9.KONFE ZRYCHLUJEME BEZPEČNĚ ZABEZPEČOVACÍ A TELEKOMUNIKAČNÍ SYSTÉMY NA ŽELEZNICI RENCE

Transkript

1 9.KONFE RENCE ZABEZPEČOVACÍ A TELEKOMUNIKAČNÍ SYSTÉMY NA ŽELEZNICI ZRYCHLUJEME BEZPEČNĚ října 2019 KD Metropol Senovážné náměstí 2, České Budějovice generální partner partner

2 Příjemný pobyt v Českých Budějovicích Vám přeje pořadatel SŽDC a hlavní sponzor konference AŽD Praha Konference se koná pod záštitou Ministerstva dopravy ČR a hejtmanky Jihočeského kraje ISBN

3 9. konference Zabezpečovací a telekomunikační systémy na železnici Aktuální vývoj zabezpečovací a telekomunikační techniky zrychlujeme bezpečně října 2019 KD Metropol Senovážné náměstí 2 České Budějovice

4 Odborný garant konference: Ing. Martin Krupička Ředitel odboru zabezpečovací a telekomunikační techniky Správa železniční dopravní cesty, státní organizace Přípravný výbor konference: Předseda: Ing. Martin Krupička SŽDC, Odbor zabezpečovací a telekomunikační techniky Členové: Richard Kolář SŽDC, Odbor zabezpečovací a telekomunikační techniky Ing. Petr Mádle SŽDC, Technická ústředna dopravní cesty Ing. Rudolf Půlpán SŽDC, Technická ústředna dopravní cesty Radana Ascherlová, MPA AŽD Praha s.r.o. Ing. Lucie Křepelová ČD - Telematika a. s. Za věcnou správnost odpovídají autoři jednotlivých příspěvků! Sborník neprošel jazykovou korekturou. Vydal: Tisk: Náklad: Správa železniční dopravní cesty, státní organizace Dlážděná 1003/7, Praha 1 Tiskárna VS Tisk, VS PRAHA - PANKRÁC Soudní 988/1, Praha výtisků ISBN

5

6

7 Vážení účastníci konference Zabezpečovací a telekomunikační systémy na železnici, scházíme se v Českých Budějovicích na tradiční konferenci a zároveň diskusní platformě pro setkávání drážních i mimodrážních odborníků v oblasti zabezpečovací a telekomunikační techniky na železnici. O letošní ročník je rekordní zájem, přihlásilo se přes šest set účastníků, což svědčí o vzrůstajícím významu tohoto odvětví. Zavádění nových technologií do praxe je podmínkou zapojení české železniční sítě do evropského dopravního systému. Díky tomu železnice patří, a věřím, že vždy bude patřit, k nejbezpečnějším druhům dopravy. Za uplynulé dva roky přibyly v souvislosti s rozsáhlou investiční výstavbou na železnici dálkově řízené tratě v rámci celé sítě SŽDC. Moderní technologie se budují na hlavních i regionálních tratích, přispívají ke zrychlení dopravy a zvýšení efektivity provozu. Pokročili jsme se stavbami na IV. koridoru. Každým rokem se tak přibližuje propojení Českých Budějovic s Prahou koridorovou tratí, která přinese nejen významné zkrácení jízdní doby, ale i bezpečnější a komfortnější cestování mezi těmito městy. Na celostátních tratích nasazujeme moderní zabezpečovací a telekomunikační technologie, které vyžadují evropské normy a nařízení, současně se vytváří jednotný systém hodnocení bezpečnostních rizik, která vznikají použitím nových technologií. V rámci sjednocené Evropy je dokončeno vybavení v úseku z Kolína přes Břeclav až na státní hranice se Slovenskem a s Rakouskem interoperabilním systémem ETCS, na dalších tratích probíhá jeho výstavba. Technický stav kolejových vozidel dopravců na naší železniční dopravní cestě je kontrolován čidly pro diagnostiku jízdy kolejových vozidel, rozmístěnými po celé naší síti. Vážení účastníci konference, jménem manažera infrastruktury v České republice Správy železniční dopravní cesty vám přeji, abyste na konferenci získali nové poznatky a osobní kontakty, které nám společně umožní co nejlépe spravovat, udržovat, modernizovat a bezpečně provozovat železniční dopravní cestu na území České republiky. Bc. Jiří Svoboda, MBA generální ředitel SŽDC

8 OBSAH Praktické zkušenosti se zavedením ETCS L2 v národním prostředí České republiky Ing. Vladimír Říha, SŽDC, TÚDC Výstavba vysokorychlostních tratí Mgr. Ing. Radek Čech, Ph.D., SŽDC, GŘ, Odbor strategie Vliv stárnutí elektronických komponentů zabezpečovacích zařízení na jejich bezpečnost, spolehlivost a životnost Doc. Ing. Ivan Konečný, CSc., Západočeská univerzita v Plzni Pohled projektanta na proces zavádění ETCS na železniční infrastrukturu ČR Ing. Martin Raibr, SUDOP PRAHA a.s. ERTMS Game Changers Ing. Peter Gurník, AŽD Praha s.r.o. Brzdné křivky ETCS a možnosti jejich úprav Ing. Jakub Marek, Ph.D., AŽD Praha s.r.o. Akceptační zkoušky ETCS, právnické osoby Ing. Karel Brabec, Drážní úřad Prototypová instalace ETCS na DV Mgr. Tomáš Businský, ČD - Telematika a.s. Provoz GSM-R pro ETCS Martin Michálek, ČD Telematika a.s. Diagnostika GSM-R QoS pro ETCS Ing. Jiří Šustr, SŽDC, TÚDC FRMCS (Future railway mobile communication system) Bc. Ondřej Borovský, SŽDC, GŘ, Odbor zabezpečovací a telekomunikační techniky Kolejové obvody a počítače náprav v podmínkách ETCS Ing. Josef Schrötter, Ing. Pavel Anselmi, Česká vědeckotechnická společnost spojů, Odborná pobočka sdělovací a zabezpečovací techniky Vývoj filozofie zabezpečení železničních přejezdů Ing. Pavel Skládaný, CDV Brno Meranie osovej svietivosti výstrážníkov Ing. Štefan Ondruš, Železnice Slovenskej republiky, Výskumný a vývojový ústav železníc Žilina Přejezd STARMON na platformě SIRIUS Ing. Jiří Holinger, STARMON s.r.o. 8

9 Výchova nových odborníků Ing. Jitka Češková, SŽDC, GŘ, Odbor personální Zapojovače jako součást kritické infrastruktury Ing. Michal Harmatha, TTC MARCONI s.r.o. LEA LEU AŽD Praha Ing. Martin Liptaj, Ph.D., AŽD Praha s.r.o. Modul VZPK (výstražné zařízení pro přechod kolejí) komponenty a integrace s elektronickými a reléovými SZZ) Ing. Pavel Doubek, AŽD Praha s.r.o. intes - Přenosové zařízení pro bezpečný přenos dat pro zabezpečovací zařízení Ing. Miroslav Kala, AK signal Brno, a.s. Integrace SZZ ESA s PočN Frauscher typu FAdC Ing. Martin Burda, AŽD Praha s.r.o. Rutinní provoz ASVC na CDP Praha Ing. Vlastimil Polach, Ph.D., Ing. Martin Šturma, AŽD Praha s.r.o. Dálková diagnostika technologických systémů Ing. Václav Janoch, ZAT a.s. Zahájení rutinního provozu na dráze AŽD Praha Čížkovice - Obrnice Ing. Václav Bartůněk, AŽD Praha s.r.o. Jednotná architektura sítě SŽDC Michal Liška, DiS., ČD - Telematika a.s. Rozvoj sítě SŽDC Ing. Martin Štrof, SUDOP PPRAHA a.s. Nové trendy v přenosové technologii CISCO Ing. Martin Škvor, Clarystone s.r.o. Emulace E1 v technologii MPLS Petr Boček, Libor Knechtl, Martin Prokeš, TTC MARCONI s.r.o. ZoKB a jeho dopady do Infrastruktury SŽDC Ing. Rostislav Vodrážka, ČD - Telematika a.s. Legislativní dopady ZoKB na provozovatele klíčové infrastruktury Ing. Roman Rous, ČD - Telematika a.s. C-ROADS CZ poznatky z testovacích provozů Jaroslav Hokeš, MBA, RADOM, s.r.o., Ing. Michal Pavel, AŽD Praha s.r.o., Ing. Martin Pichl, Ph.D., Ministerstvo dopravy ČR Kamerové systémy pro dispečerské systémy - systém Milestone Ing. Peter Sopko, AŽD Praha s.r.o. 9

10 Nepřednášené příspěvky Vláknově optické senzory v železničních aplikacích Prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc., OptiCE Photonics s.r.o., Ing. Tomáš Krenželok, Ph.D., Prodin a.s., Doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., VŠB TU Ostrava, Ing. Jan Nedoma, Ph.D., VŠB TU Ostrava Bezpečný a spolehlivý bezdrátový přenos to je LTE-U Ing. et Ing. Tomáš Zloch, Ing. Martin Vítek, Huatech a.s. PŘEHLED REKLAM 10

11 PRAKTICKÉ ZKUŠENOSTI SE ZAVEDENÍM ETCS L2 V NÁRODNÍM PROSTŘEDÍ ČESKÉ REPUBLIKY Ing. Vladimír Říha SŽDC, TÚDC 1. ÚVOD Pomyslný základní kámen systému ETCS v ČR byl položen zahájením stavby pilotního projektu v úseku Poříčany Kolín (dále jen PP ETCS) v roce Na základě PP ETCS tak mohla být stanovena a vyzkoušena základní filozofie pro navázání systému ETCS úrovně 2 na stávající národní zabezpečovací systémy a zároveň mohly být stanoveny základní technické požadavky pro zadání první komerční stavby systému ETCS Kolín Břeclav státní hranice Slovensko/Rakousko. Hlavním cílem této komerční stavby bylo vytvořit a zavést rutinní postupy pro všechny práce přípravy, realizace a certifikace pro implementaci systému ETCS úrovně 2 do národních podmínek ČR. Poté byla zahájena příprava a výstavba dalších staveb systému ETCS v souladu s Národním implementačním plánem ERTMS (dále jen NIP ERTMS ). V současné době se nacházíme v situaci, kdy je nutné učinit zásadní rozhodnutí v problematice uvažovaného výhradního provozu systému ETCS, stanovit základní pravidla pro tento výhradní provoz a zajistit úpravu stávající infrastruktury tak, abychom mohli systém ETCS využívat co nejefektivněji. 2. KRÁTKÉ PŘ IPOMENUTÍ MINULOSTI Jak jsem již zmínil v úvodu, PP ETCS byl realizován především za účelem získání zkušeností a snížení rizik při implementaci systému ETCS v ČR. Jeho hlavním cílem bylo identifikovat základní rizika při technické a provozní implementaci systému ETCS úrovně 2 do národních podmínek. Ačkoliv hlavním zhotovitelem projektu byla zahraniční firma Ansaldo STS, která již měla bohaté zkušenosti s realizací ETCS v zahraničí, brzy se ukázalo, že implementace ETCS úrovně 2 na stávající infrastrukturu v ČR při současném zajištění smíšeného provozu vozidel vybavených a nevybavených mobilními částmi systému ETCS, je mnohem komplikovanější a náročnější než se čekalo. Dalším negativním faktorem, který komplikoval již tak složitý proces implementace, byly neustále se měnící povinné evropské specifikace. Z těchto důvodů se nepodařilo promítnout všechny požadované funkce do realizovaného systému a na traťové části systému ETCS tak zůstaly tzv. otevřené body. Na druhou stranu se podařilo vyvinout, realizovat a vyzkoušet rozhraní k národním zabezpečovacím systémům a stanovit základní požadavky pro implementaci systému ETCS úrovně 2, včetně otestování spolupráce systému ETCS se systémem automatického vedení vlaku (AVV). Zcela samostatnou kapitolou pak bylo vybavení vozidel ( , a 471/ ) mobilní částí ETCS. Zde se odrazila malá zkušenost zhotovitele a malá ochota přizpůsobit zařízení vyvinuté pro provoz na vysokorychlostních tratích (ucelené jednotky) požadavkům konvenčních tratí (starší vozidla). Problematická byla zejména implementace odometrických systémů do daných vozidel a instalace mobilní části ETCS z pohledu elektromagnetické kompatibility. Velká poruchovost a nestabilita mobilních částí ETCS činila testování systému ETCS značně neefektivní a neumožňovala českým odborníkům získat ještě více praktických zkušeností se systémem ETCS, zejména se pak blíže seznámit s problematikou brzdných křivek na základě reálných jízd vlaků. Nepodařilo se tak identifikovat veškerá rizika spojená především s provozní implementací systému ETCS. Nezodpovězenou otázkou rovněž zůstala efektivnost vybavování starších vozidel mobilními částmi ETCS, zejména pak v případě malých sériích těchto vozidel. 11

12 3. SEZNÁMENÍ SE SOUČ ASNÝM STAVEM 3.1 ETCS Kolín Břeclav státní hranice Slovensko/Rakousko Na tomto úseku I. národního tranzitního železničního koridoru je instalována traťová část systému ETCS úrovně 2 dle systémových specifikací verze 2.3.0d (tzv. Baseline 2). Traťová část ETCS se skládá z osmi radioblokových centrál (dále jen RBC ) typu REA10 výrobce AŽD Praha s.r.o. a z eurobalíz typu S21 výrobce Siemens uspořádaných do dvoubalízových nebo jednobalízových skupin. V předmětném úseku v současné době probíhá ověřovací provoz, kdy lze jízdu vlaku pod dohledem systému ETCS provést: a) za účelem provedení testů kompatibility dle pokynu provozovatele dráhy SŽDC PPD-2/2018 nebo b) jako zkušební jízdu dle podmínek stanovených SŽDC, odborem zabezpečovací a telekomunikační techniky nebo c) s vozidlem se schválenou mobilní částí ETCS, kdy je prokázaná kompatibilita s traťovou částí ETCS a je vydán průkaz způsobilosti určeného technického zařízení vlakového zabezpečovače. Vzhledem k tomu, že v ČR není v současné době k dispozici žádné vozidlo se schválenou mobilní částí ETCS, probíhají veškeré jízdy pod dohledem systému ETCS dle bodu b). Při těchto jízdách byly zjištěny nekompatibility mezi certifikovanými mobilními částmi ETCS (dále také i OBU ) a traťovou částí systému ETCS. Problémy s nekompatibilitami jsou v současné době řešeny s dodavateli mobilních a traťové části systému ETCS a řeší se jejich odstranění v rámci nově připravovaných verzí SW daných OBU, respektive RBC. 3.2 ETCS Petrovice u Karviné Ostrava Přerov Břeclav Na II. národním tranzitním železničním koridoru je instalována traťová část systému ETCS dle systémových specifikací verze (tzv. Baseline 3). Traťová část se skládá z šesti RBC typu REA11 výrobce AŽD Praha s.r.o. a z eurobalíz typu S21 výrobce Siemens uspořádaných do dvoubalízových nebo jednobalízových skupin. V současné době probíhá v úseku Břeclav (mimo) Přerov (mimo) první etapa ověřovacího provozu. Do konce roku bude do první etapy ověřovacího provozu předána i zbývající část úseku. Tato etapa je charakteristická tím, že pro zkušební jízdy jsou využívány pouze měřicí vozy, a to měřicí vůz ETCS (AŽD Praha s.r.o.) a měřicí vůz ERTMS (SŽDC- TÚDC), které jsou vybaveny kromě mobilní části systému ETCS také nezávislým národním vlakovým zabezpečovačem LS a speciálním diagnostickým modulem umožňujícím provádět podrobnější diagnostiku během akceptačních a zkušebních jízd. Během rozsáhlé testovací kampaně prováděné měřicími vozy byla zaznamenána jediná chyba, a to na straně mobilní části ETCS (OBU Bombardier, verze 2.3.0d). Jedná se o známou chybu, na kterou výrobce oficiálně upozornil. Z tohoto důvodu bylo přistoupeno k úpravě traťové části ETCS, kdy úpravou SW verze RBC došlo k eliminaci chybného chování OBU Bombardier. Provozní ověření traťové části ETCS závisí do značné míry i na ověření součinnosti s vozidly, které jsou vybaveny různými typy OBU. V současné době není v ČR žádné vozidlo, které by mělo pro dané certifikované OBU vykonané testy kompatibility a splnilo tak podmínky pro vydání průkazu způsobilosti určeného technického zařízení vlakového zabezpečovače. Systém ETCS tak zatím nelze otestovat jako celek z hlediska dostupnosti a spolehlivosti systému, jelikož není dostatečný počet vozidel se schválenými OBU, které se mohou v rámci svých pravidelných jízd (oběhů) pohybovat v úsecích vybavených traťovou částí ETCS. 12

13 4. KLÍČ OVÁ ROLE TECHNICKÉ ÚSTŘ EDNY DOPRAVNÍ CESTY 4.1 Aktivace a provozování traťové části ETCS Technická ústředna dopravní cesty (dále jen TÚDC ) hraje klíčovou roli při implementaci systému ETCS do národních podmínek v ČR. Do procesu vstupuje ještě před samotnou aktivací systému ETCS, a to při kontrole závěrových tabulek staničních zabezpečovacích zařízení (dále jen SZZ ), která musí být pro potřeby implementace systému ETCS doplněna o adresnou vrstvu ETCS, kompletně modernizována, nebo doplněna o specifické rozhraní. Všechna SZZ v případě jejich změn musí být poté přezkoušena (na simulátoru a v reálu) dle podmínek stanovených výrobcem zařízení, popřípadě podmínek definovaných hodnotitelem bezpečnosti v souladu s platnými právními a technickými předpisy ČR a SŽDC. Dalším nezbytným předpokladem pro budování a provoz systému ETCS úrovně 2 je pokrytí tratě požadovanou úrovní a kvalitou signálu systému GSM-R. Vzhledem k tomu, že systém ETCS má přímý vliv na bezpečnost a plynulost železniční dopravy, tak i jakýkoliv výpadek či zvýšená chybovost datových služeb systému GSM-R by měla přímý vliv na dostupnost a spolehlivost tohoto systému. Z tohoto důvodu TÚDC provádí akceptační měření kvality signálu GSM-R (měření klíčových parametrů kvality služeb KPI QoS) s využitím měřicího vozu ERTMS. Na základě zkušeností z prvního komerčního projektu, kdy dochází k různým interferencím ovlivňujícím kvalitu signálu GSM-R, bylo přistoupeno k častějším periodickým měřením a následné optimalizaci systému GSM-R. V případě profylaktické údržby systému GSM-R, která bude mít vliv na provoz vlaků jedoucích pod dohledem systému ETCS, bude nutné zavádět plánované výluky tak, aby omezení provozu bylo co nejmenší. Před uvedením traťové části ETCS do provozu musí být provedena technickobezpečnostní zkouška, která se uskutečňuje v rámci vykonání technické prohlídky a zkoušky právnickou osobou (dále jen TPaZ ) nebo bezprostředně po jejím provedení. TPaZ se skládá z přezkoušení balíz, systémového a adresného SW RBC na simulátoru a funkčního přezkoušení traťové části ETCS jako celku. Při implementaci systému ETCS může jakýkoliv zásah do konfigurace kolejiště nebo do uspořádání zabezpečovacího zařízení vyvolat změny v adresném SW RBC, což může vést k požadavkům na jeho opětovné přezkoušení. Z těchto důvodů je nutné ke změnám konfigurace kolejiště a uspořádání zabezpečovacího zařízení na tratích již vybavených systémem ETCS přistupovat obzvláště citlivě a obezřetně. Možným východiskem z této situace může být tzv. regresní testování, kdy však musí být jednoznačně prokázáno, že daná změna má vliv jen na určitou část systému ETCS (konkrétní balízové skupiny, konkrétní část adresného SW RBC). Pro zabezpečenou komunikaci mezi jednotlivými entitami (OBU nebo RBC) v systému ETCS úrovně 2 jsou důležité tzv. šifrovací klíče. Pro tento účel provozuje SŽDC off-line centrum správy klíčů (dále jen KMC SŽDC ). TÚDC zajišťuje správu KMC včetně generování a přidělování šifrovacích klíčů. Šifrovací klíče mohou být dočasně vydány ještě před schválením OBU k trvalému provozu pro účely provedení testů kompatibility nebo zkušebních jízd. Do doby schválení OBU jsou pak klíče na straně traťové části ETCS zneplatněny, resp. jsou platné pouze po nezbytnou dobu testů a zkušebních jízd. KMC SŽDC může být rovněž domácím KMC pro vozidla (OBU), čímž může být usnadněno aktualizování klíčů v případě, že má žadatel (vlastník, držitel vozidla nebo dopravce) od výrobce k dispozici softwarové nástroje pro nahrávání klíčů do daného OBU. 4.2 Testy kompatibility Za účelem ověření korektní a spolehlivé spolupráce mezi traťovou a mobilní částí systému ETCS je požadováno provedení testů kompatibility. K testům kompatibility SŽDC přistoupila nejen na základě legislativních důvodů, ale i na základě praktických zkušeností získaných při realizaci zkušebních jízd. Testy kompatibility SŽDC požaduje vykonat pro každý typ OBU bez ohledu na řadu vozidla či konkrétní zástavbu, tím však nejsou dotčeny přísnější požadavky na testy kompatibility jiných oprávněných subjektů, např. z pohledu elektromagnetické kompatibility. 13

14 TÚDC splňuje podmínky pro určený subjekt pro vykonání testů kompatibility a rovněž může provádět praktický zácvik subjektů žádajících o pověření o provádění testů kompatibility. Ve všech případech organizačně zajišťuje provedení testů kompatibility na provozované železniční dopravní cestě. Testy kompatibility mohou být také z velké části provedeny na Zkušebním centru VUZ ve Velimi. Zkušební (demonstrační) testy kompatibility byly provedeny zatím pouze na měřicím voze ETCS (dopravce AŽD), a to především z důvodu ověření časové náročnosti daných testů v reálném prostředí. Žádný jiný dopravce, vlastník, držitel nebo výrobce vozidla zatím oficiálně nepožádal o provedení testů kompatibility, a to pravděpodobně také z důvodu, že v ČR provozovaná vozidla vybavená OBU nejsou zcela kompatibilní s traťovou částí ETCS, což bylo odhaleno v rámci zkušebních jízd. Po provedených zkušebních jízdách byli dotčení dopravci upozorněni na zjištěné nekompatibility, které jsou na straně OBU. O těchto zjištěních byli zároveň informováni zástupci výrobců OBU, kteří přislíbili jejich odstranění, avšak změna SW verze OBU vždy vyžaduje poměrně dlouhý schvalovací proces, kdy je nutné změnu SW verze schválit pro všechny členské státy EU, kde je vozidlo již schváleno k provozu. 5. ZÁVĚ R V souladu s NIP ERTMS jsou nyní v realizaci další stavby systému ETCS, kde je systém ETCS implementován jako nadstavba nad stávajícím konvenčním zabezpečovacím zařízením při uvažování smíšeného provozu vozidel vybavených a nevybavených mobilními částmi ETCS. Optimálnímu využití systému ETCS v těchto případech brání stávající řešení konfigurace kolejiště a uspořádání zabezpečovacího zařízení, neboť vlivem plochých brzdných křivek systému ETCS nelze zastavit vlak bezprostředně před návěstidlem zakazujícím jízdu, dochází k pomalému uvolňování zadního zhlaví a obecně pomalejší jízdě vlaku ke konci oprávnění k jízdě. Z tohoto důvodu je nutné u konkrétních jízdních cest aplikovat nenulovou uvolňovací rychlost, přičemž při určitých konfiguracích kolejiště je možné nenulovou uvolňovací rychlost aplikovat jen prostřednictvím vlakové cesty s prodlouženou ochranou dráhou. Tato vlastnost systému ETCS dále způsobí, že při zachování stávající konfigurace kolejiště a jeho zabezpečení, bude s přibývajícími vozidly vybavenými mobilními částmi systému ETCS docházet ke snižování kapacity železniční dopravní cesty v daném úseku trati. Bohužel tak vzniká začarovaný kruh, kdy je na jedné straně potřeba upravit stávající infrastrukturu, ale na druhé straně to není možné, neboť se na daném úseku trati mohou stále pohybovat vozidla, která nemusí být vybavená mobilní částí ETCS. Pro plánování výhradního provozu ETCS na konkrétních tratích je tak naprosto zásadní, aby byla všechna vozidla určená k provozu na této trati vybavená systémem ETCS. Až následně lze upravovat stávající uspořádání zabezpečovacího zařízení, v opačném případě by byla doprava na takto upravené trati výrazně omezena jízdou nevybavených vozidel. 14

15 VÝSTAVBA VYSOKORYCHLOSTNÍCH TRATÍ Mgr. Ing. Radek Čech, Ph.D. SŽDC, GŘ, Odbor strategie 1. ÚVOD Příprava vysokorychlostních tratí v ČR přestává být vizí či snem do budoucna, ale stává se realitou. Je v programu politických stran, byl schválen Program rozvoje Rychlých spojení Vládou ČR, je ve strategických cílech SŽDC, vznikají specializovaná pracoviště, která se přípravou VRT zabývají. Příprava VRT se stává celospolečenským úkolem, v případě SŽDC je pak rozhodně celofiremní záležitostí. Základní rozsah vysokorychlostní železnice na území České republiky definuje Nařízení Evropského parlamentu a Rady (EU) č. 1315/2013 ze dne o hlavních směrech Unie pro rozvoj transevropské dopravní sítě. Koridory vysokorychlostní dopravy jsou také součástí strategického dokumentu Politika územního rozvoje České republiky (PÚR). Tento materiál je základní celostátní nástroj územního plánování, který slouží zejména pro koordinaci územního rozvoje, koordinaci územně plánovací činnosti jednotlivých krajů a současně jako zdroj důležitých argumentů při prosazování zájmů ČR v rámci územního rozvoje Evropské unie. Mezi republikové priority PÚR patří vytvářet podmínky pro zlepšování dostupnosti území rozšiřováním a zkvalitňováním dopravní infrastruktury s ohledem na potřeby veřejné dopravy a požadavky ochrany veřejného zdraví, zejména uvnitř rozvojových oblastí. Úkolem daným PÚR je vytvářet podmínky pro zvyšování bezpečnosti a plynulosti dopravy, bezpečnosti obyvatelstva a zlepšování jeho ochrany před hlukem a emisemi. Politika tak má vytvářet v území podmínky pro environmentálně šetrné formy dopravy, jako je doprava železniční. 2. DŮ VODY VÝSTAVBY VRT Na mnohých tratích v okolí velkých měst silně narostla železniční doprava a v posledních letech zároveň vzrůstá i nákladní železniční doprava. Kapacita na stávajících páteřních tratí je vyčerpaná (mnohdy přečerpaná) a spolehlivost provozu tak není zajištěna. Vlaky nabírají snadno zpoždění, které se přenáší i několik hodin. Z těchto důvodů je tedy nutné zahájit přípravu nových tratí, které by odlehčili stávající přetížené páteřní síti. SŽDC si tento zásadní problém uvědomuje a zařadila mezi své hlavní strategické cíle zajištění realizace vládního Programu rozvoje rychlých železničních spojení v ČR. Rychlá spojení jsou provozněinfrastrukturní systém rychlé železnice na území ČR zahrnující novostavby vysokorychlostních tratí i modernizované konvenční tratě vyšších parametrů. Jako další strategický cíl je zahájení výstavby 1. úseku vysokorychlostní tratě do roku 2025 vytipované pilotní úseky jsou: Moravská brána, Jižní Morava a Polabí. Aby tohoto strategického cíle bylo možné dosáhnout, musí být do konce roku 2022 platné územní rozhodnutí alespoň na jednu výše uvedenou stavbu. Stávající normy ČSN a předpisová základna SŽDC předpokládají provoz vlaků do rychlosti 200 km/h včetně. S pravidelným provozem vyššími rychlostmi nejsou v České republice žádné zkušenosti a i předpisová základna není na tento stav připravena. Pro SŽDC by sice bylo možné vyvinout vlastní pohled na předmětnou problematiku, ale bylo by to náročné, zdlouhavé a nepřineslo by to takový užitek jako využití dlouhodobých praktických zkušeností ostatních. Takový postup by nemusel vést k úspěchu. Příprava by trvala jistě několik let, tedy hodně času. A čas je komponent, který se nám nedostává. 15

16 3. SPOLUPRÁCE MEZI SŽDC A SNCF O POSKYTOVÁNÍ SLUŽEB ODBORNÉHO PORADENSTVÍ Proto se SŽDC obrátila na odborníky z evropských zemí, kde v pravidelném provozu jezdí vlaky rychlostí vyšší než 200 km/h. Ze zpracovaných územně technických studií jasně vyplývá zvolit pro Českou republiku model výstavby vysokorychlostní železnice čistě pro osobní dopravu s rychlostí nad 300 km/h. Ze všech evropských modelů a přístupů k VRT byl nakonec vybraný ten francouzský. Žádný jiný evropský správce infrastruktury nemá tak ucelený náhled na systém vysokorychlostní železnice jako SNCF, ať už z důvodu, že jejich odbornost není aktuální, nebo z důvodu odlišných vstupních podmínek, které nejsou zcela relevantní pro Českou republiku. Jedná se zejména o otázky provozu na VRT. Z těchto důvodů byla na jaře letošního roku podepsána smlouva mezi SŽDC a SNCF International o poskytování služeb odborného poradenství, jejímž cílem je vytvoření Manuálu pro projektování VRT v České republice ve stupni dokumentace pro územní rozhodnutí (DÚR) pro všechny subsystémy (oblasti) dotčené vysokorychlostní železnicí. Tvorba Manuálu je založena na vzájemné spolupráci českých a francouzských expertů v jednotlivých oborech (subsystémech) a bude probíhat v období květen listopad letošního roku. Prvním krokem k vytvoření Manuálu je absolvování studijní cesty do Francie pro manažerský tým SŽDC a hlavní odborníky SŽDC na jednotlivé oblasti. Cílem studijní cesty je získat ucelený obraz o VRT, a to ve všech oblastech, od přípravy stavby, přes samotnou výstavbu až po bezpečný provoz. Během studijní cesty budou pro zaměstnance SŽDC připraveny přednášky ze všech oblastí týkajících se vysokorychlostní železnice. Součástí budou i odborné exkurze do řídicích center, do center údržby vozidel atd. Odborníci ze SNCF nás taktéž seznámí, jak vysokorychlostní železnice pomohla proměnit francouzská města a jejich okolí, do kterých dnes zajíždí spoje TGV. Na studijní cestu budou plynule navázány workshopy k jednotlivým oblastem. Při těchto workshopech budou odborníci ze SNCF odpovídat na dotazy od svých českých protějšků ze SŽDC, kteří následně vytvoří Manuál pro projektování vhodný k návrhu VRT ve stupni DÚR. Čeká nás tedy hodně práce. 4. DALŠÍ KROKY V letošním roce nás čeká zahájení prací na studii proveditelnosti vysokorychlostní trati (Brno) Přerov Ostrava. Zpracovatel studie má do šesti měsíců po podpisu smlouvy předat SŽDC podklady účelně využitelné a usnadňující zpracování DÚR a dokumentace pro vyhodnocení vlivů stavby na životní prostředí (EIA) pro VRT Moravská Brána. Současně řešíme Změnu zásad územního rozvoje dotčených krajů. To je nutný předpoklad pro další pokračování projektu. Do konce roku započnou vlastní projektové páce zadáme DÚR pro první úsek, následovat budou další na rameni Drážďany Praha Brno Ostrava. 5. VRT A ZABEZPEČ OVACÍ TECHNIKA Výstavba VRT se dotkne velmi výrazně i technologií. Zdánlivě jsme připraveni - budujeme ETCS, které je jediným možným zabezpečovacím systémem na VRT. Nicméně nás čeká řada výzev. Tou první je požadavek prakticky stoprocentní spolehlivosti a dostupnosti vysokorychlostní železniční infrastruktury téměř za každé situace. To vyžaduje velké nároky na spolehlivost technologií. Veškerá údržba bude probíhat výhradně v nočních hodinách bez denních výluk. To vyžaduje ověření všech zařízení v laboratořích a jejich extrémně rychlou montáž a instalaci na místě, a to i v případě SW. Vše musí stoprocentně fungovat hned, jako je tomu v zemích západní Evropy, které tento technologicky vyspělý systém provozují. Tyto tratě bude využívat obrovské množství lidí a každá chyba bude předmětem zájmu médií. Je nutné tak přehodnotit priority urychlený vývoj systémů pro velmi výkonné tratě TEN-T včetně VRT musí mít přednost před řešeními pro okrajové části sítě. 16

17 17

18 VLIV STÁRNUTÍ ELEKTRONICKÝCH KOMPONENTŮ ZABEZPEČOVACÍCH ZAŘÍZENÍ NA JEJICH BEZPEČNOST, SPOLEHLIVOST A ŽIVOTNOST Doc. Ing. Ivan Konečný, CSc. Západočeská univerzita v Plzni 1. ÚVOD Železniční zabezpečovací zařízení jsou od počátku jejich aplikace konstruována tak, aby v prvé řadě zabránila kolizím a nehodám vlaků v důsledku chybného řízení dopravy. Moderní elektronická počítačově orientovaná zabezpečovací zařízení mimo výše uvedené základní funkce umožňují racionalizaci a automatizaci řízení dopravního procesu, díky vestavěné diagnostice rovněž umožňují snížení nákladů na jejich provoz a údržbu. S nástupem moderních zabezpečovacích zařízení vyvstal problém s ověřením jejich bezpečnosti, protože s velkým nárůstem množství funkcí zároveň značně vzrostla komplexnost a tím neprůhlednost systému. Navíc nelze opomenout další velký faktor, který zvýšil složitost a zkomplikoval problematiku posuzování bezpečnosti těchto systémů softwarové vybavení. To je z principu nedílnou součástí procesorově orientovaných elektronických systémů a velmi zvyšuje funkční možnosti zařízení a komfort uživatele. Požadavky na moderní elektronické zabezpečovací systémy jsou standardizovány v souboru evropských norem, mezi základní normy lze uvést normy [1], [2], [3], [4]. Základní požadavky na bezchybnou funkci (funkční a technickou bezpečnost) zabezpečovacího zařízení, které pokrývají celé období životnosti zařízení (životní cyklus), jsou znázorněny na obr.1. Problémy spojené s životním cyklem moderních elektronických zabezpečovacích zařízení jsou popsány např. v lit. [5]. Z hlediska koncového uživatele odvětví sdělovací a zabezpečovací techniky je zajímavé porovnání praktické délky životního cyklu provozovaných zabezpečovacích zařízení na síti SŽDC. 18

19 Elektromechanická staniční a traťová zabezpečovací zařízení. Tato zařízení, jejichž konstrukce spadá do druhé poloviny 19. století, se doposud vyskytují dokonce na koridorových tratích. Vzhledem k jednoduché a robustní konstrukci jejich praktická životnost dosahuje doby dokonce 100 let. Je zapotřebí zdůraznit, že podle současných požadavků na funkční a technickou životnost zabezpečovacích zařízení jsou tato zařízení zcela nevyhovující a měla by být v co nejkratší době inovována moderní technikou. Reléová staniční a traťová zabezpečovací zařízení. Tato zařízení u železničních správ v Evropě používaná od počátku 50-tých let minulého století principiálně splňují základní požadavky na funkční a technickou bezpečnost zabezpečovacích zařízení. Vzhledem k použité technologii založené na použití speciálních reléových prvků s vestavěnou bezpečností podléhajícím stárnutí a opotřebení dosahuje reálná životnost reléové technologie doby okolo 50 let. Elektronická, počítačově orientovaná staniční a traťová zabezpečovací zařízení. Počátky praktického postupného nasazování elektronických zabezpečovacích zařízení spadají u železničních správ v Evropě cca do poloviny 80-tých let minulého století. Vzhledem k dynamickému technologickému pokroku v rozvoji elektroniky, digitalizaci průmyslové elektroniky, masivní integraci součástkové základny dochází během relativně krátké doby k morálnímu zastarání použité technologie, součástkové základny a podpory výrobců použitých HW a SW prostředků. Proto praktická životnost moderních elektronických zabezpečovacích bude dosahovat doby okolo 25 let. 2. STÁRNUTÍ ELEKTRONICKÝCH KOMPONENTŮ ZABEZPEČ OVACÍCH SYSTÉMŮ Architektura současných elektronických zabezpečovacích systémů a jejich funkčních bloků využívá pro zajištění technické bezpečnosti systému většinou redundantní HW orientované struktury s paralelním zpracováním dat a následnou komparací. Použitý princip vychází z výchozího předpokladu zabezpečovací techniky, že v zařízení může v jednom okamžiku vzniknout pouze jedna nezávislá porucha, která bude bezprostředně po vzniku poruchy detekována, a systém bude odstaven do bezpečného stavu. Vzhledem k tomuto výchozímu předpokladu je zapotřebí vyloučit (stanovit dobu životnosti systému), aby vlivem stárnutí součástek redundantního systému nedošlo k současným poruchám ve dvou (více) kanálové struktuře systému, které by vedly ke znemožnění (maskování) detekce vzniklých poruch. Vliv stárnutí jednotlivých součástek (komponent) redundantního zabezpečovacího systému, nebo funkčního bloku s redundancí se dá graficky znázornit známou vanovou křivkou na obr. 2., kde na svislé ose grafu je intenzita poruch (t) komponenty, na vodorovné ose je čas (doba provozu). Empiricky bylo zjištěno, že u elektronických součástek období I raných poruch trvá řádově dny až týdny a lze jej podstatně zkrátit zahořením komponenty při cyklickém namáhání komponenty při střídání zvýšených okolních teplot a chladu v klimatické komoře. Pro období II nazývané obdobím normálního provozu se v literatuře obvykle uvádí doba 10 let. Vzhledem technologickému pokroku při automatizaci výrobních procesů a stále se zdokonalující technologii povrchové montáže součástek SMD, neustále rostoucí integraci součástek se v současné době toto období reálně blíží době cca 15 let. 19

20 Období III, nazývané obdobím stárnutí komponent se vyznačuje zvyšováním intenzity poruch. V reálném provozu je u elektronických součástek nárůst poruch relativně pozvolný a záleží na tom, v jakém prostředí pracuje konkrétní funkční blok zabezpečovacího systému a jakou plní funkci. Období III lze časově odhadnout podle prostředí, ve kterém komponenta pracuje, na 1 až 5 let. 3. PORUCHOVOST A ŽIVOTNOST FUNKČ NÍCH BLOKŮ ZABEZ- PEČ OVACÍCH SYSTÉMŮ V reálném prostředí, ve kterém jsou provozovány zabezpečovací systémy, se nelze spoléhat na obecné poznatky o stárnutí komponent zabezpečovacího systému. Je prakticky ověřeno, že funkční bloky jako je např. počítačové jádro, pracující v klimatizované místnosti je téměř bezporuchové a jeho životnost záleží prakticky na technické podpoře výrobců součástek. Funkční bloky zabezpečovacích systémů jako jsou např. interfejsy s venkovním prostředím a napájecí zdroje jsou náchylnější na poruchy vlivem atmosférických přepětí. S elektronickými zabezpečovacími systémy souvisí zvýšené požadavky na jejich bezvýpadkové napájení pomocí výkonových napájecích zdrojů s funkcí UPS. Používané bezúdržbové akumulátorové baterie vykazují životnost v závislosti na okolním prostředí, která se pohybuje maximálně okolo 10 let. S aplikací elektronických zabezpečovacích systémů úzce souvisí náhrada kolejových obvodů počítači náprav. Je všeobecně známé, že elektronické vyhodnocovací obvody počítačů náprav jsou téměř bezporuchové, ale výrobu kvalitních venkovních čidel počítačů náprav s vysokou spolehlivostí a životností zvládlo pouze několik renomovaných výrobců. Vzhledem k prostředí, ve kterém čidla pracují, nelze předpokládat, že jejich reálná technická životnost bude vyšší než cca 20 let. 4. PROBLEMATIKA RYCHLÉHO STÁRNUTÍ SOUČÁSTKOVÉ ZÁKLADNY Z toho co vyplývá z životního cyklu zabezpečovacího zařízení na obr.1. je zřejmé, že návrh, vývoj, schvalování, ověřování a uvedení do reálného provozu nového zabezpečovacího systému, nebo jeho funkčního bloku je časově i finančně náročný cyklus, který trvá často řadu let. Vzhledem k dynamice s jakou jsou aplikovány nové technologie v oblasti neustále rostoucí integrace součástkové základny, miniaturizace, technologie povrchové montáže, kdy vývodové součástky se v nových aplikacích téměř nevyskytují, se dochází do stavu, že nově zavedený zabezpečovací systém, nebo jeho funkční blok ztratí podporu výrobce součástek, případně SW vývojových prostředků. 20

21 5. ZÁVĚR V předloženém příspěvku je popisným způsobem naznačena problematika stárnutí elektronických zabezpečovacích systémů z hlediska odhadu jejich spolehlivosti a životnosti. Z dosavadních poznatků vyplývá, že reálná životnost elektronických zabezpečovacích systémů případně jejich samostatně vyvíjených funkčních bloků se bude pohybovat okolo 20 až 25 let. Výrobci zabezpečovacích systémů i jejich uživatelé budou v praxi limitováni dobou, po kterou budou hlavní hráči na trhu součástkové základny poskytovat technickou podporu koncovým zákazníkům. LITERATURA: [1] ČSN EN Stanovení a prokázání bezporuchovosti, pohotovosti, udržovatelnosti a bezpečnosti (RAMS) [2] ČSN EN Elektronické zabezpečovací systémy [3] ČSN EN Software pro drážní řídicí a ochranné systémy [4] ČSN EN Komunikace v přenosových zabezpečovacích systémech [5] Současné problémy spojené s životním cyklem moderních elektronických zabezpečovacích zařízení, aneb Quo Vadis současná zabezpečovací technika? In: Seminář K aktuálním problémům zabezpečovací techniky v dopravě VIII ZČU Plzeň

22 POHLED PROJEKTANTA NA PROCES ZAVÁDĚNÍ ETCS NA ŽELEZNIČNÍ INFRASTRUKTURU ČR Ing. Martin Raibr SUDOP PRAHA a.s. Počátky programu ERTMS/ETCS lze nalézt již daleko v historii železniční dopravy, kdy byla snaha o sjednocení jednotlivých vlakových zabezpečovačů v Evropě. Vlastní počátky tohoto systému s tímto označením se však datují do roku 1990 a v ČR do roku 1995, kdy byla snaha o první myšlenky o nasazení jednotného systému ve formě vlakového zabezpečovače. Od té doby, bylo o tomto vlakovém zabezpečovači napsáno mnohé, a to jak o jeho výhodách, tak i nevýhodách a jednotlivé polemiky k tomuto systému setrvávají do dnešních dnů, tedy do roku 2019, tj. 29 let poté. Za tento časový úsek, však dochází k instalaci tohoto systému v následujícím rozsahu: Implementace systému ETCS v ČR Úsek Délka Zahájení stavby Uvedení do provozu Pilotní projekt ERTMS/ETCS L2 v úseku Poříčany Kolín 22 km * ŽZO Velim 13 km * ETCS I. koridor úsek Kolín Břeclav státní hranice Rakousko/Slovensko 277 km ETCS Kralupy n.vlt. - Praha Kolín 110 km 08/ ETCS Uhříněves - Votice 54 km 08/ /2020 ETCS Petrovice u Karviné Ostrava Přerov Břeclav 206 km 09/ ETCS Česká Třebová Přerov 110 km 03/ * - pouze ověřovací provoz Výše uvedené vyčíslení, je více jak potěšující, vzhledem k tomu, že se jedná o 792 km tratí vybavených tímto systémem, zde nadšení však končí a začínají otázky a zamyšlení, proč tento výčet není tak optimistický, to jak vypadá Tímto důvodem je zcela určitě mnoho aspektů, které mohou začít u přínosů systému, jeho nákladnost, tak jeho využití, ale i další aspekty, které jej doprovází, a na které se možná i trochu pozapomnělo. Vzhledem k tomu se tato přednáška právě zaobírá myšlenkami poněkud rozdílnými od předchozích a nesnaží se systém ETCS pojmenovávat, ale jak ho využít a definovat jeho efektivnost a prosperitu. 1. STÁVAJÍCÍ STAV Jak bylo výše uvedeno, výčet kilometrů s nasazeným ETCS, není zcela vypovídajícím faktorem. Skutečností je opět mnoho a nyní je jen v rychlosti pojmenujeme: Systém ETCS vznikl jako systém pro odstranění bariéry přeshraniční vozby, kdy hnací vozidla jsou nucena přepřahat vzhledem k absenci národního vlakového zabezpečovače dané země v současném stavu není žádná vozba jak v osobní, tak ani v nákladní dopravě, která by byla realizovatelná díky výstavbě systému ETCS na výše uvedených tratích. Systém ETCS byl budován jako systém, který budou preferovat jednotlivý dopravci, před národním systémem a budou jej od počátku využívat v současné době není v ČR žádné hnací vozidlo, které by na výše uvedených tratích využívalo systém ETCS ke komerčnímu využití. Velká část staveb, která je výše uvedená, se již potýká, nebo bude potýkat s nutností přechodného vypnutí systému ETCS, vzhledem k zajištění infrastrukturních staveb. 22

23 Vzhledem k tomu, je v současnosti již rozhodnuto o tom, že minimálně 164 km tratí není vhodné realizovat, před těmito stavbami, a to jak vzhledem k investiční, tak ale i především provozním komplikacím. Jedná se především o skutečnost, že systém ETCS byl vždy definován jako nadstavbový systém, který bude vybudován po DOZ. Veškerý provoz systému ETCS je v současnosti budován jako smíšený provoz, ačkoliv již nyní je zřejmý požadavek na zavedení výhradního provozu systému ETCS. Jedná se tedy především o vazbu na NIP ERTMS ČR a efektivní výstavbu systému ETCS. Požadavek na dobu přepravy, mezi jednotlivými směry přepravy, a to jak sever-jih, tak i východ-západ se neustále zkracují, a to především v nákladní dopravě, aby byla zajištěna konkurenceschopnost s automobilovou dopravou. V současnosti je například jízdní doba Děčín-Břeclav vlaků EC pod 5 hodin a mezi Berlínem a Vídní pod 9 hodin (není nutné přes Norimberk), což může evokovat, že tuto trasu může překonat jedna shodná souprava se shodnou lokomotivou, ale i shodným strojvedoucím. Systém ETCS, není v ČR budován z pohledu ekonomické efektivity, ale z pohledu splnění podmínky zajištění tohoto systému v ČR dle mezinárodních dohod. 2. METODICKÝ POKYN Ve výše uvedeném okamžiku došlo ze strany SŽDC s.o. k zadání dokumentace Tvorba metodického pokynu pro projektování systému ERTMS/ETCS, které ve veřejné soutěži získala společnost SUDOP PRAHA a.s.. Při projednávání a přípravě této stavby se otevřela celá řada otázek a možností dalšího zpracování dokumentace. Proto byly hledány jednotlivé možnosti, které jsou použity i u jiných železničních správ při přípravě tohoto systému a projektant využíval závěrů uplatněných u jednotlivých železničních správ a obdobných prací jakými byly například programy "SmartRail 4.0" u švýcarských drah, který je připravován od ledna 2017, nebo "Digitale Schiene" u německých drah. Obdobně s těmito programy došlo v rámci dokumentace Tvorba metodického pokynu pro projektování systému ERTMS/ETCS k definování vlastností a cílů, kterých je nutné dosáhnout při přechodu na výhradní provoz pod systémem ETCS. Tyto cíle nejsou omezeny pouze dosažením bezpečného provozování železničního provozu, ale i cílem pro dosažení ekonomické návratnosti tohoto systému, a to jak z pohledu jeho budování, tak i provozování. Jedná se především o následující požadavky, které je nutné dosáhnout při přechodu na výhradní provoz: Výhradní provoz je cílové řešení pro vlakový zabezpečovač třídy A v ČR na všech hlavních tratích a podstatných pro zajištění konkurenceschopnosti železniční dopravy. Cílem by mělo být nejkratší období smíšeného provozu, který je nejkritičtější fází především z hlediska bezpečnosti provozu. Požadavkem je 100% vybavení vlaků mobilní částí systému ETCS. Ve výhradním provozu se předpokládá docílení možnosti maximální propustnosti. Vzhledem k tomu je nutné uvažovat s možností dosažení následného intervalu 90 s mezi jednotlivými vlaky jedoucích rychlostí do 160 km/hod (jedná se o hodnotu podle cílů u jiných železničních správ). Výhradní provoz musí být koncipován tak, aby došlo k pominutí potřeby znalosti tratě dopravním personálem. Výhradní provoz musí zajistit maximální variabilnost dopravy a jejího řízení. Musí dojít k definici jednotlivých předpisů s definicí naprosto jednoznačného chování personálu bez ohledu na to, zda se nachází v dopravně, nebo na trati. Každý prvek využitý ve výhradním provozu bude mít jednoznačnou identifikaci. 23

24 Musí dojít k maximální redukci vnějších prvků. Nový systém musí být připraven na možnost dalších systémů, a to včetně možnosti autonomního vedení vlaku. V metodickém pokynu jsou definovány jednotlivé postupy a možnosti, jak jednotlivých cílů dosáhnout, zároveň dochází k pojmenování požadavků, které je nutné splnit pro zajištění odpovídající bezpečnosti provozování železniční dopravy. V rámci těchto částí byly proto nadefinovány následující stavy, které budou vznikat při výhradním provozu: V rámci metodiky je upřednostněna změna koncepce zabezpečovacího zařízení ve formě oboustranné komunikace mezi RBC a staničním zařízením pro dosažení optimálního způsobu provozování systému. Tím je odmítnuta varianta výstavby ochranných délek kolejí a odvratů ve všech dopravnách a tyto fyzické ochrany využívat pouze v případech, kdy dochází k požadavku na oddělení manipulačních obvodů a vleček s rozsáhlými a pravidelnými manipulacemi. Zapojení vedlejších tratí, respektive ostatních tratí zapojených do trati s výhradním provozem pod ETCS. V rámci metodiky je odmítnuto oddělování, respektive izolování těchto tratí od tratí s výhradním provozem. Navržení způsobu řízení při výpadku systému. Metodika odmítá formu budování záložních systémů se samostatným způsobem návěstění a provozování, které by nutily strojvedoucího k dalšímu rozhodování. V rámci metodiky jsou definovány způsoby řízení posunových cest v jednotlivých dopravnách, na základě intenzity těchto posunových cest. 24

25 Metodika definuje zrušení stávajících zvyklostí umístění návěstidel a přiklání se k metodě definování cílů na základě požadavků propustnosti dané trati. V rámci Metodiky je snaha o dosáhnutí jiného pohledu na problematiku systému ETCS. Jde především o využití tohoto systému k dosažení jednotlivých cílů a zajištění efektivity investičních nákladů vložených do systému ETCS. Vzhledem k jednotlivým závěrům, které obsahuje Metodika, dochází k dalším požadavkům na změny, které je nutné prověřit, případně dopracovat do koncového stavu. Jedná se zejména o možnost úpravy Národního implementačního plánu, který by měl být rozšířen o rozsah tratí vybavených systémem ETCS a definici rozsahu vybavení hnacích vozidel mobilní částí systému ETCS. Dále by mělo dojít k definici nutnosti rozsahu jednotlivých manipulačních cest v dopravnách, vzhledem k tomu, že posunové cesty nejsou plně kontrolovány systémem ETCS. Dalším směrem, který by měl být dále sledován, je zajištění vyššího stupně automatizace, případně vytvoření systémů pro možnost rozhodování. 3. ROZHODOVÁNÍ MEZI SMÍŠENÝM A VÝHRADNÍM PROVOZEM V rámci Metodiky dochází k upřednostnění výhradního provozu systému ETCS před smíšeným provozem. Důvodem je především zajištění ekonomických a provozních výhod tohoto systému. Pro toto rozhodnutí bylo několik skutečností, které se dají shrnout do následujících bodů: Ve smíšeném provozu bude docházet vždy pouze k nadstavbě nad stávající systémy a zvyklosti, které je nutné ponechat v provozu. Tím nelze dosáhnout ekonomických cílů. Ve smíšeném provozu nelze výrazněji potlačit problematiku definování místa zastavení s ohledem na vlaky, které nebudou vybaveny systémem ETCS. Tím dochází k tomu, že jak bude přibývat vlaků jedoucích pod systémem ETCS, bude klesat kapacita trati. Pro smíšený provoz systému ETCS musí docházet k úpravě SZZ a TZZ pro možnost jeho nasazení a přitom toto zařízení musí zajišťovat i stávající provoz. Dle NIP má dojít do k zajištění výhradního provozu na prvních tratích v ČR, další tratě mají následovat dle podmínek definovaných v TSI. Při uvědomění si těchto skutečností a časové posloupnosti lze konstatovat, že uplatnění smíšeného provozu na konkrétním rozsahu tratí je pouze krátkodobé a v krátkém časovém okamžiku bude požadavek na zajištění výhradního provozu. Navíc při budování ETCS na dalších tratí, bude i zde požadavek na zřízení výhradního provozu systému ETCS do 5 let od jeho vybudování. Proto nebyl smíšený provoz, jakkoliv upravován a metodika se zaměřila na řešení výhradního provozu při dosažení maximálních benefitů po jeho zřízení. 25

26 4. MOŽNOSTI DOSAŽENÍ VÝHRADNÍHO PROVOZU Požadavek na dosažení výhradního provozu je dán jak legislativou ČR, tak i legislativou EU. Tento požadavek je zcela zřejmý a lze ho dosáhnout dvěma základními způsoby, kterými jsou: Přímý přechod ze smíšeného provozu do výhradního - bez úpravy technologické části infrastruktury. Tento způsob je lehce dosažitelný, předpokládá jen, že 100 % hnacích vozidel bude vybaveno mobilní částí ETCS. V případě, že toto bude jediným cílem, tak na infrastruktuře se ponechává stávající rozsah technologického zařízení, které definuje jízdy vlaku v daných prostorových oddílech. Zároveň ponechává veškerou stávající vnější výstroj, a to jak jednotlivé proměnné, tak neproměnné návěsti. Nepřináší tedy žádnou změnu bez dodatečných úprav. Podmínka vypnutí národního vlakového zabezpečovače může být splněna, odpojením jeho napájení. Je však toto požadovaná podoba výhradního provozu systému ETCS? Přechod do výhradního provozu při zajištění úprav technologického zařízení a tím dosažení definovaných cílů. V rámci tohoto postupu dochází k předpokladu, že dojde k úpravě technologického zařízení v takovém rozsahu, aby došlo k dosažení jednotlivých cílů. Zároveň je při tomto postupu kladen požadavek na zajištění maximální kapacity trati právě při výhradním provozu. Tím dochází ke změně a rozšíření míst zastavení, kdy jsou tato místa vkládána jak do zhlaví stanic, stávajících prostorových oddílů, tak ale i především do stávajících dopravních kolejí, které jsou jimi děleny. Těmito úpravami je limit zábrzdné vzdálenosti 1000 m zcela pominut a dochází k vytvoření oddílů v optimální vzdálenosti dle provozního vytížení dané trati. Například na tratích s hustým provozem může být docíleno vzdálenosti mezi jednotlivými místy zastavení až 400 m, což odpovídá cca délce vlaků osobní dopravy a její dvojnásobek délce nákladní dopravy. V rámci těchto úprav dochází k maximálnímu zjednodušení zabezpečovacího zařízení, kdy jsou rušena jednotlivá proměnná návěstidla a jsou nahrazována neproměnnými návěstmi, která mohou a nemusí být doplněna návěstmi pro zajištění posunu v dané dopravně. V rámci Metodiky také dochází k úvaze, že stávající traťové zabezpečovací zařízení, není nutné zřizovat ve stávajícím rozsahu a lze ho pojmout do rozsahu nového staničního zabezpečovacího zařízení. 5. EKONOMICKÝ POHLED NA SYSTÉM ETCS Metodika otevírá i další pohled na systém ETCS ve výhradním provozu, kterým mohou být jeho ekonomické přínosy. Jedná se o obdobný pohled, který začal být uplatňován i u jiných železničních správ ve spojitosti se systémem ETCS. Při tomto přístupu se musí hledat další možnosti, jak systém ETCS provozovat nejen z pohledu bezpečnosti, ale i z pohledu ekonomické rentability. Tyto změny musí být co nejdříve uplatňovány, aby jejich přínos byl co nejvyšší. Proměnná návěstidla v rámci systému ETCS se předpokládá eliminace počtu jednotlivých návěstidel. Ponechávají se pouze návěstidla, zajišťující provádění zabezpečeného posunu v jednotlivých ŽST. Tato návěstidla se však již neuvažují jako stožárová a upřednostňují se návěstidla trpasličí. Tím odpadá nutnost složitých návěstních konstrukcí pro zajištění bezpečnostních předpisů z pohledu údržby a dalších aspektů. Zároveň není nutné budovat speciální konstrukce (návěstní lávky, krakorce) pro umístění těchto návěstidel. Tím dojde ke snížení investiční náročnosti při jejich zřizování a zároveň dochází ke snížení nákladů na jejich údržbu a provoz. Jakou efektivitu má v tomto pohledu budování krakorců a návěstních lávek na tratích s provozem ETCS. Dojde k jejich snesení při zajištění výhradního provozu? Je efektivní budovat světelné indikátory? Neproměnná návěstidla v rámci výhradního provozu se nepředpokládá pohyb nevybavených vozidel systémem ETCS na železniční infrastruktuře. V případě výpadku tohoto systému se předpokládá pouze dojezd do nejbližší železniční dopravny za splnění daných 26

27 podmínek a při jízdě sníženou rychlostí nepřekračující rychlost 40 km/hod. Tím odpadá nutnost zřízení jednotlivých neproměnných návěstí, jejichž počet se v současnosti zdárně rozšiřuje, a to už zavedením různých rychlostních profilů atd. Kabelizace v rámci výhradního provozu se redukuje značné množství kabelizace. Její rozsah se snižuje i přes zavedení dalších úseků pro kontrolu volnosti. Při modelových případech došlo k prověření, že dojde ke snížení rozsahu kabelizace o % vůči stávajícímu stavu. Rozsah redukce závisí na dané konfiguraci trati a výrazný vliv na redukci kabelizace je počet železničních přejezdů v úseku - větší počet přejezdů znamená vyšší redukci kabelizace. Při snížení rozsahu kabelizace, dochází ke snížení i rozsahu výkopů, kabelovodů, přechodů přes mosty atd. Rozsah SZZ a TZZ jak bylo výše uvedeno, při výhradním provozu je otázkou, zda je nutné ještě budovat traťové zařízení, které se může sloučit se staničním zařízením. I toto staniční zařízení bude značně redukováno, a to už vzhledem k počtu bezpečných výstupů a dalších závislostí, které v současnosti SZZ zajišťuje. Je zde otázkou, jaké závislosti budou prováděny v rámci SZZ a jaké závislosti v rámci RBC. Toto řeší i ostatní železniční správy a skutečností je, že čím více závislostí se nachází v místě, tím komplikovanější je zanášení změn vlivem změny předpisů nebo budování nadstavbových systémů. Umístění SZZ umístění zařízení je otázkou již v současnosti. Při umístění zařízení ve středu ŽST a to nejlépe ve výpravní budovy se zjednodušuje diagnostika zařízení, napájení a dohled nad ním. Ale v současnosti je zřejmé, že stávající zařízení budou opětovně upravována vlivem výhradního provozu. Budou se tedy opět hledat prostory, kam umístit nové zařízení, tak aby nedošlo k nutnosti vypnutí stávajícího SZZ? Již v minulosti projektant doporučoval, aby zařízení bylo umístěno do kontejnerového systému, a to i vzhledem k životnosti zařízení, které je nižší než pozemní objekt. Při tomto umístění je pak otázkou, zda v době budování diagnostických systémů a dálkového řízení je nutné umísťovat zařízení ve středu ŽST, nebo na jednotlivých zhlavích, kdy se zkrátí vzdálenosti mezi jednotlivými prvky, čímž odpadne sdružování párů, ale i například nutnost zřizování kabelizace TCEKPFLEZE v takovém rozsahu. Také tím dojde k možnosti eliminace vedení kabelizace mrtvým prostorem nástupištních hran a uvolnění prostor pro jiné vhodnější využití směrem k veřejnosti, a to ať formou komerčního využití prostor či systémů P+R. 6. NÁROČNOST ZAVEDENÍ VÝHRADNÍHO PROVOZU Výhradní provoz má být od zaveden na tratích, které jsou definovány Národním implementačním plánem z roku 2017, jehož neměnnost byla v současnosti potvrzena jednotlivými složkami SŽDC s.o. V tomto materiálu je nadefinován následující rozsah tratí s výhradním provozem ETCS: Děčín Praha Česká Třebová Brno Břeclav Břeclav Bohumín Česká Třebová Přerov Jedná se o tratě, kde se v současnosti připravuje systém ETCS, nebo tratě, kde se připravují technologické stavby s možností pro nasazení systému ETCS v následujícím rozsahu. 27

28 Úsek tratě Povinný termín vybavení ERTMS Délka v km Počet dopraven Kolín Břeclav státní hranice Rakousko/Slovensko Kralupy n.vlt. - Praha Kolín St. hr. ČR/Německo Dolní Žleb Kralupy nad Vltavou Petrovice u Karviné Ostrava Přerov Břeclav Česká Třebová Přerov Celkem Pokud dojde k rozhodnutí úprav ve výše uvedených úsecích, tak do je nutné upravit 830 km tratí, respektive 112 dopraven různého rozsahu. Za předpokladu, že dojde k zahájení úprav od , tak na úpravu 1 km tratě máme k dispozici cca 1,77 dne a na úpravu jedné dopravny cca 13 dní, a to včetně projektu, realizace a schválení. Vzhledem k této náročnosti doporučuje Metodika změnu přístupu k současným úpravám technologického zařízení s ohledem na jejich následnou úpravu pro výhradní provoz. Mezi tato doporučení lze především zařadit: eliminace speciálních konstrukcí pro umístění návěstidel, redukce rozsahu návěstění a tím zjednodušení jednotlivých návěstidel, vedení kabelových tras v trasách s možností opětovných zásahů, vhodné umístění technologického zařízení, například kontejnery, a další 7. ZÁVĚREM Metodika přináší zcela jiný pohled na systém ETCS ve formě výhradního provozu, který se snažila pojmenovat v podmínkách ČR. Metodika vychází ze skutečností a závěrů, ke kterým se došlo i u jiných železničních správ, a to i těch, co mají výrazně efektivnější národní vlakový zabezpečovač než ČR, a i přesto se tyto železniční správy vydávají cestou ETCS u nějž se nachází rentabilnost a zdůvodnění pro jeho budování. Přináší i možná nepopulární doporučení v oblasti systému ETCS, které lze nalézt například v následujících požadavcích: požadavek na jednoznačné chování strojvedoucího, a to jak na trati, tak v obvodu dopravny, zvýšení počtu zkušebních jízd s reálnými vlaky, nadefinování optimálních národních hodnot systému ETCS, úpravu národního implementačního plánu, a další Svým rozsahem však nabízí směr řešení, který se jeví jako optimální jak z pohledu provozního, tak i investičního a značně přibližuje způsob řešení se sousedními železničními správami. 28

29 ERTMS GAME CHANGERS Ing. Peter Gurník AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVOD 20. septembra 2016, pri príležitosti najväčšieho svetového veľtrhu zameraného na železnicu, InnoTrans, bolo slávnostne podpísané už štvrté memorandum o spolupráci na rozvoji ERTMS (MoU) [1]. Tento dokument bol podporený kľúčovými predstaviteľmi železničného sektoru, Agentúry EU pre oblasť železníc (ERA) a vtedajšej komisárky EU pre oblasť dopravy, Violety Bulc. Jeho konečné znenie je výsledkom procesu hľadania kompromisného pohľadu na systém ERTMS a jeho budúcnosť, naprieč často protichodnými záujmami zástupcov železničného sektoru 1. Obsahovo, dokument adresuje predovšetkým dve kľúčové oblasti: 1. Ochranu predošlých investícií (Otázka spätnej a doprednej kompatibility, zákaz pridávania národných funkcií) a 2. Ďalší rozvoj ERTMS (paralelný vývoj nových funkcií v rámci obdobia stability po uvedení verzie BL3R2). Memorandum sa odkazuje na správu ERA z roku 2015, ktorá vznikla za prispenia spektra zástupcov európskeho železničného sektoru a obsahuje strategické zámery ohľadne rozvoja ERTMS v dlhodobej perspektíve [2]. Ambíciou tohto príspevku je analyzovať stav naplnenia ambícií MoU z pohľadu prebiehajúcich aktivít v oblasti výskumu a vývoja a stručne zmapovať situáciu platnú v roku GAME CHANGERS Vývoj systému ETCS priniesol radu pozitívnych aj negatívnych skúseností, ktoré dnes predstavujú bázu pre stanovenie stratégie jeho ďalšieho rozvoja. Hlavní aktéri sa napríklad zhodujú na explicitnej podmienke uvoľnenia iba plne dokončených a kvalitných špecifikácií ETCS, ktoré prešli dostatočnou fázou pripomienkovania, hodnotenia a prevádzkového overovania. Historický vývoj systému ETCS taktiež ukázal tendenciu konvergovať k vysokej komplexnosti, ktorá má priamy negatívny dopad na náklady jeho životného cyklu (LCC). Je preto v záujme rozvoja železničnej dopravy v EU, aby bol ďalší rozvoj funkcionalít ETCS podmienený podloženými relevantnými ekonomickými a spoločenskými potrebami a prebiehal v konsenzuálnom duchu, za účasti kľúčových partnerov železničného sektoru. V tomto duchu, správa ERA z roku 2015 [2] identifikuje 5 kľúčových oblastí ďalšieho rozvoja systému ERTMS (tzv. Game Changers), ktoré budú prioritne implementované do nadchádzajúcich nových verzií systému: ETCS Level 3: Očakáva sa potenciálny prínos v náraste kapacity trate a/alebo redukcia LCC traťových častí systému. Automatická prevádzka vlakov (ATO): Očakáva sa redukcia nákladov na energiu a zlepšenie kvality prevádzky vlaku (napr. zlepšenie dochvíľnosti vlakov). Brzdné krivky: Očakáva sa optimalizácia využitia kapacity trate z dôvodu lepšej rovnováhy medzi požiadavkami na bezpečnosť a flexibility systému pri rôznych prevádzkových situáciách. Nová generácia komunikačného systému: V svetle postupného vyraďovania zastaraných a nákladných komunikačných technológií (koniec dodávok komponentov GSM-R je plánovaný na rok 2030) je potrebné s predstihom plánovať postupné 1 Dokument podporilo celkom 11 nadnárodných organizácií, vrátane verejných inštitúcií EU (Európska komisia, ERA), zástupcov železničného priemyslu (UNIFE, UNISIG, GSM-R IG), zástupcov prevádzkovateľov nákladnej a osobnej dopravy, správcov infraštruktúry (UIC, EUG, CER, EIM, ERFA) a zástupcov prenajímateľov vlakov (EPTTOLA). 29

30 nahradzovanie GSM-R novými technológiami. Očakávaným prínosom je taktiež postupná eliminácia prevádzkových limitov súvisiacich s nedostatočnou kapacitou komunikačných sietí. Družicová lokalizácia: Očakáva sa potenciálna redukcia traťových častí z dôvodu redukcie balíz ETCS a možnosti zlepšenia prevádzkových parametrov vďaka zvýšenej spoľahlivosti/presnosti odometrického systému. Novinku v rozvoji ERTMS prináša taktiež nové inštitucionálne a finančné usporiadanie. Oproti minulosti sa veľká časť vývoja nových funkcií ETCS presunula z organizácie UNISIG (priemyselné konzorcium zamerané na rozvoj špecifikácií ERTMS) pod krídla spoločného podniku Shift2Rail 1 (S2R: Shift2Rail Joint Undertaking). Jeho inovačný program 2 (IP2: Innovation Programme 2) pokrýva vývojové aktivity štyroch z piatich Game Changers (IP2 sa nevenuje iba brzdným krivkám). Okrem toho sa IP2 zaoberá aj radou prierezových tém, ako sú napríklad kybernetická bezpečnosť, systematický prístup k testovaniu nových funkcií a použitie formálnych metód [3] Game Changer: ETCS Level 3 Formálne sú špecifikácie ETCS Level 3 kompletné a pripravené na aplikáciu v prevádzkovom prostredí rôznych kategórií železničných tratí. Praktické skúsenosti s prevádzkou Level 3, bez pevných detekčných prvkov vozidla, sú však stále obmedzené. Projekt X2RAIL-1, financovaný z prostriedkov IP2 (Shift2Rail) [4], sa v pracovnom balíčku 4 zameriava na problematiku pohyblivých blokov (MB: Moving Block) aplikovaných nad ETCS Level 3 (BL3R2), po zohľadnení požiadavky na zmenu ETCS (CR: Change Request) číslo Skupina rozpracovala sadu reálnych prevádzkových scenárov použitia MB, na základe ktorých definovala návrh systémových požiadaviek, návrhových pravidiel na ich zavedenie a identifikovala súbor nebezpečných stavov spojených s použitím systému MB. Zohľadnené boli pritom rôzne prístupy k návrhu MB (napr. plný MB, pevné virtuálne bloky, atď.) a rôzne typy tratí (vysokorýchlostné, konvenčné, nákladné, atď.). Výsledkom aktivít pracovnej skupiny je taktiež návrh siedmych CR, ktoré sú z pohľadu expertov S2R vhodné pre efektívne zavedenie systému MB do ETCS. V ďalšom období možno očakávať predovšetkým dokončenie analýzy bezpečnosti, rozšírenie špecifikácií v závislosti na aktuálnych konfiguráciách traťových častí a metodiku testovania systémov MB Game Changer: ATO nad ETCS V nadväznosti na predchádzajúce aktivity dotovaných projektov Facilitating and speeding up ERTMS a NGTC, pokračujú práce na špecifikácii ATO nad ETCS v projekte X2RAIL-1, realizované pracovnou skupinou 4. Činnosti sú rozdelené do dvoch vetiev: 1. ATO za prítomnosti rušňovodiča (GoA2), a 2: ATO bez požiadavky na prítomnosť rušňovodiča (GoA3-4). V rámci vetvy 1, experti Shift2Rail dokončili sadu návrhov špecifikácií na nové funkcie ETCS, vrátane návrhu systémových požiadaviek ATO (Subset 125) a funkčných požiadaviek na rozhranie medzi palubnou časťou (OB) ETCS a ATO-OB (Subset 130). Tieto špecifikácie sú momentálne v pripomienkovom konaní, koordinovanom ERA. Spolu so súborom ďalších špecifikácií, ktoré zahrnú ostatné prvky architektúry ATO (napr. ATO-TS: Traťová časť ATO, TMS: Systém riadenia dopravy, atď.) sa predpokladá kompletné dokončenie pripomienkového konania predložených návrhov začiatkom roku To je podmienené úspešným uzavretím testov interoperability, ktoré zahrňujú tak testy v laboratóriu (Test Benches, ukončené v 1/2019), ako aj testovanie priamo na trati. Napríklad, implementácia a interoperabilita ATO-OB z vývoja AŽD Praha bola overená v laboratóriu spolu 1 AŽD Praha je členom UNISIG a je asociovaným členom Shift2Rail. V oboch organizáciách je firma zaviazaná k aktívnemu pôsobeniu na úrovni expertných skupín ako aj na participácii pri výkone riadiacich a strategických rozhodnutí. 2 CR940 pridáva do špecifikácií ETCS rozhranie, ktoré umožňuje využitie informácií od zariadenia pre automatickú kontrolu celistvosti vlaku, inštalovanom na vlaku (OTI). Vývoj takéhoto zariadenia a jeho praktická demonštrácia je taktiež súčasťou aktivít v rámci IP2 (Shift2Rail). 30

31 s traťovou časťou z produkcie SIEMENS a bude ďalej testovaná v prevádzke na zahraničných tratiach v roku 2019 a 2020, pre uvažované aplikácie v osobnej a nákladnej doprave. Kompletná architektúra ATO z produkcie AŽD Praha (zahrňujúca AŽD ATO-OB a AŽD ATO- TS + príslušný komunikačný systém) je overovaná na trati Čížkovice-Obrnice. V nadchádzajúcom období sa aktivity expertov S2R zamerajú na rozvoj špecifikácií systému ATO na úrovni GoA3-4 a na súvisiace demonštrácie. AŽD Praha aj v tomto prípade predpokladá návrh a demonštráciu vlastného technického riešenia Game Changer: Brzdné krivky Brzdné krivky ETCS boli harmonizované v roku 2012, spolu s uvedením novej verzie špecifikácii - Baseline 3. Aktuálne sa otvárajú možnosti ich vylepšenia, s pozitívnym dopadom na funkčné správanie ETCS. Aktívnou organizáciou v tejto oblasti je EUG (ERTMS Users Group expertná organizácia zameraná na ERTMS, ktorá zastupuje kľúčové Európske železnice), ktorá predložila niekoľko návrhov úprav konverzných modelov (tvoria základ pre konštrukciu brzdných kriviek na základe znalostí brzdiacich percent vlaku), vrátane rozšírení ich domén platnosti. Taktiež je možné pozorovať snahy o vylepšovanie možností zohľadňovania zníženej adhézie a úpravy správania systému s ohľadom na dohľadový limit, s cieľom umožniť vyrovnávanie približovacej doby PZS, prípadne ďalšie. Ďalším úpravám tak na generickej ako aj na aplikačnej úrovni je na konferencii SŽDC venovaný osobitný príspevok s názvom Brzdné krivky ETCS a možnosti jejich úprav spracovaný kolegom J. Markom (AŽD Praha) Game Changer: Nová generácia komunikačných systémov V prípade špecifikácie novej generácie komunikačného systému ETCS, nie sú aktivity koncentrované iba do aktivít v rámci IP2 (Shift2Rail). Dôležitými aktérmi v tomto prípade sú taktiež Medzinárodná železničná únia (UIC), spolu s aktivitami dedikovaných štandardizačných skupín v rámci ETSI a 3GPP. UIC je koordinátorom projektu FRMCS [5], ktorý uvoľnil začiatkom roku 2019 súbory užívateľských požiadaviek a prípadov použitia nového komunikačného systému, ktorý by mohol v budúcnosti nahradiť GSM-R. V roku 2021 by mali nasledovať funkčné a systémové požiadavky a v roku 2022 relevantné návrhy pre rozšírenie špecifikácií ETCS. Po posúdení predložených návrhov zo strany ERA, by mohli prebiehať pilotné testy komunikačného systému založeného na špecifikáciách FRMCS/ETSI/3GPP od roku Experti Shift2Rail a FRMCS sa vzájomne koordinujú, aby sa minimalizovala duplikácia činností a zdieľali dostupné informácie. Kým UIC sa zameria predovšetkým na nástupnícku technológiu GSM-R a jej využitie podľa požiadaviek rady aplikácií, pracovná skupina 3 v projekte X2Rail-1 pracovala na koncepte tzv. adaptačného komunikačného systému (ACS). Hlavnou myšlienkou je vývoj multivektorového komunikačného systému, ktorý je do značnej miery nezávislý na použitých komunikačných technológiách, pri rešpektovaní podmienok interoperability a stanovených požiadavkách na kvalitu komunikácie (QoS). V ďalšom období sa aktivity v Shift2Rail sústredia na vývoj súvisiacich demonštrátorov, v rámci projektu X2Rail-3 [4]. Najneskôr v júni 2021 vydá ERA, na základe informácií zo Shift2Rail, UIC a iných, oficiálnu správu o definícii novej generácie komunikačného systému [6]. Dokument by mal obsahovať podmienky a možné stratégie pre migračné obdobie s návrhmi pre koexistenciu rôznych generácií mobilných sietí a stanovené požiadavky ohľadne použitia frekvenčného spektra Game Changer: Družicová lokalizácia (GNSS) Uplatnenie technológií družicovej lokalizácie v súčasnosti nemá jedinú vývojovú vetvu, ktorá by bola zdieľaná naprieč železničnou komunitou. Kým značná časť expertov stále podporuje tzv. koncept virtuálnej balízy (založenej na technológiách GNSS s minimálnym dopadom na existujúce špecifikácie ETCS), nemálo aktérov v železničnom sektore by skôr privítalo integráciu GNSS do vozidlovej odometrie s cieľom zlepšenia jej presnosti a spoľahlivosti. Poslednou, silne podporovanou iniciatívou, je vývoj univerzálneho lokalizačného systému, ktorý by poskytoval informáciu o polohe vozidla rôznym aplikáciám 31

32 a neobmedzoval by sa iba na ETCS. Napriek tomu, že nejednotnosť vízie drobí expertné úsilie a brzdí prebiehajúci vývojový proces, najbližšie k návrhu nových funkcií ETCS má pracovná skupina 3 v rámci projektu Shift2Rail X2Rail-2 [4]. V nadväznosti na výsledky predchádzajúcich projektov NGTC a STARS ďalej rozvíja koncept virtuálnej balízy, pre ktorý boli rozpracované základné systémové požiadavky a definovaná architektúra. Paralelne k tomu financuje Európska kozmická agentúra (ESA) a Európska agentúra pre GNSS (GSA) skupinu podporných projektov s cieľom overiť dosiahnuteľné lokalizačné parametre v prostredí železničnej dopravy, vyvinúť prostriedky pre minimalizáciu nebezpečných stavov spojených s GNSS a skúmať možnosti využitia infraštruktúry a nástrojov GNSS, ktoré boli pôvodne vyvinuté pre potreby leteckej dopravy (napr. EGNOS). V súlade so špecifikáciami Shift2Rail a národným implementačným plánom Talianskej republiky [7] sa budú overovať nové funkcie virtuálnej balízy nad ETCS Level 3 na regionálnej trati Sangone Pinerolo s plánovaným dokončením systému v roku AŽD Praha plánuje testy svojho riešenia lokalizačného systému založeného na GNSS postupne v laboratóriu a neskôr na trati od roku ZÁVER Európsky prevádzací plán ERTMS [8] stanovuje vybavenie systémom ETCS do roku 2023 zhruba polovicu identifikovanej hlavnej európskej železničnej siete (TEN-T), pričom s konečnou finalizáciou celej siete sa počíta v roku Podmienkou úspechu tohto plánu sú konsolidované a vyspelé špecifikácie ERTMS a stabilné finančné a administratívne prostredie. MoU z roku 2016 stanovuje rovnováhu medzi stabilitou systémových špecifikácií ERTMS a jeho budúcnosťou. Po troch rokoch intenzívnej práce expertov zo Shift2Rail a ďalších programov máme k dispozícii prvé výsledky a náhľad budúceho rozvoja systému. Hlavnou výzvou nadchádzajúceho obdobia bude vydanie novej verzie špecifikácií ETCS, očakávanej v rozmedzí rokov 2022/2023. Na základe minulých skúseností je stredná doba vývoja nových funkcií ETCS 7 rokov [2], čo kladie na zúčastnených expertov a ďalších aktérov vysoké nároky. Aby mohol byť stanovený termín dodržaný, je nutné v nadchádzajúcom období ustanoviť efektívny komunikačný, hodnotiaci a schvaľovací rámec, v tesnej spolupráci so systémovou autoritou ERTMS ERA, skupinou UNISIG (ktorá obhospodaruje veľkú časť špecifikácií ETCS) a v neposlednom rade s užívateľmi systému (predovšetkým správcovia infraštruktúry a prevádzkovatelia dopravy). LITERATURA: [1] Internet: The ERTMS Memoranda of Understanding, [2] Internet: ERTMS Longer Term Perspective era_rep_150_ertms_longer_term_perspective_report_en.pdf [3] Internet: Shift2Rail Innovation Programme 2 [4] Internet: Shift2Rail IP2 projects, [5] Internet: FRMCS, [6] Internet: Regulation (EU) 2019/776 of 16 May [7] Internet: Italy: National implementation plan of ERTMS [8] Internet: Regulation (EU) 2017/6 of 5 January 2017 on ERTMS deployment plan 32

33 BRZDNÉ KŘIVKY ETCS A MOŽNOSTI JEJICH ÚPRAV Ing. Jakub Marek, Ph.D. AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVOD ETCS (z angl. European Train Control System) je vlakový zabezpečovací systém, jenž má spolu s jednotným komunikačním systémem (GSM-R, resp. FRMCS) za cíl zajistit interoperabilitu v oblasti řízení a zabezpečení železničního provozu. Má přispět k vytvoření jednotného železničního prostoru SERA (z angl. Single European Railway Area) a s tímto cílem je jeho budování dle politiky EU velmi podporováno. Ovšem je to též vlakový zabezpečovač (dále jen VZ), který v základním stavu úplně kontroluje rychlost vlaku, čímž výrazně přispívá k bezpečnosti železničního provozu, a to zejména tam, kde současné VZ podobnou funkcí nedisponují. Mobilní část ETCS v tomto stavu bezpečně kontroluje: nejen, že okamžitá rychlost vlaku nepřekračuje maximální povolenou rychlost (MRSP) danou z traťové části ETCS a z vlakových dat (při dohledu typu CSM, z angl. Ceiling Speed Monitoring), ale také, že se rychlost vlaku adekvátně snižuje s ohledem na případné cíle (snížení rychlosti, konec oprávnění k jízdě (EOA), dohlížené místo (SvL)), k nimž se vlak blíží (při dohledu typu TSM, z angl. Target Speed Monitoring). V případě dohledu maximální povolené rychlosti (CSM) mobilní část ETCS kontroluje, zda je hodnota okamžité rychlosti vlaku v dané poloze nižší, nanejvýš rovna hodnotě dovolené traťovou částí ETCS (nebo strojvedoucím zadané hodnotě maximální rychlosti vlaku, je-li nižší), resp., že ji nepřekračuje o více, než určují stanovené limity. V případě dohledu cílové rychlosti (TSM) si pak mobilní část ETCS navíc vytváří predikci, jak se vlak bude chovat v budoucnu po případném zavedení brzdění. K tomu využívá brzdný model, který poskytuje základní informace pro konstrukci brzdných křivek a souvisejících dohledových limitů ETCS, dle nichž pak mobilní část ETCS dohlíží jízdu vlaku, resp. spouští odpovídající činnosti (indikace strojvedoucímu, či přímo intervence do jízdy). 2. BRZDNÉ KŘ IVKY A DOHLEDOVÉ LIMITY ETCS 2.1 Brzdné křivky ETCS Jsou součástí výše zmíněné predikce. Brzdné křivky určují odrychlení, s jakým ETCS předpokládá, že bude klesat rychlost vlaku po té, co bude brzda již plně naběhlá. V principu se rozlišují 2 typy brzdných křivek: křivka nouzového brzdění EBD, z angl. Emergency Brake Deceleration. křivka (úplného) provozního brzdění SBD, z angl. Service Brake Deceleration. Každou z těchto křivek si mobilní část ETCS konstruuje pro různé cíle. Od každé z nich dále odvozuje polohy dohledových limitů, které se používají při dohledu cílové rychlosti (TSM). 33

34 2.2 Související dohledové limity ETCS Od brzdných křivek jsou dále odvozovány dohledové limity, které jsou vypočítávány mobilní částí ETCS v závislosti na konkrétní okamžité rychlosti/zrychlení. Příklad dohledových limitů ETCS pro jízdu konkrétního vlaku 1 konstantní rychlostí 140 km.h -1 je na obr. 1. Ukázka dohledových limitů ETCS odvozených od křivky nouzového brzdění (EBD); Zdroj: Autor Minutí určitého dohledového limitu vlakem spouští příslušnou reakci mobilní části ETCS. Uvážíme-li jízdu vlaku na obr. 1 zleva, pak první dohledové limity (I, P, W) slouží zejména pro indikace strojvedoucímu (optické/akustické) na displeji DMI, resp. pro zavedení provozního brzdění (SBI2). Tedy pomáhají strojvedoucímu vést vlak bezpečně a plynule. Až poslední dohledový limit před cílem (EBI) zajišťuje bezpečnost jako takovou jeho překročením přebírá ETCS bezpečným způsobem řízení a zavádí rychločinné brzdění. Je situován tak, že jeho poloha zajišťuje dostatek času pro naběhnutí plného účinku nouzové brzdy, k čemuž musí dojít dříve, než se čelo vlaku přiblíží k brzdné křivce nouzového brzdění (EBD). Jeho poloha je dána brzdným modelem. Více informací o brzdném modelu ETCS a souvisejících dohledových limitech je uvedeno v článku [4]. Z obr. 1 je vidět, že ačkoli je vlak odbrzděn tak, že je dle tabulek brzdicích procent, resp. tabelárního jízdního řádu (pro vlak Sp 1904) schopný za daných podmínek zastavit na m ( = 146 %), neumožní ETCS [ani strojvedoucímu, ani AVV] přiblížit se danou rychlostí k cíli blíže, než mu určují intervenční dohledové limity (SBI2, EBI). ETCS spouští brzdu více než m před cílem (SBI2) 2. Indikuje, že dochází k překračování dovolené rychlosti (P), již zhruba m před cílem. A první indikace (I), která vyzývá strojvedoucího činit ve prospěch snižování rychlosti, se dostaví cca m před cílem. Navíc v tomto případě (pozn. stejně jako na obr. 2) nebylo uvažováno s nejistotou měření ujeté dráhy, o níž by se uvedené dohledové limity posunuly blíže k čelu vlaku, resp. dále od cíle. 1 Může jít například o elektrickou jednotku 471/971, resp. libovolný vlak, jehož brzdné schopnosti jsou hodnoceny přístupem lambda, o délce 80 m, který je brzděn v režimu P [I. způsobem brzdění] a má 146 br. % (Sp 1904). Pozn. při výpočtech dohledových limitů zde nebyla zohledněna nejistota měření ujeté dráhy, o tuto by se pak dané limity posunuly blíže k čelu vlaku platí i pro obr Při jízdě pod ETCS v módu Automatická jízda (AD) je anulován vliv limitu SBI2 [ATO over ETCS]. 34

35 3. MOŽNOSTI ÚPRAV FUNKČNÍHO CHOVÁNÍ ETCS Nabízí se dvě možnosti, jak upravit v základním (defaultním) stavu poměrně restriktivní chování ETCS, které je možno pozorovat při dohledu cílové rychlosti, tedy při dojíždění ke konci oprávnění k jízdě (EOA/SvL) či k rychlostnímu omezení. Tyto možnosti jsou: na aplikační úrovni lze upravit brzdný model ETCS prostřednictvím národních hodnot pro brzdné křivky (viz kap. 4.1, resp. [4]), na generické úrovni by bylo možno a taktéž velmi vhodné upravit vzorce pro výpočty dohledových limitů ETCS (viz kap. 4.2, resp. AŽD Praha a VUZ připravovaný článek do zahraničního periodika, jehož cílem je rozpoutat diskusi na EU úrovni). Ideální by byla kombinace obou. Tedy jednak nastavit brzdný model ETCS na aplikační úrovni (staticky), jednak upravit (dynamické) chování ETCS na generické úrovni. V tomto příspěvku se zaměříme zejména na možnosti úprav ETCS, které lze provést správcem infrastruktury, tedy na aplikační úrovni (prostřednictvím národních hodnot). 4. UKÁZKY VLIVU MOŽNÝCH ÚPRAV BRZDNÝCH KŘ IVEK ETCS 4.1 Úpravy na aplikační úrovni (správce infrastruktury) Možnosti úprav brzdného modelu ETCS Specifikace ETCS nabízejí správci infrastruktury možnost nastavit/pozměnit (nominální) brzdný model, který představuje základ pro odvození dohledových limitů. Tyto možnosti se liší dle toho, jak mobilní část ETCS tento brzdný model získává. Mobilní část ETCS může mít brzdný model: uložen v konfiguraci (pro tzv. gama vlaky, tedy vlaky, u nichž je předem známé jejich složení, a to vč. intenzity brzdného účinku: á,resp. é, ). dopočítán s použitím tzv. konverzního modelu (pro tzv. lambda vlaky, tedy vlaky, u nichž jsou ze strojvedoucím zadaných vlakových dat známa mimo jiné jejich skutečná brzdicí procenta ; jejich délka a způsob brzdění [I. vs. II.]) Jak již bylo uvedeno, ETCS umožňuje z traťové části ovlivňovat brzdný model, přesněji model nouzového (rychločinného) brzdění, který slouží k zajištění bezpečnosti. Umožňuje tedy ovlivnit ekvivalentní dobu náběhu nouzové brzdy a průběh jí dosažitelného odrychlení: u gama vlaků umožňuje ovlivnit brzdné odrychlení nepřímo, a to tak, že se určí: o pravděpodobnost, se kterou vlak po zásahu ETCS zastaví na suché koleji lépe (myšleno dříve), než kdyby brzdil dle brzdných křivek, tedy, že dostatečně zpomalí/zastaví před dohlíženým cílem/místem, o míra vlivu vozidlového korekčního faktoru pro mokrou kolej (od 0 do 100 %). u lambda vlaků umožňuje brzdný model ovlivnit přímo, slouží k tomu integrované korekční faktory vložené pro tento účel přímo do brzdného modelu ETCS: o o K t_int pro ovlivnění ekvivalentní doby náběhu nouzové brzdy, K v_int a K r_int pro ovlivnění výsledného brzdného odrychlení. Výše uvedené se děje prostřednictvím národních hodnot pro brzdné křivky ETCS. Ovlivňuje-li se jimi výsledná hodnota brzdného odrychlení, mění se tím strmost brzdné křivky ETCS viz obrázek 2 na další straně. 35

36 Ukázka možné konkrétní úpravy brzdného modelu ETCS Nastavíme-li například pro lambda vlaky integrované korekční faktory tak, jak to bylo provedeno v příspěvku Brzdný model ERTMS/ETCS a možnosti jeho optimalizace na úrovni aplikace [4], tedy dle tabulek brzdicích procent, získáme upravené polohy dohledových limitů, tak jak je to naznačeno na obr. 2 vpravo. Porovnání s polohami dohledových limitů odvozených od neupraveného (defaultního) brzdného modelu je patrné se zohledněním levé části obr. 2. Levá část obrázku je totiž platná, pokud správce infrastruktury nijak neovlivní brzdný model ETCS, tedy nezmění národní hodnoty pro tento účel. Pak je nominální brzdný model ovlivněn jejich defaultními hodnotami a výsledkem je levá část obr. 2. Jak je taktéž vidět z obr. 2, zmíněnou úpravou se pro daný vlak 1 získá více než 450 m pro pozdější zahajování intervencí i indikací ETCS, čili tato úprava by mimo jiné vedla také ke zvýšení propustnosti tratí, protože velmi pravděpodobně bude právě poloha indikačního dohledového limitu (viz první limit zleva na obr. 2 [v obou případech]) rozhodující pro výpočty následných mezidobí. Právě tento limit totiž poprvé vyzývá strojvedoucího (jak opticky [žlutá barva], tak akusticky [zazní zvuk S_info 1 ]) k zahájení brzdění k cíli (např. EOA/SvL). Porovnání dohledových limitů ETCS pro dohled cíle (SvL) s použitím defaultního (vlevo) vs. upraveného (vpravo) brzdného modelu; Zdroj: Autor Další příklady pro porovnání je možno nalézt ve vyplněných tabulkách brzdicích procent, které jsou uvedeny v přílohách již zmíněného příspěvku ve Vědeckotechnickém sborníku ČD č. 47/2019 [4]. Dlužno poznamenat, že zde uvedené nastavení brzdného modelu pro lambda vlaky je pouze autorovou úvahou, kterou je třeba před její případnou aplikací podrobit řádné kritice, neboť její vliv na bezpečnost provozu je zřejmý. 4.2 Úpravy na generické úrovni (EU specifikace ETCS) Zde pouze stručně zmíníme, že připravujeme ve spolupráci s kolegou Dr. Ing. Ivem Myslivcem (AŽD Praha) a Ing. Bohumilem Drápalem (VUZ) článek navrhující úpravy ETCS na generické úrovni s cílem rozpoutat diskusi na EU úrovni o tom, jak by ETCS mělo lépe reagovat na již brzdící vlaky. Aktivně se zapojuje i vedoucí pracoviště řídicích systémů kolejových vozidel společnosti AŽD Praha Dr. Ing. Aleš Lieskovský. Další podrobnosti nebudou v tomto příspěvku ze zřejmých důvodů zmíněny. Půjde-li vše dobře, bude jako první krok v jednom z prvních vydání roku 2020 periodika SIGNAL+DRAHT zveřejněn článek na toto téma, kde bude celkový záměr, vč. konkrétních návrhů na úpravy výpočtů uvedených ve specifikacích ETCS poměrně detailně vysvětlen a zdůvodněn. 1 S_info platí pouze dle sady specifikací #3 přílohy A TSI CCS (Nařízení Komise (EU) 2016/919). Dle sady specifikací #2 zazní tento zvuk o něco dříve. 36

37 5. SHRNUTÍ ETCS je vlakový zabezpečovací systém, který disponuje úplnou kontrolou rychlosti vlaku, čímž výrazně přispívá k bezpečnosti železničního provozu. Tento příspěvek stručně seznamuje čtenáře s brzdnými křivkami a dohledovými limity, které ETCS používá právě pro dohled nad jízdou vlaku. Ukazuje, jak je možno upravit brzdný model ETCS 1, který ovlivňuje jak brzdné křivky, tak i polohy dohledových limitů. Cílem je zlepšit provozní vlastnosti ETCS, a tím současně i dále zvýšit bezpečnost železničního provozu, kterou ETCS přinese. Kupříkladu, že se nebude chovat příliš restriktivně, a bude tedy minimalizována nutnost zejména při dojíždění ke konci oprávnění k jízdě (EOA/SvL) [5] přecházet do degradovaného stavu, kdy se brzdné křivky záměrně přestávají dohlížet. Tento článek nastiňuje možnosti, které ETCS nabízí k eliminaci výše uvedených nežádoucích důsledků. Ovšem k navržení vhodných úprav brzdného modelu ETCS bude třeba úzké spolupráce více odvětví železnice. LITERATURA: [1] ERA UNISIG EEIG ERTMS USERS GROUP: ERTMS/ETCS System Requirements Specification. SUBSET-026, Issue (Baseline 3 Release 2). Brussels: European Commission (EC), p. [2] ERA. ERTMS/ETCS ETCS Driver Machine Interface. ERA_ERTMS_015560, Issue (Baseline 3 Release 2). Brussels: European Commission (EC), p. [3] HOUGARDY, Alain (ERA ERTMS Unit). Introduction to ETCS Braking Curves. Version 1.4. Valenciennes: European Union Agency for Railways (ERA), p. [4] MAREK, Jakub. Brzdný model ERTMS/ETCS a možnosti jeho optimalizace na úrovni aplikace. Vědeckotechnický sborník ČD. Praha: Generální ředitelství ČD, 2019, č. 47, s. 22. ISSN Dostupný z WWW: < [5] TRÖGEL, Martin. Problematika dojezdu vlaku ke konci oprávnění k jízdě v ETCS z pohledu SŽDC. Příspěvek na odborném semináři K aktuálním problémům zabezpečovací techniky XIII. Plzeň: ZČU v Plzni, s. Dostupný z WWW: < conferences/2018/seminar_de/index.html>. 1 Obecně platí pouze pro mobilní části ETCS, které implementují harmonizovaný brzdný model, tedy model dle sady specifikací #2 nebo #3 dle přílohy A TSI CCS (Nařízení Komise (EU) 2016/919). 37

38 AKCEPTAČNÍ ZKOUŠKY ETCS, PRÁVNICKÉ OSOBY Ing. Karel Brabec Drážní úřad 1. ÚVOD V rámci urychleného zavádění nového evropského zabezpečovacího subsystému Řízení a zabezpečení známého pod zkratkou ERTMS/ETCS na české železnici je, kromě nákupu nových moderních vozidel, výrazněji podporováno i dosazování palubní části nového subsystému (Control Command OnBoard, dále jen CCO ) na stávající, desítky let provozovaná vozidla. Pro toto dovybavování starších vozidel moderní technologií je používán výraz "dodatečné instalace ETCS". S postupným zaváděním uvedeného systému se potýkáme nejen se zcela novými řešeními technickými či novou filozofií, ale také se schvalovacími postupy tak rozdílnými od dosud nám známých tradičních metod. Do schvalovacího procesu systému totiž vedle stávajících důvěrných a zaběhnutých postupů vstupují ve větší míře sice známé, ale v praxi dosud méně uplatňované evropské principy. 2. VZÁJEMNÉ VZTAHY A KOMPETENCE V OBLASTI RIZIK V souladu s prováděcím nařízením Komise (dále jen PNK ) (EU) 402/2013 má mít každý železniční podnik zaveden systém řízení bezpečnosti a pro hodnocení rizika a řízení rizika použít společnou bezpečnostní metodu (dále jen CSM ), která má za úkol sjednotit postupy hodnocení a opakované řízení rizika. CSM přímo nestanovuje konkrétní metody a postupy, zároveň ani nezpochybňuje použití ustálených a dlouhodobým užíváním prověřených vnitrostátních metod. Stejně tak není vyloučeno použití postupů popsaných v technických normách, ba právě naopak, jejich aplikace je v mnoha případech nejen vhodná, ale i nutná. Výsledkem celého procesu je prokázání naplnění bezpečnostních požadavků dle CSM. Z pohledu zabezpečovacích zařízení je proces jejich schvalování vázán na plnění požadavků technických norem zabývajících se drážní zabezpečovací technikou a uznáním a schválením jejich elektronických systémů vztahujících se k bezpečnosti jak po stránce hardware, tak po stránce softwarové, během celého životního cyklu systému. Stěžejním technickým předpisem definujícím podmínky, které musí být splněny pro uznání a schválení bezpečnosti drážních zabezpečovacích zařízení k jejich uvedení do rutinního provozu, je evropská norma EN 50129, resp. její česká mutace ČSN EN V případě analýzy nebezpečí, postupů hodnocení rizika a účinného procesu řízení bezpečnosti požaduje tato norma proces konzistentní s ČSN EN (RAMS) vztahující se obecně na oblast řízení a zabezpečení, kolejová vozidla a pevná trakční zařízení. ČSN EN pak dále požaduje prokázání naplnění bezpečnostních cílů příslušným zabezpečovacím zařízením a nezávislé hodnocení bezpečnosti provedené hodnotitelem bezpečnosti (Independent Safety Assessor, dále jen ISA ). Výsledky hodnocení mají být uvedeny ve zprávě o hodnocení bezpečnosti (dále jen ZHB ) zpracované ISA. Jak je uvedeno v předchozím odstavci, procesy nutné k prokázání RAMS je možno použít i v případě prokázání bezpečnostních požadavků dle CSM. Navíc pro analýzu a posouzení rizik lze uplatnit též metody a nástroje popsané v ČSN EN i na úrovni příslušného drážního systému. Lze proto konstatovat, že v případě zabezpečovacích zařízení je pro plnění CSM možné použít výsledky použité pro uznání a schválení bezpečnosti zabezpečovacích zařízení resp. výsledky nezávislého hodnocení bezpečnosti (ZHB). Nutno upozornit také na fakt, že ISA a posuzovatel bezpečnosti (Assessment Body, dále jen AsBo ), působící ve sféře CSM a vydávající zprávu o hodnocení bezpečnosti (dále jen ZHB ), jsou dva různé subjekty, působící na základě uznání dle odlišných kritérií (ČSN EN resp. PNK (EU) 402/2013). Nezávislé hodnocení bezpečnosti podle ČSN EN je v působnosti ISA, AsBo však může pro své cíle akceptovat již provedené procesy analýzy 38

39 nebezpečí, hodnocení rizik a řízení bezpečnosti a vyhnout se nežádoucí duplicitě. Schematické znázornění popisované situace je na následujícím obrázku 1. Závislosti a kompetence subjektů v oblasti rizik 3. SCHVALOVACÍ PROCES, AKCEPTAČNÍ ZKOUŠKY Schvalovací proces dodatečné instalace CCO by měl být realizován jako typové schválení v rámci jednotlivých řad drážních vozidel navrhovaných k montáži. Ve formě kusové zkoušky budou prováděny technické prohlídky a zkoušky (dále jen TPaZ ) pověřenou právnickou osobou (dále jen PPO ) na každém drážním vozidle s instalovanou CCO z důvodu prokazatelného ověření úplné totožnosti hardwarové i softwarové konfigurace CCO se schválenou typovou zástavbou na referenčním vozidle, u kterého musí být k dispozici též doklad o úspěšně provedených testech kompatibility s rádioblokovou centrálou (dále jen RBC ) konkrétní systémové verze příslušné traťové částí subsystému Řízení a zabezpečení (dále jen CCT ). Protokol o TPaZ bude zároveň použit pro účely schválení způsobilosti CCO k provozu ve smyslu 47 zákona č. 266/1994 Sb., o dráhách, ve znění pozdějších předpisů (dále jen zákon ). Celý postup zahrnující soustavu dílčích schvalovacích procedur lze rozdělit do sedmi úrovní, od nejnižší úrovně zahrnující prvky interoperability a ostatní výrobky až po schválení změny na drážním vozidle: prověřování vhodnosti prvků interoperability a výrobků pro zamýšlené použití v CCO, projekt a fyzická realizace CCO i národního vlakového zabezpečovače (dále jen NVZ ), schválení NVZ a ověřování subsystému CCO (provoz vozidla, pokud je žádoucí, je možný pouze pod dohledem NVZ), ověření spolupráce CCO a CCT (testy kompatibility), zkušební provoz vozidla k ověření spolehlivosti, bezpečnosti a funkčnosti integrace celého palubního subsystému (RAMS, ověřovací provoz dle směrnice č. 34 SŽDC), schválení změny na vozidle, schválení způsobilosti CCO k provozu vydáním průkazu způsobilosti dle 47 zákona. Garantováním důsledného použití certifikovaných prvků interoperability jsou zajištěny podmínky pro úspěšné naplnění požadavků na předepsané vlastnosti a v oblasti rizik. Tyto skutečnosti deklaruje výrobce prvku v ES prohlášení o shodě prvku interoperability na základě certifikace provedené oznámeným subjektem dle směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2016/797 (Notified Body, dále jen NoBo ). Pro ostatní komponenty, 39

40 které nejsou definovány nařízením Komise (EU) 2016/919 (dále jen TSI CCS ) jako prvky interoperability (typicky součásti NVZ), musí být vyžadováno EU prohlášení o shodě výrobku, kterým výrobce stvrzuje, mimo jiné, též shodu s EN , EN 50128, EN 50129, EN Už v rámci projektových prací zahajují činnost jednotlivé hodnotící a certifikační subjekty (ISA, AsBo, NoBo, PPO) v rámci svých kompetencí. Sám projekt je součástí procesu řízení rizika a zároveň musí na identifikovaná rizika reflektovat. Základní prioritou fyzické instalace by mělo být respektování pravidel určených realizační projektovou dokumentací. Schvalovací proces dodatečných instalací má dvojí přístup k problematice NVZ, protože ten mohl být na vozidlo instalován v minulosti (lhostejno zda v rámci výroby, či schválené změny na vozidle). Je-li možno dojít k závěru, že vyhovuje danému účelu, není nutné takové zařízení znovu schvalovat. To se samozřejmě netýká jeho integrace s palubní jednotkou ETCS a příslušného rozhraní. Obdobně v případě dosazení sice nového NVZ, ale na dané řadě vozidla povoleného již schválenou změnou, se nepředpokládá zavedení schvalovacího procesu vyjma schválení způsobilosti NVZ k provozu dle 47 zákona. Pokud je NVZ realizován nově jako změna na vozidle, musí být jako podklady pro rozhodnutí o schválení změny k dispozici ZHB, zpráva o posouzení bezpečnosti (dále jen ZPB ), zpráva o provedené technickobezpečnostní zkoušce a vyhodnocení zkušebního provozu, byl-li pro tyto účely požadován. Po vydání rozhodnutí o schválení změny lze dokončit proces schválením způsobilosti NVZ k provozu ve smyslu 47 zákona. Podkladem je minimálně ZHB a zpráva o TPaZ vydaná PPO. V závěru této etapy (může být vyžadován zkušební provoz) musí být v případě CCO k dispozici výsledky schvalování v podobě ZHB, ZPB, certifikátů NoBo a zejména ES prohlášení o ověření subsystému (EC Declaration of Verification, dále jen DoV ). V citovaných dokumentech budou zřejmě uvedena omezení, např. z důvodu nedostatečného ověření RAMS. Nicméně CCO by měl být ve stavu, kdy bude schopen spolupracovat s CCT při akceptační zkoušce další úrovně. Aby bylo možno zkoušku absolvovat, musí být schválen též NZV, pod jehož dohledem bude zkouška prováděna. Způsobilý NVZ je podstatný pro provoz vozidla před vlastním schválením CCO (vypnutý systém CCO). Testy kompatibility jsou důležitou akceptační zkouškou a jsou prováděny za účelem ověření správné spolupráce a zvládání chyb příslušné CCO a CCT a podmínkou provedení je existence platného DoV (byť s omezeními). Testy kompatibility mají doložit součinnost palubní a traťové části ETCS a předejít případným komplikacím se spolehlivostí, s dostupností a omezením v plynulosti drážní dopravy v důsledku nepředvídaných chyb či dílčí nekompatibility, jež se mohou vyskytnout v rámci konstrukce či instalace CCO a musí být provedeny pro typovou zástavbu CCO na vozidle každé jednotlivé řady, resp. jednotlivého typu vozidla a/nebo typové varianty vozidla či typové změny vozidla, bylo-li vydáno odlišné ES prohlášení o ověření subsystému CCO. Provedené testy kompatibility platí jen pro přesně definovaný CCO (konkrétní sestava hardware, softwarové verze a provedení rozhraní mezi CCO a systémy vozidla vázané na konkrétní DoV) a RBC konkrétní systémové verze. Výstupem z testů kompatibility je protokol o provedení testů kompatibility. Minimální obsah protokolu je uveden v dokumentu Metodický postup k provádění posuzování shody spolupráce palubní části subsystému řízení a zabezpečení ERTMS/ETCS a traťové části tohoto subsystému (Zkoušky kompatibility) vydaném Drážním úřadem. Po úspěšně zvládnutých testech kompatibility lze na základě ZHB, DoV, protokolu o provedení testů kompatibility a protokolu o TPaZ zažádat o schválení způsobilosti CCO v rámci následného zkušebního provozu. Zkušební provoz probíhá již s funkčním CCO a jeho cílem je dlouhodobější prověření CCO na bezpečnost, funkčnost, spolehlivost a pohotovost se zřetelem na nároky dané TSI CCS a integraci s NVZ. Zdárné provedení zkušebního provozu by mělo vést ke zpracování konečné ZHB a ZPB a hlavně k vydání certifikátu NoBo bez omezujících podmínek týkajících se spolehlivosti a bezpečnosti zařízení a následně též DoV (rovněž bez omezujících podmínek). Vyhodnocení zkušebního provozu, ZHB, ZPB, DoV a případně certifikáty NoBo jsou podklady potřebné pro řízení ve věci vydání rozhodnutí o schválení změny na vozidle. Na základě rozhodnutí a na základě ZHB, DoV, protokolu o provedení testů kompatibility a protokolu o TPaZ pak může být schválena způsobilost CCO k rutinnímu provozu. 40

41 4. POŽADAVKY NA POVĚŘENÉ PRÁVNICKÉ OSOBY PPO, která je do schvalovacího procesu zainteresována požadavkem 47 zákona, zajišťuje schvalovací proces po stránce plnění vnitrostátních požadavků. PPO navíc celý proces zastřešuje, protože nutným (nikoliv však postačujícím) podkladem pro schválení způsobilosti k provozu drážním správním úřadem je právě protokol o TPaZ, v němž je PPO povinna uvést jednoznačný závěr o způsobilosti či nezpůsobilosti celého palubního systému k provozu. Pro zabezpečení jednotného postupu právnických osob žádajících o pověření podle 47 odst. 4 zákona a v souvislosti s činnostmi PPO vydalo Ministerstvo dopravy dokument Podmínky pro pověřování právnických osob podle 47 odst. 4 zákona č. 266/1994 Sb., o dráhách, ve znění pozdějších předpisů, k provádění technických prohlídek a zkoušek určených technických zařízení pod č. j. 36/ SPR/1 dne (dále jen Podmínky ), ve kterých je stanoven rozsah základních požadavků na žadatele o pověření, obsah žádosti o pověření, způsob auditu k ověření údajů uvedených v žádosti a způsobilosti žadatele, podmínky pro činnost PPO a povinnosti PPO. Kromě Podmínek jsou další povinnosti PPO stanoveny přílohou č. 1 Věstníku dopravy MD, číslo ze dne 15. srpna Ve vztahu k důležitosti PPO v systému schvalování je překvapující, že další podmínky činnosti či minimální rozsah TPaZ nejsou nijak legislativně stanoveny. Zda jde o chybu systémovou či záměrnou se lze jen domnívat. Faktem je, že díky této volnosti existuje poměrně široké pole pro názorové neshody umocněné situací, kdy drážní správní úřad není s PPO ve vztahu daném hranicemi určenými zákonem č. 500/2004 Sb., správní řád, ve znění pozdějších předpisů, jako jednacím předpisem (tedy PPO není žadatelem). Pro PPO vykonávající činnost v rámci schvalování strukturálních subsytémů musí být rozsah základních požadavků na pověření v odpovídající relaci s požadavky čl. 45 směrnice Evropského parlamentu a Rady (EU) 2016/797, tedy s požadavky na subjekty určené podle čl. 15 odst. 8 uvedené směrnice. Proto v rámci dožádání Ministerstvem dopravy podle pravidel stanovených Podmínkami Drážní úřad ověřuje nejen, zda subjekt žádající o pověření k provádění TPaZ ETCS splňuje po odborné a právní stránce základní požadavky na žadatele dle podmínek, ale navíc v tomto případě zkoumá i způsobilost žadatele plnit v přiměřeném rozsahu požadavky ČSN EN ISO/IEC a ČSN EN ISO/IEC Požadavky na PPO a znázornění vazeb 5. ZÁVĚ R Nastíněný průřez schvalovacím procesem tzv. dodatečných instalací CCO na starší drážní vozidla nemůže samozřejmě postihnout všechny dílčí úkony v rámci dané problematiky (př. problematika EMC desítky let stará vozidla byla vyráběna podle dobových předpisů, dosazovaný CCO musí splňovat požadavky současné s tím, že se očekává zaručení určitých vlastností i na straně vozidla). Korektnost všech uvedených úvah ověří již velmi brzy nedaleká budoucnost. 41

42 PROTOTYPOVÁ INSTALACE ETCS NA DV Mgr. Tomáš Businský ČD - Telematika a.s. Vážení kolegové, dovolte nám podělit se s vámi o zkušenosti z prototypové instalace mobilní části systému ETCS na drážní vozidla v České republice. ČD - Telematika v současné době v rámci veřejných zakázek prototypuje hnací drážní vozidla řad 162, 162 WTB, 163, 362, 362 WTB a 363 z flotily společností České Dráhy a ČD Cargo. Do všech vozidel bude instalováno ETCS (L2) od výrobce Alstom s tím, že zákazník vyžaduje zachovat veškerou stávající funkcionalitu a provoz ve všech stávajících zemích provozu (tj. ČR, u některých lokomotiv Slovensko a u vybraných kusů i Polsko). Správné označení pro tento druh prototypové instalace je prototypová instalace v rámci retrofittingu, protože se jedná o vozidla v současné době používaná v provozu u nichž se při jejich návrhu s použitím ETCS nepočítalo je zřejmé, že zde nastává podstatný rozdíl oproti instalaci ETCS u moderních vozidel, které jsou pro instalaci ETCS již z výroby předpřipraveny. Na tomto místě je nutno poznamenat, že ačkoliv samotná vozidla konstrukčně pocházejí z 80. let minulého století, tak během let prošla vozidla určitým vývojem a různými stupni rekonstrukce a modernizace, což má své konsekvence vozidla samotná pochopitelně v době svého vzniku nebyla konstruována tak, aby umožňovala či usnadňovala budoucí instalaci ETCS (na rozdíl od jiných modernějších vozidel), ale postupné více či méně celoplošné (a více či méně jednotné) úpravy v průběhu let možnosti instalace ETCS ještě dále snížily. V současné době jsou tedy vedle sebe vozidla, která jsou osazena různými verzemi vlakového zabezpečovače, různými verzemi rychloměru, různá je i vybavenost systémy AVV a ARR, některé kusy jsou navíc v konfiguraci WTB, některé kusy jsou dodatečně vybaveny (různými) elektronickými ochranami, dodatečně vybaveny různými typy vysílaček apod. S tímto souvisí i fakt, že jednotlivé lokomotivy mají různé konfigurace pultu (potažmo stanoviště) strojvedoucího, přičemž u některých konfigurací lokomotiv již nezbývá místo pro umístění DMI (displeje s ovládacími prvky) ETCS. S ohledem na požadavek zákazníka na nezhoršení stávajícího stavu, tj. zjednodušeně řečeno zachování stávajících funkcionalit, je nutno všechny relevantní funkcionality (systémy) integrovat tak, aby byly využitelné i společně se systémem ETCS zde pochopitelně dochází k potřebě zásahu do relevantních systémů (upgrade), případně jejich celkové náhradě v případě, že požadovaný zásah není možný. Jako příklad lze uvést systém ARR, který je českým národním specifikem a pro jeho integraci na ETCS je nutné vyvinout a zhomologovat zcela nové, tj. unikátní řešení. Základní přehled stávajících i do vozidla nově instalovaných komponent je znázorněn na schématu níže. 42

43 Schéma 1: Základní přehled instalovaných a dotčených komponent Kromě výše uvedeného je nutno vzít v potaz i další dílčí aspekty např. že ve vozidlech je velmi omezený prostor pro instalaci dalších technologií (což platí nejen pro pult strojvedoucího, ale celé stanoviště strojvedoucího i strojovnu) nebo fakt, že volná kapacita palubní sítě byla různými úpravami v průběhu let prakticky vyčerpána a stávající zdroje již nedokážou pokrýt spotřebu komponent, které je nutno v rámci instalace ETCS doplnit (např. u řady 363 je volná kapacita cca 200 W, přičemž jen samotné ETCS potřebuje 400 W). Se zástavbou těchto nových komponent souvisí i problematika EMC rušení i toto je aspekt, který je poplatný době vzniku (a homologace) lokomotiv a samozřejmě není překvapením, že v současné době úroveň EMC naráží na citlivost nově dodávaných komponent. Co se týče prostoru strojovny, naráží se kromě EMC i na problematiku vysokých provozních teplot, přičemž do strojovny bude umístěn např. hlavní rack ETCS (cubicle) a sice namísto stávajícího analogového zdroje. V neposlední řadě je dalším dílčím aspektem tohoto retrofittu také problematika neaktuální (neúplné) výkresové dokumentace vozidel. Doposud byly zmíněny spíše technické aspekty prototypování v rámci retrofittingu, tato aktivita má však i svoji legislativní část. Kromě (přípravných) testů na okruhu ve Velimi je nutné absolvovat i testy kompatibility (TTI) se stacionární částí systému ETCS ve všech státech provozu (tedy v tomto případě ČR, SR, PL) a následné schválení příslušných drážních úřadů. Zde je však otázkou, jak se ve finále v praxi projeví zapojení ERA do tohoto procesu, což se některých řad s jistotou dotkne. 43

44 PROVOZ GSM-R PRO ETCS Martin Michálek ČD Telematika a.s. Již od roku 2004 probíhá v České republice výstavba drážního radiového standardu GSM-R (Global System for Mobile communications Railway) a do současné doby bylo vybudováno na 390 BTS (Base Transceiver Station) a pokryto cca 2000 traťových kilometrů. Centrální části sítě, které zařizují komunikaci v celé GSM-R jsou zdvojeny a pracují v georedundantním režimu. Systém GSM-R slouží k přenosu potřebných datových a hlasových informací mezi pevnou železniční infrastrukturou a mobilními vlakovými jednotkami, zároveň je také přenosovým prostředím pro zabezpečovací systém ETCS 2/3 úrovně (European Train Control System). S přípravou provozu ETCS bylo potřeba u systému GSM-R přistoupit k několika krokům, které zajistí bezproblémový provoz. Jedná se především o optimalizaci pokrytí signálu sítě GSM-R, úpravu servisních zásahů, které mají přímý dopad na provoz BTS, konfigurace části dohledového systému a zvýšení spolehlivosti systému GSM-R jako celku. 1. OPTIMALIZACE POKRYTÍ SIGNÁLU SÍTĚ GSM-R U optimalizace se především jedná o zajištění kvality služeb a klíčových parametrů QoS (Quality of Service) pro ETCS L2. Ve spolupráci TÚDC, dodavatelskou firmou KapschCarrierCom a servisní organizací ČD-Telematika byly provedeny zásahy do stávající sítě tak, aby bylo dosaženo co možná nejlepších kvalitativních parametrů. Jedná se o co nejmenší počet tzv. Handoverů (předávání hovorů nebo navázaných datových spojení mezi jednotlivými BTS), dále o eliminaci tzv. Ping-pongů (nežádoucí Handovery v krátkém čase) a správné rozlišení jednotlivých oblastí (LAC Location Area Code) u odbočných tratí nebo křížení tratí. Bylo nutno udělat rekonfigurační nastavení jednotlivých BTS (powercontrol, homargin, HOPingpongTimeRejection atd.) a zároveň úpravy na anténních systémech (úprava azimutů a downtiltů). 2. SERVIS GSM-R Při servisních zásazích na BTS jsou prováděny činnosti, které mají přímý dopad na provoz BTS. Jedná se zejména o kontrolu VF parametrů (a to zvláště u starších typů BTS, kde dochází k degradaci pasivních částí a ztrátě jejich přednastavených parametrů), dále pak o kontrolu TRX (Transciever equipment), které zajišťují příjem a vysílání na jednotlivých kanálech (a to především jejich přechod ze záložního (hot-stanby) do aktivního režimu). To je zvláště důležité při obsazování BTS větším počtem hlasových hovorů (a nebo datových spojení jako je právě ETCS). 44

45 Touto kontrolou se snažíme předcházet nenadálým rozpadům spojení. K dalším činnostem řadíme např. kontrolu anténního systému, při kterém jsou technici vystaveni neionizujícímu záření. V těchto případech je nutné odstavit BTS na nezbytně nutnou dobu z provozu. Avšak, vzhledem k nutnosti zachovat bezvýpadkový provoz BTS, bylo tedy navrženo několik variant jak provádět servisní činnosti. 1) Provádět výluky BTS, které spadají do úseku radioblokové centrály RBC. Tato varianta se ale nezdá být příliš vhodnou, neboť některé úseky obsluhující RBC jsou příliš dlouhé. 2) Předem jasně definovat datum a čas u jednotlivých BTS, na kterých by se prováděly činnosti s dopadem na provoz, a to v maximálním počtu tří zařízení za den. 3. DOHLEDOVÁ Č ÁST GSM-R V dohledové části GSM-R je v aplikaci CNMS (Carrier Network Management System) snaha vytvořit samostatnou část věnovanou pouze ke sledování propojů mezi centrálními částmi GSM-R (MSC Mobile Switching Center), umístěnými v Praze a Přerově, a jednotlivými radioblokovými centrálami RBC. 4. ZVÝŠENÍ SPOLEHLIVOSTI SYSTÉMU GSM-R Nejčastější možnou příčinou výpadku jednotlivých BTS je ztráta napájení, popřípadě ztráta konektivity. Pro zajištění vyšší spolehlivosti sítě GSM-R jsou prováděny (pomocí aplikace dohledu SmartHouse) vzdálené kapacitní testy záložních baterií. Požadavkem na zálohu je minimálně 6 hodin provozu. Díky pravidelným testům je zaručena záloha napájení minimálně 8 a více hodin. Další možnou příčinou výpadku BTS je ztráta konektivity přes přenosovou síť SDH (Synchronous Digital Hierarchy). Z tohoto důvodu jsou BTS zapojovány do tzv. smyček. To znamená, že každá BTS je připojena pomocí dvou dvoumegabytových linek (E1) a to pokaždé z jiné strany. Pro zvýšení spolehlivosti je snahou konfigurovat dvoumegabitové linky odlišnými trasami tak, aby neprocházely stejnými uzly SDH nebo stejnými optickými kabely, a kontrolovat nové možnosti při výstavbě nových částí přenosové sítě. 45

46 DIAGNOSTIKA GSM-R QOS PRO ETCS Ing. Jiří Šustr SŽDC, TÚDC U nově zadávaných staveb digitálního rádiového systému GSM-R je v zadání staveb požadováno splnění nejen EIRENE kritéria z hlediska úrovně a kvality pokrytí, ale i požadavků kvality služeb QoS (Quality of Service) pro ETCS L2. Z tohoto důvodu je proces měření a akceptace rádiového rozhraní GSM-R těchto staveb rozdělen do dvou na sebe navazujících fází v kterých se postupně ověřuje: úroveň a kvalita pokrytí signálem GSM-R z hlediska požadavků EIRENE, následně pak kvalita služeb a klíčových parametrů QoS pro ETCS L2. Úkolem první fáze je objektivní posouzení a zdokumentování základních úrovňových a kvalitativních parametrů pokrytí z hlediska požadavků EIRENE, případná optimalizace a rekonfigurace systému GSM-R tak, aby tyto parametry byly splněny a byl vytvořen základní a nezbytný předpoklad pro druhou fázi testování. Cílem druhé fáze testování je zdokumentovat klíčové parametry kvality služeb a posoudit jejich shodu s požadavky QoS pro ETCS L2. Metodika měření a postup vyhodnocení KPI (Key Performance Indications) QoS vychází z požadavků dokumentu ERTMS/GSM-R O-2475 Quality of Service Test Specification reflektující metodologii testů a statistického vyhodnocení klíčových parametrů kvality služeb stanovených a požadovaných SubSetem-093. Přehled měřených a následně vyhodnocovaných KPI QoS parametrů včetně mezních požadovaných statistických hodnot je uveden v tabulce níže: Pro vlastní měření je používán měřící systém QoS TÚDC vybavený na mobilní straně šesti nezávislými mobilními terminály GSM-R typu MT2 zabudovanými vždy po třech ve společné modulární skříni spolu s GPS modulem v každé skříni. Na infrastrukturní straně MSC GSM-R měřící systém v souladu s dokumentem O-2475 využívá odpovídač TÚDC schopný obsloužit až osm nezávislých měřících úloh současně. 46

47 Na každém z šesti mobilních terminálů A až F je možno spustit a provádět kteroukoliv z následujících měřících úloh: Connection Establishment Transfer Delay Data Transmission Interference Network registration Delay Coverage Voice call Každou z výše uvedených měřících úloh lze provádět jak během jízdy měřícího vozu, tak i v statickém režimu a to vždy ve spolupráci s odpovídačem na pevné straně. Všechna výše uvedená měření je schopen automaticky a bez posádky vykonávat i nově vyvinutý a v současné době testovaný autonomní měřící systém AMS TÚDC. Vlastní vyhodnocení všech měřících úloh a stanovení příslušných statistik KPI QoS probíhá až po měření pomocí post-processingu jak v režimu jednosouborového vyhodnocení jednotlivých úloh, tak kumulativního vícesouborového vyhodnocení napříč všemi úlohami a soubory pořízenými během měřící kampaně. 47

48 FRMCS (FUTURE RAILWAY MOBILE COMMUNICATION SYSTEM) Bc. Ondřej Borovský SŽDC, GŘ, Odbor zabezpečovací a telekomunikační techniky Future railway mobile communication system (Budoucí železniční mobilní komunikační systém) 1. SOUČASNÝ STAV GSM-R V současné době je systém GSM-R v provozu na 1756 km tratí a tento rok se uvede do provozu dalších 254 km tratí. Na části těchto tratí se v blízké budoucnosti předpokládá výhradní provoz pod ETCS, kdy GSM-R funguje jako přenosová část datové komunikace zabezpečovacího zařízení s hnacím vozidlem. 2. CO JE FRMCS FRMCS je/bude náhrada digitálního rádiového systému GSM-R používaného na železniční dopravní cestě pro hlasovou a datovou komunikaci. Systém GSM-R je v dnešní době již na hranici životnosti (veřejní mobilní operátoři v současné době sítě GSM již nebudují a soustřeďují se na novější technologie) a má deklarovánu podporu výrobců do roku V roce 2010 vznikla na půdě UIC pracovní skupina zabývající se technologií, která by měla GSM-R v budoucnu nahradit. Nejprve bylo rozhodnuto, že se bude jednat o systém založený plnohodnotně na technologii IP a veškerá infrastruktura a následující požadavky s tímto pracovaly. Bylo to v době nasazování systému LTE veřejnými mobilními operátory, takže původní plány počítaly s úpravou LTE pro železniční potřeby tak, jak to proběhlo u GSM-R (GSM-R vychází ze standardů GSM). Někteří výrobci proto vytvořili variantu LTE-R, jejíž vlastnosti ale nebyly nikdy formálně specifikovány a jedná se vlastně jen o úpravu LTE - LTE- R je provozováno v současnosti jen na 120 km tratě v Jižní Koreji. Postupem doby se přešlo na řešení, kdy je vhodnější implementovat železniční požadavky a funkce přímo do nově vytvářených specifikací a tím i technologií, které budou vyráběny pro veřejné operátory a tím budou lépe dostupné. Z toho důvodu začala pracovní skupina UIC spolupracovat s ETSI [European Telecommunications Standards Institute (Evropský institut pro telekomunikační standardy)] a 3GPP [3GPP 3rd Generation Partnership Project (Partnerský projekt třetí generace) na implementaci drážních funkcí do komunikačních standardů. 3. SPOLUPRÁCE S 3GPP UIC tedy navázala spolupráci s odbornými organizacemi - tvůrci specifikací pro GSM, WiFi, LTE, 5G a další technologie při tvorbě nových specifikací pro moderní železniční telekomunikační systém. Zástupce pracovní skupiny UIC/FRMCS je součástí týmu, který vydává specifikace tzv. Release (vydání), zkráceně Relxx, kde xx je číslo vydání. 48

49 Tabulka vydaných Release se stručným uvedením co obsahují: Release Rok vydá ní Co obsahuje Release Rok vydá ní Co obsahuje Phase GSM Release LTE, MIMO Phase GSM, EFR Codec Release WiMAX a LTE interoperabilita Release GSM, 14.4 kbit/s Release LTE-A Release GSM, GPRS Release IP interconnection Release GSM, EDGE Release Malé buňky pro LTE-A Release UMTS, CDMA Release LTE nelicencované, LTE-A Pro Release IP Release Release HSDPA Release G Release HSUPA, Wireless LAN Release G, FRMCS - Schválení balíčku Release QoS, VoIP, HSPA+, NFC Release Schvalování balíčku Rel16 již v základu obsahuje základní železniční požadavky jako jsou skupinová volání, prioritizace volání a funkční čísla. Rel17 bude pokračovat v doplňování dalších požadavků, které vznikly při tvorbě URS (User Requirement Specification) a z požadavků pracovních skupin FRMCS. 4. URS (USER REQUIREMENT SPECIFICATION) je specifikace uživatelských požadavků. Již 2. února 2016 byla poprvé k připomínkám oficiálně vydána verze 1.4 a v současné době je po připomínkovém řízení verze 4.0. Specifikace definuje uživatelské požadavky na nový systém a tyto požadavky jsou zapracovávány jak do Rel16 tak do Rel17 a zároveň s nimi pracují ostatní pracovní skupiny pro kmitočtové spektrum a pro architekturu systému. Uživatelské požadavky se zapracovávají do vznikajících specifikací SRS a FRS (podobně jako GSM-R) pro FRMCS. 5. FRS A SRS (FUNCTIONAL REQUIREMENT SPECIFICATION / SYSTEM REQUIREMENT SPECIFICATION) jsou funkční a systémové požadavky pro FRMCS, tedy obdobně jako byly požadavky na GSM-R definovány v příslušných FRS a SRS, tak i nový systém FRMCS bude definován pomocí FRS a SRS. Specifikace teprve vznikají s tím, že: FRS: první veřejný koncept pro organizace mimo UIC je v plánu vydat do konce roku 2019 SRS: stanoví hranice mezi systémem FRMCS a ostatními systémy na železnici Zatím neexistuje přesný harmonogram vydávání specifikací. 6. MIGRACE Z GSM-R NA FRMCS Od roku 2019 existuje pracovní skupina FRMCS Migration Scenarios, která v několika pracovních skupinách vytváří scénáře pro bezproblémový přechod z GSM-R na FRMCS. Řeší 49

50 se jak infrastruktura, tak mobilní části FRMCS. V České republice jsme ale zatím nestanovili přesný plán přechodu z důvodu nedokončených specifikací pro FRMCS. Jakmile budou známy konečné požadavky na vozidlové radiostanice, bude možné zahájit s dopravci jednání ohledně plánů na upgrade stávající technologie. Dalším závažným tématem migrace jsou požadované a potřebné kmitočty pro FRMCS, a to jak pro období přechodu z jedné na druhou technologii, tak i pro následující rutinní provoz systému. Stále doufáme, že nám bude přidělen další kmitočtový úsek, který bychom mohli použít pro provoz jak FRMCS, tak GSM-R, ale zatím to tak nevypadá a pravděpodobně budou k použití pouze současné kmitočty pro GSM-R. Přidělení kmitočtů bude mít ale zásadní vliv na případné datové toky v FRMCS. 7. ETCS ETCS samozřejmě musí umět také komunikovat prostřednictvím FRMCS, a proto vznikají pracovní skupiny, které se přechodem na nový systém také zabývají. V současné době jsou na výběr tři varianty úpravy vozidlové části, jejich popis by ale byl nad rámec tohoto příspěvku. 8. LTE/5G/ FRMCS je připraveno pracovat na IP protokolu a je teoreticky jedno, co potřebný datový tok přenese. Důležité ale je, že se nepředpokládá použití technologie LTE, protože ta bude v době nasazování (po roce 2030) již zastaralá. A není úplně vhodné mluvit ani o 5G, protože jak bylo již popsáno, tak železniční funkce jsou a budou v Rel16, Rel17 a dalších. 9. PLÁNOVANÉ STAVBY GSM-R Připravované stavby GSM-R již počítají s IP BTS, kdy se budou jednotlivé BTS připojovat prostřednictvím protokolu TCP/IP místo současné E1. Toto je základ pro technologii FRMCS, kdy pak bude možné budované BTS jen upgradovat na technologii FRMCS. Samozřejmě bude muset dojít k několika dílčím úpravám, ale to bude záležet na použitých kmitočtech. Přenosová technologie v jednotlivých domcích BTS bude pro FRMCS připravena. 10. ZÁVĚ R FRMCS je budoucí náhrada systému GSM-R. Zatím neexistuje plán přechodu na FRMCS, ale už se s tímto systémem musí počítat a všichni by se na něj v dlouhodobých plánech měli připravovat. V následujícím období bude potřeba navázat spolupráci s dopravci a společně s nimi připravit plán přechodu s ohledem na možnosti vozidlových radiostanic. 50

51 KOLEJOVÉ OBVODY A POČÍTAČE NÁPRAV V PODMÍNKÁCH ETCS Ing. Josef Schrötter, Ing. Pavel Anselmi Česká vědeckotechnická společnost spojů, Odborná pobočka sdělovací a zabezpečovací techniky 1. ÚVOD V oblasti řízení a zabezpečení železniční dopravy bylo snahou, aby byly co nejvíce vyloučeny omyly lidského činitele. Cílem nebylo jen poloautomatické a automatické stavění vlakových cest, ale také spolupůsobení vlaku na závěr a rušení jízdní cesty. Za tímto účelem byl vynalezen kolejový obvod a bodové prostředky různého typu. O něco později byly bodové prostředky používány také pro signalizaci návěstí na lokomotivě a případně k jejímu zastavení při projetí návěstidla v poloze Stůj. Ve většině zemí pak byl zaveden liniový systém přenosu návěstí na lokomotivu prostřednictvím kolejového obvodu. Tato funkce však byla doplňkovou funkcí kolejového obvodu, jehož hlavním úkolem zůstává spolupůsobení na závěr a rušení vlakové cesty a na poskytování informací dispečerovi, kde se nachází vlak. U nás byl v 50. letech minulého století zaváděn reléový automatický blok na hlavních tratích, který umožnil zvýšení propustnosti tratí. Na to navazovalo budování vlakového zabezpečovače na těchto tratích. Zvítězilo řešení liniového vlakového zabezpečovače namísto bodového systému VZ. Pro přenos na lokomotivu bylo použito vcelku levné řešení kódování do stávajícího kolejového obvodu autobloku a induktivní snímání před první nápravou vozidla na lokomotivu. Takže LVZ bylo doplňkovou funkcí kolejového obvodu. 2. BUDOVÁNÍ ETCS Když na počátku 90. let u nás začaly prosakovat informace, že je před námi nová éra vlakového zabezpečovače, který bude jednotný pro celou Evropu, upustilo se od zdokonalování národního vlakového zabezpečovače typu LS. To jsme ještě tenkrát netušili, jak dlouhá bude cesta k dokonalému evropskému systému ETCS. Ani dnes ještě nelze říct, tak a to je definitivní verze. Systém různého typu schvalování a požadavků na dokumenty si vyžádal a vyžaduje spoustu času, ale i finančních prostředků. Systém ETCS má být jednotný na celém území EÚ. Realita v běžném životě je většinou jiná, poněvadž zákon nepřetržitého vývoje, který je uplatňován jak v samotné přírodě, tak v oblasti lidské činnosti, ale zejména v technické a vědecké oblasti, kdy dochází k modernizaci nebo technickému zdokonalování na základě nových provozních a vědeckých poznatků. Takže nás čeká v této oblasti ještě mnoho práce. Také je zřejmé, že všechny druhy kolejových vozidel (vozidla před odpisem, drobná, speciální, stavební, dvojcestná a historická vozidla) nemohou být z ekonomických nebo konstrukčních důvodů vybavena s ETCS L2. Ten by musel být udržován trvale v provozuschopném stavu, i když by nebyl dlouhodobě nebo vůbec využíván. Dnes se již ví, že přenosová kapacita přenosu dat GSM-R nepostačuje v uzlových stanicích pro počet současných vlakových jízd v jedné oblasti, způsobu zabezpečení posunových cest a sjednocení vzhledu a významu návěstních tabulí ETCS, které jsou zatím v jednotlivých státech odlišné? Takže se připravuje nový radiový systém pod označením FRMCS. 3. ETCS - KOLEJOVÉ OBVODY A POČ ÍTAČ E NÁPRAV Pro zajištění činnosti ETCS L1 i ETCS L2 je nezbytné zajistit základní informaci o volnosti kolejového úseku ze zabezpečovacího zařízení na dané trati. Vzhledem k tomu, že je u nás dlouhodobě v souvislosti s automatickým blokem zaveden liniový systém zjišťování volnosti a obsazenosti tratě prostřednictvím kolejových obvodů, není z hlediska ekonomické efektivnosti projektů nutné okamžitě nahrazovat tento systém počítači náprav. Přineslo by to nejen zbytečné vynaložení finančních prostředků, ale svým způsobem i snížení úrovně 51

52 bezpečnosti dopravy. Kolejové obvody mimo svoje hlavní poslání ještě prakticky kontrolují 24 hodin celistvost kolejnic. Jakékoliv přerušení kolejnice ať již z důvodu lomu nebo jiné příčiny signalizují tento stav jako obsazený kolejový úsek. Kolejový obvod je také vyhodnocen jako obsazený, například při pádu železného mostu nebo jiné železné překážky na trať, ale také například při vykolejení vozidel z jedné koleje na druhou. To samozřejmě bodový prostředek zajistit nemůže. Při stále se zvyšujících rychlostech vlaků, kdy dochází k potřebě delší zábrzdné vzdálenosti, jsou kolejové obvody určitě výhodnějším prostředkem pro zjištění volnosti kolejového úseku. Paralelní kolejový obvod jako jediný z detekčních prostředků nemá problémy při aktivaci systému, jako například po odstranění závady, výpadku napájení atd. Okamžitě bez dalšího zásahu je schopen zajistit správnou a bezpečnou činnost. Navíc jak již bylo řečeno, je schopen kontrolovat elektrickou vodivost a tím tedy i mechanickou celistvost kolejnic. Naproti tomu počítač náprav může překlenout více kilometrový úsek. Je zde ovšem problém při výpadku nebo nesprávném započítání a s jeho bezpečnou aktivací. Proto jsou počítače náprav vhodnější pro málo zatížené tratě. V důsledku hodnocení zda kolejový obvod nebo počítače náprav není proto vhodné srovnávat jen finanční náročnost jednotlivých detekčních prvků ale i jejich spolehlivost, která ve výsledku tvoří i spolehlivost a funkčnost systému ETCS. Počítač náprav je možné definovat i takto: Počítače náprav evidují počet náprav vjetých do vymezeného úseku a kontrolují, zda stejný počet náprav z úseku vyjel. Jinými slovy nekontrolují volnost úseku jako takovou. Pokud by se někdo nakolejil mimo počítače náprav, tak se úsek jeví jako volný. Nesouhlas by se projevil až jeho vyjetím z úseku. Teorie kolejových obvodů je hluboce propracována již od poloviny 50. let minulého století. V současné době jsou kolejové obvody jako majoritní detekční prostředky používány u většiny železničních správ v Evropě i ve světě. 4. ORIENTAČNÍ POHLED Z HLEDISKA CEN Investiční náklady na dodatečné kódování kolejových obvodů pro vlakový zabezpečovač třídy B jsou stanoveny ve výši 2% z ceny kolejového obvodu. Rozdíl mezi cenou za jeden elektronický kolejový obvod a jeden úsek s počítači náprav je zhruba Kč ve prospěch kolejového obvodu. K různým rozdílům samozřejmě dochází podle toho, zda je to ve stanici nebo na trati. Tento poměr ovlivňuje také počet kolejových obvodů, nebo počítačů náprav v daném místě nebo směru, a zda je využita kapacita v jednotlivých přístrojových skříních, těch kterých detekčních prostředků. 5. ZÁVĚR Evropské železniční správy v rámci EÚ přistupovaly při tvorbě NIP (Národních implementačních plánů) ERTMS (Evropský systém řízení železniční dopravy) velmi střízlivě s ohledem na filosofii národního zabezpečení, zvyklostem, předpisům a koneckonců s vědomím, že to co funguje spolehlivě léta, není třeba rušit. Jen u nás byl NIP ERTMS vyhlášen bez širších konzultací s výrobci technologií pro řízení a zabezpečení, s vysokými školami a dalšími odbornými subjekty. Počítače náprav je vhodné použít u kolejových obvodů jako doplňující prvky, například při zajišťování prokluzů a tam kde je neekonomické, nebo technicky nevhodné nasazovat kolejové obvody. V případě, že přece jen budou na hlavních tratích místo kolejových obvodů použity počítače náprav, bude nutné, aby byl uveden do provozu jiný způsob pro kontrolu celistvosti kolejnic, resp. detekci jejich lomu, aby byla zajištěna vysoká bezpečnost železničního provozu. Pro tratě s rychlostí vyšší než 100 km/h, kde by byly počítače náprav, bude nutné doplnit SZZ a TZZ novou funkcionalitu, která by měla zajistit jízdu prvního vlaku přes resetovaný kolejový úsek rychlostí nižší než je v daném úseku rychlost traťová. Nebo také jízda podle rozhledu. Problém bude při jízdě pod dohledem ETCS a udělením oprávnění k jízdě. 52

53 Této problematice byl věnován seminář ČVTSS, který se uskutečnil 13. června 2018 s názvem: Kolejové obvody v podmínkách ETCS a nové generace hnacích vozidel. Jeho závěry jsou zveřejněny na internetových stránkách ČVTSS. Zde jsou uvedeny některé vybrané části přednášek: PN (počítače náprav) nevyžadují vzájemnou izolaci kolejových pasů, kvalitu železničního svršku a realizaci izolačních styků vzájemně navazujících KO. Mezi jejich hlavní nevýhody v porovnání s KO je jejich relativně malá odolnost proti atmosférickým výbojům, nekompatibilita se zavedenými liniovými vlakovými zabezpečovači a provozní problémy se ztrátou zapamatované informace o počtu načítaných náprav po ztrátě napájení (která může nastat krátkodobě např. atmosférickým výbojem v blízkém okolí PN). Pro své technické vlastnosti jsou PN nasazovány zejména na vedlejší tratě (zejména jako detekční prostředky automatických přejezdových zabezpečovacích zařízení), jejich násilná implementace na hlavní trati vybavených autobloky jako náhrada KO je po technické stránce nevýhodná. Hromadné nasazení počítačů náprav na hlavních železničních tratích je víceméně výsadou železničních správ (zejména DB), které využívají zabezpečovací techniku dodávanou německými firmami a kde se v historicky dlouhém období používají bodové vlakové zabezpečovače. PN zjišťuje obsazenost/volnost bodově po odeznění ovlivnění není možné znovu detekovat korektní stav obsazení úseku. Kolejový obvod detekuje obsazenost/volnost trvale v celém úseku po odeznění ovlivnění může znovu detekovat korektní stav obsazení/uvolnění úseku. Pro zajištění bezpečné funkce detekčních systémů je nutné nekompromisně vyžadovat splnění všech bezpečnostních požadavku pro zajištění bezpečné a spolehlivé funkce těchto detekčních systémů. Nelze řešit ovlivnění funkce detekčních systémů až v navazujících zařízení - důsledkem tohoto přístupu je maskování chyb s neřešitelnými dopady. Zajištění bezpečné a spolehlivé funkce detekčních systémů musí být řešeno mezioborově. 53

54 VÝVOJ FILOZOFIE ZABEZPEČENÍ ŽELEZNIČNÍCH PŘEJEZDŮ Ing. Pavel Skládaný CDV Brno 1. Z HISTORIE ZABEZPEČOVÁNÍ ŽELEZNIČNÍCH PŘ EJEZDŮ Křížení dráhy s pozemními komunikacemi jsou stejně stará jako železnice sama, stejně jako principiální problém kolizí mezi drážními a nekolejovými vozidly. V raných dobách železnice bezpečnost na přejezdech zajišťovali strážníci s praporkem, kteří při přibližování kolejového vozidla vykázali obecenstvo z přejezdu a varovali před blížícím se vlakem. Vývoj ve druhé polovině 19. století však rychle postupoval ve prospěch užívání ručně ovládaných posuvných bran či závor. Technická řešení se zdokonalovala a na přelomu 19. a 20. století bylo již technicky vyřešeno dálkové ovládání závor s předzvaněčem. To umožňovalo ovládat i několikeré závory z jednoho stanoviště a šetřit provozní náklady. Závory byly robustní, přehrazovaly cestu v celé šíři a jejich často proklamovanou výhodou bylo, že voli se sami zastavili, i když vozka usnul (byť spát bylo vozkovi co nejpřísněji zapovězeno ). Již tehdy byly též upravovány povinnosti veřejnosti při překračování železničních přejezdů, např. v našich zemích (tehdejším Rakousku-Uhersku) šlo o Nařízení č. 169/1890 ř. z., jak se má chovati obecenstvo u přehrad železničních zvonítkem opatřených, pak u přechodů místních drah, opatřených výstražnou tabulkou Pozor na vlak. Éra mechanických závor coby hlavního typu zabezpečení železničních přejezdů, založená na systému strážních domků a závorářských stanovišť, trvala až do let 20. století. V tomto období začal pozvolný nástup automatických resp. automaticky ovládaných přejezdových zabezpečovacích zařízení světelných. Nešlo ovšem o horkou novinku, např. v Německu se již ve 30. letech úspěšně experimentovalo se světelným přejezdovým zařízením automatickým ( Warnlichtanlagen, die der Zug ein- und ausschaltete ). Toto zařízení bylo dokonce vyhláškou Říšského a Pruského ministerstva dopravy ze 30. prosince 1935 uznáno jako rovnocenné k závorám. Vývoj automatického zařízení probíhal v této době i ve Velké Británii, ale kvůli ekonomické krizi nebyl příliš dotažen do konce. Od 30. let též i u nás existovala řešení elektrického sklápění závor (např. systém ČKD 1934). Šlo ovšem pouze o usnadnění práce obsluhy, vlak nebyl detekován automaticky. Čas sklopení závor stále závisel na rozhodnutí lidského činitele, resp. předpokládané době průjezdu vlaku (opomenutí stálo za vznikem řady vážných nehod). Za první vlaštovku automatických PZZ lze považovat zařízení systému Frýba, užité ve 30. letech na trati Otrokovice-Vizovice. Výstražník měl tři svítilny s červenými světly umístěnými do trojúhelníku a poruchový štít. Vlak byl detekován pomocí rtuťových kolejových spínačů, součástí zařízení byl i přejezdník. K většímu rozšíření tohoto zařízení však nedošlo. Po změně společenských poměrů v Československu v roce 1948 a též v souvislosti se zahájením elektrizace hlavních tratí v 50. letech se začala dovážet přejezdová zabezpečovací zařízení typu SSSR. Toto zařízení se později vyrábělo i u nás a bylo k dispozici jak ve variantě bez závor, tak i se závorami. V provozu se udrželo velmi dlouho, značné množství takto vybavených přejezdů přežilo rok 2000 a poslední zařízení typu SSSR sloužilo až do roku Šedesátá léta byla obdobím rychlého rozvoje reléových automatických i přejezdových systémů. Významným historickým mezníkem v oboru přejezdové techniky se stalo automatické zabezpečovací zařízení typu VÚD 62. V praxi se osvědčilo jako jednoduché (tzv. ventilový kolejový obvod vystačil s napájením v místě přejezdu), robustní a spolehlivé. Jeho součástí byl původně i tzv. poruchový štít se symbolem dopravní značky Jiné nebezpečí. Tento se v případě výpadku napájení či poruchy sklopil přes výstražná světla a řidiči jednoznačně sděloval, že zařízení není funkční a přes přejezd je nutno jet podle rozhledu. Na svou dobu šlo o velmi progresivní zařízení, později nahrazované pozitivní signalizací (ovšem 54

55 do dnešních dnů, žel, nikoli systematicky a návěstění účastníkovi silničního provozu je nejednotné). Nevýhodou VÚD ovšem bylo, že konstrukčně nepočítalo se závorovými břevny a bylo určeno jen pro jednokolejné tratě bez elektrické trakce s traťovou rychlostí do 80 km/h (což je ale segment sítě v ČR hojně zastoupený a tyto přejezdy v praxi rozšířené). V 80. letech byly určité konflikty funkcí VÚD při zavádění elektrického topení vlaku u motorových lokomotiv (zpětným vodičem je kolejnice) a obvody zařízení VÚD proto bylo nutno upravit. Mnoho těchto přejezdů stále úspěšně slouží, byť v posledních letech jsou rychle nahrazovány zařízeními současnými, dobře známými. 2. SOUČ ASNÝ STAV ZABEZPEČ OVÁNÍ ŽELEZNIČ NÍCH P Ř EJEZDŮ V Č R 2.1 Všeobecně Kvalita zabezpečení železničních přejezdů v České republice je v mezinárodním srovnání spíše proměnlivá. Na jedné straně jsou k dispozici poměrně moderní přejezdová zabezpečovací zařízení, na druhé straně přežívá velmi silný segment přejezdů technicky nezabezpečených, resp. zabezpečených pouze výstražným křížem (okolo 50 %), nezřídka s deficity rozhledových poměrů ve smyslu normy ČSN V praxi též stále přetrvává značné množství tzv. bezpečnostních rizik (z pohledu auditora bezpečnosti pozemních komunikací). Mj. z inspekcí několika set železničních přejezdů, provedených CDV v letech 2009 až 2018, vyplývá varující zjištění, že ani jeden z přejezdů (!) nemá zcela v pořádku dopravní značení. U všech se najdou deficity v užití značek (běžné jsou např. chybějící návěstní desky na významných účelových komunikacích), problémy ve viditelnosti značení (návěstní desky či výstražný kříž zarostlé v křoví, poškozené či skryté za větvemi ovocných stromů). Naprosto katastrofální bolestí českých přejezdů je pak zcela nedostatečné užití příčné čáry souvislé před přejezdem (dopravní značka č. V 5), která je jinak velmi účinná pro upozornění řidiče na železniční přejezd samotný a jeho hranici. Stopčára je v zahraničí standardem a i v ČR je její užití u přejezdů stanoveno předpisem Ministerstva dopravy TP 133 Zásady pro vodorovné dopravní značení. Vybavenost v praxi dosahuje však sotva 10 %, přestože jde o opatření levné a jednoduché (praxe volá po tzv. nízkonákladových opatřeních, příznivých pro bezpečnost, toto však nechává nepovšimnuto). Často rovněž není splněn požadavek, aby výstražníky byly k dispozici pro všechny pozemní komunikace ústící do přejezdu a bylo tak zajištěno spolehlivé vnímání výstrahy všemi účastníky provozu. Méně než v zahraničí se též v ČR užívají opakovací výstražníky po levé straně pozemní komunikace, resp. výstražníky nad vozovkou (pro viditelnost výstrahy resp. bezpečnost provozu velký přínos). 2.2 Doplňkové závory u PZS, jejich význam a aspekty Významnou součástí moderní filozofie zabezpečení přejezdů (jak přesvědčivě dokladuje i vývoj ve vyspělých zemích) jsou závory u PZS. Dle normy ČSN jde formálně o tzv. doplňkovou výstrahu a psychologie slovíček by mohla sugerovat prvek se spíše okrajovým významem. Pro bezpečnost je však jeho význam absolutně klíčový a reálné výsledky nehodovosti se závorami a bez se liší řádově! Z vyhodnocení statistik nehodovosti za posledních deset let vyplývá, že v kategorii posádek silničních vozidel je pravděpodobnost usmrcení u PZS bez závor až 30x vyšší (!!), než u PZS se závorami (u PZS se závorami jsou oběťmi nehod převážně chodci či cyklisté). Bezpečnostní návod k akci je proto jednoznačný a lze v tomto směru pochválit i trpělivou práci Drážní inspekce, která závory u přejezdů taktéž systematicky doporučuje. Mezinárodní srovnání ohledně závor nevyznívá pro ČR příliš lichotivě; míra vybavenosti PZS závorami např. v Německu či Švýcarsku dosahuje i více než 90 %, zatímco v ČR sotva 35 %. Mezinárodně dost bezprecedentním faktem též je, že PZS bez závor jsou často i nově 55

56 zřizována, resp. bez závor i po rekonstrukci ponechávána (přestože jde o typ zabezpečení, kde výsledky nehodovosti jsou dlouhodobě nejhorší). Naproti tomu v zahraničí je vývoj ve smyslu standardní aplikace závor dost jednoznačný, případné užití PZS bez závor je posunuto do role spíše výjimečného řešení. Určitým (byť vývojově spíše provizorním) řešením by mohlo být užití tzv. světelné závory, která částečně kompenzuje chybějící závoru mechanickou (její technické řešení je k dispozici). Dle provedené evaluace je však světelná závora účinná pouze na řidiče vozidel, na chodce je účinek slabší. Velkou výhodou světelné závory je ovšem jednodušší technická realizovatelnost za zlomek ceny. V budoucnu je ovšem třeba počítat s postupným dosazením břeven (pokud možno alespoň v horizontu 10 let). Rovněž lze doporučit technickou úpravu závor tak, aby lépe respektovaly psychologii uživatele a evropskou zásadu tzv. samovysvětlující komunikace. Zejména jde o odstranění jevu tzv. padání závor během zvedání, které nastane tehdy, pokud ve fázi otevírání závor po průjezdu vlaku vjede do přibližovacího obvodu druhé koleje další vlak. Jakkoli výstraha stále trvá (a účastník provozu se má řídit pouze výstražníkem), je pohyb břeven závor z hlediska dopravní psychologie chápán jako silný znak (zatímco výstražná světla jako slabý znak ). Důsledkem je, že až 30 % řidičů a více než 90 % chodců a cyklistů vstupuje do přejezdu předčasně. Tento vzorec chování je intuitivní a velice obtížně změnitelný (sankcemi či výchovou). Podstatně jednodušší by bylo technicky upravit systém ovládání závor tak, aby tento jev nemohl nastat (jako ve většině evropských zemí). Problém je i v tom, že v některých zemích je vjezd do přejezdu ve fázi otevírání závor legální a zcela rutinně praktikovaný (Německo, připravuje Švýcarsko), tj. omyl zahraničního účastníka může snadno nastat i z tohoto důvodu. 56

57 MERANIE OSOVEJ SVIETIVOSTI VÝSTRÁŽNÍKOV Ing. Štefan Ondruš Železnice Slovenskej republiky, Výskumný a vývojový ústav železníc Žilina 1. PODNET PRE VÝVOJ ZARIADENIA V súčasnosti sa na infraštruktúre ŽSR prevádzkuje veľký počet priecestných zabezpečovacích zariadení (PZZ) staršej konštrukcie najmä AŽD 71, prípadne ZSSR alebo VÚD. Tieto PZZ sú staré niekoľko desaťročí a prvky svetelnej výstrahy podliehajú degrádacií, čím sa zhoršuje ich technický stav, spôsobujúci zhoršovanie optických parametrov svetelnej výstrahy. Na základe týchto skutočností vznieslo Generálne riaditeľstvo ŽSR O 460 požiadavku na vývoj zariadenia na meranie svietivosti prevádzkovaných výstražníkov PZZ. Cieľom úlohy bolo stanoviť metodiku merania, vyvinúť a zrealizovať zariadenie na meranie osovej svietivosti červených svetiel výstražníkov PZZ. Zariadenie na meranie osovej svietivosti musí umožňovať vykonanie merania priamo na prevádzkovanom výstražníku PZZ, bez nutnosti demontovania optickej časti výstražníka. 2. SÚČASNÝ STAV Z POHĽ ADU PREDPISOV A NORIEM V prevádzke sa v súčasnosti kontroluje svietivosť svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie len preverením dohľadnosti svetiel z pozemnej komunikácie v celom rozmedzí až do vzdialenosti 20 m od výstražníka. Takáto kontrola je stanovená v predpise T 126 Údržba priecestných zabezpečovacích zariadení čl. 32 bod eb). V zmysle tohto predpisu je táto kontrola stanovená s periodicitou jeden mesiac. Táto kontrola je však veľmi subjektívna, nakoľko predpis nestanovuje presnú hodnotu svietivosti, a dohľadnosť svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie kontroluje udržujúci pracovník pohľadom a nie technickým zariadením. Na rozdiel od predpisu T 126 sa v norme STN P Železničné priecestné zariadenia udávajú konkrétne požiadavky na svetelnú výstrahu a aktívnu signalizáciu. Tieto požiadavky sú stanovené v Prílohe A a B uvedenej normy. Požiadavka na osovú svietivosť svetelnej výstrahy je stanovená v čl. A. 3, kde je uvedené, že osová svietivosť nesmie byť menšia ako 50 cd a nemá byť väčšia ako 200 cd. Pre osovú svietivosť aktívnej signalizácie sú stanovené podmienky v čl. B. 4, ktorý hovorí, že osová svietivosť nesmie byť menšia ako 50 cd a nemá byť väčšia ako 500 cd. V prílohách A a B normy STN P sú okrem požiadaviek na osovú svietivosť stanovené aj ďalšie požiadavky na svetelnú výstrahu a aktívnu signalizáciu akými sú: frekvencia prerušovania červených svetiel svetelnej výstrahy, resp. bieleho svetla aktívnej signalizácie, farebné súradnice svetiel, dĺžka času svietenia červeného resp. bieleho svetla v rámci jedného cyklu, rovnomernosť jasu výstupnej činnej plochy svetiel. Z pohľadu bezpečnosti je parameter osovej svietivosti veľmi dôležitý a preto je potrebné ho pravidelne kontrolovať technickým prostriedkom, ktorý určí omnoho presnejšie, či svetlá svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie vyhovujú požiadavkám normy. 3. VÝVOJ ZARIADENIA 3.1 Prvý návrh zariadenia Prvé informácie o meraní osovej svietivosti svetelnej výstrahy PZZ boli získané z článku s názvom Měření světelně-technických vlastností světel výstražníků přejezdového 57

58 zabezpečovacího zařízení uverejnenom v časopise Nová železničná technika v čísle 4/2010. V tomto článku sú popísané požiadavky na návestidla pre riadenie dopravy na cestných komunikáciách v zmysle ČSN EN Řízení dopravy na pozemních komunikacích návěstidla a taktiež podľa normy ČSN Železniční zabezpečovací zařízení přejezdová zabezpečovací zařízení. Oveľa hodnotnejšie informácie nám priniesla časť článku, ktorá popisuje merania vykonané priamo v prevádzke. Meranie osovej svietivosti svetelnej výstrahy bolo vykonané metódou merania osvetlenia pomocou luxmetra, s následným prepočtom pomocou zákonu štvorca vzdialenosti, kde I svietivosť (cd); E osvetlenie (lx); r meracia vzdialenosť luxmetra od svetelného poľa návestidla. Meranie bolo vykonávané v nočných hodinách pre elimináciu okolitého osvetlenia, pričom luxmeter bol umiestnený na doske zo soolitu pripevnenej na rebríku. Pri meraniach popísaných v uvedenom článku nedochádzalo k demontáži optickej časti výstražníka, čo spĺňa požiadavku stanovenú v zadaní na vývoj zariadenia, avšak merania bolo potrebné vykonávať v nočných hodinách čo nie je veľmi vhodné, pretože ani noc nezaručuje nulové okolité osvetlenie, najmä pri priecestiach, ktoré sa nachádzajú v meste resp. obci, čo by spôsobovalo nepresnosti v meraní osvetlenia. Taktiež merania v noci sú nevýhodné aj z pohľadu zabezpečenia bezpečnosti zamestnancov vykonávajúcich meranie. Na základe týchto skutočností sme sa rozhodli pre merania prostredníctvom fotometrického valca. Náčrt fotometrického valca je na obr. 1. Na jednu stranu fotometrického valca bolo umiestnené svietidlo, teda odrazník a farebný filter a na druhú stranu bol umiestnený luxmeter resp. fotónka luxmetra pre snímanie osvetlenia. Fotometrický valec bol vyrobený tak aby vzdialenosť od svietidla (farebného filtra) a fotónky bola 1 m, čo by podľa uvedeného vzťahu predstavovalo, že nameraná hodnota osvetlenia je pri vzdialenosti 1 m hodnota svietivosti. Prvý návrh fotometrického valca na meranie svietivosti 3.2 Úprava fotometrického valca Prvou nevýhodou fotometrického valca, bolo, že pri meraní svietivosti sme museli demontovať optickú časť svetla, čo je v rozpore so zadaním. Tento nedostatok sme odstránili tým, že sa fotometrický valec upravil tak aby ho bolo možné priložiť priamo na svetlo výstražníka a to umožňovalo meranie bez demontáže optickej časti svetla a aj počas dňa. Druhou nevýhodou použitia fotometrického valca bola krátka fotometrická vzdialenosť, teda vzdialenosť medzi svietidlom a fotónkou. Na to aby sme mohli použiť zákon štvorca vzdialenosti, je potrebná fotometrická vzdialenosť minimálne taká veľká, aká je vzdialenosť bodu kríženia lúčov od samotného svietidla. Pre optický systém používaný vo výstražníkoch pre PZZ typu AŽD 71 bola stanovená približná vzdialenosť bodu kríženia lúčov na hodnotu viac ako 4 m. V praxi by to predstavovalo, že našu metódu merania je možné použiť len vtedy, ak bude fotometrický valec dlhý aspoň 4 m. To by bolo však v praxi nepoužiteľné, preto sme potrebovali nájsť riešenie, pri ktorom by bolo možné zachovať veľkosť fotometrického valca na hodnote okolo 1 m. Pre elimináciu krátkej fotometrickej vzdialenosti sme navrhli vykonať porovnávacie meranie v laboratóriu svetelnej techniky. Cieľom porovnávacieho merania bolo nájsť korekčný činiteľ, použitím ktorého by sme dokázali vykonať korekciu hodnôt svietivosti nameraných prostredníctvom fotometrického valca, tak aby sa dosiahli hodnoty svietivosti 58

59 porovnateľné s meraním pri dodržaní požadovanej fotometrickej vzdialenosti. Výsledná svietivosť by bola vypočítaná podľa vzťahu, kde I svietivosť (cd); k n korekčný činiteľ, pre rôznu farbu svetla a rôzne typy farebných filtrov; I FV svietivosť nameraná fotometrickým valcom, pri fotometrickej vzdialenosti 1 m. Porovnávacím meraním boli zistené nasledovné korekčné činitele: k 1 = 1,0505 pre svietidlo s červeným plastovým filtrom; k 2 = 1,1571 pre svietidlo s červeným skleneným filtrom; k 3 = 1,2738 pre svietidlo s bielym skleneným filtrom. Z hodnôt korekčných činiteľov a zo vzťahu vyplýva, že fotometrickým valcom meriame vždy hodnoty nižšie ako sú hodnoty merané pri fotometrickej vzdialenosti, potrebnej pre použitie zákonu štvorca vzdialenosti. Na základe týchto výsledkov porovnávacieho merania sme sa rozhodli porovnávať priamo nameranú hodnotu svietivosti, s hodnotou stanovenou v norme STN P Rozhodli sme sa tak aj na základe skutočnosti, že určiť neistotu merania pri prepočítavaní hodnôt svietivosti prostredníctvom korekčných činiteľov, by bolo veľmi obtiažne. Obtiažne preto, lebo pri meraní v prevádzke je neistota merania navyše ovplyvnená aj znečistením, degradáciou a rôznym posunom optických častí svetiel. Tieto parametre vopred nie sú známe a nemožno im priradiť také hodnoty ako pre výstražník použitý pri porovnávacom meraní. Ak by sme chceli uvažovať aj tieto faktory museli by sme pre každý výstražník vykonať takéto porovnávacie meranie, čo by bolo neefektívne. Preto pri meraní fotometrickým valcom uvažujeme len neistotu merania spôsobenú použitým typom luxmetra. Na zvýšenie presnosti merania sa ešte pred vykonaním porovnávacieho merania fotometrický valec upravil ako je zobrazené na obr. 2. Do fotometrického valca sa vložili tri medzikružia s rôznym priemerom otvoru, ktoré sú určené na elimináciu lúčov odrazených od stien fotometrického valca, nakoľko aj tmavá látka, ktorou je fotometrický valec vystlaný, odráža do 10 % dopadnutého žiarenia. Luxmeter by teda meral aj osvetlenie lúčov ktoré pri meraní bez použitia fotometrického valca a z dostatočnej fotometrickej vzdialenosti neboli merané. Účel použitia medzikruží vo fotometrickom valci 3.3 Meranie ostatných parametrov svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie Norma STN P Príloha A a B stanovuje okrem hodnôt osovej svietivosti aj ďalšie parametre svetiel svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie. Pri meraní by sme chceli posúdiť čo najviac parametrov jednotlivých svetiel, preto okrem merania osovej svietivosti svetiel meriame aj priebeh napätia na jednotlivých žiarovkách svetiel svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie. Meranie vykonávame prostredníctvom dvojkanálového scopemetra a z priebehov napätí vyhodnocujeme pri meraní svetiel svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie ešte ďalšie parametre stanovené v norme: frekvencia prerušovania červených svetiel svetelnej výstrahy, resp. bieleho svetla aktívnej signalizácie, dĺžka času svietenia červeného resp. bieleho svetla v rámci jedného cyklu. Pri červených svetlách svetelnej výstrahy navyše ešte vyhodnocujeme, či je prerušovanie červených svetiel toho istého výstražníka navzájom v protifáze. 59

60 Priebehy napätia na červených svetlách sú zobrazené na obr. 3 a priebeh napätia na bielom svetle je zobrazený na obr. 4. Priebeh napätia na žiarovkách červených svetiel Priebeh napätia na žiarovke bieleho svetla 4. ZÁVER Správne fungovanie svetelnej výstrahy je z pohľadu bezpečnosti účastníkov cestnej komunikácie nesmierne dôležité. Preto je potrebné, aby boli optické parametre prvkov svetelnej výstrahy a aktívnej signalizácie pravidelné kontrolované a to nielen pohľadom, ako to stanovuje predpis T 126, ale aj technickým zariadením, ktoré by umožňovalo s ohľadom na podmienky merania, čo najpresnejšie určiť hodnoty týchto parametrov. LITERATÚRA [1] Pavel Skládaný: Měření světelně-technických vlastností světel výstražníků přejezdového zabezpečovacího zařízení, Brno 2010, článok uverejnený v časopise Nová železniční technika v čísle 4/2010 [2] Bc. Jozef Gerát: Meranie parametrov výstražníkov priecestných zabezpečovacích zariadení, Žilina 2012 [3] Ing. František Krasňan, PhD.: Protokol o skúške č. 82/2018/SLST, Meranie svietivosti výstražníkov, Veľké Lovce 2018 [4] STN P Železničné priecestné zariadenia, Bratislava

61 PŘEJEZD STARMON NA PLATFORMĚ SIRIUS Ing. Jiří Holinger STARMON s.r.o. Platforma SIRIUS je zabezpečovací zařízení s distribuovanou architekturou a objektovými kontroléry. Vývoj platformy začal v roce V roce 2019 byl nasazen do ověřovacího provozu elektronický autoblok SIRIUS s LED návěstidly na síti ukrajinských železnic. Dalšími systémy na této platformě, které jsou ve vývoji, jsou přenosový systém, počítač náprav, LED návěstidla a elektronické přejezdové zabezpečovací zařízení. Základní vlastnosti PZZ SIRIUS jsou: distribuovaná architektura se společným řídícím jádrem, zálohované komunikační linky s dohledem funkce, integrovaný počítač náprav, výstražníky s LED světly, pokročilé možnosti diagnostiky. Elektronické přejezdové zabezpečovací zařízení SIRIUS se skládá z těchto částí: jádro technologického počítače, skříně NDC, LED výstražníky, obvody napájení. 1. JÁDRO TECHNOLOGICKÉHO POČÍTAČE Jádro technologického počítače obsahuje technologické počítače architektury dvakrát dva ze dvou, běžící v horké záloze. Dále obsahuje přenosové prvky a komunikační / údržbářský počítač. Jedno jádro může obsluhovat více přejezdů. SW jádra obsahuje také algoritmy počítače náprav. Jádro technologického počítače může být pomocí objektových kontrolérů připojené datově nebo reléově k dalším zabezpečovacím zařízením. 2. SKŘÍNĚ NDC Skříň NDC (skříň koncentrátorů dat) obsahuje napájení přejezdu, přenosové prvky a objektové kontroléry pro připojení místního ovládání přejezdu. Jádro technologického počítače je ke skříni NDC připojené pomocí optických vláken (2x kruhová síť). Napájení skříní NDC může být buďto pomocí zálohované magistrální linky 400 V DC, nebo pomocí veřejné přípojky a baterie. Z NDC skříně je rozvedeno napájení 24V DC a komunikace s výstražníky. Komunikace s jednotlivými výstražníky probíhá po zálohovaných linkách RS

62 3. VÝSTRAŽNÍK Objektový kontrolér výstražníku OCrs provádí ovládání a dohled závory, ovládání a dohled červených LED světel a ovládání a dohled pozitivní signalizace. Objektové kontroléry výstražníku jsou zálohované v architektuře dvakrát dva ze dvou. Zdroje pro červená světla jsou v kazetách Z80. Celkem jsou instalovány 4 zdroje. Každý zdroj napájí jednu sekci v levém a jednu sekci v pravém červeném světle. Dohled závory je galvanicky oddělen od objektového kontroléru výstražníku. Elektronika výstražníku je umístěna v nerezové skříňce na stožáru výstražníku v prostoru mezi pohonem závory a štítem výstražníku. LED světla jsou mechanicky kompatibilní jak s výstražníkem AŽD97, tak VL2. 4. OBVODY NAPÁJENÍ Všechny prvky PZZ SIRIUS jsou napájeny z napětí 24 V DC. Jako zdroj 24 V může být použit zálohovaný měnič 400 V DC na 24 V DC, nebo baterie 24 V s dobíječem napájeným z veřejné sítě. Červené LED světlo 62

63 Skříň OCrs na výstražníku NDC skříň Objektové kontroléry výstražníku OCrs a zdroje Z80 63

64 VÝCHOVA NOVÝCH ODBORNÍKŮ Ing. Jitka Češková SŽDC, GŘ, Odbor personální 1. OBECNÝ RÁMEC Funkčnost jakékoli organizace je podmíněna a závisí na třech základních zdrojích - materiálním, finančním a lidském. Člověk jako lidský zdroj je jádrem a nejdůležitější oblastí celého řízení organizace. Je nezbytné uvědomit si hodnotu a význam lidí, lidských zdrojů jako největší bohatství organizace, jejichž řízení rozhoduje o tom, do jaké míry organizace uspěje. SŽDC má k zaměstnanců, jejichž průměrný věk dosahuje 48,21 let. Z tohoto počtu pracuje v profesi návěstní technik 785 zaměstnanců, mistr sdělovací a zabezpečovací techniky (SZT) 169 zaměstnanců, vrchní mistr SZT 97 zaměstnanců a stejný počet zaměstnanců také v profesi návěstní, spojový dozorce. Zdroj: SŽDC 2. ZÍSKÁVÁNÍ ZAMĚ STNANCŮ V současné době je v České republice obecně problém s nedostatkem zaměstnanců, většinou chybí především technické profese. Příčinou je nejen nevhodná skladba středních škol chybí často zaměstnanci se středním odborným vzděláním s maturitou, ale i poměrně nízká míra nezaměstnanosti, která klesá již od roku 2010 viz graf níže. Míra nezaměstnanosti v % Obecná míra nezaměstnanosti (%) 8,1 8,3 9 7,8 7,9 8 7,3 7,1 7,3 6,7 6, ,1 6 5,3 5 4, ,9 3 2, Zdroj: ČSÚ SŽDC tento problém řeší stejně aktivně jako jiné firmy v ČR. Aktivní nábor se dá rozdělit do několika oblastí, z nichž nejdůležitějšími je spolupráce se školami a nábor jako takový. 64

65 2.1 Spolupráce se školami Spolupracujeme celkem s 33 středními školami a 10 fakultami vysokých škol po celé republice. Problémem je, že přímo obor zabezpečovací a sdělovací techniky pro železnici se samostatně nevyučuje na žádné střední škole. Dobrou zprávou je, že na VOŠ a SPŠE v Plzni vzniká ve spolupráci se SŽDC nové zaměření oboru Elektrotechnika nazvané Telematika v dopravě. První studenti budou v tomto oboru studovat již od příštího roku. Problémem je nejen nedostatek příslušných oborů na středních školách, ale hlavně nedostatek studentů. Když už střední škola existuje a nabízí obor, jehož absolventi by pro nás byli přínosem a plně vyhovovali našim potřebám, tak potom je zase nedostatek zájemců o studium tohoto oboru. I v tomto se snažíme školám pomoci. V rámci spolupráce se školami se zaměřujeme i na žáky základních škol. Konkrétně se jedná o dvě akce. Jednou z nich je Student Cup, což je sportovně-vědomostní den pro žáky 7., 8. a 9. tříd, kdy žáky seznamujeme nejen se SŽDC jako takovou, ale i jejími povoláními, včetně návěstního technika a dále především se středními školami, kde by mohli žáci studovat obory, které velmi potřebujeme. SŽDC a střední školy propagujeme v Atlase školství. Je to publikace, která je na podzim každého roku distribuována zdarma všem žákům 9. tříd základních škol v celé republice. Již 4. rokem je součástí Atlasu školství také informativní leták SŽDC s doporučením, které školy studovat. Zdroj: SŽDC Zaměřujeme se ale i na studenty, kteří už na školách studují, a to prostřednictvím tematických akcí, jako jsou Staň se na jeden den, Studentská konference, bezpečnostní akce, spolupracujeme při tvorbě bakalářských a diplomových prací. Přehled všech akcí, které pro studenty a žáky pořádáme, je možno vidět na na tzv. Studentském webu. Zdroj: 65

66 Na každé smluvní škole máme rovněž informační kapadesky s popisem SŽDC. Akcí pořádaných na školách proběhlo jen v roce 2018 přes 70. Je zřejmé, že tyto akce by se nemohly konat bez spolupráce s jednotlivými organizačními jednotkami SŽDC. V současné době se připravuje ve spolupráci s odbornými útvary a následně s organizačními jednotkami nová koncepce spolupráce se školami, kde bude zahrnuto větší propojení konkrétních odborných útvarů, organizačních jednotek a odborných správ s jednotlivými školami a obory. 2.2 Náborové akce Pracovní příležitosti prezentujeme na webu SŽDC v sekci kariéra. Zdroj: V rámci náboru vytváříme náborové letáčky, náborová videa, personální medailonky a videa, personální kalendář. Zdroj: SŽDC SŽDC se aktivně propaguje na Facebooku, Twitteru a Instagramu. Účastníme se i pracovních veletrhů jako jsou např. Profesia days. SŽDC je již několik let členem Sektorové rady pro dopravu, logistiku, poštovní a doručovací služby. Tato sektorová rada připravuje tzv. profesní kvalifikaci a popisy povolání. Jedná se o akci spojenou s Národním ústavem pro vzdělávání. V rámci sektorové rady jsou tvořeny popisy povolání a kvalifikační standardy, které jsou pro potřeby rodičů, studentů, uchazečů o práci, ale také středních škol zveřejňovány prostřednictvím Národní soustavy povolání a Národní soustavy kvalifikací, kdy součástí jsou i profese návěstní technik a návěstní, spojový dozorce. 2.3 Získávání zaměstnanců a příprava nového zaměstnance V nejbližším období se chystá centrální SW podpora naší organizace pro získávání zaměstnanců (tzv. recruitment). V novém informačním systému (nadstavba SAPu SuccessFactors) bude sledován oběh všech životopisů, které se do naší organizace dostanou, přístupné budou všem vedoucím zaměstnanců, budou zaznamenávány kontakty s uchazeči a jejich hodnocení. Další oblastí je seznámení již podepsaného nového zaměstnance s tím, co ho po nástupu čeká, seznámení s podstatnými dokumenty, předpisy (mimo oblast pro získání odborné způsobilosti) i pro to chystáme SW podporu, jelikož pro nové zaměstnance je již (a ještě více bude) využívání moderní výpočetní techniky standardem i to nás v brzké době čeká. 66

67 3. PŘ ÍPRAVA ZAMĚSTNANCŮ Co se týká samotné přípravy zaměstnanců, SŽDC má léty prověřený systém přípravy zaměstnanců, který souvisí především s předpisem SŽDC Zam1. V tomto předpise je v souladu se zákonem o drahách jasně určen systém získání, udržení i ztráty odborné způsobilosti. Zabezpečovací a sdělovací techniky se týkají především odborné zkoušky řady T a Z. Příprava zaměstnanců začíná hned s jejich nástupem, kdy SŽDC nabízí novým zaměstnancům tzv. Adaptační příručku, která zaměstnance seznamuje se základními informacemi o organizaci. Zdroj: SŽDC SŽDC navíc pro své zaměstnance pořádá dvoudenní kurzy z postupů při obsluze a poruchových stavech zabezpečovacího zařízení ovládaného prostřednictvím JOP. Každý měsíc projde tímto kurzem 12 zaměstnanců SŽDC. V roce 2018 proběhly v rámci projektu POVEZ II (Podpora odborného vzdělávání zaměstnanců) dva kurzy teoretických základů zabezpečovací techniky, projekt financuje Ministerstvo školství mládeže a tělovýchovy s podporou Evropské unie a Úřadu práce ČR. Do projektu se zapojilo celkem 35 zaměstnanců SŽDC působících na pozici návěstní technik, kteří se celkem 120 hodin vzdělávali v základech zabezpečovací a sdělovací techniky. Do budoucna bychom rádi tyto kurzy zopakovali, buď s podporou evropských peněz nebo v rámci financování SŽDC. V rámci dlouhodobé přípravy zaměstnanců SŽDC je možný také tzv. souběh zaměstnání, který je nabízen již několik let, kdy se zaměstnanci mohou připravovat na základě výcvikového plánu v souladu s pokynem ředitele odboru personálního z ODMĚŇOVÁNÍ ZAMĚSTNANCŮ Odměňování zaměstnanců SŽDC všech profesí, včetně nových zaměstnanců, je nastaveno v platné podnikové kolektivní smlouvě dohodnuté se všemi devíti odborovými organizacemi, působícími při SŽDC, a dále v Kvalifikačním katalogu - katalogu prací, na jehož základě jsou zaměstnanci zařazování do příslušného tarifního stupně v souladu se sjednaným druhem práce v pracovní smlouvě podle převážně vykonávané práce. V současné době probíhá ve spolupráci s odbornými útvary a odborovými organizacemi novelizace Katalogu prací s očekávanou účinností od Od je v platné podnikové kolektivní smlouvě zakotven institut poskytování náborového příspěvku zaměstnancům klíčových zaměstnání po dosažení příslušné odborné kvalifikace (způsobilosti), konkrétně dle přílohy 5 PKS. V současné době se poskytuje náborový příspěvek ,- Kč zaměstnanci bez příslušné kvalifikace a ,- Kč zaměstnanci s příslušnou kvalifikací. 67

68 K se díky náborovému příspěvku přijalo celkem 220 nových zaměstnanců, z toho 32 nových zaměstnanců na cílovou profesi návěstní technik. Na náborové příspěvky zatím bylo použito 9,67 miliónu Kč, z toho na profesi návěstní technik 1,34 milionu Kč. 5. ZÁVĚR Získávání a výchova nových odborníků v oblasti zabezpečovací techniky je velmi důležitá. Odbor personální se výše uvedenými dokumenty a akcemi snaží nastavit legislativní a odborný rámec. Vždy ale bude největší práce a největší úsilí zůstávat na přednostech SSZT a odborných útvarech. Jejich činnost je v náborovém a adaptačním procesu naprosto nezastupitelná. Věříme, že společně zajistíme dostatečný počet kvalifikovaných zaměstnanců na správném místě. LITERATURA [1] Koncepce řízení lidských zdrojů správy železniční dopravní cesty, státní organizace: 2. změna. Odbor personální, [2] Český statistický úřad [online] [cit ]. Dostupné z: [3] Předpis SŽDC Zam1: Předpis o odborné způsobilosti a znalosti osob při provozování dráhy a drážní dopravy ve znění 5. změny. Odbor personální, [4] Studentský web SŽDC [online] [cit ]. Dostupné z: [5] Národní soustava povolání [online] [cit ]. Dostupné z: [6] Národní soustava kvalifikací [online] [cit ]. Dostupné z: 68

69 ZAPOJOVAČE JAKO SOUČÁST KRITICKÉ INFRASTRUKTURY Ing. Michal Harmatha TTC MARCONI s.r.o. 1. ÚVOD Dispečerské řešení SŽDC využívá několik typů dispečerských terminálů a zapojovačů od více různých výrobců. Všechna tato zařízení odpovídají směrnicím, které jakožto sjednocující prvek definují jejich chování a vlastnosti. Zařízení této kategorie dodává mimo jiné i TTC MARCONI s.r.o. Dispečerské terminály a zapojovače jsou součástí dopravní sítě. Základem dopravní sítě je cluster CUCM (Cisco Unified Communications Manager), který slouží jako SW ústředna. Jednotlivé terminály a zapojovače jsou k CUCM připojeny buď přímou SIP registrací nebo pomocí SIP trunku (definovaného spojení využívajícího protokol SIP). Pro případ, že dojde k přerušení komunikace mezi centralizovanými CUCM prvky a vlastními zapojovači, jsou zapojovače TTCM vybaveny funkcionalitou SRST (Survivable Remote Site Telephony), která zajistí fungování zapojovače v rámci lokální sítě a zůstanou tak funkční volání alespoň v geograficky omezeném rozsahu, daném velikostí lokálního uzlu sítě. Dispečerské terminály a zapojovače jsou připojeny do výše zmíněné dopravní sítě, obsluhované ústřednou CUCM. Mezi touto dopravní sítí a mezi služební sítí, realizovanou na základě ústředen MX-ONE, existují propojující příčky. Tyto příčky jsou realizovány pomocí rozhraní E1. 2. ZAPOJOVAČE TTCM A JEJICH UMÍSTĚNÍ V SÍTI SŽDC Zapojovače dodávané firmou TTC MARCONI s.r.o. (dále TTCM) se skládají z několika základních komponent, popsaných níže. Vlastní dispečerský terminál TTCM má název IPTC-K (IPTouchCall-K). Jedná se o samostatně vyvíjený dispečerský terminál, v tomto případě ve verzi speciálně upravené pro provoz v drážním prostředí. Další součástí zapojovače je směrovač s podporou hlasového provozu, který slouží jednak jako záložní ústředna pro lokální provoz (SRST viz výše) a jednak jako hlasová brána, využívaná zejména pro analogové linky drážních rozhlasů, analogových telefonů či v ojedinělých případech i telefonů pro výtahy. Pro připojení speciálních rozhraní MB telefonů slouží další produkt z rodiny dispečerských zařízení TTCM, hlasová brána IPGA. Kromě výše uvedených prvků zapojovačů, které se používají přímo v lokálních nasazeních, jsou k provozu zapojovačů v celé dopravní síti potřebné i další prvky. Kromě výše zmíněného centrální CUCM se jedná zejména o hlasové brány sloužící pro přechody do jiných sítí, jako jsou E1 brány pro přechod do jiných sítí přes E1 příčku a jako jsou specializované brány pro přechod do sítě GSM-R. Nezbytnou součástí řešení zapojovačů je nakonec i vlastní síťová infrastruktura, bez které by celé řešení nemohlo fungovat. 3. BEZPEČ NOST V Ř EŠENÍCH ZAPOJOVAČŮ Vzhledem k tomu, že zapojovače jsou součástí kritické infrastruktury, je nutno věnovat náležitou pozornost zajištění jejich bezpečnosti. Ta se prolíná všemi částmi řešení zapojovačů 69

70 a sahá od zabezpečení jednotlivých prvků až po zabezpečení infrastruktury, na níž jsou tyto prvky provozovány. V následujících odstavcích této kapitoly budou uvedeny jednotlivé signifikantní prvky a principy kybernetické bezpečnosti, používané ve výše popsaných úrovních řešení zapojovačů z produkce TTCM. 3.1 Zabezpečení dispečerských terminálů a zapojovačů Dispečerské terminály IPTC-K jsou provozovány na vlastním specializovaném OS (na bázi OS Linux). Použití specializovaného OS snižuje riziko napadení terminálu viry, které se specializují na veřejně známé a široce provozované OS, jako jsou například MS Windows či některé známé široce využívané edice OS Linux. Dispečerské terminály disponují suplikantem 802.1X. Kromě standardního zajištění přístupu uživatelů a administrátorů je tak možno využít i tento sofistikovaný prostředek pro řízení přístupu do sítě. Dispečerské terminály IPTC-K dále disponují rozvinutým systémem logování, který lze využít jako zdroj dat pro odhalení a řešení nestandardních událostí spojených s výskytem hrozeb či útoků v rámci kybernetické bezpečnosti. Všechny lokální i centralizované prvky zapojovačů a jejich správa umožňují upgrade jejich softwarového vybavení na aktuální verzi, což mimo jiné také požadují základní principy zabezpečení obsažené mimo jiné i v rámci ZKB (Zákon o kybernetické bezpečnosti). 3.2 Zabezpečení sítě Síťová bezpečnost je další, neméně důležitou součásti řešení systémů kritické infrastruktury, mezi něž spadá i řešení drážních zapojovačů. Bezpečnost komunikační infrastruktury by se měla optimálně týkat alespoň následujících bodů: segmentace a architektura sítě, ochrana důvěrnosti a integrity přenášených dat, zabezpečení přístupu do sítě, podpora subsystémů kybernetické bezpečnosti, včetně potenciálu pro splnění aktuálních i budoucích legislativních požadavků Architektura sítě - segmentace Síť musí umožnit přenést různé druhy provozu přes různé úrovně prostředí tak, aby se navzájem tyto provozy neovlivňovaly a aby nebylo možné do těchto provozů proniknout ani je žádným způsobem napadnout. Řešením z hlediska architektury je využít principů segmentace sítě, tedy rozdělení sítě ať již fyzicky či virtuálně na několik podsítí, které umožní pracovat s jednotlivými druhy provozy tak, aby z hlediska uživatele působily jako by byly přenášeny zcela nezávislými síťovými cestami. Segmentace má více možností provedení. Od použití základních virtuálních mechanismů oddělení sítí jako jsou použití VLAN (Virtual LAN) či VRF (Virtual Routing and Forwarding) až po sofistikované metody vytváření VPN (Virtual Private Network) a další. V současné době je v síti implementován mechanismus VRF, dělící provozy na několik základních skupin (intranet, dohled, CCTV, diagnostika, hlas, atd.). Nasazení dalších sofistikovaných mechanismů je především předmětem práce správy sítě. TTCM má v této oblasti rozsáhlé zkušenosti zejména z oblasti dispečerských řešení pro energetické společnosti. Tyto zkušenosti je možné využít i v řešení zabezpečení infrastruktury sítě SŽDC. 70

71 Ochrana důvěrnosti a integrity přenášených dat Ochrana důvěrnosti a integrity dat přenášených v rámci sítě je jednou z nejdůležitějších služeb komunikační infrastruktury, které by měla optimálně zajistit: šifrování aplikačního provozu ve vybraných sítích nejen mezi hraničními zařízeními, ale podporovat šifrování provozu až do úrovně koncových stanic a serverů s využitím standardizovaných šifrovacích technologií, dostupné šifrovací metody, které umožní šifrovat aplikační provoz dynamicky, optimálně i bez předem definovaných tunelů typu bod-bod, implementaci správy klíčů, tedy PKI (Public Key Infrastructure), která bude sloužit pro vydávání certifikátů jednotlivým zařízením a systémům připojeným do komunikační sítě Zabezpečení přístupu do sítě Z hlediska bezpečnosti je optimální zabránit neautorizovanému přístupu do sítě, ve které se dispečerské terminály nacházejí. Jako vhodná technologie se jeví protokol IEEE 802.1X. Pokud se počítač či terminál připojí k přípojnému bodu (do portu switche), je po něm pomocí protokolu 802.1X vyžadována autentizace. Přípojný bod blokuje veškerý ostatní datový provoz klienta do té doby, než je úspěšně autentizován. Pro řízení autentizace je u klienta používán speciální SW prvek, tzv. suplikant. Tento suplikant je nutné implementovat do dispečerských terminálů. Z hlediska přípojného bodu je nutné, aby tento bod daný protokol podporoval. Dispečerské terminály IPTC-K z produkce TTCM kromě standardního zajištění přístupu uživatelů a administrátorů pomocí používání nástrojů pro ověření identity uživatelů a administrátorů (pomocí uživatelského jména a hesla) v sobě suplikant 802.1X implementovaný mají a tuto sofistikovanou metodu přístupu tedy podporují. V této souvislosti je dobré zmínit ještě možnost postupné implementace zařízení podporujících 802.1X. Pokud není u klienta suplikant k dispozici (starší nebo jednodušší zařízení nepodporující 802.1X), je možné provést ověření alternativním způsobem, například pomocí MAC adresy X je tedy možné implementovat postupně - zahrnout hned zpočátku i starší zařízení tento standard nepodporující a postupně je pak nahrazovat zařízeními novými, které již podporována jsou Podpora dalších subsystémů kybernetické bezpečnosti Řešení kritické komunikační infrastruktury musí jako celek splňovat požadavky ZKB. Zatímco organizační bezpečnostní opatření v ZKB definovaná se týkají převážně struktury a provozu organizace infrastrukturu spravující, vlastních síťových řešení se týkají tzv. technická opatření. Mezi tato technická opatření spadají mimo jiné: fyzická bezpečnost, nástroj pro ochranu integrity komunikačních sítí, nástroj pro ověřování identity uživatelů, nástroj pro řízení přístupových oprávnění, nástroj pro ochranu před škodlivým kódem, nástroj pro zaznamenávání činnosti kritické informační infrastruktury a významných informačních systémů, jejich uživatelů a administrátorů, nástroj pro detekci kybernetických bezpečnostních událostí, 71

72 nástroj pro sběr a vyhodnocení kybernetických bezpečnostních událostí, aplikační bezpečnost, kryptografické prostředky, nástroj pro zajišťování úrovně dostupnosti informací, bezpečnost průmyslových a řídících systémů. Pro každé z těchto technických opatření existuje na trhu vhodná skupina bezpečnostních produktů, jejichž integrace do řešení drážní komunikační infrastruktury přinese optimální úroveň zabezpečení komunikace, včetně té obsahující drážní zapojovače. 72

73 LEA LEU AŽD PRAHA Ing. Martin Liptaj, Ph.D. AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVOD Evropský vlakový zabezpečovač ETCS úrovně 1 pro přenos informací z traťové části na vozidlo využívá systém, kde v trati jsou umístněné pevné i přepínatelné balízy a na vozidle je umístěna přijímací jednotka, která přijímá informace vysílané balízami, nad kterými vozidlo projíždí. Pro dodání informace do přepínatelné balízy se používá zařízení s názvem LEU (z angl. Lineside Electronic Unit ). Systém LEA (název je odvozen ze zkratek LEU ETCS AŽD) je systém jednotek, které jako celek takovéto LEU vytvářejí. Systém LEA je koncipován tak, že může být součástí staničního zabezpečovacího zařízení ESA 44, nebo také jako samostatné autonomní ostrovní zařízení. Požadavky na systém LEA vycházejí zejména z požadavků na LEU, tedy na konstituent interoperability dle TSI CCS (Nařízení Komise (EU) 2016/919). Tyto požadavky jsou určené specifikacemi vydávanými Evropskou komisí, jejich tvorba je zastřešována Evropskou agenturou pro železnice (European Union Agency for Railways). LEU se týkají zejména požadavky definované konsorciem UNISIG v SUBSET-036 na tzv. rozhraní C, které je právě mezi přepínatelnou balízou a LEU. Jeden z mnoha mandatorních požadavků pro Eurobalízy dle SUBSET-036 hovoří o tom, že balíza musí spolehlivě pracovat i při vzdálenosti až do 500 m od LEU. Požadavek na systém LEA je, aby bylo možné umístit balízu i na větší vzdálenost, než je mandatorní požadavek na samotné balízy. Další mandatorní požadavek stanovuje pro systém LEA úroveň integrity bezpečnosti SIL 4 dle ČSN EN ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI A KONCEPCE SYSTÉMU LEA Systém LEA je navržen tak, že v rámci jednoho uzavřeného systému je možné ovládat až 8 balíz, přičemž pro každou balízu je možné nakonfigurovat až 256 možných různých krátkých (341 bitů) nebo dlouhých (1023 bitů) telegramů. Maximální doporučená vzdálenost mezi balízou a výstupem systému LEA vychází z požadavků dle SUBSET-036, tzn. 500 m. Bylo laboratorně vyzkoušeno, že s balízou S21 od firmy Siemens a kabelem PE-ALT-CLT 1 x 4 x 1.53 mm od firmy Draka ze skupiny Prysmian Group lze dlouhodobě bez výpadků provozovat balízu vzdálenou i 2 km. Maximální vzdálenost bude stanovena až na základě výsledků ověřovacích provozů v reálném prostředí. V případě potřeby lze prodloužit také vzdálenost mezi řídicí jednotkou systému LEA a výkonnou jednotkou pro samotné vysílání telegramů do balízy, např. pomocí modemů z řady UMS-300 (výrobce AŽD Praha s.r.o.), které podporují jak optické, tak metalické trasy. Maximální vzdálenost mezi dvojicí modemů na optické trase může být až 15 km, přičemž je možné zřetězit více modemů, a tím navýšit maximální dosažitelnou vzdálenost. Systém LEA interně používá dvoukanálovou zálohovanou komunikaci, která je řešena pomocí rozhraní RS-485 s protokolem LEUNET. Protokol LEUNET koncepčně vychází z protokolu PENET+ verze 1.3 (používaný např. mezi řídicí a prováděcí úrovní staničního zabezpečovacího zařízení ESA 44), je ale mírně modifikován a doplněn pro účely systému LEA. 73

74 2.1 Staniční varianta Staniční varianta systému LEA (blokové schéma na Obr. 1) je koncipovaná tak, že řídicí jednotkou systému LEA je jednotka LEU-1, která je jednotkou úrovně IC (Interface Controller) panelu EIP. Panel EIP tvoří prováděcí úroveň staničního zabezpečovacího zařízení ESA 44. Panel EIP může obsahovat více jednotek LEU-1. Blokové schéma staniční varianty systému LEA Jednotka LEU-1 je nadřízenou jednotkou v komunikační síti LEUNET systému LEA. Ovládá jednotky LCI-1 a prostřednictvím nich samotné balízy. Jednotka LEU-1, na základě požadavků řídicí úrovně SZZ typu ESA 44 prostřednictvím jednotky úrovně EC (Element Controller) typu CPU167-1 panelu EIP, vybírá a vysílá protokolem LEUNET telegramy příslušné podřízené jednotce LCI-1. Jednotka LCI-1 tyto telegramy upravuje v souladu s požadavky na rozhraní C a takto upravené vysílá do balízy. Konfigurační paměť jednotky LEU-1 může obsahovat až 256 různých telegramů pro každou balízu. Příklad staniční varianty systému LEA s distribuovaným panelem LCI K jedné jednotce LEU-1 může být připojeno až 8 jednotek LCI-1, přičemž tyto mohou být umístěné ve více různě vzdálených panelech LCI. Pokud je potřeba umístit balízu v dosahu základní vzdálenosti od stavědlové ústředny, použije se panel LCI, který je umístěn přímo ve stavědlové ústředně. V případě vzdálenější balízy se komunikace LEUNET prodlouží pomocí přenosových prostředků (např. modemy řady UMS-300) a panel LCI se umístí na vhodném místě u trati (Obr. 2). 2.2 Ostrovní varianta V ostrovní variantě (blokové schéma na (Obr. 3) úlohu řídicí jednotky systému LEA zastává jednotka LPU-1 v panelu LCI resp. dvojice těchto jednotek pracujících v horké záloze. Jednotka LPU-1 je nadřízenou jednotkou v interní síti LEUNET systému LEA. Podobně jako LEU-1 ovládá až 8 jednotek LCI-1 a prostřednictvím nich až 8 balíz. Na základě informací z periferních jednotek LSC-1 (snímání svícení až 4 návěstních světel), případně LSI-1 (až 8 74

75 napěťových vstupů) vybírá pro jednotlivé připojené balízy telegram, který předá dané podřízené jednotce LCI-1. Konfigurační paměť jednotky LPU-1 může obsahovat až 256 různých telegramů pro každou z osmi balíz. Blokové schéma ostrovní varianty systému LEA 3. SOUČ ÁSTI SYSTÉMU LEA 3.1 Jednotka LCI-1 Jednotka LCI-1 (zkratka z LEU C Interface) je periferní jednotkou panelu LCI. Jelikož jde o nejtypičtější jednotku pro systém LEA, je po této jednotce také pojmenován panel LCI, ve kterém jsou jednotky systému LEA umístěné. Základní funkcí jednotky LCI-1 je vysílat telegram do balízy. Je podřízenou jednotkou v sítí LEUNET a telegram, který aktuálně vysílá, přijímá právě prostřednictvím této komunikace systému LEA. Bez navázané komunikace v síti LEUNET jednotka LCI-1 nevysílá telegramy do balízy, tzn. balíza v takovém případě vysílá svůj výchozí telegram. Jednotka LCI- 1 implementuje rozhraní C tak, jak je popsáno ve specifikaci SUBSET-036. Implementuje jak povinná rozhraní C1 i C6, tak nepovinné rozhraní C4. Rozhraní C1 (Up-link Data) je rozhraní pro přenos užitečných dat telegramu z LEU do balízy. Bitová rychlost rozhraní je 564,48 kbit/s. Rozhraní C6, (Auxiliary Energy) je rozhraní, které napájí vstupní obvody balízy. Jde o sinusový signál o frekvenci 8,82 khz. Nepovinné rozhraní C4 (Balise Blocking Signal) je rozhraní, které slouží na přenos informace o tom, že nad balízou bylo detekováno drážní vozidlo. Balíza v takovém případě k rozhraní C6 připojí specifikací danou impedanci, která na čas µs zvýší celkový odebíraný proud. Jednotka LCI-1 kromě toho obsahuje i diagnostickou část, která kontroluje stav rozhraní C (například detekuje zkrat nebo rozpojení na vedení k balíze) a získané informace předává nadřízené jednotce. 3.2 Další jednotky systému LEA Panel LCI v ostrovní variantě může být osazen také jednotkou LSI-1 (LEU Safety Inputs), která obsahuje 8 bezpečných napěťových vstupů. Vstupy mohou sloužit pro načítání informací z tratě např. kolejových obvodů, přejezdů apod. nebo jako součást vazby s jiným zařízením. Pro vazbu k jiným zařízením je primárně určená i jednotka LSO-1 (LEU Safety Outputs), která obsahuje 4 bezpečné kontaktní výstupy (NO). Jednotka LSC-1 (LEU Safety Currents) je periferní jednotkou panelu LCI, která snímá proud až 4 návěstních obvodů a na základě toho indikuje, jestli návěstní světlo svítí. 75

76 Jednotka LPS-1 (LEU Power Supply) je napájecí zdroj pro panel LCI. Vstupní stejnosměrné napětí v rozsahu 19,2-34 V se v tomto zdroji transformuje na dvě 24 V větve, přičemž z každé je možné odebírat proud 500 ma, a jednu 24 V větev, ze které je možné odebírat proud 1 A. Pro zvýšení dostupnosti se do jednoho panelu LCI umísťují dvě jednotky LPS-1 pracující v režimu horké zálohy. 3.3 Panel LCI Kostra panelu LCI je vyráběna ve dvou variantách. Základní varianta je určena pro montáž do rámů nebo skříně AŽD s šířkovou roztečí upevňovacích šroubů 900 mm. Nasazení této varianty se předpokládá přímo v stavědlové ústředně. Zkrácená varianta je určená do 19 skříní, jejíž nasazení se předpokládá ve venkovním prostředí u distribuovaných panelů staniční varianty, nebo u ostrovní varianty systému LEA. Panel LCI je určen pro zásuvné jednotky systému LEA (kromě jednotky LEU-1, která je zásuvnou jednotkou panelu EIP) a v případě zkrácené varianty i pro jednotky modemů řady UMS-300 v provedení zásuvné karty (modemy UMS-302 pro optické SM trasy, případně UMS-312 pro metalické trasy). Panel LCI, umístěný ve stavědlové ústředně, je napájen ze stavědlové ústředny z rozvodu stejnosměrného napětí 24 V. Pro panel LCI umístněný v kolejišti je doporučováno použít napájecí napětí 3 x 400 V / 50 Hz s 3f transformátem a dvanácti-pulzním usměrňovačem. Tohle řešení se jeví jako výhodné z hlediska spolehlivosti, protože takto usměrněné výstupní napětí 3f transformátoru má velmi nízké zvlnění, takže odpadá nutnost použití velkých filtračních kondenzátorů jako v případě jednofázového napájení. Nicméně je možné použít i libovolné DC napájení v již uvedeném rozsahu 19,2-34 V. 4. ZÁVĚ R Systém LEA je modulárním systémem, který umí ovládat až 8 přepínatelných balíz. Umí pracovat jako součást staničního zabezpečovacího zařízení ESA 44, tak i v tzv. ostrovním režimu, kdy se informace pro výběr telegramu zasílaného do balízy získává z prvků v kolejišti jako např. kolejové obvody nebo návěstidla. Je možné ho použít i pro přenos stavových informací, přičemž se v panelu LCI z periferních jednotek využijí pouze jednotky LSI-1 a LSO-1. 76

77 MODUL VZPK (VÝSTRAŽNÉ ZAŘÍZENÍ PRO PŘECHOD KOLEJÍ) KOMPONENTY A INTEGRACE S ELEKTRONICKÝMI A RELÉOVÝMI SZZ) Ing. Pavel Doubek AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVODNÍ INFORMACE Technická specifikace SŽDC TS 1/2018-Z s účinností od stanovuje požadavky na výstražné zařízení pro přechod kolejí (dále jen VZPK) použité na úrovňových přechodech kolejí určených pro přístup cestujících na poloostrovní a vnější nástupiště ve stanicích na jednokolejných tratích. Dále stanovuje požadavky na navazující staniční zabezpečovací zařízení na navazující sdělovací zařízení, které nejsou stanoveny technickými specifikacemi interoperability a závaznými právními předpisy, a na jejich vzájemné vazby. Zařízení VZPK vydává signály: STŮJ VOLNO Signál STŮJ se vydává výstražným světlem a výstražným zvukovým signálem. Signál VOLNO se vydává v souladu s vyhláškou Ministerstva dopravy č. 177/1995 Sb. pouze zvukovým signálem a to při splnění podmínek pro tento stav a současného požadavku z dálkového ovladače nevidomého. Zvukové signály VOLNO a STŮJ musí v souladu s vyhláškou Ministerstva dopravy č. 294/2015 Sb a dalšími závaznými právními předpisy splňovat parametry stanovené pro zvukové signály Volno a Stůj doplňující přejezdové zabezpečovací zařízení. Světelný signál STŮJ se v souladu vyhláškou Ministerstva dopravy č. 177/1995 Sb. poskytuje přerušovaným červeným světlem se symbolem stojícího chodce. 2. Ř EŠENÍ VZPK NA PORTFOLIU SZZ TYPU ESA44 Jedním z možných řešení zabezpečení centrálních přechodů je VZPK realizované na platformě SZZ typu ESA 44 a jeho komponent. Toto zabezpečovací zařízení s úrovní integrity bezpečnosti SIL 4 dle ČSN EN je tvořeno třemi úrovněmi: řídící, prováděcí a vnějšími zařízeními. 2.1 Řídící úroveň Tato úroveň je tvořena standardně dvojicí technologických počítačů TPC. SW modul pro ovládání VZPK na této úrovni vychází ze způsobu ovládání přejezdových zabezpečovacích zařízení a je doplněn o funkční vlastnosti požadované pro VZPK. Řídící úroveň na základě dopravní situace vydává povely pro prováděcí úroveň VZPK a na základě stavu této prováděcí úrovně a vnějších zařízení VZPK dovoluje, nebo zakazuje jízdu vlaku. Jako řídící úroveň lze však použít i jiný typ zařízení, například RZZ, které bude poskytovat příslušné informace pro prováděcí úroveň. 77

78 Vydávané povely řídící úrovní do prováděcí úrovně VZPK: NENÍ STŮJ VOLNO a jejich kombinace. 2.2 Prováděcí úroveň Prováděcí úroveň VZPK je tvořena panelem EIP a jeho zásuvnými jednotkami: CPU167-1 jednotka zpracovávající povely nadřízené (řídící) úrovně VZPK, řídí a kontroluje činnost ostatních zásuvných jednotek panelu. SII-1 jednotka bezpečně vyhodnocující stav vnějších zařízení VZPK jako výstražné zvukové signalizace, ovládací prvky údržby, nevidomého, strojvedoucího a další. SLI-2 jednotka bezpečně ovládající a vyhodnocující stav výstražných světel VZPK. Jednotkou lze ovládat až 8 světel, minimální osazení modulu VZPK jsou dvě jednotky, maximální počet je devět jednotek tj. lze ovládat až 72 světel. Jednotky SLI-2 modulu VZPK zajišťují synchronní přerušované svícení výstražných světel. Jednotky jsou osazeny spínacími moduly MZS-21 zajištující svit výstražných světel i při poruše jednotky. V případě poruchy jednotky SLI-2 je zhasnutí výstražných světel při povelu VOLNO řízeno odepínáním silového napětí pomocí jednotky SCI-1. SCI-1 jednotka bezpečně povelující výstražná zvuková zařízení VZPK a zajišťující řízené odepínání napájecího napětí pro výstražná optická a zvuková zařízení. Minimální osazení modulu VZPK jsou dvě jednotky, maximální počet je osm jednotek. Jednotky SCI-1 modulu VZPK zajišťují vydávání synchronního zvukového signálu výstražných zvukových zařízení. SOI-1 jednotka určená k bezpečné vazbě na reléovou řídící úroveň VZPK Systémový SW jednotek CPU167-1, SLI-2 a SCI-1 vytvořený pro modul VZPK je zpětně kompatibilní s dosud nasazovanými verzemi určenými pro panel EIP jako součásti SZZ typu ESA 44. Systémový SW jednotek SII-1 a SOI-1 se nezměnil. Zásuvné jednotky typu SLI-2 a SCI-1 pracují ve dvojici a ovládají výstražná zvuková a světelná zařízení umístěná tak, aby byla splněna podmínka Světelný signál a zvukové signály musí být možno vydávat i při jedné poruše Rovněž tak, ze shodného důvodu, je provedeno zálohování napájení s indikací výpadku některého ze zdrojů. Výpadek některé z jednotek vede k indikaci PORUCHOVÉHO STAVU do řídící úrovně. Prováděcí úroveň přijímá z řídící úrovně VZPK povely na základě kterých ovládá vnější výstražná zvuková a světelná zařízení. Současně kontroluje stav těchto výstražných zařízení a stejně tak i kontroluje stav dalších vnějších prvků VZPK. Na základě povelů z řídící úrovně VZPK a zjištěného stavu modifikuje prováděcí úroveň VZPK svoji činnost a předává do řídící úrovně indikace o svém stavu: STŮJ NENÍ NOUZOVÝ STAV NENÍ PORUCHOVÝ STAV U zařízení VZPK s plně elektronickou řídící úrovní (ESA44) jsou povely a indikace mezi řídící a prováděcí úrovní předávány protokolem PENET+ verze 1.3. Bezporuchovost řídící úrovně VZPK je vyhodnocována na základě navázaného spojení v síti PENET+. V případě rozvázání spojení v síti PENET+ vyhodnotí prováděcí úroveň stav poruchy řídící úrovně VZPK. 78

79 U zařízení VZPK s řídící úrovní s kontaktním rozhraním (například RZZ) jsou prováděcí úrovní povely z řídící úrovně snímány jednotkou SII-1 z kontaktů relé. Indikace z prováděcí úrovně jsou do řídící úrovně předávány napěťovou úrovní 24 V do zátěže 2 kω za použití jednotky SOI-1. Bezporuchovost řídící úrovně VZPK vyhodnocuje prováděcí úroveň na základě aktivního povelu OK V případě zániku povelu OK vyhodnotí prováděcí úroveň stav poruchy řídící úrovně VZPK. V případě detekce poruchy řídící úrovně VZPK je vydávána po omezenou, nastavitelnou, dobu světelná a zvuková signalizace STŮJ, tedy dojde k dočasnému nouzovému uzavření přechodu. Koncepce panelu EIP umožňuje použít modul prováděcí úroveň VZPK v kostře panelu EIP společně s jednotkami související s řídící činností SZZ typu ESA 44. Lze též umístit dvě i více modulů prováděcí úrovně samostatných zařízení VZPK v jedné kostře panelu EIP. V obou těchto případech je použito pouze jedné dvojice jednotek CPU Vnější zařízení Vnější zařízení VZPK je tvořeno souborem výstražných signalizačních zařízení a kontaktními prvky pro modifikaci činnosti VZPK Výstražná světla Výstražná světla jsou realizována svítilnou typu LED varovné světlo LWL-1RP. Obvodové a softwarové řešení svítilny bylo převzato z řešení, na SŽDC do ověřovacích provozů nasazovaných, LED svítilen LLA-2 s nezbytnými úpravami. Úpravy souvisejí s požadavky normy ČSN EN a to zejména požadavek mimořádně širokého úhlu vyzařování, zvýšené odolnosti proti vandalismu a dalšími. Optická část je tvořena šesti paralelními sekcemi sériově zapojených LED. Rozmístění LED zajišťuje dostatečný svit a rozpoznání symbolu při výpadku až dvou libovolných sekcí. Svítilna LWL-1RP o svém stavu předává informace ovládajícímu zařízení. Na výpadek libovolné sekce LED u některé ze svítilen LWL-1RP reaguje prováděcí úroveň VZPK přechodem do NOUZOVÉHO STAVU. Na výpadek z činnosti některé svítilny LWL-1RP reaguje prováděcí úroveň VZPK přechodem do PORUCHOVÉHO STAVU, povelování ostatních svítilen LWL-1RP a výstražných zvukových zařízení zůstává zachováno. Svítilny LWL-1RP se umisťují minimálně jedna před přechodem a minimálně jedna za přechodem v každém směru chůze přičemž, každá je ovládána jinou jednotkou SLI-2. V případě umístění více svítilen LWL-1RP na jednom stožáru v daném směru chůze je ovládání z jednotek SLI-2 voleno tak, aby došlo k nejvyššímu možnému pokrytí dohlednosti vydávané výstrahy v případě poruchy Výstražná zvuková zařízení Výstražná zvuková zařízení jsou realizována nově vyvinutým bezpečným zdrojem zvuku typu Akustická signalizace ASN-3. Pro zajištění integrity bezpečnosti SIL 4 dle ČSN EN je signalizace ASN-3 řešena s architekturou HW 2oo2 s diverzifikovaným SW. Ovládání signalizace ASN-3 pro zvukovou signalizaci VOLNO a STŮJ vykonává jednotka SCI-1 a jednotka SII-1. Pro jeden akustický zdroj jsou jednotkou SCI-1 generovány dvě vzájemně oddělená napájecí napětí 48 V / 50 Hz, jedno pro signalizaci VOLNO a druhé pro signalizaci STŮJ. Dohled stavu akustických zdrojů zajišťuje jednotka SII-1 snímáním potenciálu na základě stavu vnitřního kontaktu akustického zdroje. Signalizace ASN-3 jsou umisťovány vždy dvě (I, II) na jednu konstrukci. Obě napájecí napětí akustických zdrojů I na různých konstrukcích jsou zapojeny paralelně, rovněž tak jsou 79

80 paralelně zapojeny obě napájecí napětí pro akustické zdroje II. Pro zajištění synchronnosti zvukového signálu a vyšší dostupnosti jsou z jedné jednotky SCI-1 ovládány akustické zdroje I umístěné na konstrukcích a z jiné jednotky SCI-1 akustické zdroje II. Dohled každého akustického zdroje ze skupiny I a II je vyhodnocován samostatně jednotkou SII-1. Na výpadek jedné signalizace ASN-3 na některé / některých z konstrukcí reaguje prováděcí úroveň VZPK přechodem do NOUZOVÉHO STAVU. Na výpadek z činnosti obou signalizací ASN-3 na jedné konstrukci reaguje prováděcí úroveň přechodem do PORUCHOVÉHO STAVU, povelování ostatních výstražných zvukových signalizací ASN-3 a svítilen LWL-1RP zůstává zachováno Kontaktní prvky Kontaktní prvky modifikující činnost VZPK lze rozdělit na povinné a na volitelné. Povinné ovládací kontaktní prvky jsou součástí každého modulu VZPK: svorkovnice rozpojovací, přijímač DO nevidomého, tlačítko TEST, tlačítko nouzového otevření přechodu. Použití volitelných ovládacích prvků je závislé na místních poměrech té které lokality: tlačítko dočasného umlčení, přijímač DO strojvedoucího, tlačítko strojvedoucího. Svorkovnice rozpojovací Určena k nastavení doby vydávání signalizace STŮJ v případě detekce poruchy řídící úrovně VZPK. Je složena z pěti nastavitelných kontaktů, jejich stav je snímán jednotkou SII-1, jednotka CPU167-1 údaj převádí na časový interval. Nastavitelná doba s krokem 1 min je 1 min až 32 min. Přijímač DO nevidomého Slouží k příjmu žádosti nevidomého pro vydání zvukového signálu VOLNO. Zvukový signál VOLNO je, při splnění všech podmínek, vydáván po celou dobu požadavku nevidomého. Stav kontaktu přijímače je snímán jednotkou SII-1. Tlačítko TEST Tlačítko s aretací umožňující místní vydání signalizace STŮJ. Stav tlačítka je snímán jednotkou SII-1. Tlačítko je umístěno uvnitř jednoho ze stožárů a je určeno pro kontrolní a servisní činnost. Tlačítko nouzového otevření přechodu Tlačítko bez aretace umožňující zrušení vydávané signalizace STŮJ. Tlačítko je, zpravidla umístěno na desce nouzových obsluh. Stav tlačítka je snímán jednotkou SII-1. Tlačítko dočasného umlčení Používá se v případě dvou nebo více zařízení VZKP v jedné ŽST. Tlačítko bez aretace umožňující dočasné umlčení akustické signalizace na stožáru sousedního VZPK který je vzdálen méně než 4 m od vlastního stožáru VZPK, na němž se tlačítko nachází. Umlčení zvukového signálu je omezeno na 2 s od stisku tlačítka. Stav tlačítka je snímán jednotkou SII-1. 80

81 Přijímač DO strojvedoucího Slouží k uzavření přechodu dálkovým ovládáním ze stanoviště strojvedoucího. V případě bezkontaktní vazby mezi prováděcí a řídící úrovní VZPK je stav kontaktu snímán jednotkou SII-1. V případě kontaktní vazby mezi prováděcí a řídící úrovní VZPK je stav zapínacího kontaktu vyhodnocován v zapojení podle požadavků řídící úrovně. Tlačítko strojvedoucího Tlačítko bez aretace slouží k uzavření přechodu ze stožáru situovaného na nástupišti v místě pravidelného stání čela vlaku. V případě bezkontaktní vazby mezi prováděcí a řídící úrovní VZPK je stav kontaktu snímán jednotkou SII-1. V případě kontaktní vazby mezi prováděcí a řídící úrovní VZPK je stav zapínacího kontaktu vyhodnocován v zapojení podle požadavků řídící úrovně. 3. ZÁVĚ R Uvedené zařízení VZPK bude provozně ověřováno v ŽST Mikulášovice kontaktně navázáno na zařízení RZZ-DRS společnosti AK signal Brno. Další provozní ověření proběhnou se zařízením ESA 44 v ŽST Louka u Litvínova a ŽST Osek u Duchcova. 81

82 intes - PŘENOSOVÉ ZAŘÍZENÍ PRO BEZPEČNÝ PŘENOS DAT PRO ZABEZPEČOVACÍ ZAŘÍZENÍ Ing. Miroslav Kala AK signal Brno, a.s. 1. OBECNÉ INFORMACE intes je systém pro bezpečný přenos dat mezi zabezpečovacími zařízeními. Jedná se o nástupce stávajícího systému TEDIS výrobce AK signal Brno, a.s Výhody oproti systému TEDIS: celkově moderní koncepce, lepší zabezpečení dat, nižší datový tok, lepší konektivita (Ethernet RJ45), nižší počet jednotek bezpečné zdvojení dat je přímo součástí jednotky Provedení: základní jednotkou systému je Koncová stanice intes, standardní kazeta o výšce 133 mm (3U), volitelný počet jednotek (desek) v kazetě. 2. KONFIGURACE propojení s počítačovým modulem RMT, přímé propojení koncových stanic elektronický drát. 3. VSTUPNÍ BEZPEČNÁ JEDNOTKA SDI 8 bezpečných vstupů (konektor TYCO) připojí se přímo kontakty relé 2 nezávislé procesory systém 2 ze 2 procesory se musí shodnout každý vytvoří jeden podpis 4. VÝSTUPNÍ BEZPEČNÁ JEDNOTKA SDO 2 bezpečné výstupy (konektor TYCO), Výstup je řešen jako volný kontakt, 2 nezávislé procesory, Systém 2 ze 2 každý procesor sepne jedno relé, kontakty obou relé, tvořící výstup jsou v sérii. 82

83 Zpětná vazba odesílání bezpečné informace o stavu výstupů 5. DALŠÍ JEDNOTKY 5.1. PWRD jednotka napájení: 18 60VDC 5.2. CTRL řídicí jednotka (řadič): řídí interní komunikaci po sběrnicích, komunikuje se zbytkem systému (TCP/IP), nese konfigurační parametry pro jednotlivé jednotky, zajišťuje diagnostiku CML modem: umožňuje přenos dat po metalickém párovaném kabelu. 6. ZABEZPEČENÍ DAT událostní princip (změna, obnovení), bezpečný datový paket indata Bezpečnostní kód: tvořen digitálními podpisy, využívá matematický princip eliptických křivek, moderní princip zabezpečení obtížně prolomitelný, k podepsání dat je nutný soukromý klíč, k ověření podpisu je nutný veřejný klíč Přenosový kód: CRC (cyklický redundantní součet) 32 bitů, Přídavné zabezpečení. 7. BEZPEČNÁ REAKCE vymazání soukromých a veřejných klíčů z paměti jednotky, jednotka není schopna vytvořit nebo přijmout platný bezpečný datový paket indata, pro obnovení činnosti je nutný zásah servisního technika. 83

84 INTEGRACE SZZ ESA S POČN FRAUSCHER TYPU FADC Ing. Martin Burda AŽD Praha s.r.o. 1. POUŽÍVÁNÍ POČÍTAČŮ NÁPRAV FRAUSCHER U AŽD PRAHA AŽD Praha s.r.o. dlouhodobě využívá počítače náprav vyvíjené a vyráběné firmou Frauscher Sensortechnik GmbH. Jako první typ byl dodáván počítač náprav AZF, následovaný typem ACS2000. V současnosti firma Frauscher disponuje počítačem náprav FAdC-R2, do kterého byly promítnuty jak vlastní zkušenosti firmy Frauscher s předchozími typy, tak i náměty a požadavky zákazníků. V současnosti již u AŽD Praha převažuje nasazování typu FAdC-R2 nad typem ACS2000, který se používá už jen v rámci doplňování stávajících instalací. Velkou výhodou všech typů počítačů náprav Frauscher je používání stejných typů kolových senzorů, tzn. shodné venkovní prvky bez ohledu na typ použitého počítače náprav. Počítač náprav FAdC-R2 Počítač náprav FAdC-R2 (Frauscher Advanced Counter) využívá v co největší míře jednotného HW, kdy mají používané jednotky různou funkcionalitu pouze na základě konfigurace. Systém FAdC-R2 používá následující jednotky: AEB vyhodnocovací jednotka COM-AdC komunikační jednotka COM-FSE komunikační jednotka s datovou vazbou k nadřízenému systému IO-EXB jednotka vstupů a výstupů PSC napájecí jednotka Pozn.: COM-AdC a COM-FSE využívají shodný HW, ale jsou vybaveny různým SW 2. VAZBA SZZ ESA S POČ ÍTAČEM NÁPRAV FADC-R2 Počítač náprav FAdC-R2 umožňuje propojení s nadřízeným systémem pomocí datové vazby (realizované pomocí rozhraní Ethernet) nebo pomocí kontaktní vazby. Případně lze oba způsoby vazeb kombinovat a potřebná data předávat jak datově, tak i kontaktně. Kontaktní vazba na stavědlo ESA 44 byla zpočátku využita hlavně pro účely schvalování (cross-acceptance) FAdC-R2, protože při použití kontaktní vazby byla ověřována a schvalována pouze funkcionalita FAdC-R2. Z hlediska funkce (resp. algoritmů stavědla ESA 44) je chování FAdC-R2 shodné s předchozími typy počítačů náprav firmy Frauscher. Na straně SZZ ESA 44 je vazba realizována prováděcí úrovní stavědla, která je tvořena panely EIP (Electronic Interface Panel). 84

85 2.1 Kontaktní vazba U počítače náprav FAdC-R2 je pro kontaktní vazbu využívána jednotka IO-EXB. Tato jednotka má 12 napěťových vstupů a 12 kontaktních výstupů, kdy v závislosti na požadované úrovni bezpečnosti jsou tyto vstupy a výstupy multiplovány. U panelu EIP jsou pro kontaktní vazbu používány jednotky: SII-1 32 napěťových vstupů SOI-1 8 bezpečných napěťových výstupů + 8 nezabezpečených napěťových výstupů SCI-1 4 bezpečné kontaktní výstupy (variantně místo jednotky SOI-1) Nevýhodou kontaktní vazby je velké množství vodičů mezi oběma zařízeními, kdy například pro jeden kolejový úsek je nutno použít 2 vodiče pro načtení informace o volnosti nebo obsazenosti kolejového úseku a 2 vodiče pro resetování kolejového úseku. Z toho plyne i nutnost použití velkého počtu jednotek IO-EXB na straně FAdC-R2, tak i jednotek SII-1 a SOI-1 na straně panelu EIP. 2.2 Datová vazba U počítače náprav FAdC-R2 je pro datovou vazbu využívána jednotka COM-FSE. Tato jednotka má implementován komunikační protokol FSE (Frauscher Safe Ethernet), pomocí kterého se přes fyzické rozhraní Ethernet přenáší data do nadřízeného systému. U panelu EIP je pro datovou vazbu využívána nově vyvinutá jednotka ACI-1 (Axle Counter Interface). Datová vazba umožňuje přenos většího množství informací od počítače náprav. Tyto informace mohou sloužit pro lepší diagnostiku jak počítače náprav, tak i ke zjišťování parametrů dopravní situace. Snížení počtu jednotek a snížení počtu vodičů mezi počítačem náprav FAdC-R2 a panelem EIP vede ke zvýšení spolehlivosti SZZ jako celku. Tímto řešením dochází i k úspoře zastavěného prostoru pro zařízení a ke snížení celkového příkonu SZZ. 3. KOMPONENTY DATOVÉ VAZBY 3.1 Jednotka COM-FSE Jednotka COM-FSE využívá stejný hardware jako jednotka COM-AdC. Software jednotky COM-FSE zachovává stejné funkce jako jednotka COM-AdC (zdroj konfiguračních dat pro jednotky AEB a zajištění komunikace mezi jednotlivými CAN segmenty FAdC-R2) a navíc má implementovaný protokol FSE. 3.2 Jednotka ACI-1 Jedná se o nově vyvinutou jednotku panelu EIP. Jednotka ACI-1 je realizována na hardware komunikačního modulu COM-1. Modul COM-1 obsahuje bezpečné jádro 2oo2 a diagnostickou část. Modul COM-1 má k dispozici následující rozhraní: 3x Ethernet 100BASE-TX (1x pro diagnostickou část) 3x rozhraní RS485 (1x pro diagnostickou část) 2x rozhraní CAN 2x univerzální vstup/výstup Výslednou funkci komunikačního modulu COM-1 určuje systémový software. V současné době je modul používán pro jednotku ACI-1 a také pro jednotku LEU-1 (ETCS L1). 85

86 4. KOMUNIKAČNÍ PROTOKOL FSE Struktura dat přenášených komunikačním protokolem FSE je uživatelsky volitelná a je dána konfigurací FAdC-R2. Maximální délka dat telegramu je 200 bytů. Struktura přenášených dat: stav kolejového úseku (2B) aktuální počet náprav v úseku (2B) délka vlaku (počet náprav) (2B) informace o směru jízdy nad PB (1B) rychlost kola nad PB (5B) informace o průměru kola (5B) stav vstupů jednotky IO-EXB (3B) povely na výstupy jednotky IO-EXB (3B) reset kolejového úseku (1B) Při projektování počítače náprav FAdC-R2 je nutné mít již rozvrženou strukturu dat v telegramu, protože dodatečné požadavky na doplnění přenášených dat nemusí být akceptovatelné z důvodu omezené délky dat v telegramu FSE. 5. REALIZACE DATOVÉ VAZBY MEZI EIP A FADC-R2 V případě umístnění počítače náprav FAdC-R2 ve stavědlové ústředně se předpokládá přímé propojení mezi jednotkou ACI-1 a jednotkou COM-FSE pomocí dvou kabelů. V případě potřeby umístění počítač náprav FAdC-R2 mimo stavědlovou ústřednu (decentralizace FAdC-R2) musí být zřízena komunikační síť z důvodu nutnosti výměny dat mezi místním a vzdáleným uzlem FAdC-R2 (např. hraniční senzor). V takovém případě se připojuje jednotka ACI-1 do této komunikační sítě. panel EIP Ethernet lokální FAdC ACI-1 Ethernet switch Ethernet switch COM-FSE EINET AEB CAN senzor PENET+ CPU167-1 optický nebo metalický spoj AEB CAN senzor vzdálené FAdC Ethernet switch Ethernet switch COM-ADC Ethernet AEB CAN senzor AEB CAN senzor Blokové schéma datové vazby se vzdáleným FAdC-R2 86

87 6. DIAGNOSTIKA POČÍTAČE NÁPRAV FADC-R2 Diagnostika počítače náprav FAdC-R2 je řešena pomocí diagnostického počítače FDS (Frauscher Diagnostic System). Jedná se o průmyslový počítač na DIN lištu, který obsahuje dva Ethernetové porty. Jeden port je připojen do sítě počítačů náprav a druhý port lze připojit do sítě centrální diagnostiky. Počítač FDS má za úkol průběžně shromažďovat data, zasílaná z jednotlivých jednotek COM-FSE (případně COM-AdC) a tyto data pak na vyžádání předávat nadřízenému diagnostickému systému. Počítač FDS však není uzpůsoben k oddělení sítí kategorie 1 a 2 od sítí kategorie 3. V případě požadavku na připojení počítače FDS do sítě kategorie 3 je nutné vytvořit samostatnou diagnostickou síť. Konfiguračně lze u jednotek COM-FSE nastavit jeden port pouze pro zasílání diagnostických dat (a tím umožnit připojení do sítě kategorie 3), ale poté je pro datovou vazbu se SZZ ESA dostupný pouze zbývající port a to nemusí být dostačující s ohledem na požadovanou dostupnost zařízení. Z tohoto důvodu má jednotka ACI-1 integrovaný firewall (diagnostická část jednotky), který umožní připojení počítače FDS do sítě počítačů náprav a zároveň zajišťuje požadované oddělení sítě kategorie 3. Pro datovou vazbu tak zůstávají u jednotky COM-FSE k dispozici oba dva komunikační porty. EIP ACI-1 bezpečné jádro diagnostika /firewall A B C D FDS LDS Et hernet switch FAdC notebook COM-FSE Blokové schéma oddělení diagnostické sítě 7. ZÁVĚR Datová vazba mezi SZZ ESA 44 a počítačem náprav FAdC-R2 vede ke snížení počtu použitých komponent a ke snížení počtu potřebných propojovacích vodičů. Toto řešení ve výsledku vede ke zvýšení spolehlivosti zařízení jako celku. Použitím datové vazby dochází ke zpřístupnění většího počtu informací, jak technických, tak i provozních. Datová vazba ale zvyšuje nároky na diagnostiku vlastních přenosových tras (zvláště u decentralizovaných instalací), protože v případě výpadku přenosové trasy je obtížnější lokalizace místa poruchy. Je doporučeno provádět zálohování komunikačních tras, případně jejich spojení do kruhové komunikační sítě. 87

88 RUTINNÍ PROVOZ ASVC NA CDP PRAHA Ing. Vlastimil Polach, Ph.D., Ing. Martin Šturma AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVOD Již od ledna 2018 bylo v CDP Praha na trati Beroun Plzeň v ověřovacím provozu automatické stavění vlakových cest. Postupně byly ověřovány jednotlivé funkce v jednotlivých stanicích. Od léta 2018 je provoz ASVC již plně v rukou traťových dispečerů. Ti postupně získávali nové návyky a zkušenosti s řízením dopravního provozu při ASVC. Po víc jak roce provozu lze konstatovat, že ASVC si našlo své místo a stalo se úspěšným pomocníkem dispečerů. ASVC je dále spuštěno na trati Praha-Smíchov Hostivice, která je taktéž řízena dálkově z CDP Praha, a také na švestkové dráze AŽD Čížkovice Obrnice, která je dálkově řízena z Lovosic. Nejnověji je ASVC spuštěno na trati Železná Ruda Klatovy. 2. VÝZNAM POUŽITÍ ASVC Automatické stavění vlakových cest je funkce rozšiřující využití provozní aplikace GTN. Cílem ASVC je usnadnit práci výpravčím/traťovým dispečerům tím, že: a) nahradí rutinní a často se opakujících obslužné úkony zabezpečovacího zařízení jde zejména o stavění vlakové cesty, b) přináší více času pro řešení mimořádných událostí, c) v listu GVD zobrazuje hrozící dopravní konflikty vlaků, d) umožňuje dopředu řešit dopravní konflikty pomocí dispozičních kritérií, e) umožňuje naplánovat křižování nebo předjíždění či čekání na přípoj, f) umožňuje naplánovat svazkování vlaků při výluce paralelní traťové koleje vícekolejné tratě, g) snižuje množství situací, kdy je potřeba v reálném čase sledovat zabezpečovací zařízení při uvolnění rozhodujícího prvku provede ASVC další krok, h) umožňuje efektivně zkracovat zpoždění vlaků obsahuje algoritmy pro zvěrohodnění výhledové dopravy, i) zvyšuje plynulost jízd vlaků včasným stavěním VC, j) zvyšuje propustnost železniční dopravní cesty zkracováním provozních intervalů. Přestože vývoj ASVC nadále pokračuje, stávající vtělená dopravní inteligence již nyní umožňuje široké použití ASVC na řadě tratích. Aktuálně ASVC využívá tyto automatické volby funkcí (AVF) ve stavědle: - automatické stavění vlakových cest (VC), ASVC nestaví nouzové VC, VCRP ani VCO, - automatická žádost o udělení traťového souhlasu (ZTS>) na trati s automatickou funkcí DOZ je při splnění podmínek ZZ následně traťový souhlas udělen a traťový souhlas automaticky otočen do požadovaného směru, - automatické vložení času předvídaného odjezdu (PODJ) na výstupní traťovou kolej z řízené oblasti automatický výjezd vlaku z oblasti, - automatická funkce Předběžného uzavření přejezdu (PUP) pro účinné zkrácení provozních intervalů, 88

89 ASVC nestaví VC přes štítek (výluku) ani VC vyžadující použití rizikové funkce (potvrzovací sekvence asdf ). 3. FUNKCE A NÁSTROJE ASVC Okamžik zahájení stavění vlakové cesty je odvozen od aktuální časové polohy vlaku v provozní aplikaci GTN, od splnění dispozičních kritérií a od splnění podmínek pro postavení VC v ZZ. Není-li možné postavit VC v plánovaný okamžik, ASVC vyčká s odesláním AVF VC do ZZ do okamžiku proveditelnosti příkazu. Toho se úspěšně využívá jak pří jízdě v těsném sledu na trati s autoblokem, tak např. při ostrém křižování zpožděných vlaků bez použití dispozičních kritérií. ASVC zohledňuje také tzv. ochranné dráhy prokluzy a požadavek na postavení další VC vygeneruje bezprostředně po jejich naplnění. Výhodně lze ASVC využít i při výlukách traťových kolejí vícekolejné tratě. Ve spojení s automatickou ZTS> a PUP dochází ke krácení provozních intervalů a maximalizaci využití propustnosti dopravní cesty. Vlakové cesty jsou stavěny na základě denního jízdního řádu vlaku s trvale aktualizovanou časovou polohou. Jízdní doby vlaku kromě jiného významně ovlivňuje aktuální hmotnost vlaku, aktuální hnací vozidlo a jeho technický stav, počasí (adheze) i kondice a zkušenost strojvedoucího. Zatímco první dva jmenované činitele lze exaktně vypočítat, ostatní lze kvantifikovat stěží. V aktuálním zpracování ASVC není výpočet dynamiky jízdy vlaku implementován a předpokládá se, že výpočet aktuálních jízdních dob bude dostupný z jiného systému nebo bude implementován přímo do GTN. ASVC nyní pracuje s pevnými jízdními dobami a pobyty (viz ale dále). Pro realističtější predikci výhledové dopravy byla do GTN doplněna sada algoritmů, která: - automaticky zkracuje pobyty zpožděným vlakům osobní dopravy, - automaticky eliminuje nadbytečné pobyty nákladních vlaků, - zajišťuje uchování stojícího vlaku ve výhledové poloze. Vlakové cesty jsou stavěny s časovým předstihem před jedoucím vlakem, přičemž se předpokládá, že vlak dodrží jízdní dobu. Na delších traťových úsecích, kde při absenci aktuálního přepočtu dynamiky jízdy vlaku vlak může významně zkrátit svoji plánovanou jízdní dobu (jízda do stoupání s lehkým vlakem a silnou lokomotivou), však může dojít k pozdnímu postavení vjezdové VC. Jednou z možností, jak včas automaticky postavit vjezdovou vlakovou cestu je využití prvků pro zjišťování volnosti na trati. Při změně jeho stavu (obsazení) lze danému vlaku zkorigovat jeho výhledovou polohu v GTN a přesněji tak určit nutný okamžik vygenerování AVF VC. Indikace budoucí automaticky stavěné VC v JOP se provádí tzv. rámováním (tečkováním) zelené/žluté/červené. V průběhu indikace budoucí VC v JOP lze ještě v GTN změnit plánovanou kolej nebo nastavit některé z dispozičních kritérií. Dispoziční kritéria představují soubor nástrojů pro řešení dopravních konfliktů vlaků jde o stanovení jednoduchých podmínek, po jejichž splnění bude postavena danému vlaku VC. Často jde o vazbu na jiný vlak vlaková cesta druhému vlaku bude postavena, až první vlak splní vybranou podmínku, ta může znamenat např. vjezd nebo odjezd prvního vlaku ze stanice. Změna jízdní dráhy vlaku posloupnosti staničních a traťových kolejí, po kterých vlak pojede v celé řízené oblasti se provádí v GTN v grafickém editoru kolejí (GEK). Pomocí myši lze v reliéfu GEK snadno přetáhnout vyznačenou jízdní dráhu vlaku na jinou kolej. Aktuální novinkou v aplikaci GTN jsou indikace dopravních konfliktů vlaků v Listu GVD, které dispečerům napovídají, kde hrozí dopravní konflikt (např. dva vlaky si ve stejný okamžik nárokují stejnou staniční kolej), a je proto vhodné ho dopředu vyřešit zadáním dispozičních kritérií. 89

90 4. DALŠÍ ROZVOJ ASVC O absentujícím výpočtu dynamiky jízdy vlaku z vyššího systému již bylo pojednáno výše. Jde o jeden z významných přínosů ve prospěch ASVC, který zvýší důvěryhodnost výhledové dopravy tím, že bude přesněji vypočtena jízdní doba vlaku s ohledem na jeho aktuální hmotnost a řadu hnacího vozidla. Aktuálně bude do GTN implementována inicializace generování AVF vjezdové VC na základě obsazení rozhodujícího prvku ZZ před stanicí a bude zkoumán přínos této metody vůči stávající časové metodě. Významným pokrokem k bezkonfliktnímu GVD je použití metod pro vyřešení konfliktů vlaků. Stávající implementace dokáže konflikty vyhledat, popsat a indikovat v Listu GVD. Lze ovšem pokračovat nabídnutím variant řešení, včetně jejich ohodnocení či doporučení nejvýhodnější varianty pro odstranění konfliktu. Mezi další automatizační funkce v rámci ASVC patří automatický obrat vlaku. Jde o automatický zánik končícího vlaku a následný automatický vznik výchozího vlaku na staniční koleji u osobních vlaků ve vratné stanici. Kromě provozně-technologických podmínek je potřebné znát data obratů vlaků/souprav/hnacích vozidel od dopravce. Takové zdroje dat se však ukazují jako nedostupné, na řadu proto mohou přijít systémové algoritmy v GTN, které však budou mít logicky nutná omezení. Další zkrácení provozních intervalů přinese individuální stavění výměn v plánované automaticky stavěné VC. Jde o situaci ve zhlaví, kdy ještě nelze automaticky postavit vlakovou cestu, protože tomu brání podmínky ZZ (např. nejsou volné všechny potřebné výhybky), nicméně některé výměny již lze začít přestavovat do budoucí požadované polohy. Mezi prostředky pro zkrácení provozních intervalů patří rozšíření implementace použití PUP v budoucí VC. Přejezdové zabezpečovací zařízení lze uvést do výstrahy, aniž by byl ještě vydán povel k automatickému postavení VC. Následně při stavění VC, kdy již část předzváněcí doby uplynula, dojde k rozsvícení povolujícího znaku dříve. V současnosti se PUP automaticky vkládá na již uzavřený přejezd pro předchozí vlak. Nově by se mohl AVF PUP využít při přípravě jakékoliv VC, tedy i v situacích, kdy se bude uzavření přejezdu funkcí PUP teprve aktivovat. 90

91 5. GEK A KAM S NÍM? GEK je významným nástrojem ASVC pro editaci použití plánovaných kolejí vlakem staničních i traťových. Zobrazení GEK je tvořeno reliéfem kolejiště řízené oblasti, záměrně je využíván adresný SW shodný s reliéfem JOP, avšak pro odlišení je v jiném barevném provedení. Změna jízdní dráhy vlaku je intuitivní a myší snadno proveditelná (uchop a pusť). Jízdní dráha vlaku je navíc indikována v celém kontextu řízené oblasti. Přidanou hodnotou GEK je kontrola kontinuity plánované jízdní dráhy vlaku, čímž brání uživateli naplánovat vlak na chybnou kolej. S ASVC se tak nemůže stát, že by projíždějící vlak zajel na kusou kolej, nebo na chybnou trať. GEK výhodně umožňuje také nastavení některých dispozičních kritérií (absolutní stůj, dispoziční stůj), a to myší na jednotlivých návěstidlech v reliéfu kolejiště. GEK jakožto součást aplikace GTN proto vyžaduje na monitorech nemalý prostor, který, jak praxe ukazuje, nelze řešit překrytím Listu GVD. Naopak, výhodné je jeho zobrazení zároveň s Listem GVD. Navíc indikace editovaného vlaku v GEK a v Listu GVD jsou vzájemně provázány, což usnadňuje orientaci uživatele, zvyšuje rychlost provedení požadované změny a snižuje riziko omylu. Aktuálně se GEK zobrazuje pod Listem GVD. Toto provedení ale umožňuje zobrazit jen část řízené oblasti a vyžaduje vodorovné rolování. S růstem počtu stanic s funkcí ASVC je toto řešení nedostačující. To vede k nutnému použití vícemonitorové GTN, se zobrazením GEK na samostatném monitoru. Na tratích s ASVC je proto nutné počítat s vícemonitorovým GTN již při návrhu dispozice pracoviště výpravčích/traťového dispečera. Zde se však zejména v řídicích sálech CDP naráží na problém nedostatku místa pro monitory, pokud nelze použít monitorovou matici (monitory ve dvou řadách nad sebou). 6. PLNÁ PERONIZACE STANIC Zásadní podmínkou použití ASVC, která plyne z Technických specifikací ASVC stanovených SŽDC, je zajištění bezpečnosti cestujících v nástupním prostoru. To lze řešit stavební dispozicí stanice ideálně plnou peronizací nebo centrálním úrovňovým přechodem vybaveným výstražným zařízením pro přechod kolejí (VZPK). Při pohledu do stanic zejména na I. a II. tranzitním koridoru lze u většiny mezilehlých stanic konstatovat, že tato podmínka splněna není a tedy implementace ASVC je nepřípustná. Proto je na místě se touto otázkou zabývat a ve vztahu k ASVC hledat a zavádět jiná opatření pro bezpečný přechod kolejí s ohledem na místní podmínky. Přitom nejde jen o koridorové stanice. Praxe ukazuje jednoznačný přínos ASVC i na jednokolejných dálkově ovládaných tratích. 7. ZÁVĚR CDP Praha provozuje aktuálně dvě tratě s ASVC, v celém ČR jde o tratě čtyři. Další vhodné tratě se však nabízejí: Říčany u Prahy Votice, Rokycany Nezvěstice, Plzeň Cheb, Praha-Smíchov Rudná u Prahy Beroun. V CDP Přerov se připravuje ASVC pro trať Dětmarovice Čadca. Rozšíření ASVC je možné ale i na další tratě, nejen řízené z CDP Praha nebo z CDP Přerov, pakliže splní technické a provozně-technologické podmínky dané Technickými specifikacemi ASVC. Dosavadní provozování a sledování funkce ASVC prokázalo, že filozofie inteligentního řízení provozu nastavená SŽDC je perspektivní a že implementované funkční vlastnosti ASVC jsou pro přímé řízení železničního provozu přínosem. Firma AŽD se postupně úspěšně vypořádala s mnohými technickými i technologickými výzvami a vývoj dalších funkcí ASVC pokračuje. Neopominutelnou roli pro úspěšné zavádění ASVC do provozu hraje aktivní přístup uživatelů. Nasazení a využívání funkce ASVC vyvolalo u odborné veřejnosti diskusi nad aktuální železniční legislativou - nutností její aktualizace, zohlednění současných trendů a požadavků na automatizaci řízení železničního provozu. 91

92 DÁLKOVÁ DIAGNOSTIKA TECHNOLOGICKÝCH SYSTÉMŮ Ing. Václav Janoch ZAT a.s. 1. ÚVOD Princip systému dálkové diagnostiky technologických systémů se poprvé objevil v projektech realizovaných společností ZAT a.s. v roce V té době byla realizována první zakázka pro dohled technologického systému ohřevu výměn. V roce 2014 byla společnosti ZAT a.s. schválena první verze Technických podmínek pro Integrační server ZAT. Tento funkční systém byl nadále rozvíjen a nasazován na dalších stavbách SŽDC. Další zlomový bod nastal v letech kdy společnost ZAT a.s. realizovala systém dálkové diagnostiky v rámci stavby Liberec - Tanvald. Tento projekt záhy ukázal zásadní, význam celého konceptu dálkové diagnostiky pro správu a údržbu technologických systémů. V rámci této stavby narostly požadavky na rozsah systému několika násobně. U všech technologický systémů byl zákazníkem požadován nárůst počtu sledovaných parametrů. Vzrostl požadavek na vysokou dostupnost a adresnost zobrazovaných informací. V reakci na tato rozšíření společnost ZAT a.s. požádala o schválení rozšíření technických podmínek systému dálkové diagnostiky. Průběh ověřovacího provozu systému dálkové diagnostiky ZAT se postupně rozšiřoval podle požadavků staveb. V současné době nasazujeme ověřené a schválené řešení systému dálkové diagnostiky ve verzi 2.2. Toto řešení zahrnuje požadavky třetího vydání TS 2/ CO UMOŽŇUJE VERZE DDTS ZAT 2.2 Řešení společnosti ZAT verze 2.2 je koncepčně postaveno dle požadavků třetího vydání TS 2/2008 ZSE Dálková diagnostika technologických systémů železniční dopravní cesty. Dálková diagnostika technologických systémů má několik hlavních cílů přenos diagnostických informací z místních TLS v železničních stanicích nebo objektech sloužících potřebám železniční dopravní cesty, přenos informací ve směru ovládání, jednotný způsob zobrazení všech diagnostických informací, jednotný způsob servisní obsluhy, jednotný způsob adresace objektů TLS a to až na úroveň lokálních technologických datových sítí, výměnu informací s jinými systémy. Klíčovými prvky celého řešení dálkové diagnostiky technologických systémů jsou integrační koncentrátory, integrační a terminálové servery. Struktura a vzájemná vazba je znázorněna na obrázku č.1 vychází z požadavků třetího vydání TS 2/2008 ZSE Dálková diagnostika technologických systémů železniční dopravní cesty. V systému dálkové diagnostiky společnosti ZAT a.s. jsou tyto požadavky naplněny následujícím způsobem. Integrační server (InS ZAT) je postaven na základě komerčně dostupného systému SCADA Reliance. V produkčním prostředí je InS ZAT tvořen dvěma servery (InS1 a InS2) s automatickým redundantní zastoupením. Vzdálený přístup je umožněn pomocí tlustých a tenkých klientů v rámci systému SCADA Reliance. Integrační koncentrátor ( InK ) je realizován na PLC SandRA Z210 z vlastní produkce společnosti ZAT a.s. Jedná se o průmyslové PLC se speciálně upravenou verzí operačního 92

93 systému Linux. SandRA Z210 má tři kanály Fast Ethernet 100Base-TX a tři kanály sériového rozhraní. Rozsah komunikačních kanálů předurčuje k využití tohoto systému jako komunikačního koncentrátoru různých technologických celků. Vlastní vývoj InK ZAT umožňuje naplnit požadavky na komunikaci pomocí standardizovaných i proprietárních protokolů. Ale také umožňuje garantovat vysokou bezpečnost systému. Terminálový server ( TeS ZAT ) zpřístupňuje data pro dispečerské terminály s dotykovou obrazovkou. Data získává prostřednictví integračních serverů ( InS ZAT ) Stabilita a vzájemné odladění jednotlivých částí systému DDTS ZAT je základem spolehlivosti sběru informací v rámci dálkové diagnostiky technologických systémů. Vzhledem k tomu, že společnost ZAT a.s. je tvůrcem všech částí systému dálkové diagnostiky technologických systémů od InK ZAT až po InS ZAT je schopna garantovat jeho vysokou dostupnost a bezpečnost. Struktura a protokoly dálkové diagnostiky TLS 93

94 3. JAK JE TO S KYBERNETICKOU BEZPEČNOSTÍ SYSTÉMU DDTS ZAT a.s. dodává systémy do oborů s nároky na dlouhou životnost a bezporuchovost řídicího systému. Zákon o kybernetické bezpečnosti přinesl řadu opatření a změn u projektů zaměřených na komunikační a informační technologie. Týká se nejenom státních zakázek, ale spadají do něj i provozovatelé základních služeb, tedy z oblasti energetiky, plynárenství či dopravy. Společnost ZAT a.s. jako významný dodavatel řídicích systémů pro kritickou infrastrukturu má velkou pozornost na kybernetické bezpečnosti všech svých produktů. Náš řídicí systém SandRA ve všech svých řadách proto splňuje všechny legislativní požadavky na bezpečnost a spolehlivost. Nicméně pro upřesnění, nejde jen o jedno řešení, které by bylo možné použít u všech projektů. Konkrétní způsob zajištění kybernetické bezpečnosti je vždy závislý na podmínkách provozu řídicího systému. Zákazníci si často specifikují své konkrétní požadavky, které musí řídicí systémy splňovat. Rozdílné požadavky na bezpečnost mají zákazníci z jaderné energetiky a klasické energetiky. Jiné požadavky mají také zákazníci z oblasti distribuce plynu či železniční dopravy. V elektrárnách jsou komunikační sítě i samotné řídicí systémy umístěny uvnitř uzavřeného a střeženého objektu, v oblasti železniční dopravy nebo přepravy zemního plynu jde o rozsáhlé sítě s velkým množství připojených zařízení na rozlehlém území pokrývajícím celou Českou republiku. V rámci kybernetické bezpečnosti implementujeme technologie umožňující šifrování komunikace, autorizaci přístupů pro servisní účely, blokování nepoužívaných služeb, kontrolu integrity softwarového vybavení stanic SandRA atd. To platí i pro inženýrské nástroje určené pro tvorbu aplikačního softwaru. Vždy však záleží na charakteru konkrétní aplikace a koncepci zajištění kybernetické bezpečnosti provozovatele, které z opatření je vhodné použít. Jedním z kritérií, proč nás oslovují zákazníci je právě naše kompetence implementovat jejich konkrétní požadavky na zabezpečení řídicích stanic, komunikací a nástrojů vyplývající z celkové zvolené koncepce kybernetické bezpečnosti. Uznávaný americký odborník na informační bezpečnost Bruce Schneier řekl: Bezpečnost není produkt, ale proces. Proto i našim cílem není jen zvyšovat technickou odolnost našich řídicích systémů proti kybernetickým útokům, ale zejména rozvíjet spolupráci s našimi zákazníky na poli kybernetické bezpečnosti. Jedině tak lze dosáhnout funkčního výsledku. Naše vývojové oddělení pracuje na zvýšení odolnosti řídicích stanic SandRA proti kybernetickým útokům dlouhodobě, můžeme tak klientovi dlouhodobě garantovat požadovanou bezpečnost a spolehlivost. Ostatně odolnost instalovaných řídicích systémů proti kybernetickým útokům si standardně testují jak samotné firmy, tak i nezávislé auditorské společnosti. 4. KAM BUDE SMĚŘOVAT ROZVOJ SYSTÉMU DDTS V posledních letech nabírá na síle trend myšlenek Průmyslu 4.0, internetu věcí (IoT) a zpracování big dat. Tyto nové technologie se začínají uplatňovat nejen v populárních systémech v rámci chytrých měst, ale začínají nacházet uplatnění v průmyslových odvětvích. Společnost ZAT a.s. má v tuto chvíli řešení pro sběr a zpracování dat pomocí bezdrátových technologií. Jedná se o platformu SimONet. V rámci jedné části platformy SimONet Collection jsme schopni přenášet data pomocí plošných IoT sítí Sigfox, LoRa a NB- IoT a máme řešení pro lokální systém sběru dat pomocí bezdrátových mesh sítí. Na sběr dat navazuje druhá část platformy SimONet Visualization. SimONet Visualization zajištuje archivaci dat a zpracování dat a to nejen z bezdrátových systémů s technologií IoT. Systém nabízí možnost filtrů, exportování informací do standardních formátů, zobrazuje měřicí místa nad mapovými podklady, s možností zápisu detailu ke každému měřícímu místu (informace o montáži, technikovi, termín další kalibrace, záznam o GPS, archiv poruch, oprav, správu účtů, úrovní přístupu aj.). Standardní vizualizační 94

95 platformu je možné upravit dle požadavků zákazníka. Dále umožňuje provádět výpočty a dávat tato data do souvislostí s okolními vlivy (teploty, prašnost, hluk atd.). Prostřednictvím datových konektorů lze napojit jiná uživatelská data a poskytnout data pro další informační systémy. Platforma SimONet Pro systém dálkové diagnostiky technologických systémů železniční dopravní cesty lze uplatnit bezdrátový sběr dat v lokalitách kde není v rámci stávající přenosové cesty dostatečná kapacita. U technologií jejichž dohled není vyžadován online v řádu sekund, ale v řádu desítkách minut nebo hodin. A pro sběr informací, které mohou doplnit celkový obrázek o stavu technologií na železniční dopravní cestě. V těchto případech se nabízí tuto technologii použít pro monitoring prostor v geograficky odlehlých lokalitách. S výhodou lze tento princip sběru dat využít při monitoringu spotřeby energií. Nespornou výhodou je umístění zařízení pro bezdrátový přenos do bezprostřední blízkosti daného snímače a tím se minimalizují nebo spíše odpadají náklady na stavební úpravy. Rozsáhlost systému DDTS a množství ukládaných dat si do budoucnosti přímo říká o jejich zpracování. Tato data je možné dávat do souvislosti mezi sama s sebou nebo hledat souvislost technologických dat a dat s danou technologií na první pohled nesouvisejících. Typicky se nabízí počasí, četnost průjezdu vlaků, počet cestujících, poruchovost technologií. Budoucnost rozvoje dálkové diagnostiky je v postupech Machine Learning a analýzy dat pro manažerské nadstavby. 5. ZÁVĚR V rámci systému DDTS plánujeme v následujícím roce představit možnosti jak bezdrátového sběru dat, tak zpracování uložených dat. Výstupem práce s daty mohou být podklady optimalizaci nákladů a nebo prediktivní údržba, která bude minimalizovat potřebnou dobu odstávky jednotlivých systémů. Cílem je dosáhnou vyššího komfortu při správě a údržbě technologický systémů zařazených do dálkové diagnostiky v duchu motta konference ZRYCHLUJEME BEZPEČNĚ. LITERATURA: Autor: Ing. Arnošt Dudek, SŽDC, Technické specifikace Dálková diagnostika technologických systémů, třetí vydání

96 ZAHÁJENÍ RUTINNÍHO PROVOZU NA DRÁZE AŽD PRAHA ČÍŽKOVICE - OBRNICE Ing. Václav Bartůněk AŽD Praha s.r.o. 1. ÚVOD Jak pravděpodobně většina odborné veřejnost ví, bude dne zahájen pravidelný denní provoz na trati Čížkovice Obrnice, která je ve vlastnictví AŽD Praha. Provoz bude uskutečňován na základě uzavřené smlouvy v rámci dopravní obslužnosti Ústeckého kraje. Doprava bude zajišťována třemi zrekonstruovanými jednotkami RegioSprinter, jedna další jednotka bude dislokována jako záložní. Rekonstrukce jednotek byla provedena firmou CZ LOKO a.s. Nízkopodlažní jednotky cestujícím nabídnou mimo jiné klimatizaci, vakuové WC (i pro cestující s omezenou možností pohybu) a bezplatnou WiFi (zatím bez připojení k IE). Vlaky z Mostu do Lovosic a Litoměřic budou jezdit v dvouhodinovém taktu, mezi Třebívlicemi a Litoměřicemi bude takt hodinový. Vozy budou provedeny v barvách Ústeckého kraje a ve vlacích bude platit pouze tarif dopravy Ústeckého kraje. Jízdenky bude možné zakoupit přímo ve vlacích. 2. PŘ ÍPRAVA PRO RUTINNÍ PROVOZ Doposud byla na trati Čížkovice Obrnice pravidelně provozována pouze víkendová turistická linka. V pracovních dnech pak byly prováděny veškeré údržbové a modernizační práce. V současné době vrcholí práce na dokončení rekonstrukce kolejového svršku a na instalacích nových zabezpečovacích zařízení. Jedná se hlavně o aktivaci 27 nových přejezdových zabezpečovacích zařízení. Hlavním cílem veškerých změn a úprav je, kromě zvýšení bezpečnosti železničního a silničního provozu, také zvýšit traťovou rychlost na maximum a splnit tak náročné požadavky na jízdní doby zakotvené v uzavřené smlouvě s Ústeckým krajem. Případná zpoždění vlaků, stejně jako například nedodržení nasmlouvané úrovně kvality provozovaných souprav, budou ze strany Ústeckého kraje penalizovány vysokými pokutami. Od března 2019 probíhají intenzivní pracovní kurzy a školení vlakového i lokomotivního personálu. Zázemí pro strojvedoucí a průvodčí bylo vybudováno v žst. Lovosice, Litoměřice a Most. 3. ORGANIZACE PRAVIDELNÉHO PROVOZU V rámci investiční akce SŽDC (rekonstrukce žst. Lovosice a další navazující akce) došlo ke zrušení pracoviště dispečera v žst. Čížkovice. Dispečerské pracoviště bylo přesunuto do žst. Lovosice. Dispečerské řízení tratě bude i v rámci pravidelného provozu nadále zajišťováno dispečery SŽDC na základě uzavřené smlouvy mezi AŽD a SŽDC. Nově instalované zabezpečovací zařízení SŽDC v žst. Čížkovice je zcela odděleno od zařízení AŽD. Závislosti mezi zařízeními AŽD a SŽDC jsou zprostředkovány vzájemným přenosem informací a povelů. Oddělené jsou rovněž prvky sdělovací a informační techniky v žst. Čížkovice jsou například dvě EZS a EPS vždy jedna sloužící pro zabezpečení místnosti SŽDC a druhá pro místnosti AŽD. V rámci pravidelného provozu bude ve směně vždy jeden dispečer obsluhující DZPC v žst. Čížkovice, který bude dálkově řídit provoz na celé trati. Tento řídicí dispečer bude rovněž zajišťovat přechod vozidel z tratě AŽD na tratě SŽDC a s tím spojené administrativní úkony. Jak již bylo uvedeno výše, turnusová vozba bude zajišťována třemi jednotkami RegioSprinter. 96

97 Dohled nad vozbou a případné řešení mimořádnosti v oběhu vozidel bude nepřetržitě zajišťovat dispečer vozby. Dispečer vozby bude mít kvalifikaci strojvedoucího, takže v případě mimořádnosti v pravidelném oběhu jednotek bude připraven pokrýt výpadek turnusové motorové jednotky RegioSprinter jednotkou záložní. Dispečer vozby bude rovněž připraven v případě potřeby použít záložní pohotovostní mikrobus (8 míst), pro prvotní přepravu cestujících z místa mimořádnosti (poruchy) jednotky do nejbližší stanice. Pohotovostní mikrobus bude dislokován v žst. Lovosice. V případě přerušení provozu (výluky) na trati AŽD dispečer vozby zajistí náhradní autobusovou dopravu, jejíž zajištění je smluvně předjednáno s dopravcem DOPRAVNÍ PODNIK měst Mostu a Litvínova, a.s. Zázemí pro kolejová vozidla bylo vybudováno v areálu vlečky v Sulejovicích, kde se bude zajišťovat i zbrojení jednotek (a z důvodu oběhů jedno vozidlo u ČD a.s. v Mostě). Pravidelná údržba kolejových vozidel a jejich jednoduché opravy budou zajišťovány v depu Teplice v Čechách. Vyšší stupně oprav budou prováděny v depu Bečov nad Teplou. Pravidelnou údržbu a odstraňování poruch zabezpečovacích zařízení bude zajišťovat Divize servisu AŽD. Pravidelnou údržbu a odstraňování poruch v oblasti traťového hospodářství bude zajišťovat firma TODA Rail s.r.o. Držení nehodových pohotovostí bude zajištěno pracovníky u AŽD nově vzniklého Oddělení správy a provozování drah. V případě vzniku mimořádné události bude postup jejího šetření analogický jako je zaběhlý postup u SŽDC resp. ČD. 4. NOVÉ TECHNOLOGIE NA TRATI AŽD I přestože se zahájením pravidelného provozu na trati AŽD Čížkovice Obrnice dochází k několikanásobnému navýšení železničního provozu, je stále hlavním záměrem AŽD Praha využívat tuto trať jako jakýsi polygon pod širým nebem pro premiérové nasazení a testování nových technologií sdělovacích a zabezpečovacích systémů v železniční ale i silniční dopravě. Přestože byla většina těchto nově použitých prvků nebo technologií zmiňována i na konferenci v Českých Budějovicích již dříve, dovolím si připomenout alespoň některé z nich. Kromě přejezdů s výstražníky PZZ-J budou vybrané PZS na trati Čížkovice Obrnice s malým silničním provozem vybaveny novými Zjednodušenými výstražníky PZZ-J. Tyto přejezdy byly doposud zabezpečeny pouze výstražnými kříži a byla přes ně trvale snížena traťová rychlost. Použitím zjednodušených výstražníků došlo ke zvýšení zabezpečení přejezdů a mohlo tedy dojít k zásadnímu zvýšení traťové rychlosti při jízdě vlaků přes tyto přejezdy a tím ke značnému zkrácení jízdních dob požadovaných Ústeckým krajem. Použití nových prvků, doplňků základní světelné výstrahy na PZS i již některá dříve vybudovaná a aktivovaná PZS byla dodatečně osazena závorovými břevny. Na trati Čížkovice Obrnice jsou použity celkem tři druhy břeven: - kompozitní břevno typu EKC, - kompozitní břevno typu KD9, - hliníkové břevno. Výše uvedená závorová břevna jsou opatřena standardními červenobílými reflexními foliemi a nově také nápisy v různých jazycích (angličtina, němčina, polština) i piktogramy nabádajícími řidiče k proražení břeven závor v případě jejich uzavření závorami na přejezdu. Všechna závorová břevna také jsou nebo v budoucnu budou vybavena červenými varovnými světly osazenými na závorách v daných vzdálenostech v celé jejich délce. S přejezdy souvisí také nově použité prvky silniční techniky, které mají zvýšit pozornost řidičů při jízdě přes železniční přejezd. Navrženy jsou neproměnné značky (např. značka 97

98 s textem Nedáš-li přednost vlaku, zemřeš ) nebo proměnné (značka u PZS T2 v obci Třebenice) dopravní značení, kamerové systémy atd. V jednání se všemi dotčenými účastníky správních řízení (Policie ČR, orgány státní správy, SÚS apod.) jsou i další nové doplňkové prvky výstrahy na PZS. Zde je potřeba konstatovat, že ne vždy jsou nové podněty příslušnými správními orgány přijímány s nadšením. Použití přejezdu na platformě SIRIUS z produkce firmy Starmon tomuto přejezdu byla v rámci konference věnována samostatná přednáška, takže není potřeba se jím dále zabývat. Nová koncepce zastávky na znamení tento projekt je zajišťován ve spolupráci s firmou Starmon a AK signal a jeho cílem je vytvoření celkové funkční koncepce zastávky na znamení jak z pohledu strojvedoucího, tak z pohledu obsluhujícího personálu a cestujících. Použití optických kabelů pro detekci porušení celistvosti kolejí případně pro zjištění defektů kol železničních vozidel technologie, využívající šíření rázových vln způsobených pohybem kol kolejových vozidel zemním prostředím a jejich následné detekování prostřednictvím optických kabelů položených podél trati, je testována ve spolupráci s firmou Frauscher. Přestože optické kabely nebyly na trati Čížkovice Obrnice pokládány přesně dle požadavků této technologie, výsledky zkušebního provozu vykazují poměrně značnou přesnost. LED svítilny LLA-2 přes některé počáteční problémy se situace s použitím technologie vysoce svítivých LED diod u návěstních svítilen LLA-2 stabilizovala a svítilny jsou nyní spolehlivé a zejména u strojvedoucích velmi oblíbené. V žst. Třebívlice se pak také počítá s využitím poloautomatického systému přepínání denního a nočního svícení v závislosti na místních povětrnostních podmínkách včetně detekce husté mlhy nebo silného deště. 5. ZÁVĚ R Přestože bude zahájení pravidelného provozu na trati AŽD Čížkovice Obrnice klást velmi vysoké požadavky jak na všechny zúčastněné organizační jednotky AŽD, tak na spolehlivost veškeré použité techniky, věříme že se nám podaří v této nastávající náročné zkoušce obstát a všechny případné problémy úspěšně vyřešit ke spokojenosti objednavatele dopravy i samotných cestujících. 98

99 JEDNOTNÁ ARCHITEKTURA SÍTĚ SŽDC Michal Liška, DiS. ČD - Telematika a.s. 1. VÝVOJ JDE KUPŘEDU Stávající páteřní přenosová technologie (SDH) je již za hranou své životnosti, jak z pohledu jednotlivých zařízení, tak především z pohledu použitého zastaralého principu komunikace a síťové architektury. Vývoj v síťové komunikaci se ubírá směrem přechodu od sítí CSN (Circuit-switched network) k sítím PSN (Packet-switched network) rovněž v segmentu ISP, rozlehlých sítí i technologických sítí. K tomuto přechodu dochází i v síti SŽDC. 2. CO TO JE DATOVÁ SÍŤ SŽDC? Datová síť představuje složitý živoucí organismus, který prochází neustálým procesem obnovy a rozvoje. Je to dáno historickým vývojem, kdy na jedné straně je potřeba obnovovat zastaralé části síťové technologie a na druhé straně realizovat požadavky na zapojení nových zákaznických zařízení, systémů a technologií do datové sítě. V případě SŽDC se jedná o heterogenní, topologicky a geograficky rozsáhlou datovou síť. Svou velikostí, počtem provozovaných systémů a uživatelů se řadí mezi největší ICT infrastruktury v ČR. Z pohledu využití ji můžeme rozdělit do tří základních úrovní (zjednodušeně): TechLAN - zajištění datové konektivity technologických zařízení a systémů sloužících pro zajištění plynulého a bezpečného provozu drážní dopravy, UAS Uživatelsko-aplikační síť pro datovou komunikaci uživatelských aplikací Intranetu, Ostatní pro ostatní podpůrné systémy, management a dohled sítě, ostatní ICT infrastrukturu, aj. Datová síť SŽDC je komunikační platformou pro široké spektrum aplikací, ICT systémů a technologií, ať už se jedná o běžné krabicové komerční produkty, tak o produkty zákaznicky vyvinuté pouze pro specifické potřeby SŽDC. Pro bezproblémové zabezpečení provozu datové sítě SŽDC je nutné dodržovat stanovená pravidla a technologické standardy. 3. JEDNOTNÁ ARCHITEKTURA 3.1 K čemu slouží Jednotná architektura je sadou provozních technologických a bezpečnostních pravidel a standardů, která definují požadavky na infrastrukturní prvky sítě tak, aby provoz, správa, dohled a rozvoj sítě mohl být zajišťován a garantován v požadované kvalitě a bezpečnostní úrovni. 99

100 Proto je nutné, aby pravidla dodržovaly všechny zainteresované strany, které svou činností ovlivňují provoz datové sítě: Vlastník definuje koncept/rámec jednotné architektury, Správce společně s Vlastníkem se spolupodílí na definici dílčích pravidel a standardů, Projektant připravuje realizaci nových požadavků s ohledem na kompatibilitu s jednotnou architekturou, Dodavatel garantuje kompatibilitu dodávek zařízení / systému / technologie s jednotnou architekturou, Integrátor je vázán implementovat nové zařízení / systém / technologii s ohledem na požadavky jednotné architektury. 3.2 Udržitelnost Pro udržitelnost jednotné architektury z pohledu správy, realizace projektů a zavádění nových technologií je nutné řídit se následujícími body: Legislativa být v souladu se Zákonem o kybernetické bezpečnosti, být v souladu s Opatřením ředitele SŽDC č. 21 (platné od ), dodržovat nařízení NÚKIB, definice pravidel a návrhy standardů musejí probíhat ve spolupráci správce a vlastníka. Realizace projektů nové požadavky je nutné zadávat k přípravě projektantům, do přípravy projektů je nutné promítnout jak CAPEX, tak OPEX náklady. Zavádění nových technologií a provozní bezpečnost výběr nových technologií, které budou implementovány do datové sítě, je potřeba provést s ohledem na celkový koncept jednotné architektury, do datové sítě není možné nasazovat neověřená a neschválená zařízení dopad do provozní bezpečnosti, testovací polygon TÚDC každé typově nové zařízení musí být otestováno a ověřena jeho funkčnost a kompatibilita, projektant, dodavatel, správce musejí mít stejný operační rámec, aby bylo možné udržet jednotnou architekturu sítě, jednotnou architekturu je nutné dále podpořit realizací projektů implementující podpůrné nástroje pro dohled a správu (př. Systém PAM, Centrální Management SW, Netflow, atd..). 100

101 3.4 Dopady nedodržování pravidel Při nedodržování pravidel jednotné architektury lze očekávat následující hlavní problémy: prodražování staveb, prodloužená doba realizace staveb, nedodržování požadované úrovně bezpečnosti (ZoKB, NÚKIB), zvyšující se komplikovanost a heterogenita sítě, vzájemná nekompatibilita jednotlivých síťových technologií, chybějící plná implementace nových typů technologií do dohledových systémů, nevhodné způsoby dělení systémů mezi více majetkových správců a s tím spojené problémy s následnou identifikací závady a určení jednoznačných kompetencí, neinformování správce o technologiích, které byly do sítě připojeny, pokud není konzultace s uvedenými zástupci servisní organizace provedena v předstihu, musí proběhnout nejpozději v momentě dodávky nedodržení uvedeného postupu neušetří čas. 101

102 ROZVOJ SÍTĚ SŽDC Ing. Martin Štrof SUDOP PPRAHA a.s. 1. ÚVOD Klíčovým aspektem efektivního zavádění rozsáhlých propojitelných systémů ITS v dopravě vyžaduje dostatečně dimenzovanou a v jakémkoliv okamžiku dostupnou přenosovou síť. Kromě dostatečné kapacity vlastní přenosové sítě, její modernizace je zde ještě otázka dostupnosti přenosové sítě v menších dopravních uzlech ležící zejména na regionálních tratích. Dalším aspektem kromě kapacity a dostupnosti odpovídající přenosové sítě je spolehlivost a bezpečnost datových spojení, přičemž s ohledem na požadavky některých dopravních aplikací není možné využít komerčně nabízená řešení. Z těchto důvodů jsou instalovány datové trasy podél jednotlivých železničních tratí. Rozvoj přenosové sítě SŽDC je realizován v rámci staveb Modernizace, Rekonstrukce ale také byl realizován v níže uvedených stavbách: výstavba přenosových systémů DWDM a MPLS, začlenění dispečerských okruhů do geo-redundantního řešení CDP Praha a CDP Přerov, konsolidace synchronizace telekomunikačních sítí SŽDC. 2. VÝSTAVBA PŘ ENOSOVÝCH SYSTÉMŮ DWDM A MPLS Díky rozvoji technologií a požadavků na ně kladených, dochází v rámci přenosové sítě SŽDC ke strmému nárůstu nároků na přenosovou kapacitu a dostupnost sítí. Tento nárůst a nároky je tvořen se změnou řízení dopravy z CDP a RDP, kdy do těchto lokalit je směrováno velké množství dat, které tvoří zejména: kontrolně analytické centrum řízení dopravy (KAC), kamerové systémy, dálková diagnostika technologických systémů železniční dopravní cesty (DDTS ŽDC), dispečerská řídící technika (DŘT), senzorová a detekční technologie, interní cloudové služby, inteligentní dopravní systémy. Na základě těchto požadavků bylo nutné zajistit v rámci přenosové sítě SŽDC vysokorychlostní propojení CDP, RDP a datových center SŽDC. Zajistit maximální dostupnost vysokorychlostního připojení, minimálně ve všech důležitých železničních uzlech. Navržená přenosová síť musela být spolehlivá, redundantní s postupným zaokruhováním a musela být bezpečná, tzn. že musela umožnit splnění základních požadavků vyplývajících ze zákona č. 181/2014 Sb. - Zákona o kybernetické bezpečnosti ve znění souvisejících předpisů (prováděcí vyhlášky). Pro zabezpečení přenosu předpokládaného masivního objemu dat byl v rámci sítě SŽDC vybudován na síti stávajících optických kabelů SŽDC a ČD-T přenosový systém DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) se současnými 11 lokalitami umístěnými v uzlových 102

103 stanic a dalšími lokalitami, ve kterých jsou instalovány nezbytné opakovače DWDM (celkem10 lokalit) z důvodu nevyhovujícího útlumu přenosové cesty a z důvodu velké vzdálenosti. V identických lokalitách byly rovněž vybudovány Core routery MPLS (Multiprotocol Label Switching), které zabezpečují přechod mezi oběma úrovněmi přenosů, tedy mezi úrovní DWDM a nižší agregační úrovní tvořenou technologií MPLS. Samotnou agregační vrstvu pak kromě Core routerů tvoří síť dalších přenosových bodů MPLS, ve kterých je prováděn sběr příspěvkových signálů systému KAC a z navazujících železničních stanic a tratí. Tyto přenosy byly realizovány zejména jako datové s rozhraním Ethernet. 3. ZAČLENĚNÍ DISPEČERSKÝCH OKRUHŮ DO GEO- REDUNDANTNÍHO Ř EŠENÍ CDP PRAHA A CDP PŘ EROV Cílem stavby bylo vybudování přenosových okruhů pro začlenění stávajících IP dispečerských okruhů zapojených na CDP Přerov a CDP Praha do geo-redundantního řešení pro případ výpadku přímých přenosových tras. Proto bylo zapotřebí do stávající přenosové sítě SŽDC provést doplnění serverů a aktivních prvků přenosové a datové sítě pro zajištění podpory zálohování stávajících IP dispečerských okruhů mezi CDP Praha a CDP Přerov. Navržené řešení podporuje na síťové úrovni přenos virtualizované aplikace (za vlastní podpory aplikace a podpory managementu virtualizačního software) mezi CDP Praha a CDP Přerov bez nutnosti zásahu do konfigurace páteřních směrovacích prvků. Řešení bylo založené na dvou DC fabric, které jsou každá opatřeny vlastní správou. Pro zajištění síťové správy směrovacích informací a redundance předávaných směrovacích informací jsou osazeny v obou CDP tzv. route reflektory. Součástí stavby byla výstavba aplikačně orientované infrastruktury ACI (Application Centric Infrastructure), která umožňuje oddělit fyzickou a logickou architekturu. ACI infrastruktura se skládá ze dvou druhů základních prvků, které jsou nazývány, spine (páteřní) a leaf (koncový). Tyto prvky dohromady tvoří jednu z tzv. fabric. Fyzicky jsou všechny páteřní prvky propojeny s každým z podřízených koncových prvků a všechny propojovací linky jsou zde aktivní. Základním prvkem ACI infrastruktury je APIC (Application Policy Infrastructure Controller). APIC umožňuje členění fyzických a virtuálních serverů do logických skupin podle své funkce a na základě identifikátorů jako je IP adresa, MAC adresa, VLAN, VXLAN, VM name, VM OS type. Ke skupinám jsou pak definovány na abstraktní úrovni komunikační požadavky (bezpečnostní požadavky, L4-L7 služby) vůči jiným skupinám. Správa řešení může být rozdělena mezi více vzájemně oddělených organizací (multitenantní řešení). ACI infrastruktura umožňuje integrovat do tohoto řešení stávající firewally ASA 5585, čímž pak zjednodušuje práci administrátorovi, který je potom schopen z jednoho rozhraní APIC konfigurovat nejen vlastní fabric ale i vlastní security pravidla na firewallu ASA Stejným způsobem je ACI infrastruktura schopna pracovat se zařízením na lokální load balancing. V přenosové síti SŽDC byly ve dvou geograficky oddělených lokalitách (CDP Praha a CDP Přerov) realizovány dvě nezávislé infrastruktury Cisco ACI fabric, které jsou nezávislé ve smyslu: odděleného managementu (konfigurace v jednom CDP se neprojeví v druhém CDP), rozdílného řízení pomocí kontrolérů (každé CDP disponuje nezávislou trojicí kontrolérů APIC), odděleného data-plane (interní enkapsulace přenášených dat po ACI fabric bude ukončena v každém CDP). Výhodou této varianty realizace je právě nezávislost obou ACI infrastruktur chyba, která by se objevila v jednom CDP, nebude automaticky rozšířena i do druhého CDP (ať již chyba z důvodu konfigurační chyby nebo selhání některého komponentu řešení). Další výhodou jsou nižší požadavky na dobu a kapacitu transportu přenosových linek mezi oběma CDP. Konkrétně jde o možnost realizovat obě CDP i ve vzdálenějších lokalitách, než které by odpovídaly původním požadavkům na tzv. round-trip time (RTT, tj. doba, než data urazí 103

104 vzdálenost do druhého CDP a zpět) do 10 ms a dále o možnost využít na propojení obou CDP pouze 10 GBps linky. Pro potřeby zavádění georedundantních aplikací nad těmito CDP však bylo nutné, aby obě nezávislé ACI infrastruktury v některých bodech spolupracovaly, zejména pak: umožnily sdílení adresního prostoru pro připojování koncových zařízení mezi oběma CDP (včetně jednotné adresy tzv. výchozí brány defaultní gateway), umožnily stěhování provozovaných aplikací z důvodu ladění, testování, výpadku nebo nedostatečného výkonu v jednom CDP, zajistily symetrii přenášených dat pro umožnění stavové (resp. L7 aplikační) kontroly přenášených dat, zajistily sdílení nebo replikaci datových úložišť tak, aby data byla použitelná v obou CDP. 4. KONSOLIDACE SYNCHRONIZACE TELEKOMUNIKAČNÍCH SÍTÍ SŽDC Aktuálním přechodem přenosových sítí na paketové technologie Ethernet, IP, případně MPLS se vytrácí u dřívějších generací automaticky přítomná složka šíření referenční frekvence. Ačkoli nastupující přenosové technologie tuto složku pro svou funkci nevyžadují, zůstává důležitá pro zpětnou kompatibilitu některých, zvláště v technologických sítích nadále provozovaných komunikačních služeb, i pro podporu některých aplikací. Cílem stavby bylo zajistit synchronizaci sítě ve schématu začleňujícím všechny dotčené technologie, jmenovitě SDH (pouze stávající ONS 15454) a PDH (dokud jsou využívány), PSN na bázi MPLS a včetně systémů GSM-R. Konsolidace zajistí potřebnou stabilitu a dostupnost (frekvenční složky) synchronizace na všech využívajících technologiích jako nutnou podmínku stability a dostupnosti přenosových (infokomunikačních) služeb. Segmentované řešení dovolí pro každou technologii a/nebo geografickou oblast spolehlivou (zálohovanou) referenci z nadřazených systémů a využití pro technologii optimálních funkcí a protokolů šíření, maximalizujících stabilitu a minimalizujících dobu zotavení po poruchách, zvyšujících řiditelnost a dohledovatelnost synchronizačních mechanismů a zjednodušujících plánování při nutných změnách v síti. Synchronizaci přenosové sítě bylo nezbytné realizovat s nejvyšší prioritou, neboť od synchronizace celé přenosové sítě včetně systémů GSM-R se odvíjí další její rozvoj. Důvody nasazení síťové synchronizace a požadavky kladené na přenosovou síť SŽDC: Důvody: synchronizace časového multiplexu (TDM), eliminace paketového jitteru stabilizace zpoždění přenosu, časová nebo kmitočtová koordinace různých zařízení, šíření přesné časové složky (TOD). Požadavky: jitter, wander a stabilita taktů v mezích ITU-T G.823/G.824, tolerance ke ztrátovosti paketů alespoň 5 %, podpora hold-overrežimu a vyhledání náhradní reference, rozsah zachycení synchronizace alespoň ±10/50 ppmv případě plesiochronního přenosu. 104

105 5. DALŠÍ ROZVOJ PŘ ENOSOVÉ SÍTĚ SŽDC Základní koncepce technického řešení je založena na výstavbě a dobudování základní architektury přenosové sítě DWDM a MPLS v síti SŽDC, aby plně pokrývala potřeby navyšování kapacit v celém profilu sítě SŽDC. Koncepce přenosové sítě DWDM bude navržena na přenosovou rychlost 10 G s tím, že tato síť bude připravena v budoucnu i na rychlost 100 G. Do stávající přenosové sítě DWDM budou doplněny nové lokality, které zajistí ve spolupráci s MPLS sítí vysokorychlostní připojení do dalších významných lokalit, zejména do významných železničních stanic a RDP. V lokalitách, ve kterých je dnes umístěno zařízení DWDM bez vyvedeného provozu (opakovač) bude toto zařízení funkčně doplněno (upgrade) na plnohodnotný uzel DWDM s vyvedeným provozem. Veškeré nově doplňované zařízení bude zpětně kompatibilní se stávajícími uzly a všechna nová zařízení budou podporovat přenos synchronizace, která je řešena v rámci související investiční akce. Základní koncepce přenosové sítě MPLS bude spočívat v doplnění rozšíření stávající MPLS sítě o nové P, PE a CE zařízení do definovaných lokalit s připojením do páteřní vrstvy a tím vytvoření fyzické redundance boxů a celé přenosové sítě, která bude přinášet větší ochranu před výpadkem. 105

106 NOVÉ TRENDY V PŘENOSOVÉ TECHNOLOGII CISCO Ing. Martin Škvor Clarystone s.r.o. 1. ÚVOD V tomto příspěvku představíme stručně nejzajímavější nové technologické novinky v řadách přepínačů Cisco Catalyst. 2. PŘ EPÍNAČE CATALYST 9000 Nová rodina přepínačů Cisco Catalyst 9000 je navržena pro novou etapu budování LAN sítí, které charakterizujeme pojmem intent-based sítě. Tyto nové sítě se mohou sami učit, přizpůsobovat a dále vyvíjet. Protože jsou navrženy jako intent-based, sítě mohou rozpoznat a potlačit vnější hrozby pomocí segmentace a kryptování, a zároveň se mohou sami v čase učit a měnit. To umožňuje uživatelům a organizacím využívat lépe technologické možnosti síťových prvků, zlepšovat bezpečnost a provozovat sítě efektivněji než dosud. Rodina Cisco Catalyst 9000 využívá známý Cisco IOS XE 16 a programovatelnou ASIC technologii jako v drážní síti dnes používané switche řady Catalyst 3850 a Přidává např. vývojové nástroje DevOps toolkit pro podporu otevřeného programování, analytiku a telemetrii. Můžeme tak nyní dosáhnout všech pokročilých L2 a L3 funkcí v násobně vyšší kapacitě. Nejzajímavějšími modely jsou pro nás řady 9200, 9300 a Přepínače Catalyst 9200 Přepínače Catalyst 9200 poskytují řadu nových bezpečnostních funkcí které chrání hardware, software i data, která jsou přepínačem přenášena. S podporou PoE+, redundance, stackování, rychlosti do 160Gb, modulárními moduly a podporou L3 jsou přepínače Catalyst 9200 a 9200L nástupci dnešních populárních přepínačů 2960 a 2960X. Hlavní vlastnosti switchů řady Catalyst 9200 a 9200L: max. 48 portů Power over Ethernet Plus (PoE+), redundantní napájení, větráky, a modulární uplink moduly, flexibilní uživatelské porty pro data, PoE+ nebo mgig, stackovací možnosti, podpora do kapacity 160 Gb, 106

107 pokročilé kryptování s AES-128 MACsec mechanismem, layer 3 funkce včetně OSPF, EIGRP, ISIS, RIP, pokročilý monitoring pomocí NetFlow, cisco Software-Defined Access (SD-Access): zjednodušená implementace a provoz díky Cisco Identity Services Engine (ISE), jednotný systém pomocí Cisco DNA Center. Ukázka možnosti zdvojeného napájení Catalyst Přepínače Catalyts 9300 Přepínače Cisco Catalyst 9300 jsou základním prvkem nové generace podnikových přepínačů. Tyto stackovatelné přepínače jsou připraveny v množství konfigurací včetně datových, univerzálních UPoE a Multigig modulů. Poskytují přepínací kapacitu do 640 Gbps v jednom nebo až 5.2 Tbps (stackováním) v 8-mi zařízeních se chováním jako v jednom logickém přepínači. Řada poskytuje škálu síťových modulů s podporou rozhraní 40 Gigabit Ethernet (40G) QSFP+, 25G SFP28,10G SFP+ či 1G SFP pro propojení s různými agregačními nebo páteřními routery. Řada Catalyst 9300 obsahuje níže uvedené přepínače, s variabilitou rychlostí a portů pro typy aplikací: Datové přepínače C T - 24x 10M/100M/1G Ethernet portů C T - 48x 10M/100M/1G Ethernet portů PoE+ přepínače C P - 24x 10M/100M/1G Ethernet portů C P - 48x 10M/100M/1G Ethernet portů UPOE přepínače C UP - 24x 10M/100M/1G Ethernet portů C UP - 48x 10M/100M/1G Ethernet portů Multigigabit Ethernetové přepínače s UPOE C UX - 24x 100M/1G/2.5G/5G/10G Ethernet C UXM - 36x 100M/1G/2.5G Cu portů a 12x 100M/1G/2.5G/5G/10G Ethernet portů C UN - 48x 100M/1G/2.5G/5G Cu portů Všechny přepínače jsou s možností uplinkových modulů. 107

108 Modulární síťové moduly Catalyst Přepínače Catalyts 9400 Přepínače Cisco Catalyst 9400 jsou pokročilou modulární platformou pro přístupovou, distribuční a páteřní síť a tvoří základní stavební blok pro SD-Access základní architekturu Cisco pro podnikové sítě. Catalyst 9400 umožňuje realizovat výkonné řešení s vysokou dostupností (HA), redundancí a upgrade možnostmi za běhu zařízení. V jednom zařízení umožňuje připojení až 384 přístupových prvků přes metalické 1G, mgig, Cisco UPOE+, UPOE, PoE+ nebo optiké 1G rozhraní. Pro agregaci jsou zde připravené optické 1/10 G porty s využitím SFP i ze stávajících přepínačů. Platforma podporuje pokročilé routovací služby, SD-Access i virtualizaci infrastruktury. Maximální počty portů v řadě Catalyst PRŮ MYSLOVÉ PŘ EPÍNAČ E Nová řada přepínačů IE3X00 pro průmyslové prostředí přináší mnoho novinek a vylepšení jako je modulární konstrukce či škálovatelnost až do 26 portů. Kompaktní, odolné řešení s optimalizovanou velikostí, spotřebou a výkonem. Možnost až do 16 PoE+ portů, podpora Cisco SDA a DNA. 108

109 IE3200 IE3300 IE3400 Kompaktní a Kompaktní a Modulární řešení pevná konfigurace modulární řešení s pokročilými funkcemi Jaké jsou hlavní přínosy průmyslových přepínačů nové řady 3X00? Robustní průmyslová konstrukce: o Jsou navrženy do náročného prostředí s velkými teplotními výkyvy (od -40 do +75 C). o Přirozené chlazení, bez větráků, žádné pohyblivé součástky zaručující dlouhou životnost. o Odolnost proti vibracím, výbojům a šumu. Rozhraní Gigabitového Ethernetu o Poskytuje bezpečné rozhraní pro vysokorychlostní aplikace v průmyslovém prostředí. o Kombinuje až 10 portů Gigabitového Ethernetu (2x SFP uplinks + 8x 1 Gb RJ45 nebo or PoE). o Rozšiřitelná do 26 portů GE připojením jedním z 8mi kompatibilních modulů. Vysoká hustota průmyslových Power over Ethernet (PoE) portů o Podpora až do 16 PoE or PoE+ portů. o Minimální kabeláž, distribuční panely, jištění. o Malý prostor pro instalaci, minimální tepelné ztráty. 4. DNA Ruku v ruce s pokrokem v oblasti hardware společnost Cisco přináší nové přístupy v oblasti software. Tradiční sítě orientované na hardware, manuální zabezpečení a zaměřené na sítová data dnes neobstojí vůči nárokům kladených na moderní digitální sítě. Moderní sítě budou řízeny požadavky digitálního světa, softwarovým přístupem, automatizací, nativním zabezpečím a proaktivním monitoringem. Toto je vize se kterou společnost Cisco zavádí softwarový model do svých síťových řešení - Cisco Digital Network Architecture (Cisco DNA). 109

110 Tyto inovace Cisco v oblasti software jdou ruku v ruce s novými formami licencování a využívání software. DNA tak představuje nové softwarové možnosti pro zajištění větší inteligence a bezpečností sítě pomocí Cisco DNA předplatného licencování software pro přístupové switche. Softwarový model subskripce na 3,5 nebo 7 let ve třech úrovních služeb 110

111 EMULACE E1 V TECHNOLOGII MPLS Petr Boček, Libor Knechtl, Martin Prokeš TTC MARCONI s.r.o. Abstrakt: Příspěvek shrnuje hlavní výsledky pětileté etapy přípravy a pokusného nasazení přenosů E1 v síti MPLS SŽDC. V úvodu popisuje přetrvávající důvody jejich využití a základní soubor norem, který přenosy reguluje, ale hlavní pozornost věnuje důležitým, dodnes zcela nedořešeným aspektům těchto přenosů, které komplikují přechod těchto služeb z dosluhujících sítí SDH. Základem publikovaných poznatků je zejména vlastní intenzivní účast autorů v laboratorním testování a ověřovacích provozech přenosů E1. Ty z nich, které byly vedeny ve spolupráci se SŽDC a ČD-Telematikou, jsou stručně shrnuty v závěru příspěvku. Ačkoli jsou synchronní datové toky, jejichž reprezentantem v Evropě je 2Mbit/s (E1), základním formátem přenosových systémů TDM (Time Division Multiplex časový multipex), jsou doposud dobré důvody, proč se jejich transportem zabývat i v paketových transportních sítích. Nejde jen o podporu systémů, jejichž životnost ještě není ukončena a nemají přijatelnou náhradu s přímou paketovou komunikací. Jsou i důvody technické. Synchronní přenos velmi účinně eliminuje jitter, vznikající ve frontách paketových systémů, protože informační prvky jsou z výstupních bufferů čteny nezávisle na čase příjmu. Je-li obnova taktu kontinuální v delším časovém měřítku, je zároveň účinně stabilizováno transportní zpoždění takového přenosu, na čemž je mnoho systémů na aplikační úrovni závislých. Synchronní přenos v zásadě šíří (relativní) čas a fázi, a to s poměrně dobrou přesností fázové odchylky v toleranci pouhých 18s (u sítí konstruovaných záměrně pro šíření synchronizace dokonce 4s). Rovněž taktující frekvence jsou poměrně přesné - řádově 10ppm s (relativním) časem od nich odvozeným s chybou řádově 1s/den. Přenos digitálních synchronních formátů dat je v současné etapě standardizován ze dvou stran. Systémy založené na TDM pracují podle poměrně komplexních standardů ITU-T pro vlastní technologie PDH a SDH (řady doporučení G.730 až G.759, G.707, G.781 až G.784), časovým charakteristikám přenosu se věnují doporučení řady G.810 až G.826. Doporučení ITU-T jsou obecně konzistentní a zejména pro SDH technologii velmi detailní, využívající přesný, pro ten účel speciálně vytvořený popisný systém. Přenos těchto datových formátů v paketovém prostředí (PSN - Packet Switched Networks) je, stejně jako další klíčové aspekty PSN, standardizován dokumenty IETF (RFC) v rámci technologií pro tunelování protokolů (L2TP, pseudowire / PW, resp. MPLS). Je definováno několik režimů přenosu, každý vlastním standardem - nestrukturovaný (bitově transparentní) režim podle RFC4553, strukturovaný přenos CESoPSN (RFC5086), a přenos TDMoIP (RFC5087), pracující na rozdíl od předchozích bez použití PW, s formáty převzatými z technologie ATM. Časové charakteristiky ale standardizací IETF RFC dostatečně podchyceny nejsou, ty opět v návaznosti na IETF standardizovalo ITU-T (řada G.8260), vesměs převzetím a nutnou adaptací technik a charakteristik z TDM světa. Rozdílnou standardizací došlo v některých aspektech k inkonzistenci chování přenosových kanálů, realizovaných technikami TDM a PSN, která má negativní dopady na spolupráci obou přenosových technologií. Jedná se zejména o chování interface při přerušení přenosového kanálu a během aktivace / deaktivace síťových záloh. Shora zmíněné, samostatně standardizované režimy přenosu mají následující specifika a podmínky použití: Strukturovaný přenos mapuje rámce synchronního formátu do paketů s ohledem na jejich hranice, obvykle vcelku. To dovoluje processing datového toku i během 111

112 přenosu přímým přístupem do paketů. Tak lze realizovat některé užitečné funkce, jako např. distribuovaný cross-connect TDM kanálů, eliminaci informační výplně (paddingu), nebo inteligentní ošetření poruch přenosu a možnost přinést oproti PDH/SDH rozšíření funkcionalit. Nestrukturovaný přenos mapuje rámce synchronního formátu do paketů bez ohledu na jejich hranice, často i jako necelé fragmenty, takže processing přístupem do transportovaných paketů není možný, přenos je zato ale maximálně transparentní. Synchronní mapování datového toku pracuje s datovými toky v síti synchronními se síťovým taktem. K jeho šíření lze využít techniky hop-by-hop na fyzické vrstvě, jako je SyncE, které nejsou ovlivněny PDV (Packet Delay Variation nestabilita zpoždění) a jsou lépe projekčně i provozně zvládané. Jednotně synchronizované datové toky lze využít i k šíření synchronizace na klientské systémy. PDH ani SDH systémy ale až na výjimky v takovém režimu v minulosti nepracovaly, takže přechod na (síťově) synchronní režim je zásadní změnou, vyžadující minimálně rekonfiguraci klientských zařízení. Při asynchronním mapování (přesněji plesiochronním) pracuje každý datový tok s vlastním taktem, jehož odchylka od normálu nepřekročí určitou mez. Obnova taktu probíhá individuálně při každé depaketizaci a může, ale nemusí využívat síťového taktu, který ve druhém případě vůbec nemusí být sítí šířen. Pak ale lze využít jen techniky založené na příjmu paketů, obvykle složitější a principiálně ovlivněné PDV. Implementace nestrukturovaného přenosu a synchronního mapování je typicky jednodušší, obnova taktu ve více instancích při asynchronním mapování naopak při obvykle volených kompromisech (menší počet bloků obnovy, absence síťové vrstvy řízení synchronizace a často celé PSN) omezuje škálování. Nestrukturovaný a asynchronní přenos představují pokračování technik, se kterými pracovaly PDH i SDH systémy, takže na úrovni klientských systémů nevyžadují prakticky žádné zásahy. Implementací těchto technik a jejich postupným nasazováním vykrystalizovaly konkrétní problémy, které jsou předmětem vyhodnocování technologií, detailního testování a také důvodem různých funkčních rozšíření, implementovaných jednotlivými výrobci. Patří k nim: Topologické odlišnosti, zde konkrétně nové logické topologie paketového šíření taktu (PTP, ACR). Systémy SDH historicky sířily síťovou synchronizaci hop-by-hop a využívaly pro zálohu šíření reverzovatelné polokruhy a tuto techniku přejal i synchronní Ethernet (SyncE), který je rovněž technikou šíření na fyzické vrstvě. Pro paketové techniky je naopak základním schématem end-to-end (přesněji hub-andspoke) v rámci omezené domény, což vyžaduje nové metody návrhu synchronizace a přístupy k provozu sítí, zejména diagnostice poruch. Většina sítí se ukazuje nepřipravená pro přenos synchronních dat kvůli slabému uplatnění politik QoS, které jsou však jediným dostupným nástrojem na omezení PDV a tedy dosažení uspokojivých parametrů přenosu. Překážkou uplatňování politik QoS je především náročnost na management, daná absencí potřebných nástrojů i nejednotností implementace schedulingu, takže jsou navrhovány, ověřovány a zaváděny pod časovým tlakem až společně s přípravou přenosu synchronních dat. Závislost datové nadbytečnosti (overhead) a latence přenosu, vznikající tím, že režie (podíl záhlaví na datovém toku) s délkou paketu klesá, zatímco latence je zdola omezena serializačními časy a prodlevou paketů v dejitter bufferech, které rovněž s délkou paketu rostou. Pro asynchronní mapování je kompromis komplikován dalším faktorem dovolenou odchylkou taktu (offsetem), omezenou potřebnou délkou dejitter bufferů během ustavení synchronismu u ACR obnovy (acquisition phase) a tím opět vázanou na dosažitelnou minimální latenci přenosu. Zatímco předchozí závislost poměrně přesně 112

113 sleduje teoretické propočty, závislost mezi offsetem a zpožděním pro konkrétní technologii nezbývá, než empiricky zjišťovat. Dosažení dob aktivace zálohy (záložní cesty paketů) srovnatelných s technologiemi TDM, obvykle koncentrované do formálního požadavku na 50ms. Příčinou typicky delších časů u PSN je jak vlastní schéma zálohy, tak časové měřítko jednotlivých fází zálohovacího pochodu. Zatímco TDM techniky využívaly zásadně předdefinovanou záložní cestu (jejíž aktivace je problém složitosti O(n), kde n je počet zúčastněných uzlů), pro PSN je nativní přesměrování, které je pochodem složitosti minimálně O(n 2 ), takže podstatně hůře škáluje do potřebných rozsahů sítě. Tento faktor eliminují předefinované záložní cesty, realizované v PSN technikami LFA, RSVP, PW backup, apod. Časovým měřítkem je nejvíce ovlivněna doba vlastní detekce poruchy cesty - zatímco TDM systémy pracovaly typicky s periodou us, aktuálně zaváděné mechanismy OAM v PSN pracují s periodou 3,33 až 100ms (BFD, Eth OAM), nativní mechanismy dokonce spoléhají na timeouty směrovacích tabulek, které jsou podle použitého protokolu řádu 100ms-10s. Problémy signalizace neprovozních stavů přenosu jsou hlavním důsledkem inkonzistencí mezi přenosovými mechanismy definovanými ITU-T a IETF. Zatímco ITU-T standardy ve většině případů zajistí velmi rychlou náhradu porušeného datového toku signálem AIS, IETF standardy pro krátkodobé výpadky přenosu stanovují odlišnou náhradní výplň (padding), typicky cílenou na zamaskování výpadku v informačním obsahu. Klienti přenosu, konstruovaní podle standardů ITU-T, takový obsah typicky dezinterpretují a výsledkem je chybějící nebo nesprávná alarmová signalizace a selhání případných navazujících zálohovacích mechanismů na straně klienta nebo spolupracující sítě SDH. Nekonzistentní signalizací stavu přenosu mohou některé implementace záloh naopak maskovat přepnutí na záložní cestu natolik, že klient tuto změnu nezaznamená, ačkoli se mohly změnit některé charakteristiky přenosu, především zpoždění. To se může projevit např. skluzem na strukturovaném přenosu, způsobujícím potenciálně nedetekovanou blokovou chybu, nebo selháním mechanismů kontrol zpoždění u klienta. Dopad takového přepnutí je vždy nutné posuzovat pro konkrétní aplikaci a implementace by měly mít mechanismy, jak mu v případě potřeby předejít (odpovídající signalizace, hold-off přepnutí, apod.) Jak již bylo řečeno, všem shora diskutovaným aspektům je věnována pozornost během prováděných testů a ověřovacích provozů. Ty jen ve spolupráci se SŽDC představují již minimálně pětiletou společnou zkušenost. Klíčovými akcemi tady byly Ověřovací provoz E1 na MPLS na polygonu Všetaty - Nymburk Lysá n/l v r.2015 a jeho přípravné laboratorní testy, vedené v TÚ TTC MARCONI s.r.o. v r.2014, ověřovací provoz E1 pro BTS systému GSM-R na polygonu Praha Milovice v r.2017, a aktuálně (srpen říjen) jsou i probíhající laboratorní testy, vedené ve společném labu SŽDC Pernerova v rámci projektu Konsolidace synchronizace sítí SŽDC. Na výsledcích této série je možné dobře demonstrovat jak důležité aspekty provozu E1 přes MPLS sítě, tak trendy a pokroky implementace v daném období: Specifikům asynchronního přenosu E1 (v provozu SŽDC telefonní služby systémů ISDN), který byl na sítí využívané technologii MPLS doimplementován až v průběhu posledních 5 let, se systematicky věnovaly zejména testy v rámci OP Milovice. Zkušenosti z nich, i z testování v jiných odvětvích, pomohly najít odpovídající typovou konstrukci takových okruhů E1 (typy karet, nastavení) a vyhodnotit soubor služeb, který je s ohledem na závislost latence a offsetu taktu v tomto režimu provozovatelný. Testy chování běžných schémat schedulingu (QoS) s 2 až 4 frontami, z toho jednou prioritní, a dopad provozu nižší priority na přenos prioritních toků E1 byly součástí všech jmenovaných akcí a v maximálním přiblížení modelovaly reálnou strukturu provozu s toky E1 pro ochrany trakční soustavy, telefonii a GSM-R (vše prioritní 113

114 provoz), DŘT (provoz střední priority) a ostatní provoz běžné priority s možností potlačení přenosů s vysokými nároky na pásmo (CCTV) během vybraných provozních stavů. Dosažené velmi konzistentní výsledky ukazují, že tato schémata jsou pro zajištění provozu okruhů E1 dostatečná, pokud budou v síti systematicky a plošně uplatňována. Testy vybraných protokolů pro rychlou zálohu (přesměrování) provozu při poruchách v síti s ohledem na minimální dosažitelnou dobu výpadku, a to jak v homogenních sítích MPLS, tak v prostředí přenosu okruhů E1 mezi sítěmi MPLS a SDH, byly opět součástí všech zmíněných akcí. Potvrdily zkušenost z jiných odvětví, že spolupráce sítí MPLS a SDH není v tomto ohledu plnohodnotná. Pro nasazení proto musela být odladěna kompromisní schémata s akceptovatelnými vlastnostmi. Nejsložitější je zatím situace v případě zálohování kritického provozu klientskými systémy (schémata 2+0, aplikovaná např. u provozu GSM-R), zatíženého nedostatky v signalizaci provozního stavu služeb, kterým se věnovaly jen ty akce, u kterých to dovoloval provozní režim. V rámci OP Milovice se podařilo porovnat chování více verzí SW pro dotčená zařízení, které potvrdilo, že vývoj v tomto bodě stále není ukončen. Vylepšení, implementovaná výrobci ve sledované pětileté periodě, jsou podle výsledků stále nedostatečná a výpadky služby v těchto schématech zůstávají řádově delší, než při přenosech po technologii SDH. Závěrem lze konstatovat, že přenosu E1 po sítích MPLS je potřeba stále věnovat pozornost. Minimálně v několikaletém horizontu bude přetrvávat provozní potřeba takových přenosů, které ale budou realizovány zařízeními s dále se vyvíjející funkcionalitou, postupně eliminující problémy odhalené dosavadním provozem. Již v současném stavu je možné najít pro všechny služby v železničním provozu, využívající datový formát E1, provozně akceptovatelný způsob jejich zajištění na technologii MPLS společně s nativními službami paketovými. Nutnými podmínkami toho jsou ale zohlednění maximálních dosažitelných parametrů přenosu a jejich závislostí a také plošné uplatnění alespoň základních politik QoS v přenášející síti. 114

115 ZoKB A JEHO DOPADY DO INFRASTRUKTURY SŽDC Ing. Rostislav Vodrážka ČD - Telematika a.s. 1. LEGISLATIVA 1.1 Zákon o Kybernetické Bezpečnosti (dále ZoKB) zákon č. 181/2014 Sb., v platnosti od , nabývá účinnosti dne Cílen na: KI státu, významné informační systémy spravující osobní údaje velkého množství lidí. 1.2 Vyhláška č. 82/2018 Sb. (dále VoKB) Pojednává o: bezpečnostních opatřeních, kybernetických bezpečnostních incidentech, reaktivních opatřeních, stanovení náležitostí podání v oblasti kybernetické bezpečnosti. 1.3 Vyhláška č. 317/2014 Sb. Pojednává o významných informačních systémech a jejich určujících kritériích, která stanovuje významné informační systémy a jejich určující kritéria 1.4 Nařízení vlády č. 432/2010 Sb. Kritéria: podle počtu možných obětí, podle ekonomického dopadu, podle dopadu na veřejnost. Určuje infrastrukturu SŽDC jako prvky KI Železniční infrastruktury celostátní dráha, systém správy a organizace řízení železničního provozu na železniční síti České republiky. 115

116 2. DEFINICE ROLÍ DLE ZOKB, Role SŽDC role Správce Informačního a komunikačního systému KII SŽDC, O 30 zpracován dokument Politika systému řízení bezpečnosti informací (SŘBI) SŘBI stanovuje: cíle bezpečnosti informací, řízení dokumentace, provádění auditů kybernetické bezpečnosti, provádění přezkoumání SŘBI, postupy pro zlepšování SŘBI. Organizační působnost SŘBI všichni zaměstnanci SŽDC, osoby a organizace provádějící smluvní činnosti na komunikačních nebo, informačních systémech SŽDC. Systém řízení bezpečnosti informací se vztahuje na všechny ICT systémy ve správě SŽDC, zajišťované externě smluvními vztahy. Provozuje Helpdesk pro hlášení bezpečnostních události / incidentů (i podezření) e mailem: helpdesk@szdc.cz telefonem: Manažer KB SŽDC dále provádí hlášení na NÚKIB 2.2 Role ČDT role Provozovatele Informačního a komunikačního systému KII vztahuje se na systémy smluvně provozované, přebírá povinnosti Provozovatele vyplývající ze ZoKB, informuje Garanta SŘBI o událostech / incidentech, předkládá návrhy na zlepšení kybernetické bezpečnosti, spolupracuje při auditech, plní roli kontaktní osoby provozovatele KII pro NÚKIB. 116

117 3. OBLASTI BEZPEČ NOSTI DATOVÉ SÍTĚ SŽDC 3.1 Segmentace infrastruktury Segmentace sdílené LAN/WAN infrastruktury na úroveň úplného logického oddělení komunikací jednotlivých společností určení garantů / správců jednotlivých síťových segmentů, dokončení zmapování koncových segmentů (LAN), návrh rozčlenění dle organizačních složek na úrovni oddělených síťových segmentů, VLAN a VRF, jejich konsolidace, specifikace případných požadavků na výměnu koncových aktivních prvků, vytvoření migračního plánu. 3.2 Vytvoření nové DMZ vytvoření nového sdíleného prostředí DMZ zóny, jedna společná technické platforma, oddělení virtuálních bezpečnostních bran dle jednotlivých společností, oddělené DMZ pro jednotlivé společnosti, vybudování nového přechodu do veřejného internetu, správa uživatelských i technologických VPN, vysoká propustnost 10 Gbps, redundantní řešení, správa logů / událostí. 3.3 Služba řízení přístupů do infrastruktury Způsob, jak připojit do sítě pouze oprávněného uživatele a zařízení, technologie IEEE802.1X, dnes ověřování zpravidla probíhá jen u WiFi přístupu, ověření připojení pevné i bezdrátové konektivity, platforma zajišťující službu ověření dnes Cisco ACS nebo aktuálně ISE, požadavky na HW (síťové prvky) upgrade, úprava konfigurace, definovat pravidla a procesy pro autentikaci a autorizaci, definice pravidel pro výjimky. 3.4 Log Management komplexní zpracování provozních dat, archivace veškerých logů pro pozdější (nejen) bezpečnostní analýzu, 117

118 3.5 Management bezpečnostních informací a událostí (SIEM) vhodná nadstavba nad Log Managementem, vhodný nástroj pro automatické zpracování dat, korelace událostí apod., detekce příznaků bezpečnostních událostí / incidentů. 3.6 Privileged Access Management (PAM) PAM (Privileged Access Management) je nástroj pro správu přístupových oprávnění k jednotlivým částem (prvkům) infrastruktury. bezpečný přístup k technologii, řízení a monitorování aktivit interních i externích provozovatelů, definice přístupových rolí, přidělování jen nezbytně nutného oprávnění, efektivní správa a ochrana hesel. 118

119 LEGISLATIVNÍ DOPADY ZoKB NA PROVOZOVATELE KLÍČOVÉ INFRASTRUKTURY Ing. Roman Rous ČD - Telematika a.s. 1. POUŽITÉ ZKRATKY KBI: Kybernetický bezpečnostní incident KII: Kritická informační infrastruktura KBU: Kybernetická bezpečnostní událost NYSE: New York Stock Exchange SIEM: Security Information and Event Management VoKB: Vyhláška k Zákonu o kybernetické bezpečnosti ZoKB: Zákon o kybernetické bezpečnosti 2. VLIV ZÁKONA NA Č INNOSTI SPRÁVCE KII ZoKB, a obecně i principy náležité péče due care a náležité opatrnosti due dilligence, ukládají správci KII významné povinnosti. Rád bych Vám představil svůj přístup na plnění těchto povinností na konkrétním, systematickém příkladu. VoKB vychází z obecných norem a postupů týkajících se kybernetické bezpečnosti, především ISO řady 27000, ale stále je to především právní dokument. Právnické formulace jsou pro většinu technických odborníků obtížně uchopitelné. Navíc normy samotné (zprostředkovaně tedy i VoKB) pokrývají širokou škálu procesů a oblastí organizace společnosti. Množství a komplexnost opatření, které musí management kybernetické bezpečnosti implementovat, je tedy vysoká. 3. APLIKACE ZÁKONA A VYHLÁŠKY Z výše zmíněných důvodů se pokusím logiku, účel a užitečnost VoKB demonstrovat na modelovém příkladu (business case) Záznamu událostí ( 22 VoKB), detekce KBU ( 23 VoKB), analýzy KBU a případné identifikace KBI ( 24 VoKB). V oblasti systematického zpracování KBU, nebo přesněji Security Information and Event Management (SIEM) osobně vnímám významnou zranitelnost existujících systémů řízení kybernetické bezpečnosti, a to nejen v České republice, ale celosvětově. Z případů z poslední doby bych vybral incident, který se stal v síti hotelů Mariott v roce 2019, kdy unikly údaje o půl miliardě údajů platebních karet. Problémem byl samozřejmě samotný únik. Ale asi ještě větším problémem bylo, že k úniku došlo pravděpodobně již v roce Přesně se to neví, záznamy nejsou. Manažeři příčinu jen odhadli na dobu, kdy došlo ke spojení se společností Starwood a propojení s jejich informačním systémem. Investoři na NYSE zprávu o úniku "ocenily" poklesem ceny akcií o více než 5 %, tedy poklesem hodnoty společnosti o téměř pět miliard dolarů. 119

120 3.1 Krok první Politika Prvním úkolem manažera kybernetické bezpečnosti je formulace SIEM politiky. Politiku je třeba vnímat jako vrcholový dokument, který je přímou aplikací VoKB na firemní prostředí. V našem modelovém příkladu tedy aplikace na rozsah, aktiva a manažerské odpovědnosti organizace. Oblasti, které by měla politika zaměstnancům pokrývat, jsou: Odpovědnost za správné fungování SIEM dle schválených standardů. Relevantní rozsah pro SIEM vycházející z rozsahu systému popsaného ve vrcholové politice. SIEM např. nepokryje fyzickou bezpečnost nebo vzdělání zaměstnanců. Souvislost mezi úrovní požadované bezpečnosti (ochrany) podpůrných aktiv a nároky na SIEM. Např. může platit, že aktiva s kritickou dostupností mají vyšší úroveň požadované dostupnosti a tedy vzniku "alertu". Aktiva s kritickou důvěrností mohou "alertovat" každou změnu oprávnění atp. Kritickým aktivem je i samotný sběr a vyhodnocování logů, proto by měla politika definovat i zásady pro zajištění jejich správné funkčnosti a ochrany. Např. kontrola funkčnosti logování, kontrola sběru na centrální místo, zálohování a retence zdrojových dat i dat po zpracování. Politika by měla být stručná, tvořena se záměrem pokrýt podstatné oblasti bezpečnosti informací. Politika je strategickým dokumentem, který by se neměl měnit v případě změn procesů, standardů nebo technologií. Právě zaměření na podstatu a strohost, srozumitelnost a jednoznačnost formulací k neměnnosti přispívá. Bohužel tvorba stručné, srozumitelné a jednoznačné formulace není jednoduchý úkol. Snadné řešení neexistuje. Funkčnost politiky je potřeba pravidelně ověřovat. V případě, že politika není naplňována a žádná opatření vynucující její naplnění nezabírají, je potřeba politiku změnit. Ideální je před jejím zveřejněním a účinností provést simulaci. Tedy se zkusit zamyslet jak konkrétně bude politika naplňována, vynucována a kontrolována. 3.2 Krok druhý Formulace rizik Druhým krokem v procesu implementace SIEM je identifikace a analýza relevantních aktiv a rizik. Riziko zjišťujeme posuzováním vzájemného vztahu tří složek: Hodnota aktiva nám umožňuje ocenit, jak se našeho fungování dotkne ztráta nebo významné narušení bezpečnosti (důvěrnosti, integrity, dostupnosti) konkrétního aktiva; kolik nás tedy např. v nákladech nebo v důvěryhodnosti společnosti může stát zveřejnění osobních údajů zákazníků (např. dle GDPR až 4 % tržeb, ale to nemusí být konečný účet). Hrozba je obecnou (vnější) vlastností daného aktiva. Hrozba je vždy přítomná a projevuje se konkrétními útoky, přírodními událostmi a lidskými chybami; hrozbou může například být sdělení soukromého hesla k databázi osobních údajů třetí osobě. Zranitelnost je plně v naší moci a konkrétní slabostí naší ochrany daného aktiva. Teprve expozice hrozby prostřednictvím naší zranitelnosti ohrožuje hodnotu našeho aktiva. Pokud tedy výskyt hrozby (událost) vedl ke ztrátě hodnoty aktiva, odhalil tím naši zranitelnost. Např. třetí osoba si díky cizímu heslu stáhne a zveřejní databázi osobních údajů. Riziko vždy snižujeme pomocí snížení naší zranitelnosti. V případě SIEM můžeme např. sledovat úspěšné přihlášení k databázi osobních údajů z netypických lokalit pro daného uživatele. Naším aktivem je celá KII. Bohužel toto aktivum je velmi široké, zahrnuje obrovské množství různorodých prvků. Pokud máme kvalitní zdroje informací (v rámci Configuration managementu), můžeme provést ocenění. Pokud informace nemáme, můžeme začít 120

121 zamyšlením nad relevantními hrozbami a jejich potenciálním dopadem v kontextu předmětu projektu (SIEM). Vyjít můžeme ze zranitelností a hrozeb definovaných ve vyhlášce: Hrozby (1) Porušení politiky, neoprávněné činnosti, zneužití oprávnění (3) Zneužití identity (4) Zneužití, neoprávněná modifikace informací (15) Cyber attack (grudge, kiddie, u KKI i APT!) Zranitelnosti: (8) nedostatečné monitorování (12) nedostatečná míra nezávislé kontroly (13) neschopnost včasného odhalení pochybení ze strany zaměstnanců Pokud již máme v provozním logu události a jejich analýzy z minulé doby, můžeme pro pojmenování hrozeb a zranitelností tyto informace použít. Analýza rizik je obecně velmi obtížná disciplína a čím méně máme skutečných projevů (událostí) a škod, které dokládají relevantnost rizika, tím méně přesné výsledky nám analýza dá. Při pojmenování v SIEM adresovaných hrozeb a zranitelností je třeba mít na paměti poměr false positive a false negative bezpečnostních událostí. Budeme-li mít mnoho zachycených událostí, které však bezpečnostními událostmi nejsou, přestanou operátoři systému věřit. Velké množství false negative událostí, tedy stavu, kdy bezpečnostní událost vůbec nezachytíme, znamená, že systém nefunguje. Řešením této výzvy je implementace pilotního projektu SIEM tak, aby pokrýval pouze rozsah kritických prvků, kterým nejvíc rozumíme a na kterých probíhá největší podíl potenciálně nebezpečné komunikace. Takovými prvky jsou např. firewally do Internetu. Je téměř jisté, že na těchto prvcích nějaké bezpečnostní události budou (takže něco zachytit musíme). S false-positive událostmi se zase rychle vypořádáme řízenou změnou konfigurací, kterou operátoři SIEM zpravidla dobře ovládají. Díky tomuto přístupu vzroste důvěra operátorů v systém a současně jejich motivace a tím i security awareness. Ajťáka motivuje, když se něco konkrétního děje a když toto dění má pod kontrolou. Jakmile proces běží a my začneme zachytávat a zpracovávat KBU, naše zkušenost nám umožní následné přezkoumání rizik udělat mnohem lépe. 3.3 Krok třetí Hodnocení a vypořádání rizik (Opatření) Pokud nejsme schopni se riziku vyhnout nebo jej převést na externí subjekt, je třeba posoudit velikost rizika dle velikosti dopadu, významnosti hrozby a využitelnosti zranitelnosti. Opatření následně formulujeme pro velká (tedy nepřijatelná) rizika. Cílem opatření je snížení rizika na přijatelnou úroveň. Pravděpodobnou strategií vypořádání rizika nedostatečného sledování a vyhodnocování KBU bude zavedení systematického sledování a vyhodnocování provozních událostí. Zadání obsahuje definici rozsahu opatření, v našem případě tedy: logické zařazení prvků (Router, DB server, OS, Aplikace atp.), pokryté technologie (pro síťové prvky např. Cisco, Checkpoint pro server např. Windows server 2012, RedHat 7.x), rozsah prvků, tedy počty prvků dle jednotlivých zařazení a technologií, 121

122 základní informace o topologii, soupis sledovaných událost, očekávané datové toky a očekávané nároky na HW (CPU, RAM, Storage) pro realtime zpracování. Při definici rozsahu je třeba mít na paměti, že riziko fakticky nelze eliminovat, a už vůbec ne tak, že stanovíme maximální možný rozsah. Obrovský rozsah nejen obrovsky navyšuje náklady, ale navíc díky němu vznikají rizika spojená s implementací a provozem. Nicméně v současné době (velkých dat) lze doporučit, aby počet pokrytých prvků byl co nejvyšší, avšak pokrytí určení prvků a technologií spíše menší. Tím nám bude vznikat z hlediska datových struktur relativně homogenní množina (velkých) dat. Systémy AI (Artificial Intelligence umělá inteligence) mají taková data rády. 3.4 Krok čtvrtý Implementace a hodnocení úspěšnosti Po sestavení plánu implementace a provozu opatření a zajištění dostatečných zdrojů dochází k samotné implementaci, zkušebnímu provozu a nakonec rutinnímu provozu dle definovaných SLA. Hodnotit úspěšnost opatření má cenu až v okamžiku, kdy opatření dává nějaké výsledky, tedy v našem případě až v rámci rutinního provozu. Povinnou součástí ZoKB je přezkoumání rizik, v případě nových opatření tedy posouzení nové úrovně rizika vzhledem k očekávání a nákladům opatření. V případě úspěšné implementace Log managementu dochází ke zdánlivě paradoxní situaci, protože roste počet správně registrovaných ( true positive ) KBU. Bylo by však chybou se domnívat, že větší počet KBU je projevem nižší bezpečnosti. Ve skutečnosti každé dobře implementované detekční opatření musí detekovat více KBU. Projevem nižší bezpečnosti by byl vyšší podíl KBI vzhledem ke KBU, anebo vyšší počet neřízených nebo neodhalených rizik, která objeví až audit ISMS. V krajním případě pak neodhalené bezpečnostní incidenty, které vedou přímo ke ztrátě hodnoty aktiva díky porušení důvěrnosti, integrity nebo bezpečnosti (např. výše uvedený případ společnosti Mariott). 4. KONKRÉTNOST NEBO FORMÁLNOST? Na příkladu Log Managementu jsem se pokusil nastínit genezi řešení jednoho z požadavků VoKB na provozovatele KII. Osobně kvalitní systém odhalování KBU pokládám za klíčovou součást, protože jeho zvládnutí a kontinuální zlepšování pomůže v konkrétním uchopení problematiky řízení kybernetické bezpečnosti. Výše zmíněný text, prosím, berte jako můj osobní názor a osobní přístup k problematice vyplývající z mých dlouholetých zkušeností a z mé ajťácké povahy. Každá realizace jakéhokoli opatření nakonec vypadá jinak, než vypadala v plánu (na papíře). Pro moji motivaci a mou praxi bylo důležité, aby se věci hýbaly dopředu. V určitém okamžiku je tedy prostě potřeba přestat s papírováním, vyhrnout si rukávy a trochu se ušpinit skutečnou prací. Přeji v implementaci požadavků VoKB pevné nervy a hodně štěstí! LITERATURA: [1] Mike Chapple, James M. Stewart, Darril Gibson: CISSP Official Study Guide 8th Edition, Indianopolis, USA, 2018 [2] Zákon o kybernetické bezpečnosti č. 181/2014 Sb. [3] Vyhláška o kybernetické bezpečnosti č. 82/2018 Sb. 122

123 C-ROADS CZ POZNATKY Z TESTOVACÍCH PROVOZŮ Jaroslav Hokeš, MBA, RADOM, s.r.o., Ing. Michal Pavel, AŽD Praha s.r.o., Ing. Martin Pichl, Ph.D., Ministerstvo dopravy ČR 1. C-ITS SYSTÉMY A PROJEKT C-ROADS CZ Nové technologie v minulém období již poskytly a i nadále budou poskytovat další příležitosti pro nasazování aktivních prvků bezpečnosti dopravního provozu, pro spolehlivé a bezpečné provozování systémů ITS, což konečný uživatel vnímá tak, že jsou pro něj systémy ITS důvěryhodné. V současné době velmi silně rezonuje téma samořiditelných vozidel. Plně automatizovaná silniční vozidla ještě nejsou běžně nasazována do ostrého provozu, do této doby ještě probíhá testovací provoz těchto vozidel vybavených různými stupni automatizace řízení vozidla. Co je ale nyní aktuální a stává se realitou, je nasazování kooperativních systémů ITS (C-ITS). Systémy C-ITS jsou založené na komunikaci (obousměrné výměně dat) týkající se aktuální situace v silničním provozu, a to jak mezi samotnými vozidly, tak také mezi vozidly a zařízeními na silniční infrastruktuře. Systémy C-ITS přímo nezasahují do systémů řízení vozidla, příslušná reakce je na rozhodnutí (předem varovaného) řidiče. Díky obdržené varovné zprávě může být řidič zavčas informován tak, aby co nejrychleji a co nejlépe (podle jeho schopností) zareagoval na nečekanou situaci v silničním provozu. A to i za snížené viditelnosti, kdyby třeba jinak sám za lepších podmínek reagoval správně a včas. Rozvojem, nasazováním a pilotním testováním již definovaných i nových C-ITS služeb se zabývá projekt C-Roads Czech Republic, dotovaný v rámci programu CEF, č. akce CZ-TM-0188-M (C-ROADS), jehož koordinátorem je Ministerstvo dopravy ČR, byl zahájen v roce 2016 a potrvá až do konce roku AŽD Praha s.r.o. spolu s RADOM, s.r.o. vytvořilo v rámci projektu C-ROADS řešení umožňující nasazení kooperativních inteligentních dopravních systémů pro železniční přejezdy (RSU-RLX). Cílem je ověření možného zvýšení bezpečnosti na přejezdech. Statistiky uvádějí celkem 33 usmrcených a 78 zraněných lidí při 171 střetech automobilů s vlakem na železničních přejezdech v České republice v roce Takto vysoká čísla by mohla být minulostí při implementaci unikátní české aplikace C-ITS do evropského projektu C-ROADS, která dokáže varovat řidiče před blížícím se křížením pozemní komunikace s železniční tratí. Pro praktické ověření navrhovaného řešení byly, ve spolupráci se správcem železniční dopravní infrastruktury SŽDC, s.o., vybrány dva železniční přejezdy pro pilotní instalaci a testovací provozy. Záměrně byly vybrány zabezpečené železniční přejezdy, protože z výše uvedených statistik vyplývá, že nejvážnější nehody vznikají právě na nich. Testování bude ke konci roku 2019 rozšířeno o další dva železniční přejezdy na takzvané Švestkové dráze, tedy na trati č. 113 Čížkovice Obrnice. 2. PRAKTICKÉ NASAZENÍ TESTOVACÍ PROVOZY Realizace testovacích provozů na vybraných železničních přejezdech si klade za cíl ověřit vytvořené řešení a jeho možného vlivu na zvýšení bezpečnosti na přejezdech. Vysílání informací o železničním přejezdu v pásmu ITS G5 a začlenění železničních přejezdů do C-ITS systémů do integrační platformy C-ROADS, je znázorněno na obrázku Obr

124 RSU-RLX Back Office SŽDC Integrační platforma C-Roads CZ Centralizované pracoviště diagnostiky NDIC Schéma komunikací RSU-RLX vs. Vozidlo a C-ROADS Integrační platforma První testovací provoz na trati č. 16 Chrudim Borohrádek byl spuštěn na železničním přejezdu P5013 u obce Úhřetice. Druhý testovací provoz byl spuštěn na trati č. 238 Pardubice Havlíčkův Brod na železničním přejezdu P5328 v obci Horka u Chrudimi. Na takto vybavených železničních přejezdech rádiovým zařízením RSU-RLX jsou v pásmu ITS G5 nepřetržitě vysílány zprávy o železničním přejezdu s dosahem minimálně 240 m. V případě, že vozidlo vybavené C-ITS jednotkou přijme tuto informaci, je tato informace řidiči zobrazena na palubním displeji jako varování o blížícím se železničním přejezdu. Forma způsobu zobrazení a obsah varování v systémech C-ITS určují výrobci vozidel. Pro účely projektu bylo navrženo vlastní řešení. Zobrazené informace závisí na stavu přejezdového zabezpečovacího zařízení. Pokud je přejezdové zabezpečovací zařízení ve výstraze (jelikož se blíží vlak), jsou řidiči varováni například zobrazením piktogramu výstražníku a textovým oznámením POZOR VLAK!, v opačném případě je zobrazováno varování s textovým oznámením JEĎTE SE ZVÝŠENOU OPATRNOSTÍ. Současně je řidič včas informován i o dalších užitečných informacích o přejezdu (např. délka či šířka přejezdu, počet kolejí a jiné). V žádném případě s nesmí zobrazovat pozitivní informace ve smyslu přejezd otevřen apod., jelikož C-ITS systémy nezajišťují funkční bezpečnost, ale jen ochranu ve smyslu informatické bezpečnosti. Nezbytnou součástí testování je i napojení všech RSU-RLX do centrálního monitoringu a správy tzv. Back Office. Každý poskytovatel této služby provozuje vlastní Back Office a ty jsou propojeny prostřednictvím tzv. Integrační platformy, která zprostředkovává přenos specifických zpráv o stavu železničního přejezdu dalším centrálním řídicím a informačním systémům, například Národnímu Dopravnímu Informačnímu Centru (NDIC). Všechny přenášené zprávy jsou chráněny autentizací a šifrováním na nejvyšší možné současné úrovni. 3. PRAKTICKÉ POZNATKY Z TESTOVACÍCH PROVOZŮ Požadované pokrytí oblasti rádiovým signálem v místě železničního přejezdu významným způsobem ovlivňuje vlastní konstrukce anténního systému. Šíření rádiového signálu je ovlivňováno mnoha faktory (např. hustota okolní zástavby, terénní situace, okolní vegetace, a další), které mají vliv na možnost šíření signálu do určité vzdálenosti od železničního přejezdu. Pro účel ověření realizovaného řešení byl vytvořen testovací přípravek umožňující příjem zpráv v pásmu ITS G5 a zobrazení přijímaných informací na displeji přípravku (viz Obr. 2). 124

125 Mobilní testovací přípravek pro use case RSU-RLX Přípravek primárně slouží k prověření příjmu vysílaných zpráv při jízdě vozidlem v měřené vzdálenosti od železničního přejezdu pro: vyhodnocení vzdálenosti možného příjmu vysílaných zpráv z RSU-RLX v závislosti na výše uvedených faktorech (minimálně 240 m), 3íření signálu po obou stranách přejezdu i v případě projíždějícího kolejového vozidla / soupravy, která může svojí konstrukcí zastínit prostor pro šíření signálu z infrastrukturní jednotky RSU-RLX, kontrolu a vyhodnocení změn stavů na železničním přejezdu a jejich včasné zobrazení na displeji ve vozidle, návazné posouzení úrovně pokrytí dané lokality s ohledem na význam přenášené informace a její přínos pro řidiče. 3.1 Testovací provoz P5013 Úhřetice Železniční přejezd (vícekolejný) je vybaven zabezpečovacím zařízením světelným bez závor. Ve vzdálenosti necelých sto metrů od přejezdu se nachází křižovatka ve tvaru písmene T - komunikace je větvena v přibližně kolmém směru na příjezdovou komunikaci k přejezdu. Na obrázku (Obr. 3) je vyznačen prostor, ve kterém je nezbytné zajištění pokrytí signálem vysílaným z RSU-RLX. 180 o 30 o Návrhová koncepce pro šíření signálu na železničním přejezdu P Zdroj podkladu: Google Maps. 125

126 Níže uvedený obrázek představuje měření hodnoty síly signálu v závislosti na vzdálenosti od železničního přejezdu vybaveného RSU-RLX. Hodnota síly signálu v závislosti na vzdálenosti od železničního přejezdu P Testovací provoz P5328 Horka u Chrudimi Chráněný železniční přejezd (jednokolejný) vybavený zabezpečovacím zařízením světelným se závorami. Pozemní komunikace v jednom směru (ve směru z obce) svírá k železničnímu přejezdu úhel přibližně 20. Ve druhém směru (k blízké křižovatce v obci) svírá úhel přibližně 40. Na obrázku (Obr. 5) je vyznačen prostor, ve kterém je nezbytné zajištění pokrytí signálem vysílaného z RSU-RLX. Pokrytí tohoto sektoru je poměrně jednoduché, neboť silnice pokračuje od přejezdu, relativně v přímém směru v ohledu na uvažovaný úhel vyzařování antény. 30 o 30 o Návrhová koncepce pro šíření signálu na železničním přejezdu P Zdroj podkladu: Google Maps. 2 Zdroj podkladu: Google Maps. 126

127 Hodnota síly signálu v závislosti na vzdálenosti od železničního přejezdu P Dílčí závěry z testovacích provozů V obou případech zásadní vliv na šíření rádiového signálu z RSU-RLX má hustota okolní zástavby, terénní situace i okolní vegetace. V případě železničního přejezdu P5328 je zde markantní klesající úroveň síly signálu vlivem okolní zástavby a zakřivením terénu ve směru ke křižovatce v obci vzdálené přibližně 235 m. I přesto však v okolí křižovatky je možné přijímat informaci o stavu železničního přejezdu. V případě, že šíření rádiového signálu není zásadně ovlivněno okolní zástavbou či hustou vegetací, bylo možné přijímat informace z RSU-RLX ve vzdálenosti až 480 m. Z uvedeného vyplývá, že hlavním přínosem takového systému je možnost včas informovat řidiče vozidla o blížícím se železničním přejezdu a to v takové vzdálenosti, aby řidič mohl přehodnotit pokračování jízdy. 1 Zdroj podkladu: Google Maps. 127

128 KAMEROVÉ SYSTÉMY PRO DISPEČERSKÉ SYSTÉMY - SYSTÉM MILESTONE Ing. Peter Sopko AŽD Praha s.r.o. 1. STÁVAJÍCÍ SITUACE U SŽDC Součástí projektů na modernizaci tratí a nádraží jsou i kamerové systémy (KS). Je logickým postupem investora držet krok s dobou a požadovat moderní systémy, poskytující pokročilé funkce. Se zvyšující se kvalitou videa u IP kamerových systémů roste výpočetní výkon serverů, nároky na přenosové sítě nebo velikost úložiště. V rámci integrace kamer s jinými systémy nebo s integrací pracovišť CDP roste počet přistupujících uživatelů, geografické propojení systému, tedy celková složitost řešení. Proto je náročnější udržet stabilitu celého systému, zajistit rychlost vykreslování na klientských stanicích, umožnit počet současně přistupujících klientů a zároveň zajistit bezpečnost celého systému. 2. Ř EŠENÍ KS MILESTONE Pro AŽD v těchto modernizačních projektech vyvstala potřeba dodávat kamerový systém, který bude splňovat aktuální požadavky a zároveň bude nadčasově připraven na možné budoucí požadavky rozvoje. Budoucí rozvoj KS jako celku, minimálně ve střednědobém horizontu, je ryze spekulativní záležitost. Lze ale předpokládat, že kamera jako jediný nástroj vzdáleného on-line náhledu na situaci bude nenahraditelná i v budoucnu. Navíc s prudkým rozvojem umělé inteligence lze předvídat, že možnosti kamerových systémů porostou a to značně rychle v poměru k rozsahu a životnosti investic. Po pečlivém zkoumání trhu byl v AŽD vybrán kamerový systém Milestone zejména z důvodů: Evropský výrobce Společnost Milestone Systems byla založena v roce Sídlo a vývoj má v Dánsku. Je to samostatná společnost v rámci Canon Group. Robustní systém Je určen jak pro malé samostatné KS tak i pro geograficky rozsáhlý systémy, bez limitace počtu serverů/klientů, bez limitace počtu kamer, lehce rozšířitelný systém. Stabilní systém Základní filosofii systému Milestone je spolehlivost. Systém je navržen, aby fungoval i při vyšším zatížení nebo v nepředvídaných situacích. Zamrzání, chybové hlášky nebo restarty systému nejsou u systému Milestone akceptovatelné. SW Milestone je Windows kompatibilní, založený na standardních Windows službách, proto nastavení, využívání HW serverů nebo komunikace po síti je plně transparentní i pro běžný IT personál. 128

129 Bezpečný systém Systém poskytuje vysokou míru kybernetické bezpečnosti zajištěné formou segmentované architektury systému, šifrováním komunikace, šifrováním záznamu, pokročilou správou uživatelských oprávnění nebo rozsáhlými možnostmi detekce bezpečnostních událostí a jejich záznamu. Systém Milestone jako první získal certifikaci GDPR-ready od nezávislého orgánu EuroPriSe. Každý KS obsahuje osobní data sledovaných osob, proto musí mít registraci a povolení od ÚOOÚ. GDPR regulace nabývá na významu, pokud je KS integrován například s přístupovým systémem nebo využívá funkce rozpoznání obličeje nebo lokalizace osoby, tudíž k zaznamenanému subjektu jsou v KS k dispozici i konkrétní osobní údaje. Pravidelné aktualizace, Technická podpora Milestone provádí neustálý vývoj SW, aby udržel svůj KS na špici. Je tak zajištěna rychlá implementace novinek v oblasti SW i HW, ale zároveň i odstraňování identifikovaných slabých míst nebo zohlednění nových záplat systému Windows. Otevřený systém Otevřenost systému je dána tím, že ke své široké funkcionalitě nevyžaduje určitý typ serverů nebo kamer, zejména nutně z produkce výrobce. SW Milestone poskytuje rozhraní SDK pro integraci s jinými výrobci. nezávislý na serverovém vybavení (HW), integruje kamery od všech známých výrobců (>8.300 typů), poskytuje SDK rozhraní pro integraci s jinými systémy. Rozšiřující moduly Z nejběžnějších lze jmenovat přístupový systém, videostěnu, LPR, videoanalýzy pro různé účely a další. Jedná se o produkty Milestone nebo i jiných subjektů, které jsou testované a certifikované. 3. KLIENTSKÁ STANICE Rozhraní pro operátora je ergonomické a uživatelsky intuitivní. Je možná vysoká míra konfigurace oprávnění pro operátora. Operátor například může mít oprávnění jenom na živý obraz z předvolených kamer, ale v případě poplachu (videoanalýza nebo externí signály) mu může být umožněn omezený přístup k záznamu v rozsahu pár minut před poplachem. SW Milestone využívá grafickou HW akceleraci pro dosažení plynulého zobrazení většího množství kamer v přehledovém okně. Přehledové okno může zahrnovat různé další informace kromě náhledu kamer, například mapový podklad, přehled a potvrzování alarmů nebo předepsané scénáře. V případě práce se záznamem lze rychle a efektivně záznam prohledávat. V případě poplachových událostí jsou tyto vyznačeny značkou na časové ose. Do přehledového okna lze integrovat i výstupy z rozšiřujících modulů (například LPR), které můžou fungovat jako samostatná vyskakovací okna (zejména ve spojitosti s alarmovou událostí) nebo můžou být na samostatné záložce. Samozřejmostí je funkce maskování obrazu, kdy oprávněný uživatel nastaví v rastru maskovanou oblast a může zvolit typ maskování. SW Milestone podporuje kamery všech známých světových výrobců a to například včetně jejich zabudovaných inteligentních funkcí. 129

130 4. OVĚŘOVACÍ PROVOZ U SŽDC Jedním z prvních projektů, v rámci kterého probíhá i ověřovací provoz KS Milestone, je Ejpovický tunel. V tomto projektu KS Milestone zobrazuje stav alarmů na mapovém podkladu tunelu a integruje alarmy z videodetekcí kamer spolu s externím signálem alarmu z laserové portálové detekce. Kromě automatického spuštění rozhlasového hlášení na portálu je obsluha upozorněna na narušitele a má zároveň možnost náhledu 30 minut zpětně ze záznamu. Náhled do záznamu umožňuje obsluze identifikovat narušitele zejména v případech rychlého nebo malého objektu, případně zjistit směr pohybu narušitele (zda opustil portál po rozhlasovém hlášení, nebo pokračoval do tunelu). Podstatné narušení bezpečnosti může kromě člověka způsobit i vysoká zvěř. Dále jsou kamery instalovány u každé tunelové propojky, díky čemuž je možné sledovat narušitele, kde se právě pohybuje a správně organizovat obnovení bezpečnosti provozu. Kromě incidentu narušení jsou kamery určeny pro monitorování mimořádných událostí, jako je zastavení vlaku v tunelu, evakuace cestujících, případ požáru v tunelu apod. Stejně důležitou funkcí kamer je možnost ověření, že prostor tunelu opustili všichni pracovníci před obnovením provozu po pravidelné údržbě. 5. ZÁVĚR Za společnost AŽD Praha se domníváme, že KS Milestone je správným směrem pro budoucí rozvoj kamerového systému u SŽDC, který zejména brzy nenarazí na své limity a bude neustále aktuálním a spolehlivým systémem i v dalších letech provozu. LITERATURA: Použité veřejně dostupné zdroje na internetu: Milestone systems, 130

131 NEPŘEDNÁŠENÉ PŘÍSPĚVKY 131

132 VLÁKNOVĚ OPTICKÉ SENZORY V ŽELEZNIČNÍCH APLIKACÍCH Prof. RNDr. Vladimír Vašinek, CSc., OptiCE Photonics s.r.o., Ing. Tomáš Krenželok, Ph.D., Prodin a.s., Doc. Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., VŠB TU Ostrava, Ing. Jan Nedoma, Ph.D., VŠB TU Ostrava 1. ÚVOD Současná konvenční řešení pro zjišťování volnosti či obsazenosti kolejových úseků jsou nejčastěji založena na kolejových obvodech nebo počítačích náprav. Přes známé a nesporné výhody kolejových obvodů se však při nestandardních provozně-dopravních či náročných klimatických podmínkách může vyskytnout problém s vytvořením kvalitního vodivého spojení mezi oběma kolejnicemi (tzv. šuntem). Další kritickou komponentou je izolace mezi jednotlivými kolejovými obvody. V neposlední řadě působí na obvody proudy vzniklé provozem kolejových vozidel, což klade vysoké nároky na elektromagnetickou kompatibilitu. U počítačů náprav, kde se využívá indukčního snímání železničního kola, se můžeme rovněž setkávat s různou úrovní odolnosti atmosférickému a provoznímu přepětí. Nově jsou vysokorychlostní tratě osazovány v rámci ETCS balízami. Moderní trendy v detekci vlaků směřují k optickým a optovláknovým senzorům [1,2]. Především u optovláknových senzorů můžeme zdůraznit jednu jejich společnou a velmi příznivou vlastnost oproti výše zmíněným konvenčním systémům výborná odolnost EMC. V příspěvku jsou popsány některé detekční systémy vycházející z optovláknových principů. 2. PŘ EHLED VYBRANÝCH OPTOVLÁKNOVÝCH METOD 2.1 Vláknové mřížky Hmotnost vlaku vykazuje značnou sílu působící na koleje. Tato síla generuje deformační napětí, které se v kolejnici rozkládá a způsobuje místa s expanzí, neutrálním stavem nebo kompresí. Simulace modálního působení hmotnosti vlaku na kolejnici ukazuje obrázek níže. Na základě této simulace lze určit vhodná místa pro umístění bodových senzorů mechanického napětí. Vláknovou mřížku tvoří difrakční struktura zapsaná uvnitř optického vlákna. Jedná se o strukturu tvořenou trvalou periodickou změnou indexu lomu, mřížka pak funguje jako optický frekvenční filtr. Vlnová délka, na které dochází k odrazu nazývaná také Braggova vlnová délka, je dána periodou mřížky a materiálovými vlastnostmi optického vlákna. Pokud například vlivem mechanického napětí působícího v ose optického vlákna dochází ke změnám výše uvedených vlastností, dojde k posunu Braggovy vlnové délky, což je následně měřeno a vyhodnocováno. Jsou známy experimenty s instalací vláknových mřížek (FBG) na různá místa kolejnice [3]. Tři byly instalovány vertikálně a čtyři vodorovně, viz obrázek. Nejvíce byla deformována v tlaku a tahu podélná FBG 1 a 4. Nejvhodnější umístění senzoru je tedy na hlavě a patě kolejnice. Z provozního hlediska však není bezpečné instalovat senzor na hlavě kolejnice. Největší vertikální deformace byla zaznamenána na FBG 6. Přesto vodorovně instalované mřížky jsou citlivější než svisle instalované. Jelikož jsou vláknové mřížky citlivé na teplotu, jsou kolejnice obvykle osazovány řetězcem Braggových mřížek [4]. Ten umožnuje jednak snímat teplotu kolejnic a také kompenzovat vliv teploty na měření mechanického napětí. Výhodou tohoto uspořádání je použití jednoho vlákna s řadou FBG senzorů, které jsou rozlišeny ve spektrální oblasti, jednotlivé FBG senzory jsou pak naladěny na jinou centrální vlnovou délku. 132

133 Místa instalace mřížkových senzorů [3] V publikaci [5] je zmíněna instalace několika mřížek jak ve vodorovném směru, tak pod úhlem 45. Mřížka P2 slouží ke kompenzaci vlivu teploty. Ve všech výše uvedených případech jsou mřížky lepeny na kolejnici v místě senzoru. Způsob instalace mřížek pod úhlem 45 [5] Jiným způsobem instalace mřížek může být uchycení mřížky mezi dva body [6]. Senzory jsou zapouzdřeny do kovové trubičky pro dosažení lepší odolnosti proti poškození. Koncové body jsou přichyceny nebo přivařeny k monitorované struktuře. 2.2 Interferometry V interferometrických senzorech dochází vlivem měřené veličiny ke změně fáze optického záření procházející optickým vláknem. Vzniklá změna fáze je detekována interferometrem tím způsobem, že je porovnávána fáze optického záření procházející měřícím vláknem s fází optického záření procházejícím referenčním vláknem. Optovláknové zapojení senzoru je znázorněno na obr. 3. Zdroj optického záření je navázán do vlákna a v prvním vazebním členu je záření rozděleno do dvou větví interferometrů, která jsou označována jako měřicí a referenční. Měřená veličina nebo jev ovlivňují fázi optického záření v měřící větvi, zatímco referenční slouží k porovnání míry změny. Druhý vazební člen tyto dvě větve sloučí a výstupy jsou přivedeny do fotodetektorů. Rozdíl fází optického záření v obou větvích je pak elektronicky vyhodnocován. Dle provedení měřící a referenční větve lze rozlišovat několik základních druhů zapojení, každé z nich má svá aplikační specifika. Schématické znázornění vláknového interferometru [7] 133

134 V železniční zabezpečovací technice se pro detekci železničních vozidel využívá vibrací způsobených průjezdem vozidel a ty jsou pak zaznamenány interferometrickým senzorem. Jednotka signálového zpracování pak dokáže ze zaznamenaného průběhu identifikovat a počítat jednotlivé nápravy. V přihlášce patentu DE A1 z roku 1987 je popsán základní princip takového čítače s optovláknovým interferometrem. V tomto řešení je kus optického vlákna připevněn ke kolejnici tak, aby došlo k fyzickému a vratnému prodloužení vlákna při průjezdu kola. Druhé rameno tímto jevem ovlivněno není. Signál na výstupu je elektronikou zpracován a detekována je každá projíždějící náprava. 2.3 Mikroohybové senzory Mikroohybové optické senzory patří do skupiny amplitudových senzorů. Tyto senzory pracují na principu porušení okrajových podmínek šíření světla v optickém vlákně. Vlivem měřené veličiny dochází ke změně geometrie optického vlákna a tím i k porušení podmínky úplného odrazu na rozhraní jádro-plášť. Tyto senzory vyhodnocují pokles intenzity vystupujícího světla z konce optického vlákna nebo nárůst intenzity světla, které uniká přes plášť do okolního prostředí. Pomocí mikroohybových senzorů lze například snímat následující veličiny: hmotnost, mechanický tlak, teplota, zrychlení, intenzita magnetického a elektrického pole. Hlavní výhody těchto senzorů jsou jednoduchá konstrukce, využití multimódových optických vláken a s tím související nízká cena. Využití principu je zmíněno ve zprávě k projektu [8]. V projektu byly otestovány jak distribuovaný senzor, tak mikroohybový. Do dvou míst pod kolejnice byly umístěny mikroohybové snímače, přičemž při průjezdu nápravy byly snímače deformovány úměrně hmotnosti (působícím tlakem). Díky dvěma senzorům bylo možné spolehlivě měřit i rychlost a směr soupravy. 2.4 Distribuované senzory Distribuované senzory dokáží snímat měřené veličiny z široké oblasti, a to na principu tzv. reflektometru. Optické vlákno si lze představit jako posloupnost rozptylových center s velmi slabou odrazivostí, kdy periodu této posloupnosti určuje šířka optického pulzu, viz obrázek níže. Do vlákna se vyšle krátký impuls (obvykle jednotky ns) na vybrané vlnové délce, přičemž poměrná část rozptýleného záření se vrací zpět k zdroji se stejnou vlnovou délkou (lineární Rayleighův rozptyl) a zbytek se vrací zpět s odlišnou vlnovou délkou (nelineární rozptyl). Nelineární jevy způsobující návrat části rozptýleného záření s odlišnou vlnovou délkou rozlišujeme na Ramanův a Brillouinův stimulovaný rozptyl. Optovláknové distribuované systémy se proto dělí podle využívaného rozptylu na Rayleigh-OTDR, Raman-OTDR a Brillouin-OTDR [9]. Jedním z řešení distribuovaných senzorů jsou fázově citlivé reflektometry (Φ OTDR) využívající lineární Rayleigho rozptyl. V literatuře jsou systémy založené na tomto principu označovány také jako Distributed acoustic sensing (DAS) nebo Distributed vibration sensing (DVS). Zpětné rozptýlené světlo navzájem interferuje a vytváří interferenční obrazce. Tyto obrazce lze pak vyhodnocovat a převést na intenzitu, která je pak vztažena k relativní fázi odraženého světla vracejícího se z různých rozptylových center. Jelikož rozptylová centra jsou náhodně rozložena podél vlákna, Φ OTDR křivka má náhodné oscilační vlastnosti. Tento náhodný vzor však zůstává stejný v průběhu času, pokud nenastane změna v rozptylových centrech. Jakmile dojde k narušení rozptylových center, fáze odraženého světla se změní v místě narušení. To znamená, že místo poruchy zjistíme analýzou referenčního vzoru a narušeného vzoru. Na základě tohoto principu vznikají systémy pro lokalizaci poruch na základě monitorování zvuku a vibrací. Tento systém byl představen na veletrhu InnoTrans 2016 a 2018 společností Frauscher. V článku [10] je zmíněn případ, kdy bylo vlákno uloženo v zemi v hloubce 0,7-1,5 m a ve vzdálenosti m paralelně od koleje. Monitorovaný úsek trati dosahoval délky 10 km z celkové délky 12 km jednovidového vlákna. Vzhledem k délce pulzu 200 ns bylo dosaženo prostorové rozlišení 20 m, což je pro tyto účely dostatečná hodnota. Pomocí Φ OTDR bylo možné spojitě sledovat polohu více souprav, určit jejich směr a rychlost. 134

135 3. SHRNUTÍ Výše uvedený příspěvek popisuje základní optické a vláknově optické metody použitelné v zabezpečovacích aplikacích na železnici. Autoři příspěvku a jejich týmy vytvořili pracovní skupinu, která má za cíl věnovat se aplikacím optovláknových metod využitelných v železniční technice. Tato skupina složená z výzkumných a vývojových pracovníků VŠB TU Ostrava a firem PRODIN a OptiCE má přímé zkušenosti s aplikacemi těchto metod, vyvíjí vlastní vláknově optická řešení, jejich pracoviště jsou plně vybavena technikou pro výzkum, vývoj, simulace a měření vláknově optických senzorů. Jedním z hlavních objednatelů výzkumných a vývojových činností skupiny je stavební holding Enteria a.s. Na některé z dalších konferencí věnovaných železniční technice budou představeny vlastní dosažené výsledky. LITERATURA: [1] KOUROUSSIS, Georges, Christophe CAUCHETEUR, Damien KINET, Georgios ALEXANDROU, Olivier VERLINDEN a Véronique MOEYAERT. Review of Trackside Monitoring Solutions: From Strain Gages to Optical Fibre Sensors. 2015, 15(8), , ISSN Dostupné z: [2] Optical sensor technology revolutionising train monitoring. In: Railway-technology.com [online]. Dostupné z: [3] KIM, Minsoo, Sehchan OH, Geunyep KIM a Seokjin KWON. Underbody component monitoring system of railway vehicles using the infra-red thermal images. In: ISOCC International SoC Design Conference. 2015, s ISBN [4] CHU-LIANG WEI, CHUN-CHEUNG LAI, SHUN-YEE LIU, et al. A Fiber Bragg Grating Sensor System for Train Axle Counting. IEEE Sensors Journal [online]. 2010, 10(12), [cit ]. ISSN x, [5] ROVERI, Nicola, Antonio CARCATERRA a Aldo SESTIERI. Real time monitoring and wear estimation of railway track with FBG sensors. In: 2014 IEEE/ASME 10th International Conference on Mechatronic and Embedded Systems and Applications (MESA). IEEE, 2014, s ISBN , [6] FILOGRANO, Massimo Leonardo, Pedro CORREDERA, Miguel RODRIGUEZ-PLAZA, Alvaro ANDRES-ALGUACIL a Miguel GONZALEZ-HERRAEZ. Wheel Flat Detection in High-Speed Railway Systems Using Fiber Bragg Gratings. IEEE Sensors Journal [online]. 2013, 13(12), ISSN x, [7] UDD, Eric. a William B. SPILLMAN. Fiber optic sensors: an introduction for engineers and scientists. 2nd ed. Hoboken, N.J.: John Wiley, ISBN [8] FIBER OPTICAL SENSORS FOR HIGH-SPEED RAIL APPLICATIONS: Final Report for High-Speed Rail IDEA Project 19 [online], onlinepubs/ archive/studies/idea/finalreports/highspeedrail/hsr-19final_report.pdf [9] REN, Meiqi. Distributed Optical Fiber Vibration Sensor Based on Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometry. Ottawa, Canada, Dostupné z: [10] PAPP, Adam, Christoph WIESMEYR, Martin LITZENBERGER, Heinrich GARN a Walter KROPATSCH. A real-time algorithm for train position monitoring using optical timedomain reflectometry. In: 2016 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation (ICIRT) [online]. IEEE, 2016, s ISBN Dostupné z: 135

136 BEZPEČNÝ A SPOLEHLIVÝ BEZDRÁTOVÝ PŘENOS TO JE LTE-U Ing. et Ing. Tomáš Zloch, Ing. Martin Vítek Huatech a.s. Zažili jste situaci, že jste potřebovali rychlou datovou konektivitu v místech, kde není kabel ani optika? Prožili jste si anabázi s využitím Wi-Fi ve venkovních prostorách, kdy Wi-Fi už z podstaty svého standardu byla pomalá, nespolehlivá anebo pásmo bylo jednoduše zarušeno velkým množstvím Wi-Fi sítí v dané oblasti? Mikrovlnná pojítka byla drahá a řešila vždy jen spojení bod-bod? Pokud jste se někdy s podobnými problémy setkali, věnujte své 4 minuty času následujícím informacím. Všichni zcela jistě známe a využíváme vysokorychlostní datovou komunikaci díky sítím LTE (Long Term Evolution), které nám poskytují mobilní operátoři. Tyto sítě umožňují běžně přenosy v řádech desítek MBit/s a jsou snadno dostupné téměř kdekoliv. Huawei Technologies, aktuální světová jednička mezi výrobci telekomunikační techniky, přišel na trh s variantou LTE pro využití v privátních sítích, a to v nelicencovaných pásmech 5,4 5,8 GHz! Toto řešení nazývá elte-u, kde elte znamená LTE pro sítě Enterprise a písmenko U značí unlicensed, tedy využití v nelicencovaných pásmech. Díky technologickému základu v řešení LTE pro operátory se jedná o vysoce spolehlivé řešení, které dokáže naplnit nejvyšší nároky zákazníků. Hlavní výhody řešení jsou: snadná výstavba, není potřeba nákup licencí u ČTU, vysoká úroveň zabezpečení a odolnosti proti rušení ze strany Wi-Fi sítí! standardní propustnost cca 100 Mbit/s, dosah v řádu jednotek km v závislosti na použitých anténách a prostředí, realizován test v běžném provozu v ŽST Nymburk za asistence TÚDC a ČDT. Využití elte-u je tedy ideální v místech, kde není možné anebo finančně neefektivní budovat kabelové trasy. Dále v místech, kde je potřeba připojit více bezdrátových koncových bodů s vysokými nároky na datovou propustnost (například kamery, informační a reklamní tabule, čidla, senzory apod.). 1. JAK LTE-U FUNGUJE A CO JE JINÉHO NEŽ U WI-FI VE STEJNÉM PÁSMU? Jak již bylo zmíněno výše, elte vychází z plnohodnotného LTE systému, který všichni využíváme pomocí mobilních telefonů. Při návrhu elte systému byl kladen maximální důraz na spolehlivost přenášených dat, tedy aby nedocházelo k výpadkům a systém byl velmi odolný vůči rušení. Bylo dosaženo až 95% efektivity při přenosu dat. Efektivita u Wi-Fi standardu ac se pohybuje okolo 65 %. Technologické prvky implementovány v elte-u*: Jedním ze základních pilířů efektivity a spolehlivosti je technologie HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request). Citlivost přijímače technologie elte-u je schopna pracovat s úrovní až -100 dbm. Detekce interferencí elte detekuje interference jak na úrovní frekvence tak i časové kolize. 136

137 Adaptivní MCS (Modulation and Coding Scheme) až s 29 úrovněmi. IRC (Interference Rejection Combining) schopnost přijímače odmítnout rušení. * Bližší informace k použitým technologiím naleznete na v sekci novinky. 2. USKUTEČNĚNÝ TEST V NYMBURKU Pilotní projekt, jehož cílem bylo otestování technologie elte-u, započal již v prosinci V této době byly instalovány následující komponenty: 1x enode = přístupový bod (ve staré terminologii bychom řekli BTS) a 2x klient = DAU. Lokality pro test byly zvoleny následující: 1. enode zařízení bylo instalováno na sloup pod stávající GSMR systém, Obr DAU zařízení bylo instalováno na budovu TÚDC pracoviště Nymburk vzdálenost cca 240 m od enode, 3. DAU zařízení instalováno na střechu stavidla 5 vzdálenost cca 1350 m od enode. Primárním cílem testování bylo zjistit následující parametry ve skutečném prostředí: stabilitu spojů v různých vzdálenostech, propustnost spojů, interference s dalšími používanými radiovými technologiemi, ověření nulového vlivu na síť GSMR, otestování odolnosti vůči rušení technologiemi Wi-Fi. Podrobnosti testu jsou k dispozici u TÚDC, nicméně můžeme konstatovat následující výstupy: Po dobu 4 měsíců nebyl u detašovaného pracoviště, které bylo připojeno skrze elte-u, zaznamenán výpadek spojení. Nebyl zaznamenán žádný vliv na jiné, paralelně využívané radiové sítě. Při podrobném doplňkovém testu a generovaném kontinuálním provozu 40 Mbit/s nebyl za týden takto provedeného testu zaznamenán ani jeden výpadek či pokles propustnosti spojů reálná propustnost v celém týdnu oscilovala mezi 39,1 až 40,7 Mbit/s. Pro spoj na 3. DAU ve vzdálenosti m byla testována maximální propustnost, která byla 93,3 Mbit/s. Celé řešení vykazovalo vysokou odolnost proti rušení ze strany paralelně provozovaných Wi-Fi sítí v pásmech 5 GHz. 137

138 3. MOŽNOSTI NASAZENÍ V DRÁŽNÍM PROSTŘEDÍ: Na základě výše uvedených faktů vnímáme různorodé využití v drážním prostředí. Jako příklady můžeme uvést: připojení vzdálených interních pracovišť v rámci nádražních komplexů, připojení kamer díky elte-u napřímo k enode (v kameře je PCI modul pro příjem signálu), stahování telemetrických dat z měřících vozů / vlakových souprav, využitelnost při zvyšování komfortu cestujících na nádražích připojení Wi-Fi hotspotů, informačních tabulí, reklamních banerů atp. v místech, kde dnes není širokopásmová konektivita, elte-u může být platforma, která by mohla být využita pro poskytování konektivity třetím stranám (permanentní, dočasná, dle potřeby). LITERATURA: Interní dokumentace Huawei Technologies Výsledky testování v Nymburku společností Huatech a.s. Pro více informací kontaktujte Huatech a.s., info@huatech.cz, tel

139 PŘEHLED REKLAM Supervisory systems, s.r.o. EPLCond a.s. KTA technika, s.r.o. Vertiv Czech republic s.r.o. 139

140

141

142

143