Innowacje w automatyce kolejowej. Jak technologie zmieniają sterowanie ruchem kolejowym

Sterowanie ruchem kolejowym to wyjątkowa specjalizacja: mocno osadzona w realiach kolejowych, zdeterminowana przepisami, doświadczeniem, dobrymi praktykami i kolejową rzeczywistością, często odbiegającą od ideału. Z drugiej strony na SRK możemy popatrzeć jak na szczególny przypadek zastosowania automatyki przemysłowej, łączności i transmisji danych oraz technik informatycznych umożliwiających gromadzenie i przetwarzanie dużych ilości danych.

Systemy sterowania ruchem kolejowym wykorzystują technologie dwojakiego rodzaju: opracowane specjalnie na potrzeby kolei (jak np. system SHP – systemy hamowania pociągu, który poza transportem szynowym raczej nie znajdzie zastosowania) oraz stosowane powszechnie, ale adaptowane tak, aby jak najlepiej odpowiadały potrzebom kolei, jak system łączności GSMR i jego potencjalny następca, FRMCS (ang. Future Railway Mobile Communication System). Wiele nowych technologii pojawiających się w automatyce przemysłowej, łączności, IT i innych dziedzinach techniki ma potencjał, który można wykorzystać na kolei.

Łączność i transmisja danych

Sterowanie ruchem kolejowym i zarządzanie bezpieczeństwem nie byłoby możliwe bez łączności głosowej i transmisji danych. Do pewnego momentu oba zadania były realizowane przez osobne systemy, co zresztą wciąż dzieje się w Polsce. Mamy analogowy system łączności radiowej w paśmie VHF i jednocześnie wykorzystujemy różne media do transmisji danych: od światłowodów, po modemy pracujące w sieci UMTS i nowszych, wykorzystujące usługi dostarczane przez niezależnych, zewnętrznych operatorów telekomunikacyjnych. Sieć GSM-R wciąż ma status Yeti, o którym momentami jest głośno, ale niewielu może udowodnić, że istnieje i działa.

Obecnie widać tendencję do integracji wszystkich usług w jeden system, rzecz jasna cyfrowy. Każda usługa analogowa, w tym transmisja głosu w praktyce sprowadza się do cyfrowej transmisji danych. Nie ma więc potrzeby utrzymywania kilku systemów o różnej architekturze i zasadach działania. Z jednym wyjątkiem: krytyczne elementy infrastruktury, od których zależy bezpieczeństwo powinny być zwielokrotnione, najlepiej na możliwie najniższym poziomie: warstwy fizycznej. W praktyce można to zrealizować utrzymując dostęp do kilku sieci transmisji danych. Podstawowej (dedykowanej i zarządzanej przez kolej) oraz zapasowych (ogólnodostępnych sieci operatorów telefonii komórkowej).

Cele projektowania sieci transmisji danych na potrzeby SRK są oczywiste: pokrycie całego terenu zarządzanego przez kolej, zapewnienie niezawodności na najwyższym możliwym poziomie oraz udostępnienie użytkownikom łącz stałych i radiowych o maksymalnej przepustowości. Od tego zależy, w jakim tempie i z jakim skutkiem kolej będzie adaptowała na swoje potrzeby metody wypracowywane w różnych gałęziach przemysłu, w szczególności Internet Rzeczy (ang. IoT – Internet of Things), przetwarzanie w warstwie brzegowej, zarządzanie wielkimi zbiorami danych itd.

Piotr Kołaczek

Autor specjalizuje się w tematyce naukowo-technicznej