Koncept
Wszystkie linie kolejowe w Polsce są patrolowane przez flotę dronów.
- Drony lecą wzdłuż torów w wąskim korytarzu.
- Kamera + termowizja + AI do wykrywania zagrożeń.
- Obraz trafia do dyspozytorni i systemów bezpieczeństwa kolei.
Co mają wykrywać:
- ludzi na torach
- przeszkody na torach i przy torach
- pożary, osuwiska, podmycia nasypów
- kradzież infrastruktury
- uszkodzenia trakcji i słupów
Dron nie wisi w miejscu. On robi ciągłe pętle nad swoim odcinkiem.
Parametry, na których stoimy
Przyjmujemy:
- długość sieci kolejowej w Polsce: ok. 19 500 km (albo tylko zelektryfikowanych linii: 12 500 km)
- dron klasy przemysłowej, raczej fixed wing / VTOL
- prędkość patrolowa: 60 km/h
- czas lotu na baterii: 2 godziny
- wymaganie: każdy punkt torów ma być obejrzany raz na 30-40 minut
Jak to działa na jednym odcinku:
- dron robi pętlę: tam i z powrotem
- jeśli ma zrobić pętlę w ok. 40 minut, przy 60 km/h
- wychodzi, że może obsłużyć ok. 20 km torów
Czyli:
1 dron w powietrzu efektywnie patroluje ok. 20 km torów przy cyklu 30-40 minut.
Ile dronów wychodzi z tego w skali kraju
Policzymy odcinki:
- 19 500 km / 20 km ≈ 975 odcinków
Tyle dronów trzeba mieć jednocześnie w powietrzu: ok. 975.
Ale flota musi mieć zapas:
- część dronów lata
- część się ładuje
- część jest w serwisie albo w rezerwie
Przyjmujemy współczynnik 3:
- 975 w powietrzu
- 975 na ładowaniu / rotacji
- 975 w serwisie / rezerwie
Wynik:
Realnie potrzeba około 3 000 dronów w całej Polsce, żeby mieć stałe monitorowanie całej sieci kolejowej w takim trybie.
Jeszcze ambitniej
- AI od razu rozpoznaje sytuacje niebezpieczne
- system wysyła alert do dyspozytora
- możliwe automatyczne spowolnienie lub zatrzymanie pociągów w rejonie zagrożenia
Problemowe:
- prawo lotnicze nad całą Polską
- integracja z ruchem lotniczym i innymi dronami
- odpowiedzialność prawna za błędne alarmy i brak alarmu
- gigantyczna ilość wideo do przetworzenia
Logistyka
Gdzie fizycznie stoją gniazda dronów
Najprostszy model: gotowe “drone-in-a-box” Czyli mała skrzynia przy torach, w środku:
- lądowisko z pozycjonowaniem RTK / wizyjnym
- automatyczne ładowanie albo wymiana baterii
- ogrzewanie / klimatyzacja dla baterii
- modem LTE/5G + ewentualnie światłowód
- sterownik, który robi self-testy drona i stacji
Rozwiązania istnieją komercyjnie (DJI Dock, Heisha, Skycharge itd.) i są używane właśnie do autonomicznych inspekcji infrastruktury i BVLOS, np. sieci energetycznych.
Najsensowniej stawiać je:
- przy istniejących obiektach kolejowych: nastawnie, podstacje, stacje techniczne
- na już ogrodzonym terenie
- z dostępem do prądu i internetu
W dziczy można dać wersje z panelami PV + baterią, ale to podnosi koszty.
Jak gęsto trzeba stawiać stacje
parametry:
- patrol: 60 km/h
- czas lotu: 2 h
- wymagany cykl obserwacji: 30-40 mi
20 km na 1 drona w powietrzu jest konserwatyjne i fajne koncepcyjnie, ale stacje można trochę “poluzować”
Policzmy:
- pełna pętla 40 km przy 60 km/h to ok. 40 minut
- w 2 h dron zrobi 3 takie pętle
Czyli realnie
- 1 dron może ogarniać 40 km torów z cyklem 40 min
- wtedy 19 500 km / 40 km ≈ 488 odcinków
Dla współczynnika x3 na flotę:
- 3 drony na odcinek 40 km (1 w powietrzu, 1 ładuje, 1 w rezerwie)
- ok. 488 gniazd w terenie
- w każdym gnieździe 3 drony, 3 stanowiska ładowania
Wariant “super prosty”, 20 km na stację:
- ~975 stacji
- w każdej po 3 drony
Wariant „bardziej realistyczny ekonomicznie”, 40 km na stację:
- ~488 stacji
- po 3 drony, trochę bardziej złożone planowanie misji
Oba spełniają wymaganie “co 30-40 min”.
Jak wygląda pojedyncza stacja w szczegółach
Taki mini-kontener, np. 2×3 m:
- 2-4 platformy lądowania
- automatyczne dokowanie do ładowania (styki, indukcja albo wymiana baterii)
- UPS + przyłącze 3-fazowe
- szafa IT: router, modem 5G, lokalny storage na wideo, zabezpieczenia
- kamera CCTV, alarm antywłamaniowy
- ogrzewanie / klimatyzacja wnętrza
Tu pojawia się ważna decyzja architektoniczna:
- albo dron ładuje się 30-40 min i ta sama maszyna wraca w powietrze
- albo stacja wymienia mu baterię automatem w 2-5 min i dron prawie cały czas lata
Chyba opcja nr 2 jest bliższa realnym “high-availability” wdrożeniom.
Lokalne bazy utrzymaniowe
Gniazdo przy torach to nie miejsce na poważny serwis.
- lokalne bazy co ok. 200-300 km torów (Można mówić o rzędzie wielkości 70-100 lokalnych baz serwisowych w skali kraj)
- magazyn części
- warsztat do serwisu dronów
- miejsce na drona zapasowego
Realnie można to złożyć w dwa poziomy:
-
8-12 dużych regionalnych baz (Warszawa, Gdańsk, Poznań, Wrocław itd.)
-
przy torach tylko małe docki dronów + może parę mini-magazynów w newralgicznych miejscach
-
załoga mobilna, która objazdowo odwiedza gniazda
- np. bus, który w 1 dzień załatwia 10-15 stacji
- wymiana uszkodzonych dronów, kalibracja, czyszczenie optyki, testy
Czyli
- gniazda robią automatyczne “day to day”
- lokalne bazy robią utrzymanie 1 i 2 poziomu
- ogólnokrajowe centrum serwisowe robi duże naprawy, upgrade’y, testy nowych sensorów
Logika misji a rozmieszczenie stacji
Kluczowa rzecz: jak układać odcinki.
Najprostsze:
- segment 40 km
- w środku segmentu stoi stacja
- dron robi pętlę 20 km w jedną, 20 km w drugą stronę
Czas
- 40 km / 60 km/h ≈ 40 min
- każdy punkt toru widziany co 40 min
- zapas czasu z baterii na 2 dodatkowe pętle, albo na bezpieczny powrót w złych warunkach
odcinki “trudne” (tunele, mosty, ciasne łuki):
- zagęścić stacje (np. 20 km)
- albo dodać dodatkowego drona tylko do newralgicznego fragmentu
Przetwarzanie danych
Stacje są też węzłami sieci:
- lokalnie buforują całe wideo
- realtime do centrum lecą tylko:
- alarmy z AI
- klipy z fragmentów z “podejrzanymi” zdarzeniami
To jest pattern z istniejących wdrożeń: edge AI + centralny backend do zarządzania flotą i archiwum
Rząd wielkości kosztów
- dron przemysłowy + payload EO/IR + RTK: kilkaset tys. zł za komplet
- dock “drone-in-a-box”: kilkadziesiąt do kilkuset tys. zł za sztukę
- dla 400-500 stacji i ~1500 dronów i jesteśmy w okolicach kilku miliardów zł CAPEX razem z integracją, siecią, backendem, AI, testami itd.
Za to dostajemy:
- infrastrukturę, którą można potem użyć także dla:
- energetyki
- autostrad
- gazociągów
- patrolowania terenów zalewowych, lasów itd.