interwału kursowania autobusów elektrycznych. W praktyce należy się liczyć z mniejszą częstotliwością kursowania elektrobusów, a więc przez większość czasu stacja ładowania będzie niewykorzystana i nie będzie wtedy możliwości odbioru energii rekuperacji. Dlatego w symulacji uwzględniono także dwa dodatkowe warianty kursowania autobusów elektrycznych, z częstotliwością 30 minut i 60 minut. Analizie poddano, więc następujące warianty: wariant 0, tj. stan obecny, zasilanie jednostronne sieci trakcyjnej, interwał kursowania trolejbusów I t = 15 minut, Wariant 1: Wprowadzenie rozwiązań Smart Grid w postaci zasilania dwustronnego sieci trakcyjnej, interwał kursowania trolejbusów I t = 15 minut, Wariant 2: Wprowadzenie rozwiązań Smart Grid w postaci zasilania dwustronnego sieci trakcyjnej i stacji ładowania autobusów elektrycznych, interwał kursowania linii autobusu elektrycznego I a = 60 minut, Wariant 3: Wprowadzenie rozwiązań Smart Grid, interwał kursowania linii autobusu elektrycznego I a = 30 minut, Wariant 4: Wprowadzenie rozwiązań Smart Grid, częstotliwość kursowania linii autobusu elektrycznego I a = 10 minut, Na rys. 6 przedstawiono porównanie oszczędności energii w poszczególnych wariantach. Zaznaczono wzrost wykorzystania rekuperacji spowodowany ładowaniem pojazdów. Rys. 6. Porównanie odzysku energii w poszczególnych analizowanych wariantach. Kolor niebieski konsumpcja energii odzysku przez inne pojazdy, kolor czerwony wzrost odzysku energii po zainstalowania stacji ładowania autobusów elektrycznych, I t interwał kursowania trolejbusów, I a interwał kursowania (ładowania) autobusów elektrycznych 78

6. Podsumowanie Rozwój transportu zelektryfikowanego będzie się wiązał z koniecznością rozbudowy infrastruktury energetycznej w wielu jej obszarach. Przede wszystkim konieczne się stanie dostosowanie systemu energetycznego do charakteru obciążenia stacji ładowania, jako bardzo dużych odbiorców energii elektrycznej w godzinach nocnych. Aby zmniejszyć oddziaływanie ładowania zasobników pojazdów na stabilność systemu energetycznego niezbędne będzie zastosowanie inteligentnych sposobów ładowania, dopasowujących moc do aktualnego stanu obciążenia systemu energetycznego. Wymaga to rozwoju systemów telemetrycznych. Konieczny będzie także wzrost udziału odnawialnych źródeł energii i niezbędnych dla ich prawidłowego funkcjonowania magazynów energii elektrycznej. Istotnym obszarem rozwoju infrastruktury będzie integracja różnych systemów trakcji elektrycznej. Pozwoli to na wykorzystanie energii hamowania odzyskowego dla celów ładowania pojazdów elektrycznych. Takie rozwiązanie, poza zwiększeniem stopnia wykorzystania energii odzysku, pozwoli na obniżenie kosztów budowy stacji ładowania. Rozwój zelektryfikowanych środków transportu nie jest możliwy bez rozwoju infrastruktury. Prace koncepcyjne i projektowe powinny mieć charakter systemowy i należy je rozpocząć jak najszybciej. 7. Literatura [1] M. Altmann, K. Elschner: Energy efficiency of traction power supply within the EU project Railenergy, Elektrische Bahnen, Volume 107, Issue 4-5, April 2009, pp 184-191 [2] Bartłomiejczyk M., Połom M.: Multiaspect measurement analysis of breaking energy recovery, Energy Conversion and Management, Volume 127, 1 November 2016, pp 35-42 [3] A. Brecher, D. Arthur: Review and Evaluation of Wireless Power Transfer (WPT) for Electric Transit Applications. FTA Report No. 0060 Federal Transit Administration, U. S. Department of Transportation Volpe National Transportation Systems Center, 2014 [4] R. Carbone (Editor): Energy Storage in the Emerging Era of Smart Grids. InTech 2011 ISBN 978-953-307-269-2 [5] D. Cornic: Efficient recovery of braking energy through a reversible dc substation, International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway and Ship Propulsion, ESARS 2010 [6] G. A. Covic, J. T. Boys: Modern Trends in Inductive Power Transfer for Transportation Applications. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 1, No. 1, March 2013 [7] Hamacek S., Bartlomiejczyk M., Hrbac R., Misak S., Styskala V.: Energy recovery effectiveness in trolleybus transport, Electric Power Systems Research 112 (2014) 1 11. [8] D. Hewings, M. Keynes: Application of the Smart Grid to railway traction systems - Vision and realisation, Elektrische Bahnen, Volume 111, Issue 6-7, April 2013, pp 360-367 [9] Judek S., Karwowski K.: Contactless electrical energy transfer system via magnetically coupled air coils. Gdańsk: Wyd. Politechniki Gdańskiej, 2013, ISBN 978-83-7348-501-3 [10] T. M. Letcher: Storing Energy with Special Reference to Renewable Energy Sources. Elsevier 2016, ISBN: 978-0-12-803440-8 [11] G. Migliavacca (Editor): Advanced Technologies for Future Transmission Grids. Springer- Verlag London 2013 [12] T. Niemann, S. Nolkensmeier, J. Steinbauer, G. Schirmer: Pilotanwendung de kombinierten 79

Schutz- und Steuergerat Sitras PRO bei der VAG Nurnberg, Elektrische Bahnen, Volume 105, Issue 3, April 2007, pp 156-163 [13] M. L. Tuballa, M. L. Abundo: A review of the development of Smart Grid technologies, Renewable and Sustainable Energy Reviews 59 (2016) pp 710 725 80

Doświadczenia europejskie w zakresie stosowania pojazdów dwusystemowych w transporcie zbiorowym Sławomir Grulkowski Jerzy Zariczny 1. Geneza systemu Tramwaj i kolej wywodzą się zasadniczo z tej samej technologii, opartej na układzie stalowe koło stalowa szyna, ale z różnych przyczyn w ciągu ostatnich 180 lat rozwijały się dwa główne nurty tej technologii: kolej i tramwaj. Powstały niezależne od siebie standardy techniczne oraz w większości państw europejskich osobne przepisy projektowe, eksploatacyjne i organizacyjne [12]. Główny trend przekształceń transportowych w miastach zachodnioeuropejskich od lat 70. XX wieku zmierzał w kierunku integracji różnych środków transportu zbiorowego. Początkowo była to integracja sprowadzająca się do tworzenia związków transportowych. Proces ten inspirowany był rozwojem motoryzacji indywidualnej, a w związku z tym zmniejszającym się rynkiem przewozów pasażerskich transportem zbiorowym, rosnącym deficytem finansowym i negatywną konkurencją między przewoźnikami. Istotną rolę odegrał tu interwencjonizm państwowy, a przede wszystkim samorządowy, polegający głównie na komunalizacji prywatnych kolei funkcjonujących na obszarach miast i regionów. Spowodowało to współpracę przedsiębiorstw przede wszystkim na szczeblu regionalnym. Sama integracja następowała wielopłaszczyznowo. Jednym z efektów było powstanie systemów dualnych, w których tramwaj miejski porusza się po torach kolejowych. Od 1988 roku zaczął rozwijać się model komunikacji dwusystemowej (Karlsruhe, Saarbrücken, Chemnitz), a od 1993 roku na kolejowe trasy regionalne zaczęto wprowadzać lekki i niskopodłogowy tabor dwusystemowy. Idea połączenia ruchu wewnątrzmiejskiego (tramwajowego) i kolei podmiejskich zrodziła się stosunkowo dawno, bo już na początku XX wieku. W miarę możliwości dostosowano linie lokalne do ruchu pojazdów tramwajowych. Należy przy tym pamiętać, że na kolei nie obowiązywały wówczas tak rygorystyczne regulacje prawne dotyczące bezpieczeństwa. Później wyposażono wybrane linie lokalne, jak również linie główne w system zasilania elektrycznego o parametrach tramwajowych. Od początku lat 80. XX wieku pomysł łączenia lokalnych kolejowych linii podmiejskich oraz linii tramwajowych zaczął ponownie odżywać. Szczególnie dotyczyło to linii o niewielkim natężeniu ruchu kolejowego lub wręcz z zawieszonymi przewozami. Problem jednak tkwił w tym, że linie te były w większości już zelektryfikowane według zasad kolejowych, a państwowe koleje niemieckie zażądały opłat za korzystanie z drogi kolejowej. W 1986 roku w Karlsruhe skonstruowano pojazd dwusystemowy oparty na tzw. pudle wagonu tramwajowego. Zmiany stanu prawnego oraz próby systemu trwały do 1992 roku, kiedy to zakończono budowę połączenia pomiędzy siecią kolejową i siecią tramwajową w Karlsruhe. Pozwoliło to na uruchomienie linii tramwaju dwusystemowego pomiędzy śródmieściem Karlsruhe a Bretten-Gölshausen. Taki modalny system kole- 81

Rysunek 1. Istniejące linie kolei miejskiej (zielony) i tramwaju dwusystemowego (żółty) w Niemczech [8] 82

jowo-tramwajowy bardzo szybko odniósł duży sukces przewozowy. Do tej pory następuje dynamiczny rozwój tej sieci w Karlsruhe i okolicach. W międzyczasie także w innych miastach wybudowano systemy podobne lub oparte na tej idei: w Saarbrücken, Chemnitz, Paryżu, Miluzie (Alzacja), Nordhausen, Kassel, Zwickau, Heilbronn, a także w Alicante (Hiszpania). Istotą wielosystemowości w transporcie pasażerów jest powiązanie transportowych sieci wewnątrzmiejskich (głównie sieci tramwajowej) z systemem kolei regionalnej. Wykorzystuje się przede wszystkim dwa modele funkcjonalne: nowoczesne pojazdy wielosystemowe, które mogą jeździć w obu tych systemach oraz przystosowanie infrastruktury trasy do poruszania się istniejących już pojazdów. Takie próby powiązania systemów w różnych konfiguracjach mają już wieloletnią historię. Praktycznie od początku XX wieku stosunkowo popularnym modelem było wprowadzanie kolei wąskotorowej wprost na ulice miast. Innym przykładem wykorzystania miejskiej sieci tramwajowej są przewozy towarowe wagonami kolejowymi na terenach miast do sklepów, magazynów i zakładów przemysłowych [3]. Linie kolejowe do ruchu regionalnego pozwalają na osiąganie w aglomeracjach dużo wyższych prędkości od innych systemów transportowych, ale przystanki zlokalizowane są z reguły w większej odległości od celu podróży. Tymczasem linie autobusowe i tramwajowe nie pozwalają przemieszczać się tak szybko jak kolej, głównie ze względu na dużą liczbę przystanków i zatłoczenie sieci drogowej. Budowa linii kolejowych w centrach miast i aglomeracji wymaga odpowiedniej przestrzeni, której brakuje a jej pozyskanie wiąże się z ogromnymi kosztami. Pojazdy szynowe dwusystemowe w pewnym sensie pokonują granice systemowe poprzez umożliwienie wykorzystania sieci kolejowej do ruchu tramwajów miejskich. Na odpowiednio przygotowanym do tego łączniku następuje przejście pomiędzy systemem kolejowym a tramwajowym, co czyni linie tramwajowe śródmiejskie bezpośrednio dostępne dla pasażerów kolei. 2. Uwarunkowania techniczne Rozwiązania techniczne w zakresie infrastruktury i taboru znacznie się różnią dla kolei i tramwaju w odniesieniu przede wszystkim do: rozjazdów, skrzyżowań torów, profili kół pojazdów, szerokości toru (tylko w niektórych przypadkach), skrajni budowli i taboru, parametrów peronów pasażerskich oraz wymagań co do wytrzymałości obudowy pojazdu w sytuacji zderzenia. Specyfika organizacyjna związana z systemami sterowania ruchem i prowadzenia ruchu oraz systemami zasilania trakcyjnego jest także zdecydowanie odmienna dla tych dwóch podsystemów. Istotnym problemem są tutaj aspekty licencyjne elementów takich systemów, podwójne szkolenie motorniczych (maszynistów) oraz liczne ograniczenia i niespójne rozwiązania techniczne, głównie na styku między systemami. Jeszcze inna grupa różnic dotyczy sygnałów świetlnych i dźwiękowych (w ruchu kolejowym potrójne sygnały świetlne na pojeździe i sygnały dźwiękowe, w ruchu tramwajowym - kierunkowskazy i dzwonek ostrzegawczy) [2]. W celu połączenia systemów kolejowego i tramwajowego musi zostać uregulowana kwestia konstrukcji i systemów zasilania pojazdów tramwajowych, organizacji i sterowania ruchem, jak również różne przepisy dotyczące eksploatacji, a mianowicie rozporządzenia w sprawie budowy i eksploatacji tramwajów (w Niemczech były to BOStrab), przepisy budowy i eksploatacji kolei (w Niemczech EBO) oraz regulamin sygnalizacji kolejowej (w Niemczech ESO). 83

Wśród aspektów technicznych najistotniejsza jest sprawa zasilania trakcyjnego pojazdów szynowych: tramwaje są głównie zasilane napięciem stałym 500-750 Volt (w Polsce i Niemczech 600-660 V), natomiast ruch kolei wykorzystuje pracę silnika diesla bez sieci trakcyjnej lub elektrycznej o mocy trakcyjnej: w Niemczech, Austrii i Szwajcarii jest to prąd przemienny o napięciu 15 kv i częstotliwości 16,7 Hz (na kolejach polskich prąd stały 3000V). Wymagane są zatem pojazdy, które albo są przeznaczone jednocześnie dla obydwu systemów lub które mogą być funkcjonować niezależnie od istniejącej napowietrznej sieci jezdnej. W tym celu opracowano trzy koncepcje: Pojazdy dwusystemowe wyposażone są w przetworniki prądu, także w transformator, prostownik i w system automatycznej zmiany napięcia. Badania nad tymi systemami prowadzone były od 1986 roku w prowizorycznie wybudowanym pojeździe tramwajowym w okolicach Karlsruhe. Pojazdy funkcjonujące w oparciu o tą koncepcję są eksploatowane do tej pory w Karlsruhe, Saarbrücken i Kassel oraz w regionie Île-de-France (prąd o częstotliwości 50 Hz); Pojazdy hybrydowe DC/Diesel, które są eksploatowane w obszarze metropolitalnym za pomocą energii elektrycznej, natomiast napęd dieslowski jest wykorzystywany na liniach kolejowych lokalnych (napęd spalinowo-elektryczny). Pierwszy taki pojazd powstał w Nordhausen, poprzez zainstalowanie silnika wysokoprężnego Diesla w starszym tramwaju. Dziś seryjnie tak wyposażone są eksplotatowane w Nordhausen i Kassel. W tym przypadku takie pojazdy dwusystemowe funkcjonują głównie na liniach niezelektryfikowanych; Trzeci model to pojazdy tramwajowe zasilane prądem stałym i wyposażone w baterie gromadzące energię. System ten jednak nie rozwinął się na szerszą skalę, pozostając w fazie eksperymentu w Karlsruhe. Torowiska tramwajowe wyposażone są w szyny rowkowe. Natomiast na skrzyżowaniach tradycyjnie stosuje się krzyżownice płytkorowkowe co powoduje, że koło opiera się obrzeżem o rowek krzyżownicy. Koło kolejowe jest szersze od koła tramwajowego, aby powierzchnia toczna mogła bezpiecznie toczyć się przez krzyżownicę rozjazdu, przy czym odstęp między szyną a kierownicą jest większy w rozjazdach kolejowych niż w rozjazdach tramwajowych. Te niewielkie konstrukcyjne różnice są bardzo istotne z punktu widzenia możliwości przejazdu taboru tramwajowego po torach kolejowych. Wymagają więc istotnej korekty w systemach kolejowo-tramwajowych. Profil koła takiego pojazdu dwusystemowego musi łączyć wąską przestrzeń tzw. wargi (kołnierza) szyny rowkowej z szeroką obręczą koła. W przypadku dwusystemowego tramwaju w Karlsruhe i kolei Köln-Bonn został opracowany taki właśnie pośredni profil koła tramwajowego, umożliwiający przejazd także po rozjazdach kolejowych, natomiast w rozjazdach tramwajowych zastosowano krzyżownice głębokorowkowe [3]. Sztywność pojazdów tramwajowych i kolejowych jest również zróżnicowana: wagony kolejowe powinny posiadać sztywność podłużną ok. 1500 kn, z kolei tramwaje i tzw. lekkie pojazdy szynowe mogą mieć sztywność w zakresie 200-600 kn. W związku z tym do początku lat 90. zezwolono na przejazdy pojazdów dwusystemowych tylko na nielicznych liniach kolejowych. Dopiero przyjęcie w roku 1993 w Niemczech przepisów dla systemów mieszanych kolejowo-tramwajowych uregulowało te zagadnienia. Przepisy stanowiły, że pojazdy o sztywności podłużnej 1500 kn i mniejszej muszą rekompensować ubytek ograniczeniem parametrów eksploatacyjnych lub wzrostem sztywności 84

ramowej. Generalnie skutkowało to ograniczeniem prędkości pojazdów dwusystemowych. Ograniczono również prędkość maksymalną na liniach kolejowych z ruchem dwusystemowym do 160 km/h. Wagony kolejowe są zdecydowanie szersze niż pojazdy tramwajowe. Generalnie w Karlsruhe jeżdżą pojazdy o wysokości podłogi 34 lub 55 cm ponad główkę szyny przy odległości krawędzi peronu tramwajowego od osi toru wynoszącej 1,35 m. Natomiast perony na sieci kolejowej są peronami niskimi o wysokości 34 cm od główki szyny i odległości 1,58 m od osi toru lub wysokości 55 cm i odległości 1,65 od osi toru - co jest zgodne z niemieckimi standardami. Największym problemem są perony o wysokości 960 mm nad główką szyny i wyższe, które praktycznie uniemożliwiają zastosowanie tramwajów dwusystemowych. Perony o wysokości 760 mm wymagają zastosowania podłogi w wejściach około 550 mm nad główką szyny. Oznacza to jednak konieczność pokonania stopnia lub dwóch przy wejściu do pojazdów. Najbardziej funkcjonalne są perony o wysokości 385 i 550 mm nad główką szyny, które umożliwiają bezstopniową obsługę lub za pomocą jednego stopnia. Odległość między pudłem tramwaju a krawędzią peronu na linii kolejowej wynosi ok. 20-30 cm, co powoduje powstanie szczeliny i wymaga dostosowania [6]. Pojazdy dwusystemowe muszą być również wyposażone w systemy bezpieczeństwa ruchu tramwajowego i kolejowego. System indukcyjnego wykrywania pojazdów i sterowania rozjazdów tramwajowych musi współpracować również z kolejowymi systemami indukcyjnymi. System radiowy tramwaju musi być zdolny do pracy również z systemem kolejowym. Sieć kolejowa i tramwajowa muszą być połączone ze sobą tzw. odcinkami przejściowymi. Na tym odcinku następuje izolowanie obydwu systemów pod względem elektroenergetycznym oraz organizacyjnym. Przejazd na 50-200 m odcinku następuje bez zasilania trakcyjnego. Wyposażenie oraz obsługa personalna systemu musi posiadać zgody i być przeszkolona w zakresie obydwu systemów. 3. Istniejące systemy 3.1 Karlsruhe Idea tramwaju dwusystemowego narodziła się w niemieckim mieście Karlsruhe w Badenii - Wirtembergii w latach 50. XX wieku. W 1959 roku wprowadzono ruch tramwajowy na linii kolejowej Albtalbahn prowadzącej z Karlsruhe do Bad Herrenalb, wcześniej skomunalizowanej, a następnie zmodernizowanej i zelektryfikowanej prądem stałym 750 V. Na tej linii zachowano kolejową organizację ruchu oraz kolejową infrastrukturę. W 1975 roku otwarto przedłużenie linii Albtalbahn na odcinku od Langensteinbach do Ittersbach (obecnie linia S11). W 1979 roku otwarto linię Hardtbahn z Nortweststadt do Neureut (obecnie linia S1/S11) o długości 3 km (pierwsze 1,5 km to dwutorowe torowisko tramwajowe, a kolejne 1,5 km to jednotorowa linia kolejowa DB). Linia została zelektryfikowana napięciem 750 V prądu stałego. Prototypowe tramwaje zasilane prądem stałym kursujące po tej trasie zostały zmodyfikowane i wyposażone także w techniczne rozwiązania typowe dla taboru kolejowego. 85

W 1983 r. przy wsparciu ze strony Ministerstwa Nauki, rozpoczęto interdyscyplinarne studium wykonalności powiązania sieci tramwajowej z siecią kolejową. Tak opracowano tzw. Model Karlsruhe, który składa się z trzech elementów: pojazdów zdolnych do poruszania się zarówno po torach lokalnych linii kolejowych, jak i po torach tramwajowych w centrum miasta; połączeń torów linii kolejowych Deutsche Bahn z systemem tramwajowym (w przypadku Karlsruhe z istniejącą miejską siecią tramwajową); nowych przystanków na odcinkach linii kolejowych, przy czym ich powstanie nie wpływa na wydłużenie czasów przejazdu dzięki większemu przyśpieszeniu osiąganemu przez pojazdy dwusystemowe. W 1987 roku w rejonie miasta Karlsruhe kursowanie rozpoczął prototyp (GT8/100/2S) tramwaju dwusystemowego - korzystający z kolejowego zasilania w energię elektryczną (w Niemczech 15 kv prądu przemiennego i częstotliwość 16 2/3 Hz) oraz tramwajowego (750 V prądu stałego). W 1989 roku linia Hartbahn została przedłużona na odcinku z Leopoldshafen do Hochstetten (obecnie linia S1/S11) wykorzystując istniejący 4,4 km odcinek linii kolejowej należący do Deutsche Bahn. Linia ta została zelektryfikowana napięciem 750 V prądu stałego. W czerwcu 1991 roku otwarto linię łączącą Dworzec Główny w Karlsruhe z Pforzheim (obecnie linia S5), wykorzystującą na znacznym odcinku typowo kolejową infrastrukturę (w tym system zasilania 15 kv prądu przemiennego 16 2/3 Hz). Linia ta obsługiwana była przez zmodyfikowane lekkie pojazdy szynowe - prototypowe tramwaje dwusystemowe, zastępujące znaczną część pociągów regionalnych kursujących dotychczas po tej linii. Pojazdy na zachód od miasta Karlsruhe docierały do Mörsch, wykorzystując oddaną do użytku w 1980 roku dwutorową linię tramwajową z Rheinstetten do Mörsch (obecnie linia S2) zelektryfikowaną napięciem 750 V prądu stałego. W 1999 roku Pforzheim uzyskało bezpośrednie połączenia z Marktplatz, czyli z rynkiem w Karlsruhe. Z samego rynku czas jazdy do Pforzheim wynosi 48 min, czyli o 20% krócej niż w 1993 roku. W cyklicznym rozkładzie jazdy w dni robocze co 20 minut kursuje tramwaj. Ponadto usługi kolei na tej trasie stały się bardziej dostępne dla użytkowników, gdyż powstało 8 dodatkowych przystanków. Należy dodać, że aż do Söllingen wybudowano trzeci tor [12]. 25 września 1992 roku w mieście Karlsruhe, jako pierwszym na świecie, miał miejsce kurs tramwaju dwusystemowego produkcji Siemensa na trasie Karlsruhe - Durlach Bretten (obecne linie S4/S41). Połączenie to od razu odniosło sukces, powodując zwiększenie liczby pasażerów w ciągu 5 lat o ponad 500 %. Od 1994 roku otwierano kolejne trasy z Karlsruhe do Baden-Baden, Heilbronn (oddalonego od Karlsruhe o 70 km), Wörth am Rhein, Pforzheim, Freudenstadt itd. Od tego czasu tramwaje dwusystemowe w rejonie Karlsruhe zaczęły stopniowo zastępować regionalne pociągi osobowe [4]. Do roku 1995 dostarczono 36 egzemplarzy GT8-100C/2S które spełniały wymagania przewoźnika, obecnie najnowszy tabor pochodzi od firmy Bombardier, jest to model Flexity Swift ET 2010 o typowej dla tego typu pojazdów szerokości pudła 2,65 metra i długości trójczłonowego zestawu 37 metrów. 86

Rysunek 2. Zasięg systemu tramwaju w Karlsruhe [10] Rysunek 3. Dwusystemowy tramwaj Flexity Swift ET 2010 na torach tramwajowych w Karlsruhe [10] 87

3.2 Île-de-France Île-de-France to największa aglomeracja we Francji, terytorium w którym znajduje się stolica kraju Paryż. Jest tym samym najgęściej zaludnionym regionem, gdzie średnio na jeden kilometr kwadratowy przypada ok. 1000 mieszkańców. Na całym obszarze znajduje się wiele ośrodków nauki, muzeów, zabytków i innych atrakcji turystycznych, co generuje dodatkowe utrudnienia w podróżowaniu. Wysokie koszty budowy nowych linii szybkiej kolei zmusiły decydentów do poszukiwania innych opcji przewozowych. Zainspirowani niemieckimi doświadczeniami, Francuzi zdecydowali się na uruchomienie tramwaju dwusystemowego na nieczynnej linii kolejowej Coquetiers. Projekt został ukończony i oddany od użytku w 2006 roku. Linia zarządzana przez SNCF (zarządca narodowej sieci kolei we Francji) łączy Bondy na południu z Aulnay-sous-Bois na północy. Co najważniejsze, posiada ona dwa punkty przesiadkowe na obu końcach, z paryską szybką koleją podmiejską, dzięki czemu czas podróży z regionu północnego do wschodniego jest krótszy niż dwadzieścia minut. Na linii znajduje się 11 nowoczesnych przystanków, które są rozmieszczone średnio co ok. 790 metrów. Kluczowym elementem dla sprawnego funkcjonowania ruchu, jest specjalnie stworzony system sygnalizacji na skrzyżowaniach z drogami kołowymi i przejściami dla pieszych. Pozwala on na nadanie priorytetu dla ruchu tramwajowego, co przekłada się na brak opóźnień i podniesienie atrakcyjności tego środka transportu dla potencjalnego pasażera. System wykorzystuje urządzenia GPS do sterowania sygnalizatorami, oraz do powiadamiania podróżnych na przystankach o czasie oczekiwania na przyjazd pojazdu. Rysunek 4. Sieć istniejących, projektowanych i planowanych linii tramwajowych w regionie Île-de-France wraz linią tramwaju dwusystemowego T4 [9] 88

Linia jest obsługiwana przy pomocy taboru wyprodukowanego przez niemiecką firmę Siemens, pięcioczłonowe pojazdy dwusystemowe U25500s, znane również jako Avanto. Tramwaj może być zasilany prądem stałym o napięciu 750V, albo prądem przemiennym 25kV. Jego prędkość maksymalna wynosi 100km/h, przy czym limit prędkości na linii to 70 km/h, 50 km/h w terenie miejskim który stanowi największą część trasy, oraz 30 km/h na łukach i dojazdach do skrzyżowań. Tramwaje i przystanki są przystosowane dla osób niepełnosprawnych, pojazd posiada wysuwane rampy, a peron jest na wysokości podłogi co sprawia, że odstęp jaki trzeba pokonać podczas wsiadania to maksymalnie dwa centymetry. 3.3 Zwickau Zwickau to miasto w niemieckiej Saksonii, liczące około 100 tysięcy mieszkańców, ale zasięg jego usług w regionie obejmuje kolejne 480 tysięcy osób. Są to głównie dojeżdżający z pobliskich miejscowości ludzie pracujący i uczący się w mieście. Przez Zwickau przechodzi najważniejsza dla regionu linia kolejowa Dresden-Werdau, która stanowi część Magistrali Saksońsko-Frankońskiej. W mieście funkcjonuje tramwaj wąskotorowy (o prześwicie 1000 mm) zasilany napięciem 600V prądu stałego. Dla zintegrowania miasta z regionem i zwiększenia atrakcyjności transportu zbiorowego dla podróżnych dojeżdżających do Zwickau z okolicznych miejscowości postanowiono przystosować miejską infrastrukturę tramwajową do przyjmowania pojazdów kolejowych. W roku 1999 uruchomiono linię prowadzącą z dworca głównego do miejskiej hali widowiskowej, która łączyła obie sieci. Ze względu na różne rozstawy szyn, na całej trasie która miała być dzielona przez dwa systemy zastosowano splot torów, mający wspólny tok szynowy dla obydwu środków transportu. Większy nacisk osiowy pojazdu kolejowego wymusza również całkowitą przebudowę torowiska, które musi spełniać wyższe wymogi. Rysunek 5. Fragment sieci tramwajowej w Zwickau [1] 89

Pojazdy kolejowe które dopuszczono w Zwickau do ruchu miejskiego tzw. szynobusy, to model RegioSprinter wyprodukowany przez Siemens Duewag Schienenfahrzeuge GmbH. Jest on napędzany silnikiem dieslowskim, dzięki czemu nie było konieczności ingerencji w tramwajową sieć trakcyjną. Pojazd został również dostosowany do ruchu miejskiego, przez zastosowanie m. in. świateł kierunkowskazów i pośredniego profilu koła [12]. 3.4 Kassel Kassel to niemieckie miasto w landzie Hesja, liczące 200 tysięcy mieszkańców. Władze miasta, w celu usprawnienia lokalnego systemu transportowego zdecydowały się na realizację projektu RegioTram. Zaplanowano powiązanie, obejmującej 120 kilometrów miejskiej sieci tramwajowej w Kassel z regionalną siecią kolejową. Rozwiązanie to miało na celu wyeliminowanie dużej ilości przesiadek i zachęcenie do korzystania z transportu zbiorowego. Projekt rozpoczęto od modernizacji słabo eksploatowanej jednotorowej linii towarowej, na której przeprowadzono elektryfikację napięciem 600V prądu stałego. Celem było zapewnienie możliwości prowadzenia ruchu tramwajowego i kolejowego towarowego. Wymagało to wykonania spotów torów na długości przystanków, koniecznych dla przejazdu pociągów o szerszej skrajni niż tramwaje. Najważniejszym punktem projektu było wprowadzenie tramwaju dwusystemowego, który miał regularnie kursować po miejskiej sieci tramwajowej i regionalnej infrastrukturze kolejowej. Przebudowano czołową stację kolejową w Kassel do przyjmowania tramwajów, gdzie tor prowadzący na jeden z peronów przedłużono tunelem pod budynkiem dworca, dzięki czemu tramwaj dwusystemowy może wjeżdżać do centrum miasta. Rysunek 6. Pojazd Regio Citadis na linii nr 5 do Melsungen (wyjazd z tunelu) [11] Pojazdy dwusystemowe dla Kassel wyprodukowała francuska firma Alstom. Jest to trójczłonowy model RegioCitadis. Modułowa budowa tramwaju pozwala na złożenie różnych wariantów pojazdu z kilkoma opcjami rozmieszczenia drzwi, zasilania i budowy czoła pojazdu. Miasto Kassel zamówiło RegioCitadis w dwóch wersjach. Pierwszy zasilany napięciem z miejskiej sieci tramwajowej 600V prądu stałego lub 15kV prądu przemiennego. Druga wersja, podobnie jak pierwsza, może być zasilana napięciem 600V DC, 90

ale jest również wyposażona w agregat spalinowy pozwalający na jazdę po liniach niezelektryfikowanych. Ponieważ tramwaj dwusystemowy porusza się po infrastrukturze kolejowej, musi spełniać warunki bezpieczeństwa dla kolei. Projektanci Alstomu zwiększyli wytrzymałość pudła na zderzenia do 600kN i użyli mocniejszy niż w klasycznych tramwajach hamulców, co wymusiła na nich większa masa pojazdu [5]. 3.5 Saarbahn Saarbahn to linia regionalna działająca na zasadach tramwaju dwusystemowego, łącząca francuską miejscowość Sarreguemines, z niemieckim Saarbrücken. Na część południową składają się linie Deutsche Bahn i SNCF-Sieci Kolei Francuskich, a na północy ruch odbywa się po sieci tramwajowej miasta Saarbrücken. Linia ma łącznie 44 km długości i znajdują się na niej 43 przystanki. Pomysł wykorzystania idei tramwaju dwusystemowego wynikał z faktu, że wokół miasta Saarbrücken, podobnie jak w Karlsruhe, znajduj się gęsta sieć kolejowa. Władze miasta postanowiły wykorzystać to dla lepszego skomunikowania z regionem. Początkowo, linia uruchomiona w 1997 roku miała 19 km długości, obecnie została wydłużona w kierunku północnym, aż do miejscowości Lebach. Pojazdy dla Saarbahn wyprodukowała kanadyjska firma Bombardier. Jest to model Flexity Link, zasilany napięciem 750V prądu stałego z tramwajowej sieci trakcyjnej w Saarbrücken oraz 1,5kV na torach kolejowych. Składają się z trzech członów, wyposażono je w czujniki dzięki którym samoczynnie dostosowują się do poruszania po infrastrukturze tramwajowej, lub kolejowej, posiadają również udogodnienia dla pasażerów jak ruchomy stopień, wysuwany po zatrzymaniu pojazdu przy peronie. Odrębność systemu Saarbahn w stosunku do regionu Karlsruhe polega na tym, że odcinek tramwajowy oraz pojazdy mają parametry kolejowe, chociaż na odcinku w mieście sterowanie ruchem odbywa się według przepisów tramwajowych [6]. 3.6 Chemnitz Zupełnym przeciwieństwem poprzednich systemów jest ten zastosowany w Chemnitz, który jest obecnie określany jako Model Chemnitz. W odróżnieniu od Modelu Karlsruhe polega on na dostosowaniu linii kolejowej do parametrów tramwajowych z zastosowaniem zasilania napięciem 750 V prądu stałego (choć sieć miejska ma 600 V DC) oraz zastosowaniem peronów o wysokości 200 mm nad główkę szyny. W związku z tym trasy są obsługiwane przez odpowiednio dostosowany tabor tramwajowy, który w przypadku Chemnitz składa się z całkowicie niskopodłogowych pojazdów wieloprzegubowych typu Variobahn. Dodatkowo różnica napięć zasilania 600-750 V DC nie wywołuje większych problemów technicznych i nie podraża pojazdu dodatkowym wyposażeniem. Taki układ dobrze spełnia swe funkcje na liniach kolejowych o niewielkim natężeniu ruchu kolejowego lub z zawieszonym ruchem kolejowym [6]. 3.7 Nordhausen W tym niewielkim miasteczku tramwaje funkcjonują od 1900 roku. Miasto to ma sieć tramwajową o rozstawie szyn 1000 mm. W 2002 wybudowano łącznik pomiędzy pętlą tramwajową przy dworcu a stacją kolei wąskotorowej, by w 2004 uruchomić linię tramwajową nr 10 z Krankenhaus przez dworzec kolejowy i dalej linią wąskotorowej kolei Harzer Schmalspurbahnen do Ilfeld Neanderklinik. Linie tę obsługują dostarczone w 2004 dwa z trzech elektryczno-spalinowych tramwajów dwusystemowych (trzeci wagon jest w rezerwie) Siemens Combino Duo. 91

92

4. Podsumowanie Rozwiązania zapoczątkowane w Karlsruhe można stosować i kształtować zgodnie z lokalnymi potrzebami, wykorzystując miejscowe uwarunkowania funkcjonalne. System jest w stanie usprawnić publiczną komunikację zbiorową i zapewnić atrakcyjne połączenia dla pasażerów. System taki ma znaczenie szczególne dla obszarów peryferyjnych, gdzie dotarcie do centrum aglomeracji wymaga kilku przesiadek. Przykłady z Europy zachodniej pokazują, że tramwaj dwusystemowy jest w stanie przekonać pasażerów do korzystania ze zbiorowego środka transportu, ponieważ eliminuje te niedogodności. Ważnym czynnikiem jest również koszt wprowadzenia systemu, który jest znacząco niższy od kosztów wybudowania nowej linii kolejowej przez centrum miasta. Osiągnięto także bardziej racjonalne wykorzystanie istniejącej w regionie infrastruktury szynowej (przewozy tramwajami dwusystemowymi generują mniejsze koszty niż klasycznym taborem kolejowym, a oszczędności spożytkowano na zwiększenie częstotliwości przewozów co następnie przełożyło się na zwiększenie liczby pasażerów). Pojawienie się takiego nowego multimodalnego systemu powoduje postrzeganie miasta jako ośrodka innowacyjnego, otwartego na wdrażanie nowych technologii. Wdrożenie systemu w każdym kraju wymaga rozwiązania wielu problemów technicznych, lecz przede wszystkim prawnych i organizacyjnych. O tym, że nie jest to idea martwa niech świadczą plany rozbudowy sieci tramwajów w dwusystemowe. Takie projekty dotyczą okolic Brunszwiku, Rostoku, francuskiego Strasburga, okolic Stuttgartu, ale także Liberca (planowane połączenie z Jelenią Górą, Zittau i Tannwald) i wiele innych. 5. Bibliografia [1] http://www.wikiwand.com/de/verkn%c3%bcpfung_zwischen_stra%c3% 9Fenbahn_und_Eisenbahn [2] Karlsruhe Model., http://www.karlsruher-modell.de/en/index.html [3] Kraśkiewicz C., Oleksiewicz W., Tramwaj dwusystemowy - moda, czy trend rozwojowy aglomeracyjnego transportu szynowego?, Logistyka, nr 4, 2015. [4] Kraśkiewicz C., Oleksiewicz W., Tramwaj dwusystemowy w Karlsruhe, Logistyka, nr 4, 2015 [5] Materiały reklamowe firmy ALSTOM [6] Pielech R., Tramwaje dwusystemowe w Niemczech przegląd konstrukcji. http://inforail.pl/ tramwaje-dwusystemowe-w-niemczech-%e2%80%93-przegladkonstrukcji_more_63051.html# [7] Strona internetowa: https://en.wikipedia.org/wiki/saarbahn#/media/ File:StadtbahnGleisplanSaarbr%C3%BCckenM%C3%A4rz1999.png [8] Strona Internetowa: https://en.wikipedia.org/wiki/s-train#/media/file:karte_s- Bahnnetze_in_Deutschland.svg [9] Strona internetowa: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/aa/%c3%8ele-de- France_-_plan_des_tramways.png [10] Strona internetowa: https://www.kvv.de/fileadmin/user_upload/kvv/broschueren/ TramTrain_Broschuere_D.pdf [11] Strona internetowa: https://www.youtube.com/watch?v=hwg42yrqt6y [12] Walther G., Zintegrowane systemy kolejowo-tramwajowe w Europie stan obecny i perspektywy rozwoju, Technika Transportu Szynowego, nr 1-2, 2000. 93

PUBLICZNE ŚRODKI TRANSPORTOWE A SAMOCHÓD ELEKTRYCZNY W OBSŁUDZE PODRÓŻY MIEJSKICH W METROPOLII TRÓJMIEJSKIEJ Dariusz Karkosiński Kazimierz Jamroz Michał Pacholczyk Wojciech Kustra 1. Wstęp Metropolia trójmiejska ma wyjątkowo niekorzystne uwarunkowania terenowe dla funkcjonowania i rozwoju sieci komunikacji publicznej. Ze względu na położenie trzech miast wzdłuż zatoki Gdańskiej układ transportowy ma charakter pasmowy. Centralami osiami tego układu są: Obwodnica Trójmiasta (S6), ciąg ulic Trakt Św. Wojciecha Aleja Zwycięstwa Aleja Grunwaldzka Aleja Niepodległości - Aleja Zwycięstwa Ślaska Morska (droga krajowa nr 91 i droga wojewódzka 468) oraz linia kolejowa Gdańsk Główny - Gdynia Główna nr 202 i Gdańsk Śródmieście Rumia nr 250. Uzupełnieniem układu północ-południe jest szereg połączeń drogowych prostopadłych (wschódzachód) łączących tzw. dolny taras z górnym: Obwodnica Południowa (S7), Starogardzka (DW222), Świętokrzyska-Małomiejska (DW221), Armii Krajowej Podwale Przedmiejskie- Elbląska (DW501), Słowackiego (DW472), Spacerowa (DW218), Wielkopolska (DW474), Chwarznieńska, Trasa Kwiatkowskiego oraz nowe połączenie kolejowe Pomorska Kolej Metropolitalna (PKM) łącząca dzielnicę miasta Wrzeszcz z Portem Lotniczym oraz dalej w kierunku Kartuz i Kościerzyny. Od wielu lat liczba mieszkańców Trójmiast wykazuje tendencję zniżkową. Mieszkańcy przenoszą się do powiatów położnych na zachód od Trójmiasta do gmin w bezpośrednim sąsiedztwie miasta. Powoduje to bardzo duże zapotrzebowanie na podróże na relacji wschód-zachód. O ile dzielnice położone na tzw. dolnym tarasie są dobrze skomunikowane za pomocą linii transportu zbiorowego: SKM, autobusowych, trolejbusowych i tramwajowych na kierunku północ-południe. O tyle na relacji wschód-zachód występuje deficyt szybkich połączeń transportem zbiorowym. W ostatnich latach sytuacja ta się trochę poprawiła: budowa nowego połączenia tramwajowego na Chełm, Morenę czy wyżej wymieniona PKM. Niestety tylko ta ostatnia pozwala na podróż osób do gmin poza granice Trójmiasta. Dla pozostałych osób alternatywą dla transportu indywidualnego jest autobus. Niestety poruszając się po tych samych drogach, co samochody tak samo jak one narażony jest na ograniczenie przepustowości i duże straty czasu wynikające z bardzo dużych natężeń ruch, szczególnie w godzinach szczytu porannego i popołudniowego. Dodatkowym utrudnieniem dla chcących podróżować komunikacją zbiorową są skomplikowane taryfy i rodzaje biletów metropolitalnych. Duża różnica wysokości pomiędzy dolnym i górnym tarasem jest barierą dla rozwoju komunikacji rowerowej w Gdańsku. Taka sytuacja występuje pomimo stale zwiększają- 94

cej się długości dróg rowerowych na tych relacjach. Obsługa komunikacyjna górnego tarasu i południowo-zachodnich dzielnic jest skanalizowana dolinami pomiędzy wzgórzami morenowymi. Budowa siatki komunikacji szynowej, jakie występują w innych metropoliach, jest w takich warunkach kosztowna. Pomimo ambitnych planów rozwoju sieci tramwajowych w Gdańsku (między innymi budowa linii w ciągu ulic Bulońska, Warszawska, Świętokrzyska) transport indywidualny będzie jeszcze przez wiele lat dominujących w podziale zadań przewozowych [1]. Zgodnie z przyjętą strategią Gdańskiego Obszaru Metropolitalnego (GOM) celem jest osiągnięcie [2], w roku 2030, podziału zadań przewozowych wynoszącego: 33% transport indywidualny zmotoryzowany, 33,3% zbiorowy, 33,3% ruchu pieszy i rowerowy. Aktualny podział zadań wynosi: 40% indywidualny zmotoryzowany 32% zbiorowy, 6% rowerowy oraz 22% pieszy. Należy więc rozważyć wykorzystanie, w podróżach w GOM, pojazdów elektrycznych zarówno w transporcie indywidualnym jak i zbiorowym, które charakteryzują się znacznie niższymi kosztami eksploatacji. Polska jest specyficznym krajem w zakresie ekologicznych aspektów używania samochodów elektrycznych. Ponad 90% energii elektrycznej wyprodukowanej w Polsce pochodzi ze spalania węgla. Używanie samochodów elektrycznych ładowanych z sieci elektroenergetycznej nie zmniejsza zatem krajowej emisji spalin, lecz przenosi emisję z miast do elektrowni. Daje to ograniczenie smogu w miastach, lecz akurat Trójmiasto jest skutecznie przewietrzane przez wiatry. Natomiast ogólnokrajowe korzyści ekologiczne powstają jedynie, jeśli do ładowania samochodów wykorzystuje się źródła odnawialne, np. ogniwa fotowoltaiczne. Metropolia trójmiejska z racji położenia wzdłuż 54 stopnia szerokości geograficznej północnej charakteryzuje się niskim nasłonecznieniem w stosunku energii południowej części Polski i Europy, gdzie elektrownie słoneczne znajdują się o wiele bardziej skuteczne (rys. 1). Ponadto, w czasie sezonu jesienno- Rys. 1. Przebieg roczny natężenia promieniowania (irradiacji) słońca w górnym Wrzeszczu (przerwa w odczytach w czerwcu wynikła z prac serwisowych stacji pogodowych) 95

zimowego, krótkie dni utrudniają pełne wykorzystanie potencjału elektrowni fotowoltaicznych do bezpośredniego ładowania samochodu elektrycznego. Dodatkowo, zapotrzebowanie mocy samochodu w czasie jazdy w tych porach roku znacznie podnosi się ze względu na konieczność używania w samochodzie elektrycznego ogrzewania, wycieraczek i oświetlenia zewnętrznego pojazdu. Dlatego przeprowadzono badania ładowania samochodu Nissan Leaf za pośrednictwem stacyjnej baterii akumulatorów ładowanej z lokalnej elektrowni słonecznej oraz w kolejności ładowania samochodu elektrycznego z baterii akumulatorów i sprawdzanie zasięgu jazdy miejskiej w ciągu kolejnego dnia. 2. Badania ładowania Do przeprowadzenia badań wykorzystano część wyposażenia Laboratorium Innowacyjnych Technologii Elektroenergetycznych i Integracji Odnawialnych Źródeł Energii Linte^2 Politechniki Gdańskiej. Schemat części infrastruktury przedstawia rys. 2. Elektrownia słoneczna zainstalowana na dachu Laboratorium składa się z trzech baterii o różnych mocach znamionowych. Poprzez odpowiednie łączniki przyłączano w ciągu dnia falowniki (inwertery) tych baterii do przekształtnika dwukierunkowego baterii akumulatorów stacyjnych. Energię zgromadzoną w akumulatorach wykorzystywano do wolnego ładowania samochodu elektrycznego. Bateria ogniw słonecznych 20 kw Bateria ogniw słonecznych 8 kw Bateria ogniw słonecznych 5 kw Falowniki elektrowni słonecznej = ~ = ~ = ~ Przekształtnik dwukierunkowy 230 V DC/3x400 V AC = ~ Ładowarka wolna 8 h ~ ~ Ładowarka szybka 30 min. ~ = Bateria akumulatorów 230 V DC 25 kwh Samochód elektryczny Nissan Leaf 24 kwh Rys. 2. Schemat infrastruktury LINTE^2 do badania efektywności ładowania samochodu elektrycznego z elektrowni słonecznej za pośrednictwem baterii akumulatorów stacyjnych 96

Jak wynika z rys. 3., najwyższa irradiacja słońca w pogodny dzień w styczniu nie przekracza 250 W/m 2, a w dni pochmurne 100 W/m 2. Efektywny dzienny czas pracy elektrowni słonecznej nie przekracza 6-7 godzin. Na rys. 4 i 5 przedstawiono fragmenty przebiegu mocy ładowania baterii akumulatorów z elektrowni słonecznej w dniu słonecznym o irradiacji zaznaczonej na rys. 3 linią ciągłą. Przebiegi na rys. 4 i 5 oznaczone PV odpowiadają mocy (AC) generowanej łącznie przez trzy falowniki elektrowni słonecznej. Przebiegi na rys. 4 i 5 oznaczone BA odpowiadają mocy (DC) ładowania baterii akumulatorów elektrochemicznych. Różnice pomiędzy przebiegiem PV i DC świadczą o stratach konwersji prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC). Jak widać, moc ładowania wynosi od 3-8 kw, zaś moc strat jest praktycznie stała na poziomie ok. 1,5 kw. Energia zgromadzona w akumulatorach w ciągu słonecznego dnia wyniosła 19 kw. Rys. 3. Przykładowe przebiegi dzienne natężenia promieniowania (irradiacji) słońca w górnym Wrzeszczu dla trzech styczniowych dni o różnym zachmurzeniu Rys. 4. Przedpołudniowy fragment przebiegu mocy ładowania baterii akumulatorów stacyjnych BA z elektrowni słonecznej PV 97

Rys. 5. Popołudniowy fragment przebiegu mocy ładowania baterii akumulatorów stacyjnych BA z elektrowni słonecznej PV Po zmierzchu rozpoczęto ładowanie samochodu Nissan Leaf z baterii akumulatorów stacyjnych. Fragment przebiegu mocy ładowania przedstawia rys. 6. Ładowarka wolna ładowała mocą 3,5 kw, co powodowało zużycie mocy z baterii stacyjnej na poziomie 5 kw. Straty konwersji prądu stałego na przemienny wynosiły w tym przypadku również ok. 1,5 kw. Łączne straty konwersji prądu z elektrowni słonecznej do ładowarki samochodu stanowią zatem ok. (1,5+1,5)/3,5 = 86%. Ładowanie zakończyło się samoczynnie po rozładowaniu akumulatorów stacyjnych, czyli po 4 godzinach. W tym czasie energia zgromadzona w akumulatorze samochodu zwiększyła się o 15 kwh. Rys. 6. Fragment przebiegu mocy ładowania samochodu z baterii akumulatorów stacyjnych BA poprzez ładowarkę wolną 3. Jazdy testowe W ciągu dnia rejestrowano trasę jazdy oraz parametry mechaniczne i elektryczne samochodu elektrycznego. Rejestracja parametrów mechanicznych i elektrycznych oraz danych nt. pozycji samochodu przeprowadzano za pomocą urządzenia mobilnego z aplikacją Leaf Spy Pro, pracującą pod kontrolą systemu Android. Aplikacja komunikuje się bezprzewodowo z adapterem podłączonym do wewnętrznej sieci CAN pojazdu, skąd pobierane są dane pomiarowe i zapisywane w pamięci wewnętrznej urządzenia mobil- 98

nego. Z kolei położenie i dokładna prędkość pojazdu rejestrowane są dzięki wykorzystaniu odbiornika GPS zainstalowanego w urządzeniu mobilnym. W celu umożliwienia odczytu, prezentacji i analizy zebranych danych pomiarowych opracowano program komputerowy LeafLog. Oprogramowanie LeafLog, stworzone dla komputerów z systemem Windows, pozwala na prezentację parametrów jazdy w postaci tabel oraz wykresów zmian kluczowych parametrów technicznych samochodu w funkcji czasu trwania jego przejazdu. Program LeafLog umożliwia również prezentację danych dotyczących trasy przejazdu samochodu na dowolnej mapie publikowanej w jednym z popularnych systemów internetowych Google Maps lub Microsoft Bing Maps. Analizę trasy i zmian parametrów technicznych samochodu w trakcie jazdy ułatwia zaimplementowana w programie funkcja dodawania znaczników trasy, wstawianych na mapie co zadaną ilość kilometrów, lub co zadaną ilość minut jazdy. Stworzony system do rejestracji i wizualizacji parametrów jazdy samochodu elektrycznego umożliwia monitorowanie i rejestrowanie kilkudziesięciu istotnych parametrów technicznych, takich jak: stan naładowania baterii SOC (ang. State Of Charge), prąd i napięcie baterii akumulatorów, moc pobierana przez silnik, urządzenia pokładowe i klimatyzację, energia zużyta oraz energia odzyskiwana podczas hamowania regeneracyjnego, temperatura akumulatorów oraz wiele innych. System pozwala nawet na rejestrację i analizę zmian ciśnienia i temperatury w oponach pojazdu. Na rysunkach 7-10. przedstawiono przykładowe trasy przejazdu na wybranych ulicach w Gdańsku. Na podstawie 20 jazd testowych Nissanem Leaf wykonanych w grudniu i styczniu oszacowano przeciętny zasięg, przy wykorzystaniu 15 kwh czyli ok. 68% energii akumulatora, przy dziennej jeździe na oponach zimowych, przy liczbie 3 osób, w temperaturze otoczenia -3 0 C.. +3 0 C, w trybie "eko" wyniósł 88 km. Natomiast przy jeździe dynamicznej i z wyższymi prędkościami (trasa przebiegając przez Obwodnicą Trójmiasta) zasięg wyniósł 49 km. Oznacza to, że nawet w krótkie, ale słoneczne dni styczniowe w obszarze Metropolii Trójmiejskiej można pokonywać samochodem elektrycznym całkowicie bezpłatnie (bo z energii słońca) od 50-80 km dziennie. Rys. 7. Przykładowy przebieg trasy jazdy 99

Rys. 8. Przykładowy przebieg prędkości jazdy i poziomu naładowania akumulatora samochodu Rys. 9. Przykładowy przebieg mocy akumulatora (pobieranej i oddawanej) w czasie jazdy w trybie eko Rys. 10. Przykładowy przebieg energii akumulatora (zużytej i odzyskanej) w czasie jazdy w trybie eko 100

4. Podsumowanie W celu przeprowadzenia badań efektywności ładowania samochodu elektrycznego z elektrowni słonecznej wykorzystano część infrastruktury Laboratorium LINIE^2 Politechniki Gdańskiej, w tym elektrownię słoneczną o łącznej mocy znamionowej 33 kw, baterię akumulatorów stacyjnych o pojemności 25 kwh oraz samochód elektryczny Nissan Leaf z akumulatorem o pojemności 24 kwh. W wyniku przeprowadzonych badań określono, że energia słoneczna zgromadzona w styczniowy słoneczny dzień, pozwala w ciągu kolejnego dnia na bez kosztowe pokonanie samochodem elektrycznym od 50 km jazdy bardzo dynamicznej do 80 km jazdy w trybie "eko". Straty dwukierunkowej konwersji prądu są niezmienne i wynoszą ok. 3 kw. Na podstawie przebiegu rocznego natężenia promieniowania (irradiacji) słońca w górnym Wrzeszczu (rys. 1) można oszacować, że maksymalna energia zgromadzona do naładowania samochodu w słonecznym lipcowym dniu z elektrowni słonecznej o mocy znamionowej 33 kw mogłaby być kilkukrotnie wyższa. Prawdopodobnie, do pełnego naładowania samochodu wystarczyłoby korzystanie tylko z elektrowni o mocy 8 kw. Niezbędne są dalsze badania w okresie letnim. 5. Literatura [1] Sierpiński G.: Zachowania komunikacyjne osób podróżujących a wybór środka transport w mieście. Prace naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport, z. 84, 2012. [2] Michalski L., Jamroz K., Grzelec K., Grulkowski S., Kaszubowski D., Okraszewska R., Birr K., Kustra W.: Strategia transportu i mobilności obszaru metropolitalnego Gdańsk-Gdynia-Sopot do roku 2030. 101

Alternatywa dla elektryfikacji miejskiej linii kolejowej elektryczne zasobnikowe jednostki trakcyjne Natalia Karkosińska-Brzozowska 1 1. Wstęp Linia kolejowa nr 248 charakteryzuje się występowaniem dużych pochyleń podłużnych oraz małych promieni łuków poziomych, na co wpływ miały uwarunkowania terenowe. Najmniejsze promienie łuków poziomych (w zakresie od 390 do 500 m) występują na długim łuku koszowym za stacją Gdańsk Wrzeszcz. Natomiast najdłuższe pochylenie podłużne o znacznej wartości (prawie 27 ) występuje na odcinku pomiędzy przystankiem Gdańsk Kiełpinek a Gdańsk Matarnia, zaś zmiana wysokości sięga 130 m. Jednocześnie linii tej stawia się wymagania według przepisów dla szybkich kolei miejskich odległości między 9-cioma przystankami wynoszą średnio 1500 m. Na linii pasażerowie obsługiwani są przez spalinowe zespoły trakcyjne. Pojazdy dwuczłonowe typu 218Mc mają pojemność 250 osób, natomiast pojazdy trzyczłonowe typu 219M 350 osób. Oba typy pojazdów mogą osiągnąć maksymalną prędkość 120 km/h, a moc zespołu napędowego w każdym z nich wynosi 2 x 390 kw. Pojazdy są powszechnie oceniane jako nieekologiczne, nieekonomiczne i o małym, w porównaniu do elektrycznych pojazdów trakcyjnych, przyśpieszeniu i prędkości na wzniesieniach. W kolejnych latach przewiduje się elektryfikację tej linii, która będzie kosztowna i zaburzająca jej walory krajobrazowe. Poszukiwania rozwiązań umożliwiających ograniczenie energochłonności transportu szynowego oraz postęp technologiczny w zakresie energoelektroniki i magazynowania energii doprowadziły do hybrydyzacji elektrycznych pojazdów szynowych. Znane są liczne aplikacje innowacyjnych urządzeń do magazynowania energii na pokładach pojazdów [1, 13, 17, 20, 22]. Zasobniki wykorzystywane są głównie do odzyskiwania energii hamowania, jak również umożliwiają autonomiczną jazdę pojazdów w przypadku awarii sieci trakcyjnej oraz na niezelektryfikowanych odcinkach linii [3, 6-9, 11, 16, 19]. Zastosowania te mają miejsca przede wszystkim w tramwajach i trolejbusach, rzadziej w systemach kolejowych, gdzie wymagania w stosunku do zasobników są znacznie większe [4, 12, 14, 15]. Mimo to elektryczne zasobnikowe jednostki trakcyjne funkcjonują na linii Utsunomiya Karasuyama w Japonii od 2014 roku [13]. Natomiast kolejna znana aplikacja kolejowa to autonomicznie zasilany elektryczny zespół trakcyjny IPEMU (ang. Independently Powered Electric Multiple-Unit), który był testowany w Wielkiej Brytanii [2]. 1 mgr inż. Katedra Transportu Szynowego i Mostów, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Politechnika Gdańska 102

Wykorzystywanie pojazdowych zasobników energii do autonomicznej jazdy pojazdów elektrycznych transportu zbiorowego może być alternatywą dla sieciowej trakcji elektrycznej. Umożliwia podwyższenie efektywności energetycznej pojazdów poprzez wykorzystanie energii hamowania odzyskowego. Zasobniki pojazdów mogą być doładowywane również na zelektryfikowanych odcinkach trasy lub przystankach [10]. 2. Analiza zasilania autonomicznego na części linii nr 248 Zastosowanie pojazdowych zasobników energii pozwala na rekuperację energii, a tym samym na zwiększenie efektywności jej wykorzystania. Ponadto zasobniki energii mogą być wykorzystane do zasilania pojazdów na krótkie odległości [6, 7]. Umożliwia to eksploatację linii z odcinkami niezelektryfikowanymi tam, gdzie elektryfikacja jest szczególnie kosztowna np. w tunelach, na mostach i skrzyżowaniach. Jest to również rozwiązanie alternatywne dla elektryfikacji krótkich odcinków linii, po których obecnie poruszają się spalinowe zespoły trakcyjne. Na rys. 1 przedstawiono schemat zasilania pojazdu, jeśli porusza się on po linii częściowo zelektryfikowanej. Rys. 1. Uproszczony schemat linii kolejowej częściowo zelektryfikowanej Na analizowanym odcinku linii nr 248 od Wrzeszcza do Lotniska znajduje się osiem przystanków: (1) Wrzeszcz, (2) Strzyża, (3) Niedźwiednik, (4) Brętowo, (5) Jasień, (6) Kiełpinek, (7) Matarnia, (8) Port Lotniczy. W celu realizacji przejazdu teoretycznego na podstawie profilu podłużnego utworzono profil zastępczy i wyznaczono zasadnicze opory ruchu. Profil zastępczy, rzeczywisty profil podłużny oraz miejsca występowania łuków i krzywych przejściowych dla analizowanej linii przedstawiono na rys. 2. Rys. 2. Profil zastępczy linii dla kierunku (1) Wrzeszcz (8) Port Lotniczy 103

Dla potrzeb analizy energetycznej przejazdów z wykorzystaniem zasobnika hybrydowego założono, że sieć trakcyjna poza stacją Gdańsk Wrzeszcz będzie występować od stacji technicznej na linii nr 248 (pomiędzy przystankiem Gdańsk Port Lotniczy a Gdańsk Rębiechowo) do przystanku Gdańsk Osowa oraz na linii nr 201. Przejazd teoretyczny dla zasobnikowej jednostki trakcyjnej wykonano dla niezelektryfikowanego najbardziej energochłonnego odcinka Gdańsk Wrzeszcz Gdańsk Port Lotniczy. Przyjęto seryjnie produkowany 2-członowy elektryczny zespół trakcyjny. Obliczenia przeprowadzono dla każdego odcinka jazdy między przystankami w obu kierunkach. Komputerowy model symulacyjny utworzono w programie Matlab/Simulink. Podstawą tych obliczeń było rozwiązanie nieliniowych równań różniczkowych dynamiki pojazdu w trakcie rozruchu, jazdy, wybiegu oraz hamowania. W modelu obliczana jest charakterystyka trakcyjna wybranego pojazdu, zadawane są opory zasadnicze oraz opory dodatkowe w postaci profilu zastępczego. W zależności od charakterystyki pojazdu oraz miejsca, gdzie aktualnie znajduje się pociąg wprowadzone są warunki jazdy, wybiegu oraz hamowania pociągu. Wynikiem obliczeń jest moc oraz energia zużyta oraz zgromadzona w zasobniku. a) b) Przykładowe wyniki symulacji na trasie (6) Kiełpinek (7) Matarnia i w kierunku przeciwnym przedstawiono na rys. 3. W momencie rozruchu energia jest pobierana przez pojazd i zużywana na pokonanie oporów ruchu, na pokrycie strat w układzie napędowym oraz zasilanie obwodów pomocniczych. Założono, że na straty przeznaczone jest 20% pobieranej energii. Natomiast w momencie hamowania możliwe jest odzyskiwanie energii poprzez zastosowanie hamowania odzyskowego. Dzięki temu można wykorzystać tę energię gromadząc ją w zasobniku. Na trasie (6) Kiełpinek (7) Matarnia pojazd pobiera energię bliską 21 kwh, natomiast oddaje Rys. 3. Zmiana energii pobieranej i oddawanej przez pojazd na wybranym odcinku trasy: a) energia pobrana, b) energia oddana 104

prawie 5 kwh. Dla przejazdu w kierunku przeciwnym energia pobierana wynosi prawie 16 kwh, a oddawana prawie 14 kwh. Jest to przykładem specyfiki bilansu energetycznego dla tego fragmentu linii nr 248. Podczas obu przejazdów pełnej trasy (1) (8) oraz (8) (1) nie jest przekraczana prędkość 90 km/h (25 m/s), mimo, że jest to prędkość niższa od zakładanej prędkości maksymalnej 120 km/h. Wynika to z górskiego charakteru trasy, krótkich odległości między przystankami oraz sposobu prowadzenia pojazdu. Zebrane wyniki z poszczególnych odcinków dotyczą dwóch przejazdów: Wrzeszcz Port Lotniczy oraz Port Lotniczy Wrzeszcz zakładając czas postoju na każdym przystanku 30 s. Przebieg prędkości pojazdu przedstawiono na rys. 4. Przy przeprowadzaniu przejazdu teoretycznego nie prowadzono forsownej jazdy konsekwentnie na każdym odcinku stosowano także jazdę wybiegiem. Jadąc z Wrzeszcza pojazd wyraźnie zwalnia podczas jazdy z wybiegu, natomiast w przeciwnym kierunku momentami przyspiesza. a) b) Rys. 4. Prędkość w funkcji drogi dla przejazdu: a) (1) Wrzeszcz (8) Port Lotniczy; b) (8) Port Lotniczy (1) Wrzeszcz 105

Wyniki uzyskane podczas przejazdu teoretycznego pozwalają na określenie wielkości zużycia energii dla danego pojazdu na analizowanej trasie linii. Zastosowanie hamowania odzyskowego i zasobnika energii zwiększa efektywność energetyczną. W celu dobrania zasobnika wykonano bilans energetyczny, który przedstawiono na rys. 5. Z bilansu wynika, że na odcinku (8) Port Lotniczy (1) Wrzeszcz łączna pobierana energia jest mniejsza zaś oddawana większa niż podczas przejazdu odcinka w przeciwnym kierunku. Zauważyć można również, że jadąc w kierunku Wrzeszcza energia oddawana wynosi mniej niż połowę energii pobieranej. Zależności te wynikają z profilu trasy i mają wpływ na sposób doboru zasobnika energii. Dobierając zasobnik energii zwrócono szczególnie uwagę na wymagania energetyczne na odcinku (1) (8) jak również na wartość energii, którą chcemy odzyskać przy hamowaniu rekuperacyjnym i która jest większa w kierunku (8) (1). Suma energii pobranej wynosi ok. 130 kwh na odcinku (1) (8) oraz ok. 100 kwh w przeciwnym kierunku. Natomiast energia możliwa do odzyskania wynosi ok. 50 kwh na odcinku (1) Wrzeszcz (8) Port Lotniczy oraz ok. 76 kwh w przeciwnym kierunku. a) b) Rys. 5. Bilans energetyczny przejazdu: a) dla jazdy na odcinku (1) Wrzeszcz (8) Port Lotniczy; b) dla jazdy na odcinku (8) Port Lotniczy (1) Wrzeszcz 3. Studium doboru zasobnika energii elektrycznej Wyniki symulacji pozwalają na dobór zasobnika energii, który opiera się głównie na trasie w kierunku bardziej wymagającym energetycznie (Wrzeszcz Port Lotniczy). W celu uwzględnienia potrzeb nietrakcyjnych pojazdu (np. sterowanie, oświetlenie, ogrzewanie, klimatyzację) oraz sprawność przetwarzania energii w przekształtnikach i zespołach napędowych przyjęto 120% zwiększenia zapotrzebowania energii z zasobników. Energia zgromadzona w akumulatorach z powodu ograniczeń czasowych ładowania na niektórych postojach powinna stanowić 50% pojemności znamionowej. Proponuje się zastosowanie nowoczesnego hybrydowego zasobnika składającego się z: baterii akumulatorów trakcyjnych fosforanowo-litowo-magnezowych (LiFeMgPO4) [21] jako zasobnik podstawowy, superkondensatorów jako zasobnik do przejmowania i oddawania energii w stanach dynamicznych pojazdu (duże prądy rozruchu i hamowania) [5]. 106

Energię zgromadzoną i oddawaną w supekondensatorach przyjęto na poziomie przynajmniej 50 kwh, w związku z czym 50% energii baterii akumulatorów nie powinna być mniejsza niż 96 kwh. Energia ta powinna być dostępna w ciągu 20 minutowej jazdy na odcinku niezelektryfikowanym. Proponuje się baterię 100 sztuk akumulatorów jako zasobnik podstawowy oraz superkondensatorowe moduły o pojemności znamionowej 94 F. W celu uzyskania odpowiedniego napięcia moduły połączono szeregowo, a w celu uzyskania wymaganej mocy gałęzie połączono równolegle. Proponuje się tak utworzony zespół zasobnika włączyć do obwodu głównego pojazdu poprzez dwukierunkowy przekształtnik energoelektroniczny DC/DC. Napęd elektryczny zasilany jest w standardowy sposób poprzez przekształtnik DC/AC [18]. Masa zasobnika akumulatorowego wyniesie ok. 3 ton. Uwzględniając przekształtniki, wentylatory i układy pomocnicze masę zasobnika akumulatorowego trzeba przyjąć równą ok. 4 tony. Energia do odzyskania z hamowania dla poszczególnych odcinków międzyprzystankowych wynosi ok. 10 kwh dla jazdy w kierunku Port Lotniczy Wrzeszcz oraz ok. 7 kwh w przeciwnym kierunku. Przyjęta energia zgromadzona i oddawana w superkondensatorach na poziomie 50 kwh będzie wspomagała energię zasobnika akumulatorowego podczas 7 rozruchów pociągu. Pozwala to na założenie, że energia wykorzystywana z superkondensatorów przy 6 rozruchach będzie na poziomie 7 kwh, a przy jednym najbardziej wymagającym na poziomie 8 kwh. Pozwala to na określenie wymaganej maksymalnej mocy chwilowej baterii, która będzie największa podczas rozruchu ze stacji Kiełpinek (w kierunku stacji Port Lotniczy). Po przeprowadzonych obliczeniach otrzymano zasobnik składający się z prawie 200 jednostek modułowych. Jego energia użyteczna jest równa 10,25 kwh, a masa wynosi prawie 5 ton. Uwzględniając tak jak w przypadku baterii akumulatorów masę przekształtników i osprzętu, należy przyjąć jako masę zasobnika superkondensatorowego ponad 6 ton. 4. Podsumowanie Przedstawione wyniki studium pozwalają na stwierdzenie, że istnieje alternatywa dla elektryfikacji linii nr 248 w postaci wykorzystania elektrycznej autonomicznej jednostki z zasobnikiem hybrydowym składającym się z akumulatorów elektrochemicznych i superkondensatorów. Jednostka ta mogłaby korzystać z zasobnika na odcinku Gdańsk Wrzeszcz stacja techniczna za Portem Lotniczym. Na pozostałej części trasy pantograf jednostki byłby podniesiony w celu zasilania napędu z sieci trakcyjnej oraz uzupełnienia energii w zasobniku. Przedstawiona alternatywa dla elektryfikacji, pozwoli na zachowanie estetyki krajobrazu wzdłuż linii nr 248. Elektryfikacja linii to dziesiątki kilometrów przewodów trakcyjnych i setki konstrukcji wsporczych sieci, które zaburzą krajobraz tego fragmentu linii nr 248. 5. Literatura [1] Arboleya P., Cotoa M., González-Morán C., Arregui R., On board accumulator model for power flow studies in DC traction networks. Electric Power Systems Research 116, 2014. [2] Batteries included: Prototype battery-powered train carries passengers for first time, http:// www.railmagazine.com/trains/new-trains/batteries-included [3] Ceraolo M., Giglioli R., Lutzemberger G., Bechini A., Cost effective storage for energy saving in feeding systems of tramways. Electric Vehicle Conference (IEVC), IEEE International 2014. 107

[4] Ceraolo M., Lutzemberger G., Stationary and on-board storage systems to enhance energy and cost efficiency of tramways. Journal of Power Sources 264, 2014. [5] Datasheet 75V Module, http://www.maxwell.com/images/documents/datasheet_75v_ module.pdf [6] De la Torre S.; Sanchez-Racero A. J., Aguado J. A., Reyes M., Martianez O., Optimal Sizing of Energy Storage for Regenerative Braking in Electric Railway Systems. IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 30, No. 3, May 2015. [7] Del Pizzo, A.; Fratelli, L.; Perna, D.; Nappo, C., A method for design to range energy storage systems in catenary free operations of light railway vehicles. Clean Electrical Power (ICCEP), 2015 International Conference on, 2015. [8] Hayashiya H., Hara D., Tojo M., Watanabe K., Hino M., Suzuki T., Okamoto H., Takahashi H., Kato T., Teshima M., Lithium-ion battery installation in traction power supply system for regenerative energy utilization. Initial report of effect evaluation after half a year operation. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition (PEMC) Antalya, Turkey 21-24 Sept 2014. [9] Hayashiya H., Suzuki T., Kawahara K., Yamanoi T., Comparative study of investment and efficiency to reduce energy consumption in traction power supply. A present situation of regenerative energy utilization by energy storage system. 16th International Power Electronics and Motion Control Conference and Exposition Antalya, Turkey 21-24 Sept 2014. [10] Judek S., Karwowski K., Supply of electric vehicles via magnetically coupled air coils. 13th. Power Electronics and Motion Control Conference, EPE-PEMC 2008. [11] Krawczyk G.: Akumulacja energii w transporcie szynowym, Logistyka 3/2012. [12] López-López Á. J., Pecharromán R. R., Fernández-Cardador A., Cucala A. P, Assessment of energy-saving techniques in direct-current-electrified mass transit systems. Transportation Research Part C 38, 2014. [13] Czucha J., Karwowski K., Mizan M., Pazdro P.: Efektywność odzysku energii hamowania elektrodynamicznego w komunikacji miejskiej. Przegląd Elektrotechniczny 2004 R. 80 nr 10, 1016-1019. [14] Maciołek T., Drążek Z., Szeląg A., Efektywność energetyczna zasobników energii w podstacjach systemu prądu stałego 3 kv DC. Logistyka 3/2015. [15] Okui A., Hase S., Shigeeda H., Konishi T., Yoshi T., Application of Energy Storage System for Railway Transportation in Japan. The International Power Electronics Conference, 2010. [16] Pawełczyk M.: Rozwój systemów wykorzystujących akumulację energii w transporcie szynowym, Pojazdy Szynowe nr 2/2011. [17] Ratniyomchai T., Hillmansen S., Tricoli P., Recent developments and applications of Energy storage devices in electrified railways. IET Electr. Syst. Transp., Vol. 4, Iss. 1, 2014. [18] Rufer A., Energy Storage for Railway Systems, Energy Recovery and Vehicle Autonomy in Europe. The International Power Electronics Conference (IPEC), 2010. [19] Szeląg A.: Efektywność hamowania odzyskowego w zelektryfikowanym transporcie szynowym, Pojazdy Szynowe nr 4/2009. [20] Tsukahara K., Kondo K., A Study on Methods to Design and Select Energy Storage Devices for Fuel Cell Hybrid Powered Railway Vehicles. Industrial Electronics Society, IECON - 39th Annual Conference of the IEEE, 2013. [21] Ucharge XP Datasheet Nov 2014, http://www.valence.com/resources/ [22] Zhu Guiping, Xia Mingchao, Wang Siyu, Hybrid Power Supply System of Rail Transit Based on On-board Energy Storage Equipment. 2014 International Conference on Power System Technology (POWERCON 2014) Chengdu, 20-22 Oct. 2014. 108

AUTORZY REFERATÓW dr inż. Jan Bogusławski - Pomorska Rada FSNT NOT w Gdańsku dr hab. Krzysztof Grzelec - Metropolitalny Związek Komunikacyjny Zatoki Gdańskiej dr Marcin Połom - Uniwersytet Gdański, Wydział Oceanografii i Geografii, Katedra Geografii Rozwoju Regionalnego dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk - Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu inż. Tomasz Labuda - Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej Sp. z o.o. dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk - Przedsiębiorstwo Komunikacji Trolejbusowej Sp. z o.o. prof. dr hab. inż. Krzysztof Karwowski - Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu prof. dr hab. inż. Kazimierz Jamroz - Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Inżynierii Drogowej dr inż. Mikołaj Bartłomiejczyk - Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki I Automatyki, Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu dr inż. Sławomir Grulkowski - Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów mgr inż. Jerzy Zariczny - Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów dr hab. inż. Dariusz Karkosiński - Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu mgr inż. Michał Pacholczyk - Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Katedra Inżynierii Elektrycznej Transportu dr inż. Wojciech Kustra - Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Inżynierii Drogowej mgr inż. Natalia Karkosińska-Brzozowska - Politechnika Gdańska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska, Katedra Transportu Szynowego i Mostów 109

110

Pomorska Rada Federacji Stowarzyszeń Naukowo-Technicznych Naczelnej Organizacji Technicznej Gdańsku ul. Rajska 6, 80-850 Gdańsk tel. 58 321 84 84, e-mail: sekretariat@gdansk.enot.pl, www.notgdansk.pl 111