Dalších třicet let s Českými Drahami

Nedávno skončila monstr-soutěž na provozovatele příměstských vlaků EMU 400 v Praze a okolí na dalších třicet let. Vyhrály ji České Dráhy s jednotkami od Škodovky. I když se zatím neví o jaké vlaky přesně půjde, vypadá to nejspíš na 22 Ev.

Prozrazuje je počet sedaček. Čtyřvozová 22 Ev jich má 380, přesně jako minimální požadavek soutěže. (Původně byl dolní limit 400 míst pro stometrový vlak, proto kódové označení EMU 400, ale v průběhu došlo ke snížení požadavku.)

Vypadá to docela dobře. Zdvojená čtyřvozová jednotka se stále vejde ke standardním nástupištím, které mají kolem hlavního města délku 200 metrů, a pojme 760 sedících pasažérů. V porovnání s elefanty řady 471, které vládnou hlavním tratím, je to navýšení o 140 míst, 23% kapacity navíc.

Vzhledově by se mi víc líbila celodvoupatrová cihla v duchu elefanta nebo Stadleřího KISSu než 22 Ev, které mají dvoupatrové jen dva prostřední vložené vozy. Ale bude asi jednodušší a levnější, jak na výrobu tak na údržbu, plácnout elektrovýbavu a klimatizaci na střechu hnacích vozů, než se ji snažit nastrkat do hluchých míst, kam se jen vejdou. Vagony jsou pochopitelně nízkopodlažní, 580 mm nad temenem kolejnice a dole není místo.

Na vzhledu záleží jen okrajově. Toho si pravidelný cestující rychle přestane všímat. Za týden se z nového vlaku se stane běžný vlak. Co má větší dopad na užitnou hodnotu příměstské jednotky je akcelerace. 471čky měly hnané jen dva podvozky a výkon 2 MW. 22 Ev je dvakrát lepší. 4 hnané podvozky a trvalý výkon 4 MW.

Uvést vlak do pohybu není jen tak. Železná kola na kolejnicích jsou efektivní, protože v porovnání s pneumatikou kladou malý valivý odpor, ale to na druhou stranu představuje problém při rozjíždění. Když máme třeba elektrického Vectrona o výkonu 6.4 MW zapřaženého za těžký vlak a rozjedeme motor na plné obrátky, kola začnou prokluzovat. Musíme tedy zrychlovat pozvolněji nebo potřebujeme větší adhezní hmotnost. To je žargon pro masu vozidla, která přimačkává hnané kolo ke kolejnici – čím větší adhezní hmotnost, tím rychleji může vozidlo akcelerovat, čím vyšší výkon, tím vyšší rychlosti může dosáhnout. Elektrické jednotky mohou jednoduše zvýšit svou adhezní hmotnost – mít co nejvíce hnaných podvozků. Ideálně všechny (jako například vozy pražského metra). Když ne všechny, tak aspoň polovinu jako 22 Ev.

Příměstské jednotky tráví většinu času jízdy zrychlováním. Na trati ve směru na Říčany a dál na Benešov se může až 130 km/h, ale zastávkové vlaky (elefant má Vmax 140 km/h) se plnou rychlostí pohybují jen zlomek času a schopnost agresivnější akcelerovat má přímý dopad na kratší jízdní doby nebo větší vatu pro absorpci zpoždění.

Udělal jsem velice zjednodušenou vizualizaci jízdních dob vlaků s různým zrychlením. Předpokládá, že zrychlení je konstantní, stejné jako zpomalení.

Nalevo Praha, napravo Říčany, osa y rychlost, osa x čas. První pomalý úsek napravo jsou vinohradské tunely, kde se může jen 60 km/h. (Max. rychlosti a vzdálenosti jsem vzal podle oka z openrailwaymap.org)

0.7 m/s² (tolik zvládal žabotlam)

1.0 m/s²

1.1 m/s² (à la Stadler KISS)

Jen škoda, že mým směrem budou nové jednotky jezdit, až jako poslední.

Na české železnici používáme dva druhy napájení, 25 kV střídavých a 3 kV stejnosměrných. Pětadvaceti kilovolty je zadrátovaná jižní půlka republiky včetně Brna. 3 kV DC pohání severní kraje s Prahou. Správa železnic má dlouhodobý plán kompletně přejít na efektivnější systém 25 kV AC, který má menší ztráty a potřebuje méně měníren. (25 kV AC 'je investičně i provozně levnější než stejnosměrný systém 3 kV', 3kV DC má 'velké ztráty v trakčním vedení (běžně i 20 až 30 %)'). Jde ale o postupný proces. Přecházet se bude tak, jak budou jednotlivé tratě modernizovány v následujících ±20 letech.

Pak nám tu jezdí velká flotila elefantů, kteří jsou jednosystémoví a dokáží se uživit jen z 3 kV DC drátů. Poslední jednotka 471 sjela z výrobní linky roku 2013 a s životností klidně 40 let tu ještě dekádu nebo dvě jezdit budou. Jak půjde čas a tratě se budou přepínat na střídavinu, přeživší elefanti budou odkázáni na koleje, které zůstávají stále pod 3 kV DC. A poslední tratí v okolí Prahy, která se přepne, má být úsek Praha-Benešov. Až bude celý pražský uzel střídavý, naše trať se stane posledním útočištěm elefantů.

Nestěžuju si, 471 jsou víc než fajn. Jen bych se rád aspoň jednou projel něčím jiným než mi bude šedesát.

Železná krychle rozpálená na 1000 stupňů Celsia

Pronásleduje mě jedna myšlenka: V létě je horko, v zimě zima. Dala by se tepelná energie uskladnit na pár měsíců a pak poslat do radiátorů? V nestřežených chvílích na mě útočí vidina obří ocelové krychle, doběla rozpálené, zakopané hluboko pod zemí. Jak moc je to nereálné? Tohle je můj pokus se nezvané myšlenky jednou provždy zbavit.

Přestavte si, že musíme 3 měsíce v roce non-stop vytápět dům 10 kW kotlem, jinými slovy potřebujeme uskladnit 21600 kWh energie. Železo má měrnou tepelnou kapacitu 449 J/kg/K. Kilová cihla železa při ohřátí o jeden stupeň uskladní 449 joulů. Rozpálením na 1000 °C (stále pod teplotou tání kolem 1500 stupňů) materiál nasákne 0.125 kWh. Když vydělím číslo nahoře, číslem dole, vyjde, že potřebujeme 173.2 tun železa.

To nemusí vypadat zas tak zle, ale nezapomeňte, že železo se vykupuje kolem 5 korun za kilo a akumulátor vyjde na 866 tisíc jen za nezpracovanou vstupní surovinu.

Potřebujeme materiál, který je lepší, levnější nebo oboje najednou. Přesně takovým materiálem je žula. S měrnou tepelnou kapacitou 790 J/kg/K ji bude třeba jen 98.4 tuny. Teplota tání je nižší, něco málo nad kolem 1200 ˚C, ale stále dobré pro naši hypotetickou krychli. A co je nejlepší – žula je levná. Podle prvního webu, co ne mě vyskočil, velké bloky stojí 5000 na tunu, ale jemný štěrk frakce 0/4 vyjde na 250. Při hustotě ~1.6 tuny na metr³ by stačila kostka něco málo pod 4x4x4 metry.

Plán je tedy jasný: Vyhrabeme obrovskou jámu, v ní vyzdíme stěny krychle, která pojme žulový štěrk, kolem ní gigantickou izolaci, co udrží 1000 stupňů aspoň 3 měsíce, nejspíš vzduchotěsnou schránku z níž vyčerpáme vzduch. Krychlí povedou trubky výměníku tepla, kterým budeme ohřívat vodu na topení a zároveň trubky pro vnitřní distribuci tepla z bodu, který se zahřívá sluncem, do celého objemu pracovního média.

To je další drobný detail, který by bylo nutné vyřešit: Jak tu masu materiálu zahřejeme? Podle kalkulačky slunečního svitu je u nás jarní průměr 6.64 kWh/m²/den a letní 8.60 kWh/m²/den. Když nedojde k žádným ztrátám, což je velké když, stačí 16 m² země, na něž za 6 lepších měsíců roku dopadne požadované množství energie. Ale jak ji dostat do žulového sarkofágu? Parabolické kolektory sledující slunce, které budou paprsky cpát do svazku optických vláken? Možná.

Pak nám nad hlavou jako Damoklův meč visí otázka bezpečnosti. Štěrk o tisíci stupních a trubky s vodou možná nebude nejlepší kombinace. Dojde k úniku, voda se změní v páru, komora se natlakuje a následuje exploze, co široké okolí pokryje podomácku vyrobenou lávou.

Tak snad teď už můžu parazitickou myšlenku uložit k ledu jako neproveditelné poblouznění.

Parní lokomotiva 2.0

Otázka na níž se nikdo neptá: Mohli bychom s dnešní technologií vyrobit parní lokomotivu, která by byla výrazně efektivnější než stroje ze století páry?

Očividná a triviální odpověď je: Ano, pochopitelně. Dnes zvládneme všechno, co před sto lety, ale lépe. Lepší odpověď je že ano a víme jak, protože jsme to už udělali.

V roce 1981, kdy pára byla už velice dlouho mrtvá, David Wardale pro jihoafrické dráhy zásadně modernizoval existující stroj, aby vytvořil lokomotivu přezdívanou Red Devil. Ta je mnohem efektivnější – 28% méně paliva a/nebo 43% více výkonu. Impresivní čísla. Kdyby přišla o pár dekád dříve, mohla prodloužit život parní trakci.

A pak tu byl projekt 5AT Advanced Technology Steam Locomotive, také z hlavy Davida Wardalea. Myšlenka je následující: Občas se svézt výletní parní lokomotivou je fajn. Problém jen spočívá v tom, že na stejných kolejích jezdí opravdové moderní vlaky, rychlé a plné lidí, co chtějí být doma načas a nechtějí se táhnout za pojízdnou atrakcí. Proto musíme postavit moderní superrychlý parní vlak, který nebude blokovat kapacitu pro seriózní přepravu.

Cílem bylo stvořit velice efektivní stroj s maximální rychlostí 180 km/h a výkonem 1.89 MW za pomoci plejády vylepšení a modernizací. Vyšší teplota, vyšší tlak, těsnění, izolace, CAD nástroje pro návrh, svařovaná konstrukce místo nýtů atd. atd. atd.

Projekt zemřel v roce 2012 protože nedává smysl. Pára je mrtvá, technologicky i ekonomicky, a žádná modernizace, ač by přinesla značný pokrok oproti situaci před sto lety, to nezmění.

Další související otázka: Proč jsme přestali používat parní lokomotivy?

Protože byly na nic, stručně řečeno. Byla to neefektivní monstra, co spotřebovala tuny vody a paliva, vyžadovala neustálou údržbu a na každém kroku stanice pro doplnění vody a uhlí.

Big Boy – jeden z největších parních behemótů světa – když jel na max obrátky, dosahujíc výkonu 5.2 MW při rychlosti 66.6 km/h, spálil 11 tun uhlí a spotřeboval 45 tun vody.

Naproti tomu naše běžná dieselová lokomotiva 770 o dvacet let později spálila jen 350 litrů nafty pro výkon 993 kW. Jednoduchou matemagií to vychází, že by dieselový Big Boy, vzniklý svařením 5.2 sedmsetsedmdesátek, při maximálním výkonu spolykal asi 1.54 tun pohonných hmot za hodinu. Tankování jen v občas depu namísto neustále podél cesty představuje značné operativní úspory.

A když to porovnáme s tím nejlepším, co železniční sektor nabízí, parní lokomotivy působí jako fosilie.

Elektrický Vectron, který Siemens vyrábí po stovkách, má výkon 6.4 MW a je to jen cihla s minimem pohyblivých součástek a trakčními motory přímo v podvozcích. Přitom váží jen 80-90 tun, jen 2× tolik, co Big Boy, při nižším výkonu, spálí za 2 hodiny úpění.

Podívejte se na jakékoli video jak funguje parní lokomotiva. Je to šílený stroj, zázrak své doby, ale určený pro muzea jakmile se objeví něco lepšího a ono se objevilo. Ve spojených státech dieselizace začala už ve 30. letech.

Sám nejsem fanda parních monster, připadají mi jako neohrabané průmyslové stroje, jako kdyby někdo uřízl kus továrny a nasadil je na tucet kol. Ale když ten mechanický teror zakryjete aerodynamickým šasi, jsem pro všemi deseti. Retromoderní.

Bandcamp - jak žánry umírají a jak se rodí nové

Teď, když mám data o naprosté většině nahrávek nabízených na bandcampu, můžu začít sledovat trendy.

Jako první jsem se podíval, jak na tom jsou jednotlivé žánry. Zajímalo mě, jak se mění jejich relativní zastoupení, jak některé stoupají a tvoří se pod nimi více nahrávek a o jiné umělci ztrácí zájem.

První monstr-graf ukazuje vybrané stoupáky v průběhu let a je na něm vidět jak nám některé žánry doslova vznikají před očima. Hyperpop se z nuly vyšplhal na 0.5% celkové produkce a vaporwave na rovnou 2% z asi 2000 novinek denně.

Další soupající zánry jsou synthwave, vaporwave, chill, dungeon synth, nudisco, chillwave, chillhop, lo-fi hip hop, retrowave, deeptech nebo hyperpop.

Druhý graf ukazuje poklesy. Jde o velké a obecné žánry: rock, pop, punk, metal, folk a indie, ale ne electronic.

Vypadá to, že na ústupu je převážně hudba, která vyžaduje kytaru. Když stačí počítač, zažívá to boom, když jsou potřeba nástroje, pomalu to upadá.

Ale jde jen o relativní pokles. I když nějaký žánr procentuálně klesá, na Bandcampu je každý rok publikováno víc a víc hudby (2010: 313 alb/den, 2013: 802/den, 2017: 1044/den, 2021: 1426/den, 2025: 1765/den) a i menší procento z většího koláče znamená větší kus v absolutních číslech.

Dodatek: Data nahoře ukazují stav k 29. září 2022, kdy jsem udělal původní analýzu a vyprodukoval grafy. Do té doby se mnoho změnilo. Hlavně to, že tehdy jsem si jen myslel, že mám data o většině katalogu bandcampu, ale chyběla mi jejich velká část. Teď mám doopravdy téměř 100% všechno, co kdy bylo na bandcampu zveřejněné.

Vyprodukoval jsem proto nový extra monstrózní monstr graf, který odráží aktuální situaci pro 197 nejčastějších žánrů. Tenhle neukazuje relativní popularitu, ale počítá jednotlivé tracky – singl se bere jako jeden track, album s deseti tracky za deset.

Je na něm vidět, že pár žánrů stoupá rychleji než průměr, některé dosáhly saturace a jejich čísla jsou rok od roku prakticky stejná, ale většina jich roste nevýrazným, předvídatelným tempem.

Jistě si taky nemůžete nevšimnout, že se něco stalo v roce 2020. Něco, co způsobilo, že lidé zůstali doma a tvořili hudbu. Co to jenom bylo?

Zima

Tuhle zimu jsem na kole moc nejezdil. Většinou jsem na pár (desítek) kilometrů v pedálech neměl náladu a pohled na teploměr mi na odhodlání nepřidal. Limitem jsou pro mě 3°C. Když je venku méně, začnou mi do ±5 kilometrů mrznout prsty na rukách a do ±15 km prsty na nohách. (Rukavice a boty, které a) jsou určené do zimy a b) mají v sobě méně děr by situaci značně pomohly.)

Připadá mi, že letošní zima byla studenější než obvykle a teploty se na kritické tři celsie dívaly převážně zdola.

Nemusím ale zůstávat jen u připadání, protože mám data. Tepelný senzor za oknem Cely zaznamenává teplotu každých 10 vteřin bez přestávky od roku 2022.

Vzal jsem tedy vždy jeden měsíc, každý den spočítal mediánové teploty, seřadil je od největší k nejmenší, aby bylo přehledně vidět rozložení chladu/tepla.

Takhle vypadaly poslední 4 prosince:

Letos to bylo podobné jako loni, '23 teplejší, '22 jen s většími extrény.

Ledny:

Tady je krásně vidět, že ten letošní byl mnohem chladnější než tři předcházející, v porovnání s lednem '23 o 4-5°C.

A únory:

O maličko teplejší než poslední roky s výjimkou téměř tropického února '24.

Takže mi to jen nepřipadá. Letošní leden skutečně byl značně studenější než bývá obvyklé.

Zablokoval jsem 1.5 milionu ip adres

Minule jsem psal, jak byl bandcamp explorer neustále pod palbou ai společností. Jejich crawlery se snažili sáhnout každý bajt každé stránky na internetu, aby ho vzápětí hodili do křemíkového kotle ai modelů. Když jsem zablokoval čtyři nebo pět rozsahů ip adres, které páchaly největší škodu, počet dotazů se propadl z 2.5 milionu denně na 200-600 tisíc.

To byl jen začátek.

Včera jsem se díval do logů webserveru a tam na mě čekal dárek: tisíce ip adres stahovaly url, které BC explorer nikdy nemohl sám vrátit.

Asi takhle: FGCI aplikace, která BC explorer pohání, brala v potaz jen query část adresy. To je ten kus za otazníkem, třeba v url https://example.com/who/is?q=luigi je to ?q=luigi. Cestu, /who/is v ukázce, to zcela ignorovalo. Dvě různá url s identickými query, ale různými cestami, vrátila identický obsah. Hloupé crawlery je přesto považovali za dvě různé stránky. Jejich adresy se lišily a odpovědí nebylo přesměrování.

Nějakým způsobem se muselo stát, že crawler načetl jednu adresu vedoucí na BC explorer s neprázdnou cestou a dostal zpátky validní stránku s odkazy na další stránky se stejnou cestou. Najednou viděl paralelní vesmír s identickým obsahem, ale odlišnými jmény a začal stahovat. (Mimochodem nebyla to zcela náhodná cesta, ale část specifické adresy, která existuje na internetu a dá se snadno najít.)

Tohle byla chyba na mojí straně. Adresy je dobré držet unikátní a přesměrovávat na kanonické url. Ale moje chyba se stala požehnáním, protože každé ip, které kdy stáhlo stránku s těmito druhy adres, můžu přímo zablokovat. Očividně patří do koordinovaného botnetu.

A tak jsem zablokoval milion a půl ip adres. Prohnal jsem logy grepem, adresy převedl do binárního formátu a seřadil. Teď FCGI aplikace začne každý dotaz binárním hledáním, jestli ip adresa odesílatele není bloklá. Většinou je.

Tady máte počty přístupů po hodinách.

200 = dotaz není blokován. 403, žlutá = bot otravuje z blokované adresy. 404, černá = bot se snaží načíst očividně špatné url, měl by být zablokován.

Je vidět, že i když blokuju mega a půl ipček, stejně to vyhmátne jen část nelegitimního provozu. Obrovské množství maligních ip adres položí jen jeden dotaz a už se nikdy neukáže.

Sčítání škod: Začal jsem v situaci, kdy byl server bombardován 2.5 milionu dotazů denně a končím, kdy každý den projde 84000 potenciálně legitimních dotazů. To je jen 3.4% a nejde pouze o aktivitu lidí. Z velké části jsou to stále boti. Jen se chovají slušně nebo se umí lépe maskovat.

Aktualizace: Nakonec jsem zablokoval 2.4 milionu IP adres.

ai nájezdníci

Společnosti provozující ai systémy potřebují surové materiály pro své fungování: výkonné čipy, enegrii a data. Vaše data. Všechny, na které dosáhnou. Teď na internetu probíhá ekvivalent dělení Afriky, kdy ai firmy ukradnou, vše co není přibité. A někdy ani to ne. Kdo se chová trochu lidsky a zodpovědně ke společným statkům a neplundruje web, začne zaostávat v závodě v datovém zbrojení.

Podívejte se na statistiky přístupů na můj bandcamp explorer:

Celkem 1.5 milionu dotazů denně (17.4 každou vteřinu) přicházelo z rozsahu IP adres patřících anthropicu; 75% provozu jen z jedné nenažrané firmy, která chce očividně stáhnout každé unikátní url na internetu.

Mimochodem čísla nejsou definitivní. Nesnažil jsem se určit vlastníka každé ip adresy, jen jsem prohnal pár nejaktivnějších přes whois. Klidně můžou používat moře dalších ipček. Google třeba používá milion různých adres, většina není do grafu započítaná.

BC explorer je malá FCGI aplikace napsaná v jazyce D. Můj cíl bylo strávit méně než jednu milisekundu v aplikační logice včetně všech diskových IO operací a to se mi ±daří i na prehistorickém HW superlevné VPSky (Pamatujete Sandy Bridge?). Sleduje rozložení časů odezvy v grafu vedle. Škoda jen že si tuhle rychlost užívají převážně ai nájezdníci.

Potom, co jsem zablokoval hrstku nejméně přátelských ipček, kanonáda aktivity utichla.

Počet dotazů okamžitě spadl z 2200k/den na 200k/den, aby se během dvou týdnů vyšplhal na 600k/den. Je jasné, že ai firmy svůj hlad po cizích datech dál ukájejí jinými cestami, přes neblokované rozsahy ipček nebo rezidenční proxy. Dva miliony dotazů z jedné adresy člověk snadno zařízne, ale pro dva miliony dotazů ze dvou milionů nakažených počítačů a chytrých lednic to nejde.

V porovnání s plundrováním robotů je přirozený provoz generovaný lidmi zcela minimální.