Řešení mobilní komunikace ve vlacích na železničních koridorech v ČR

Transkript

1 Řešení mobilní komunikace ve vlacích na železničních koridorech v ČR Workshop s odbornou veřejností Praha Ing. Tomáš Prokopík, MBA O2 Czech Republic a.s. vedoucí pracovní slupiny APMS

2 Železniční síť a její pokrytí mobilním signálem Kvalita mobilních služeb ve vlacích závisí na dostatečné a spojité úrovni signálu Pokrytí 2G přesahuje 99% území přesto zákaznická zkušenost ukazuje, že při cestování vlakem není pro volání mobilní signál vždy dostupný, nebo dochází k problémům s udržením sestavených spojení. 2G pokrytí tratí bylo realizováno jako součást řešení daného území. Intenzitu ovlivňují specifická řešení vedení tratí v terénních zářezech, tunelech, údolích a poslední době i intenzivní výstavba úseků protihlukových bariér. dostatečná úroveň signálu pro vnější pokrytí (outdoor) 2G signálem je dosažena na minimálně na 99,84% délky tratí. na koridorech, avšak uvnitř vozů je kvalitní pokrytí v rozsahu pouze 91,79% - 97,99% v závislosti na typu vozu V rychlém sledu se tak střídají pokryté a nepokryté úseky, což při pohybu ve vyšších rychlostech zvyšuje četnost předávání mezi buňkami což významně snižuje kvalitu služby, zejména pak stabilitu a udržení sestavených spojení. Z uživatelského hlediska to navíc významně zvyšuje spotřebu baterie mobilního telefonu a to, i pokud službu během jízdy aktivně nevyužívá.

3 Pokrytí koridorů signálem LTE sítí Pro datová připojení je rozhodující úroveň pokrytí signálem LTE sítí (4G). Licenční podmínky požadují vybudovat pokrytí železničních koridorů a dálnic a to tak, že do března 2019 musí být pokryto minimálně 50% délky koridorů a do března 2021 potom 100% délky železničních koridorů. Pro splnění licenčních kritérií je kontrolována kvalita signálu pro outdoor ve výšce 4,5 m nad kolejnicí. Měření ČTU, z poloviny roku 2016, zjišťovalo také aktuální stav plnění závazku mobilních operátorů v pokrývání koridorů LTE signálem. Měření prokázalo, že outdoor pokrytí je dostupné minimálně na 83,3% délky koridorů a mobilní operátoři jsou tak ve významném předstihu v plnění svých závazků. Kvalita signálu uvnitř vozu, respektive pokrytí však dosahovalo rozpětí pouze 45,3% - 76,4%.

4 Dopravci a vozidla Vozový park pro osobní dopravu největších dopravců je tvořen více než stovkou typů a provedení vozidel pravidelně nasazovaných pro přepravu osob. Do mezinárodních vlaků na území ČR jsou pravidelně řazeny také desítky dalších typů a provedení vozidel zahraničních dopravců. Konstrukční vlastnosti železničních vozidel zásadním způsobem utlumují úroveň signálu mobilních sítí. Střední hodnota útlumu vozidel pro signál mobilních sítí se však pohybuje ve velkém rozptylu hodnot. moderní a modernizované vozy způsobují útlum mobilního signálu o db Významně nižší hodnoty byly zjištěny u starších typů vozidel používaných primárně v regionální dopravě (cca 12 db). Z uvedeného vyplývá, že vlastní splnění licenčních kritérií pro LTE sítě není bez dalších technických opatření dostatečným předpokladem pro očekávanou kvalitu služby uvnitř železničních vozidel.

5 Možné způsoby řešení a zahraniční zkušenosti V jednotlivých zemích se odlišuje v závislosti na výchozích podmínkách: (úroveň pokrytí mobilním signálem, stav a vybavením vozového parku dopravců, obvyklá vzdáleností cesty vlakem a návyky uživatelů). řešení dostatečné úrovně 2G signálu pro volání je zpravidla řešeno instalací opakovačů signálu do vozidel, přístup k širokopásmovým službám je řešen více způsoby: Instalace Wi-Fi přístupových bodů Instalace opakovačů mobilního signálu Instalace specializovaných skel do oken Vybudování dodatečného pokrytí pomocí nových základnových stanic Vždy je však rozhodující aktivní spolupráce provozovatelů mobilních sítí a subjektů v oblasti železniční dopravy Dostupnost mobilních služeb po celou dobu přepravy je faktorem, který má vliv na konkurenceschopnost železniční dopravy vůči jiným druhům dopravy a současně mezi jednotlivými železničními dopravci navzájem.

6 Vybrané příklady řešení v Evropě V severní Evropě ve většině spojů přístup k internetu prostřednictvím Wi-Fi sítě 3G/4G modemy přijímají signál anténami na střeše železničních vozidel. Přístup k Wi-Fi je zpravidla pro cestující bezplatný a náklady na datová připojení hradí dopravci. Modely se zpoplatněným přístupem k Wi-Fi nebyly komerčně úspěšné, zejména pro složitost platebních mechanismů a nízkou ochotu zákazníků k dodatečným platbám. DB poskytují bezplatné Wi-Fi pouze v 1. třídě rychlovlaků ICE a svá vozidla vybavují palubními opakovači mobilního signálu pro 2G a 4G. V říjnu 2016 DB oznámily, že do roku 2018 investují 80 mil EUR na instalace nové generace opakovačů pro 2G a 4G do 3750 vozidel své ICE a IC flotily a nahradí tak stávající opakovače pouze 2G signálu. Švýcarské SBB kombinované řešení (s dominancí opakovačů) SBB poskytuje nemovitosti pro umístění vysílačů a související infrastruktury pro zlepšení vnějšího pokrytí tratí mobilním signálem Instalují do vozidel opakovače mobilního signálu (2G/3G/4G) a interní anténní rozvody, které zaručují rovnoměrné pokrytí pro všechna místa uvnitř vozu. Do roku 2014 bylo takto vybaveno 1081 rychlíkových vozů pro dálkovou přepravu a 51 jednotek ICN. Do roku 2020 je plánováno takto vybavit všechny vozy pro regionální a příměstskou dopravu (S-bahn). Rakouské ÖBB -kombinované řešení cca 900 nových vysílačů 2G a 4G signálu Instalace opakovačů do vozů s vysokým útlumem Celkové plánované náklady přesahují 100 mil EUR, přičemž dvě třetiny bude hradit rakouský stát a jednotlivé spolkové země.

7 Výhody a nevýhody jednotlivých řešení (1) WIFI a opakovače signálu Instalace Wi-Fi řešení a opakovačů signálu vyžaduje individuální technické řešení pro každý typ nebo provedení železničního vozidla a nákladné samostatné typové schválení. Náklady na schvalování, instalaci a údržbu opakovačů jsou řádově srovnatelné s Wi-Fi, avšak dopravcům odpadají náklady na datové přenosy Vícepásmové opakovače jsou řešením i pro standardní volání v mobilních sítích. Z provozního hlediska vzniká komplikovaná situace sdílené odpovědnosti provozovatele vozidla a operátorů mobilních sítí, která se projeví v případě řešení poruch a stížností na kvalitu služby. Rozmanitost vozového parku, komplexita vztahů při provozu a žádný vliv operátorů na skutečné provozní nasazení vozů s je důvodem pro limitaci tohoto řešení pouze na vozidla s velmi vysokým útlumem. Implementace opakovačů do vozidel a rozsah těchto vozidel je komerčním rozhodnutím jednotlivých dopravců.

8 Výhody a nevýhody jednotlivých řešení (2) Vybudování dodatečného pokrytí Řešení jen do určité hranice útlumu vozidla - potřebný počet vysílačů roste geometrickou řadou. Dodatečné vysílače je třeba mnohdy umístit do nových lokalit, dosud nenapojených na elektrickou energii a transportní sítě operátorů (je tak nutno nově získat práva k pozemkům a na nich budovat nákladné věže, elektrické přípojky, optické kabely a přístupové komunikace). přínos pro kvalitu služeb přináší až po vybudování dodatečného pokrytí na dostatečně dlouhých a spojitých úsecích tratí. Vysoké náklady a problematická ekonomická návratnost - třeba vybudovat řádově stovky nových vysílačů Předpoklad redukce nákladů při využití infrastruktury SŽDC včetně sdílení vysílačů GSM-R. Pro zajištění dostatečné úrovně signálu bude třeba síť GSM-R zahustit a doplnit síť nově budovanými vysílači. Uvedeným způsobem budovaná infrastruktura může v budoucnu sloužit i pro realizaci nové generace širokopásmových sítí pro řízení a správu železniční infrastruktury a dopravy na bázi LTE, které postupem doby doplní systém GSM-R.

9 Stav řešení a návrh dalšího postupu členů APMS Výstupem dosavadních technických jednání členů APMS je shoda na tom, že efektivní řešení problému vyžaduje 3 technické komponenty: Nalezení technického řešení dokrytí vagonů s vysoce nadprůměrným útlumem pokrytí v odpovědnosti dopravců. Doplnění existujícího/plánovaného pokrytí z venkovních vysílačů na kompromisní úroveň signálu, která bude dostatečná k překonání útlumu významného procenta železničních vozidel. Vytvořit technické řešení pro tunelové úseky využití zkušeností z pokrývání metra v Praze a zkušenosti ze zahraničí. Nutným předpokladem pro další jednání o možném využití infrastruktury GSM-R pro realizaci vysílačů mobilních operátorů je dokončení testů interoperability prováděné v lokalitě Sokoleč na železničním zkušebním okruhu VUZ. Mobilní operátoři jsou současně připraveni poskytnout dopravcům technickou podporu dopravcům pro instalaci opakovačů mobilního signálu. Za tímto účelem je na půdě APMS připravován technický dokument se sadou doporučení a podmínek pro realizaci APMS je připravena organizovat širší odbornou diskusi se zainteresovanými subjekty z oblasti železniční dopravy, státní správy a další odborné veřejnosti.

10 Dodatečný útlum vozidel (přibližné hodnoty) 25 db 30 db 45 db 22 db 12 db 25 db 17 db 25 db 12 db 12 db