Komunikacijska rješenja za efikasniji željeznički transport
Kako se društva širom svijeta sve više urbaniziraju, broj sistema podzemne željeznice nastavlja rasti. U izvještaju kompanije Technavio procjenjuje se da će stopa složenog godišnjeg rasta u ovom sektoru biti veća od pet posto u narednom periodu, što će pratiti i rast investicija te širenje tržišta dobavljača opreme za željeznice
Izvor: a&s International
E-mail: redakcija@asadria.com
Neki od ključnih trendova u željezničkom sektoru danas su spajanja kompanija, intenzivnija digitalizacija i jačanje cyber sigurnosti. Iako je na plan o spajanju njemačke kompanije Siemens i francuskog Alstoma Evropska unija stavila veto zbog zaštite konkurencije, javljaju se i mišljenja da bi zbog pritiska kineskih proizvođača te firme mogle biti prisiljene da traže načine da se udruže. Digitalna tehnologija pruža više prostora za inovacije i pomaže operaterima da povećaju pouzdanost, pojednostave rad i unaprijede korisničko iskustvo. Uz širenje interneta stvari (IoT) proizvođači čak istražuju mogućnosti kreiranja digitalnih kopija kritične infrastrukture kako bi simulirali njihov rad i izvlačili odgovarajuće zaključke. Međutim, kako se digitalizacija širi, raste i zabrinutost zbog cyber napada. Željezničke kompanije primorane su da promijene staru paradigmu „sigurnost u dizajnu“ u „sigurnost i zaštita u dizajnu“, jer se svako čvorište unutar mreže danas procjenjuje prema svojim slabim tačkama koje bi hakeri mogli iskoristiti.
Značaj komunikacijskih sistema u željeznicama
Digitalni komunikacijski sistemi omogućavaju pouzdan rad željeznica. No, to ipak nije jednostavan proces. Za nesmetano i efikasno funkcionisanje najsavremenijih transportnih sistema neophodan je i pouzdan komunikacijski sistem. U metroima i željezničkim sistemima on postaje sve važniji zbog velikog broja pratećih komponenti. Upravljanje željezničkim signalizacijskim i alarmnim sistemima, sistemima naplate karata, videonadzora i saobraćaja odvija se paralelno, u ambijentu sve izraženije cirkulacije velike količine poslovnih, glasovnih i videopodataka. Upravljanje svima njima je skoro nemoguće bez kvalitetnih rješenja. „Potrebno je da odgovarajuće osobe nesmetano komuniciraju kako bi se radne operacije odvijale na siguran i efikasan način. Nedostatak odgovarajuće komunikacije može rezultirati različitim problemima, zavisno od načina rada operatera podzemne željeznice“, smatra Timo Harju, menadžer poslovnog razvoja vertikalnih tržišta u kompaniji Airbus Secure Land Communications.
Do čega dovodi neadekvatna komunikacija?
Harju kao primjer navodi nekoliko nepoželjnih situacija do kojih može doći ako se ne koriste kvalitetni komunikacijski sistemi. Ovdje je interesantno napomenuti da, iako su komunikacijski sistemi potrebni za svakodnevno funkcionisanje transporta, neočekivani incidenti mogu pogoršati konkretnu situaciju: npr. pružanje pomoći putniku u slučaju hitne medicinske situacije, uz slanje uputstava i osiguravanje pristupa stanici za interventno medicinsko osoblje, koordinacija izmjena rasporeda ili zamjene neispravnih vozova, traženje intervencije za popravku neispravne stanične opreme poput ulaznih barijera ili koordiniranje evakuacije i/ili zatvaranja stanice nakon sigurnosnih incidenata.
Karsten Oberle, voditelj globalne prakse za poslovanje željeznica u kompaniji Nokia, smatra da je, s obzirom na ključne zahtjeve savremenog upravljanja sistemima za metro, danas nemoguće efikasno raditi bez pouzdane komunikacijske mreže ili s mrežom koja koristi zastarjelu tehnologiju. „Nepouzdana komunikacijska tehnologija može ozbiljno utjecati na mnoge aspekte vođenja operacija, sigurnosti i zaštite. Mogući problemi uključuju gubitak uvida u situaciju na terenu, nedostupnost podsistema, nepouzdanost veza za prijenos podataka, glasovne pozive koji su nerazumljivi ili lošeg kvaliteta i probleme sa smetnjama na snimcima videonadzornih kamera. Bezbroj je problema koje nepouzdana mreža može uzrokovati, a oni se mogu pojaviti u brojnim radnim scenarijima s kojima se željeznički operateri svakodnevno suočavaju“, kaže on.
Kako osigurati dugovječnost sistema
Quester Tangent je kompanija koja nudi mrežna komunikacijska rješenja za željezničke mreže. Njeni predstavnici navode da vozovi imaju radni vijek koji je 10 do 20 puta duži od većine visokotehnoloških elektronskih proizvoda. Zbog toga su željezničke mreže danas opremljene i nadograđene širokim spektrom mreža i srodnih tehnologija. „S napretkom u tehnologiji izrade novi vozovi se sve više oslanjaju na podatke. Videonadzor, sistemi informisanja putnika, praćenje parametara zdravlja i druge aplikacije značajno opterećuju komunikacijske mreže u vozovima. Očekivanja u pogledu brzog i sigurnog upravljanja podacima i njihovog prijenosa dramatično su porasla. Više nego ikada ranije operaterima voznih parkova i proizvođačima vozova potrebne su kompanije koje se dobro razumiju u komunikacijske mreže unutar vozova. One moraju ponuditi snažnu integraciju i ojačati kompatibilnost sa starijim voznim parkom“, navode u Quester Tangentu.
Glavne karakteristike komunikacijskog sistema
Kontrola i sigurnost su glavni aspekti jednog robusnog željezničkog komunikacijskog sistema. Međutim, pojava šireg umrežavanja dovela je do promjene paradigme. Kvalitetno komunikacijsko rješenje omogućava sigurna, tačna i uvezana putovanja. Oberle smatra da ključne karakteristike robusnog komunikacijskog sistema uključuju i kontrolu i sigurnost vozova.
Očito je da je njegov temeljni zadatak osigurati da informacije brzo i tačno dođu do odgovarajućih primaoca. Ono što se razlikuje u pogledu primjene je vrsta prenesenih informacija i njihova namjena. Upravljanje vozovima na bazi komunikacije (CBTC) je željeznički signalizacijski sistem koji koristi telekomunikacije koje povezuju vozove i opremu na pruzi radi lakšeg upravljanja saobraćajem i kontrole infrastrukture. CBTC sistemi pružaju preciznije informacije o lokacijama vozova u odnosu na tradicionalne signalne sisteme. „Povezivanje je od suštinske važnosti za mnoge podsisteme u metrou, uključujući signalizaciju, naplatu karata, kontrolu, glasovne aplikacije i još mnogo toga. Kontrola vozova zasnovana na komunikaciji omogućava automatizaciju i povećava kapacitet i efikasnost sistema metroa. Kako joj sam naziv kaže, CBTC tehnologija ne može funkcionisati bez pouzdane komunikacijske mreže“, kaže Oberle.
Sistemi videonadzornih kamera
Postojeći sistemi podzemnih željeznica u velikoj mjeri se oslanjaju na videonadzorne kamere radi veće sigurnosti i zaštite željezničke infrastrukture i putnika. Bez pouzdane mreže nemoguće je imati kvalitetan sigurnosni sistem koji može podržati rad velikog broja kamera. Videonadzorni sistem može, naprimjer, otkriti osobu na pruzi, obavijestiti operatere i upozoriti ulazni voz na situaciju na terenu. Međutim, neki industrijski profesionalci ističu da videonadzorna rješenja u željezničkim mrežama nisu dovoljno snažna zbog njihove fragmentirane prirode. U izvještaju kompanije Kontron koja se bavi integrisanim rješenjima navodi se da primjena nove komercijalne otvorene arhitekture (COTS) u vidu gotovih proizvoda nudi fleksibilnost za integrisanje više sistema i jednostavnije podešavanje prema zahtjevima kupaca. Ove tehnologije prilagođene aplikacijama omogućuju programerima da lakše prilagođavaju i konfigurišu inteligentne sisteme videonadzora. One se oslanjaju na podatke i usmjerene su na zadovoljavanje različitih potreba tranzitnog sistema.
Operativna komunikacija
Pouzdan sistem glasovne komunikacije potreban je dispečerima koji komuniciraju s mašinovođama i daju uputstva o kretanju, smatra Oberle. „Tokom dnevnih saobraćajnih gužvi svaka sekunda je bitna ako želimo efikasan rad. Glasovna komunikacija je važna i za osoblje koje radi na poslovima održavanja i ima ključnu ulogu u pružanju pomoći putnicima u nevolji. Naprimjer, sa sigurnosne strane pouzdana mreža je garancija da operativni i kontrolni centri mogu obavještavati sigurnosno osoblje o situacijama narušavanja javne sigurnosti. Pri tome je sistem javnog razglasa ključan za kontrolu pojave gužvi“, napominje on.
Harju se slaže s navedenim i dodaje da je kvalitetna komunikacijska mreža važna za svakodnevne radne aktivnosti, prenošenje važnih poruka različitim akterima i, iznad svega, kreiranje sigurnog ambijenta. U nekoliko novih linija metroa koje òprēma kompanija Airbus Secure Land Communications, kao standard su implementirana rješenja za oporavak od katastrofe kao što su bazna stanica i priključak na više mreža. To povećava robusnost sistema, čak i u slučaju katastrofa. Komunikacija je ključno sredstvo za koordinaciju i neometano odvijanje operacija između timova i unutar njih.
Integracija interneta stvari
U kompaniji Kontron predviđaju da će internet stvari (IoT), koji je posljednjih godina ušao u skoro svaku industriju, igrati veliku ulogu i u željezničkim komunikacijskim sistemima. „Integracijom videonadzora pomoću kvalitetno iskorištene žičane i bežične mrežne infrastrukture operateri dobijaju napredniji i sveobuhvatniji uvid u stanja vozova, pruga, željezničkih skladišta i stanica u stvarnom vremenu“, navode u Kontronu. „Praćenjem ovih resursa pomoću videonadzornog sistema u kontrolnom centru ili osoblja na terenu, uvezani videonadzorni sistem s podrškom za internet stvari može ponuditi uvid u cijelu mrežu kamera.“ Ovi sistemi nude naprednije funkcije poput ključne analitike, koja operaterima pomaže da dođu do korisnih podataka, što, opet, pomaže u postizanju boljih performansi.
Ključne komponente komunikacijske mreže u metrou
U rasponu od žičanih do bežičnih rješenja standardizacija igra ključnu ulogu unutar komunikacijske mreže u metrou. Isto važi i za mrežu velike pokrivenosti, koju se mora što bolje zaštititi od napada. Općenito govoreći, komunikacijski sistemi u željezničkim mrežama mogu se podijeliti na bežične i žičane. Oba tipa imaju svoje uloge u željezničkim mrežama, kao i standarde koje moraju zadovoljiti. U nastavku teksta dajemo vam pregled zahtjeva koje treba ispuniti kako bi se došlo do kvalitetnijeg sistema.
Žičana rješenja
Faktori koji su važni za robustan i stabilan žičani sistem:
Pouzdanost opreme. Naprimjer, komercijalni ili industrijski mrežni prekidač neće ponuditi istu pouzdanost kao prekidač za kritične zadatke koji ima ugrađenu redundanciju.
Dovoljno veliki mrežni kapacitet neophodan je za prebacivanje ogromne količine podataka iz različitih aplikacija.
Funkcije otpornosti komunikacijske mreže također su neophodne za održavanje ukupnog nivoa njene funkcionalnosti, čak i ako dođe do kvara na vezi ili čvorištima.
Kvalitet režima preusmjeravanja saobraćaja i usluga. Cilj je osigurati da svaki podsistem koji koristi mrežu ima zagarantovan status prioriteta i nivoa performansi i da kao takav neće utjecati na performanse drugog podsistema. Naprimjer, korisnik koji preuzima neku datoteku s mrežnog servera ne smije opterećivati mrežu i utjecati na performanse CCTV sistema.
Proširivost. Budući da potrebe za propusnošću podataka rastu velikom brzinom, komunikacijski sistem mora biti u mogućnosti da prati takav rast bez većih modifikacija ili zamjena ključnih komponenti.
Bežična rješenja
Što se tiče bežične mreže, pored zahtjeva koji se tiču žičanih mreža, kod njih postoje i problemi sa sigurnošću i višekorisničkom upotrebom. Zaštita bežične mreže nije nimalo jednostavan zadatak. „Ako sagledamo protekle godine, vidjet ćemo da su se mnoge bežične mreže našle na udaru zbog slabih tačaka ili čak socijalnog inžinjeringa. Mrežna i cyber sigurnost su ključne karakteristike koje se moraju uzeti u obzir“, kaže Oberle. Scenariji upotrebe koji uključuju više korisnika i aplikacija također se moraju uzeti u obzir. Budući da istu vezu za bežični pristup dijeli više korisnika i aplikacija, važno je nabaviti rješenje za mrežu s mehanizmima koji garantuju da će svi oni imati pristup resursima bežične mreže. Isto tako, u slučaju zagušenja moraju postojati i mehanizmi za održavanje performansi bežične mreže. Tehnologija koja zadovoljava sve navedene zahtjeve je LTE. Uz privatnu LTE mrežu, željeznički sistem može iskoristiti sigurnu bežičnu mrežu, koja osoblju pruža najbolje iskustvo tokom obavljanja dužnosti.
Široke mreže i zaštićeni uređaji
Harju smatra da je veoma važno imati i pouzdanu i dovoljno široku radiomrežu u zahtjevnim okruženjima kao što su tuneli, skladišta, stanice i okolni prostori. Glavna mreža mora biti redundantna, a sistem za njeno upravljanje uvijek se mora implementirati kako bi se osigurao nadzor nad njom. „Dva dodatna ključna faktora su posjedovanje pouzdanih, robusnih i zaštićenih uređaja (terminala) opremljenih naprednim aplikacijama koje omogućavaju krajnjim korisnicima da iskoriste prednosti razmjene podataka, praćenja lokacija, grupne komunikacije i otpremanja za potrebe operativnih centara“, kaže Harju.
On dodaje da Airbusova Tetra tehnologija nudi prilagođena rješenja u skladu sa specifičnim zahtjevima i potrebama. Tu spadaju šeme redundantnosti specifične za mrežne elemente, topologija mreže, rješenja za regularna i zamjenska preusmjeravanja unutar Tetre, planovi za oporavak od katastrofa, rješenja za radiopristup i redundanciju.
Usklađivanje s industrijskim standardima
Praćenje standarda je ključno za sigurno i efikasno funkcionisanje komunikacijskih sistema. Oberle ističe da su i žičana i bežična rješenja u upotrebi već standardizirana. „IP/MPLS standarde utvrđuju IETF i IP/MPLS mreže i širom svijeta ih već primjenjuju pružaoci komunikacijskih usluga i ključni operateri u industriji, uključujući željeznice. Sveprisutnu LTE tehnologiju je standardizirao 3GPP forum. To je tehnologija koja pokreće globalne mobilne mreže, a privatna LTE rješenja se danas koriste u mnogim industrijama“, naglašava Oberle. Posljednjih godina raste zabrinutost zbog cyber sigurnosti. Danas je važno ispoštovati relevantne propise o cyber sigurnosti i najbolje prakse kako bi se kritične mreže zaštitile od napada i implementirale kvalitetne sigurnosne strategije. Željeznički operateri mogu bez problema izbjeći potencijalni gubitak prihoda i učvrstiti svoju reputaciju pružaoca tačnih i pouzdanih usluga.
Kako doći do najboljih rješenja za videonadzor u metrou
Ugrađeni videonadzor ne koristi se samo za sigurnost nego i za prikupljanje korisnih analitičkih podataka. Videonadzorne kamere postale su dio sistema metroa, jer pružaoci usluga pokušavaju ublažiti zabrinutost putnika u vezi sa sigurnošću. Nekoliko proizvođača videonadzornih sistema nude rješenja posebno prilagođena metroima i željezničkim sistemima. Sigurnosne prijetnje nisu jedini problemi koje kamere mogu otkloniti. Videonadzor može biti vrlo djelotvoran i svestran alat za poboljšanje efikasnosti rada operatera i smanjenje troškova, kao i za podizanje kvaliteta iskustva putnika, smanjenje kašnjenja ili prekida u radu zbog nepredviđenih mehaničkih kvarova, prepreka na pruzi ili zastoja u saobraćaju.
Pouzdani videonadzor?
Za videonadzor je od presudnog značaja sposobnost mreže da podrži veći broj kamera i na efikasan način putem IP multicast metode uživo prenese signal s kamera do stanica za praćenje i lokacija za pohranu, navodi Harju. „Kvalitetno projektovana sveobuhvatna mreža osigurava ispunjavanje ključnih zahtjeva. Takva mreža mora biti pouzdana, otporna i sposobna podržati visok kvalitet mehanizma usluga, uz minimalne smetnje i kašnjenja kako bi se došlo do vrhunskih videoperformansi. Ona će morati zadovoljiti kako postojeće potrebe saobraćaja tako i budući rast“, kaže on. Oberle smatra da su za videonadzor u sistemima metroa najvažniji propusnost mreže, kvalitet usluge (QoS) i pokrivenost. Kada se usluge iste mreže koriste za različite namjene kao što su prijenos videa, glasa, podataka o lokaciji, otpremanje vozila i dr., korišteno rješenje mora biti u stanju da odredi prioritete u njenom opterećenju prema definisanim kriterijima.
Hardver i VMS
U Kontronu smatraju da hardverske platforme i softver za upravljanje videom (VMS) koji podržavaju globalne ONVIF standarde za interfejse IP proizvoda omogućavaju napredne funkcije kao što su videoanalitika, videonadzor, slanje informacija o putnicima u stvarnom vremenu i sistemi detekcije. „Očekuje se da će primjena videoanalitike i drugih naprednih funkcija u narednim godinama postati veoma popularna među operaterima javnog prijevoza. Međutim, integracija ovih novih tehnologija povećava i broj interfejsa kojima operateri moraju upravljati. Veća složenost može otežati efikasno upravljanje u vanrednim situacijama ako videonadzorni sistemi ne koriste tehnologije na bazi standarda. Oni se suočavaju s velikim brojem analiza i zadataka koji se moraju obavljati istovremeno“, navodi se u izvještaju kompanije Kontron. Dodatni izazov je i veliki broj instaliranih sistema koji se temelje na mnoštvu nezavisnih sistema jer oni često rade preko vlasnički zaštićenih mreža. Upotreba hardvera i VMS-a koje podržava ONVIF standarde rješava ove probleme nudeći kompatibilnost između njih i omogućavajući korisnicima da lako prepoznaju funkcije koje su važne za interoperabilnost.
