Drážní komunikace: Zaostřeno na 5G

Zcela nový evropský standard komunikace v oblasti železniční dopravy FRMCS vzniká na bázi o několik generací modernější 5G sítě a byl navržen Mezinárodní železniční unií (UIC) v úzké spolupráci se zúčastněnými stranami z železničního sektoru jako nástupce GSM-R, ale také jako klíčový prvek umožňující digitalizaci železniční dopravy.

Nové možnosti díky digitalizaci
„Právě tento standard se stane jedním ze základních prvků, které umožní vznik skutečně chytré železnice. Je to technické řešení, které podporuje robustní, přitom mimořádně spolehlivou kritickou komunikaci s nízkou latencí. Vytváří tak platformu pro řadu inovativních aplikací, které byly až dosud jen těžko technologicky realizovatelné. To vše s maximálním důrazem na bezpečnost, spolehlivost a interoperabilitu mezi jednotlivými státy, přičemž na rozdíl od předchozí generace navíc s ambicí na rozšíření i za hranice evropského kontinentu,“ říká Martin Čížek, výkonný ředitel společnosti TTC Mobile, která se na tyto moderní komunikační technologie zaměřuje.
FRMCS nabízí bezpečné a spolehlivé připojení pro lidi, senzory, vlády, video a automatizované systémy řízení vlaků a vytváří tak platformu pro inovativní aplikace – od dispečerských řešení a automatizovaného řízení vlaků až po prediktivní údržbu, videohovory či rychlou palubní Wi-Fi.
Synergické spojení 5G sítí a aplikací zabezpečujících kritickou komunikaci poskytuje možnost vzájemně propojit a plně využít to nejlepší z oblasti privátních radiových sítí, širokopásmových přenosů i průmyslového internetu věcí (IIoT). Využití 5G sítě, například se službami standardu MCX (mission critical services), umožní řešení, která mohou doplnit, rozšířit či dokonce nahradit specializované úzkopásmové rádiové sítě, které se udržují pro potřeby krizové komunikace.

Upgrade od Siemensu
Díky podpoře IP a prioritních IP dat (kritická, video, telemetrie) je 5G FRMCS klíčovým nástrojem pro digitalizaci v železničním průmyslu. Společnost Siemens Mobility vytvořila duální řešení GSM-R/5G FRMCS, které přizpůsobuje a využívá stávající palubní infrastrukturu. Zároveň nabízí flexibilitu a umožní bezproblémový přechod na nový standard. Technologii GSM-R upravila tak, aby vyhovovala IP systémům nové generace se specifickými požadavky na železnici. Operátorům poskytla upgrade pro přechod na 5G FRMCS a možnost zavedení chytrých aplikací do stávajících palubních zařízení.
Jedním z příkladů je hardwarově přizpůsobená platforma umožňující vylepšení kabinového rádia, využitelného pro řadu inteligentních aplikací, včetně sledování stavu vlaků (Trainborne Condition Monitoring – TBCM). Chytrá aplikace TBCM je efektivní způsob správy, monitorování a údržby trati, který pomocí dat shromážděných z provozu vlaků vybavených kabinovým rádiem GSM-R identifikuje oblasti vyžadující údržbu.
Toto nízkonákladové řešení vytváří bez potřeby nového hardwaru digitální mapování trati s využitím informací z každého vlaku na trase, bez potřeby instalovat další zařízení s možností nepřetržitého monitorování kolejové infrastruktury. Aplikaci lze dodatečně namontovat do vlaků vybavených kabinovým rádiem GSM-R a jednoduše ji stáhnout vzduchem (pokud jsou nainstalovány antény LTE a GPS). Pomocí přídavné procesorové karty a vysoce citlivého tříosého akcelerometru zachycuje TBCM vibrace vlaku, aby zvýraznila oblasti, kde se trať zhoršuje. Integrované akcelerometry dokážou odhalit řadu různých defektů koleje, a díky digitálnímu sběru dat z celého vozového parku v reálném čase může TBCM přesně identifikovat oblasti, kde je potřeba preventivní nebo prediktivní údržba.
Srovnání mezi jízdami na stejném úseku trati může zvýraznit úseky, kde se trať zhoršuje a rychlost, s jakou se to děje, což týmům údržby umožňuje opravit závady dříve, než přejdou do závažnější fáze. To umožňuje zkracovat časové ztráty při zavedení dočasných omezení rychlosti a poškození vlaků, výrazně zlepšit celkovou bezpečnost a spolehlivost sítě a minimalizovat náklady na zpoždění vlaků, výluky tratí, přeplánování cest apod.
Díky instalacím TBCM pro celý vozový park lze při vícenásobných jízdách více vlaků zajistit automatizované posouzení celé železniční sítě ve velmi krátkém časovém období. Analýza traťových úseků je mnohem přímočařejší a přesnější, což pomáhá snížit počet falešných poplachů a zpřesnit lokalizaci a velikost defektů.
Systém poskytuje uživatelsky definovaná upozornění, automatizované hlášení (včetně toho, zda jsou závady na přechodech a přejezdech nebo na běžné trati), umožňuje identifikovat trendy, provádět jejich analýzu, plánování, prioritizaci a programy preventivní údržby a poskytuje pokročilá varování před potenciálními problémy.

Vladimír Kaláb
Foto: UIC, Arthur D. Little

Publikováno: 23. 6. 2023 | Počet zobrazení: 127 34