Put napred – budući železnički mobilni komunikacioni sistem

Upotreba radija za železničke komunikacije počela je u Evropi u periodu posle II svetskog rata, ali je njegova upotreba za sisteme upravljanja relativno skora (oko 20 godina) u poređenju sa uvođenjem železnice (više od dva veka).

Prva generacija radio komunikacija – Globalni sistem mobilnih komunikacija za železnicu (GSM-R) – je još uvek u upotrebi, a nova primena se nastavlja u nekim zemljama. Primene GSM-R su bile veliki evropski uspeh u istraživanju i razvoju – i industrijskom – u tolikoj meri da je danas broj železničkih linija opremljenih GSM-R, posebno u Kini i trećim zemljama, čak i veći nego u Evropi. GSM-R se pokazao kao veoma pouzdan i siguran sistem. Međutim, on je zasnovan na 2G, tako da će neefikasno korišćenje radio spektra, a u svakom slučaju, proizvodnja ove vrste zastarelog hardvera prestati do kraja ove decenije.

Kako bi se osiguralo da železnica može maksimalno iskoristiti svoju korist od dalje digitalizacije i automatizacije, Evropa razvija budući železnički mobilni komunikacioni sistem (FRMCS). U budućnosti, ovo bi trebalo da podržava automatske operacije vozova, virtuelno spajanje, daljinsko održavanje itd., mada će u mnogim slučajevima prvo biti raspoređeni koristeći GSM-R.

Budući železnički mobilni komunikacioni sistem zasnovan je na 5G, ali ima za cilj da postane nezavisan od nosioca – što bi trebalo da omogući buduću nadogradnju ugrađenog radio modula nezavisno od ostatka ugrađenog sistema. Cilj je ostati što bliže standardnim 5G specifikacijama, omogućavajući da se standardna telekomunikaciona oprema koristi tamo gde je to moguće. Ovo će doneti značajne uštede u troškovima i uticati na buduću evoluciju 5G. Specifikacija će takođe omogućiti menadžerima infrastrukture da koriste javne mobilne mreže za obezbeđivanje železničkih komunikacija, umesto (ili kao dodatak) izgradnji sopstvenih mreža. Važno je da će FRMCS ponovo koristiti isti frekventni opseg kao GSM-R, omogućavajući ponovnu upotrebu postojećih baznih stanica i povezanih sistema za prenos pored pruge, uz dodatak 5G radio primopredajnika.

Jedan od najzahtjevnijih aspekata uvođenja FRMCS-a je to što će biti nemoguće jednostavno preći sa GSM-R na novi sistem preko noći. Ova dva sistema će morati da koegzistiraju u dužem vremenskom periodu. Stoga je migracija ključni proces u ovoj uzbudljivoj inicijativi. Diskusija o tome je već počela između Evropske komisije (EK), Agencije Evropske unije za železnice (ERA) i organizacije železničkog sektora, a očekujemo da ćemo je dalje razvijati u narednih nekoliko godina.

Kako se razvija FRMCS?

Rad na FRMCS-u odvija se na koordinisan način između nekoliko zainteresovanih strana. U cilju nadogradnje uspešnog usklađivanja GSM-R, FRMCS će takođe biti ugrađen u pravni okvir EU o železnici. DG MOVE i ERA koordiniraju aktivnosti koje se odnose na razvoj FRMCS specifikacija i pravnog okvira, kao i one za srodne aplikacije kao što su ETCS i ATO (u mnogim slučajevima nadovezujući se na rad zajedničkog preduzeća za istraživanje železnice Shift2Rail i u budućem Evropskom železničkom JU ).

S obzirom na elemente koji definišu novi sistem, predviđa se dvostepeni pristup uvođenju FRMCS-a u pravni okvir.

Prvi korak je „FRMCS spremnost“ za Evropski sistem kontrole vozova (ETCS) i automatizovano upravljanje vozom (ATO) – a gde je potrebno i za druge elemente arhitekture. Ovo zahteva jasne specifikacije komunikacionih usluga koje nudi FRMCS i funkcionalne i tehničke interfejse između FRMCS i ETCS/ATO. Takođe je predviđeno da se precizira kako ETCS i ATO moraju da se nose sa situacijom dual mode, gde će se koristiti i GSM-R i/ili FRMCS komunikacioni servisi.

Drugi korak je definisanje drugih FRMCS specifikacija koje se odnose na FRMCS sistem na brodu i na pruzi, sa fokusom na brodu. Ove specifikacije će sadržati specifikacije za generičke principe komunikacije, za interfejse između različitih funkcija (do/iz komunikacionog sistema i internih). FRMCS specifikacije će biti nove, pored, i potpuno odvojene od GSM-R specifikacija, jer opisuju novi sistem.

Ne očekuje se da će kompletan i konačan set specifikacija za FRMCS biti finalizovan na vreme za predstojeću reviziju Tehničkih specifikacija za interoperabilnost sistema za komunikaciju, kontrolu i signalizaciju (CCS TSI)) – ali se namerava da revizija TSI iz 2022. uključi punu specifikaciju interfejsa između ugrađene jedinice i komunikacionog modula, kako bi se omogućila brza naknadna oprema sa novim FRMCS modulom kada bude dostupan, ako je moguće bez pokretanja ponovne autorizacije. Očekuje se da preostale specifikacije budu uključene u TSI, a da će implementacija mreže početi do 2025. godine.

UIC je važan faktor koji doprinosi specifikaciji funkcionalnih zahteva (FRS). FRMCS FRS specificira generičke prateće aplikacije navedene u FRS-u i pokriva i funkcije vezane za glas (kao što su hitni glasovni pozivi i komunikacija signalizatora i vozača) i funkcije u centru podataka (kao što su poruke upozorenja u hitnim slučajevima ili kanal podataka za ETCS i ATO), kao i kao uobičajene funkcije (npr. upravljanje ulogama korisnika, autorizacija). Opis u FRS je urađen na tehnološki neutralan način; tehnički opis realizacije rešenja biće obuhvaćen drugim specifikacijama radi ispunjavanja funkcionalnih zahteva izraženih u FRS.

Evropska komisija (EK) je dala mandat Evropskom institutu za telekomunikacije i standardizaciju (ETSI) da razvije neophodne tehničke standarde za novi radio sistem i za međusobnu saradnju sa GSM-R, koji će biti isporučeni do kraja 2022. godine. ETSI je koristeći najnovija dostignuća globalnih (3GPP) specifikacija, što znači da će novi radio sistem biti zasnovan na 5G radio tehnologiji i arhitekturi.

Spektar je očigledno ključni element svakog radio sistema. U ovom slučaju, potreban je dovoljan propusni opseg za simultani rad GSM-R i FRMCS, pomerajući upotrebu frekvencija progresivno sa prvog na drugi. U ovoj oblasti, Evropska komisija se oslanja na saradnju sa Evropskom konferencijom poštanskih i telekomunikacijskih uprava (CEPT). Nova odluka o implementaciji EK usklađuje spektar za železnički mobilni radio (RMR= GSM-R + FRMCS): namenski propusni opseg biće proširen sa 8 na 21,2 MHz. Štaviše, kao što je već pomenuto, očekuje se da će u određenim slučajevima koristiti i javne mobilne mreže.

1. novembra 2020. pokrenut je projekat 5GRAIL. Ovaj projekat, koji izvodi grupa od 18 članova (železnice, dobavljači i univerziteti), trajaće do aprila 2023. godine. Cilj je da se validiraju relevantni delovi specifikacija – kako su ih isporučili Shift2Rail Joint Undertaking, Konzorcijum MoU i ETSI – korišćenjem simulacija i prototipova. Očekuje se da će važan input za ažuriranje specifikacija postati dostupan, vrednovan za drugi korak definicije FRMCS. S2R i 5GRAIL su već razmenili ideje o koordinaciji (kako bi sprečili preklapanje i praznine). Takođe, održan je početak rada Savetodavnog odbora.

Agencija Evropske unije za železnice (ERA) podržava EK u koordinaciji svih gore navedenih inicijativa u vezi sa FRMCS kako bi se sprečilo da se uvedu različita ili konfliktna rešenja koja mogu ometati interoperabilnost. Radna grupa za koordinaciju radija je platforma na kojoj svi akteri mogu da razmenjuju i sinhronizuju tehničke i regulatorne aspekte, koji će kasnije biti obuhvaćeni u CCS TSI.

izvor&foto: globalrailwayreview