Strojvedoucí uvidí i místa, do kterých dnes jede naslepo, říká Martin Bajer z TTC Marconi

Podle Martina Bajera, ředitele rozvoje obchodu technologické společnosti TTC Marconi, která se aktivně podílí na vývoji a implementaci nového evropského standardu železniční komunikace, je mezi oběma systémy rozdíl, jako kdybychom srovnávali devadesátkovou Nokii s nejnovějším iPhonem. „Díky FRMCS může strojvedoucí vidět situaci na přejezdu dva kilometry před sebou a být upozorněn na problémy, o kterých dnes nemusí vědět.“

Jak bude v budoucnu vypadat kritická komunikace na železnici?

Vlaky budou řízené online. V reálném čase budou dostávat informace o tom, zda mohou jet, jestli mají červenou, jestli je trať bezpečná. Zároveň budou odesílat zpět diagnostická data o svém stavu. Bude to takový online vláček, který místo kabelu komunikuje přes systém FRMCS.

Kde všude na železnici najde systém uplatnění?

Systém FRMCS je určený téměř výhradně pro technickou komunikaci, tedy pro řízení dopravy, komunikaci s personálem vlaku. Není určený pro veřejnost. Nacházet se ale bude v podstatě všude – podél tratí, na nádražích, v depech i ve všech technologických prostorách Správy železnic.

Systém je pro železnici nezbytný. První komerčně použitelná verze by měla být hotová v příštím roce. Následně mohou začít komerční projekty. Železnice stále funguje trochu postaru a chce mít všechno ve vlastní režii kvůli bezpečnosti. Jenže na to nebude mít dostatek financí a to ji nakonec přiměje víc spolupracovat s operátory a dalšími hráči. Žádoucí totiž je, aby vše proběhlo co nejrychleji a dále se už neinvestovalo do starých technologií.

Systém FRMCS by měl kolem roku 2030 nahradit současný systém GSM‑R. Jaké jsou mezi nimi hlavní rozdíly?

Rozdíly jsou obrovské. GSM‑R je technologie druhé generace z devadesátých let. Laicky je to, jako když si představíte první běžné telefony typu Nokia 3110. Na přenos hlasu a SMS vám stačí, ale v podstatě už nic dalšího neumí. FRMCS je jako nový iPhone. Moderní telefon je už spíš počítač, přes který přenášíme hlas, data, video i všechny možné aplikace. Někdo může říct, že to pořád jen volá, ale dnes už telefon používá jen na volání opravdu minimum lidí. Z technicko‑provozního hlediska je skok ještě větší. Telefony druhé generace fungují na principu přepojování okruhů, to znamená, že když navazujete hovor, musí se nejdřív propojit celá cesta mezi dvěma telefony a to trvá desítky vteřin. U nové generace propojení prochází přes IP síť. Data se pošlou do sítě a ta je doručí. Zpoždění je v řádu milisekund. Pro nás detail, pro železnici zásadní rozdíl. Když se zavádělo ETCS a vypadlo spojení, trvalo u GSM‑R navázání tak dlouho, že vlak musel zastavit. S FRMCS se spojení obnoví prakticky okamžitě. V překladu vlak jedoucí sto kilometrů v hodině ujede za 20 vteřin bez připojení více než půl kilometru, zatímco při výpadku v řádu milisekund jde jen o pár metrů.

Technologie GSM‑R je tedy úplně nemyslitelná pro vysokorychlostní železnici?

Z tohoto pohledu ano. Myslitelné to samozřejmě je, ale s celou řadou omezení.

Můžete mi ukázat na konkrétním příkladu autonomního vlaku, jaké jsou výhody FRMCS?

Jedna z největších výhod technologie je nízká latence, tedy zpoždění. V praxi to znamená, že když odešlu signál z vlaku do centra, v síti FRMCS dorazí výrazně rychleji. Síť 5G lze navíc nastavit tak, aby latence byla opravdu velmi nízká. Díky tomu je možné vlak na dálku řídit bezpečně. Pokud bych měl zpoždění 10 nebo 20 vteřin, část jízdy by probíhala naslepo, což by bylo velmi nebezpečné. Proto je pro autonomní dopravu GSM‑R v podstatě nepoužitelné. Dalším zásadním rozdílem je šířka pásma. Přes FRMCS lze přenášet i video nebo další data, takže vidím, co se děje přede mnou, a můžu na případné problémy okamžitě reagovat.

Jakým typům situací se díky novému systému dá předejít?

Dnes se u nás zavádí zabezpečovací systém ETCS, a to i proto, že česká železnice má na dráze historicky zabezpečovací zařízení stará koncepčně zhruba 50 let. Pro nás je to tedy obrovský technologický skok. V jiných státech, kde mají novější technologie, to tak výrazná změna není.

V současnosti jsme stále závislí na strojvedoucím. Když vidí na semaforu červenou, zastaví – ale pokud ji projede, téměř neexistuje mechanismus, který by vlak automaticky zastavil. ETCS tohle umožňuje: jakmile vlak projede červenou, systém ho automaticky zastaví, protože ví, že signál projet neměl. Díky dálkovému připojení lze tyto situace řídit. Tohle už dnes zvládá i kombinace GSM‑R a ETCS, ale jejich funkcionality jsou omezenější. Díky nižší latenci FRMCS vše probíhá skutečně online a dají se přenášet videa a větší data. Strojvedoucí tak může vidět například situaci na přejezdu dva kilometry před sebou a být upozorněn na problémy, o kterých dnes nemusí vědět.

Jaké jsou nevýhody FRMCS a jak je systém náročný na údržbu?

Jedna z hlavních nevýhod je, že systém funguje na vyšších frekvencích než GSM‑R. Aby měl větší šířku pásma a nízkou latenci, potřebuje hustší síť stožárů. To znamená větší počet stožárů a vyšší investice do infrastruktury.

Další nevýhodou jsou vyhrazené frekvence pouze pro železnici. Koncová zařízení se jim musí přizpůsobit. Nicméně je snaha systém postupně otevřít i pro veřejné frekvence a využít i sítě operátorů.

V Česku máme na mnoha tratích stará zabezpečovací zařízení, navíc máme jednu z nejhustších železničních sítí v Evropě. Bude nás to stát tedy výrazně více než státy, které mají pár tratí?

FRMCS se ve skutečnosti nemusí zavádět na všech tratích. Je primárně určený pro hlavní tratě a vysokorychlostní koridory. Na vedlejších tratích dnes často není ani GSM‑R, protože pokrytí by bylo technicky náročné a velmi drahé.

Technicky je možné zajistit kritickou komunikaci i na těchto tratích, ale na nižší úrovni, tedy bez videa a dalších pokročilých služeb, které tam ani nejsou potřeba. Česká republika se bohužel historicky zavázala vybudovat GSM‑R na všech tratích, což je finančně naprosto nereálné. Proto se teď řeší, jak z tohoto závazku ustoupit, protože je jasné, že investovat do 35 let staré technologie, o které víme, že končí, nedává smysl.

Řešením by mohlo být například využití úzkopásmové rádiové digitální technologie DMR Tier III, která je pro vedlejší tratě ekonomicky optimálním řešením s dostatečnými bezpečnostními vlastnostmi. Její klíčovou výhodou je to, že díky standardnímu rozhraní lze DMR síť plně propojit se systémem FRMCS, čímž je zajištěna funkční kompatibilita celé sítě při výrazně nižších nákladech.

Budoucnost železnice

Stáhněte si přílohu v PDF

TTC Marconi se podílí na evropské standardizaci a účastní se řady pracovních skupin a pilotních projektů. Jaké zajímavosti jste u FRMCS museli řešit?

Jedna z velkých věcí, které se v souvislosti s FRMCS řešily, byla výroba speciálních čipů. FRMCS používá speciální frekvence pro železnici a k tomu potřebuje i jiná zařízení, než která se masově vyrábí pro komerční trh. Velkou otázkou proto bylo, kdo bude schopný čipy vyrobit. Problém byl hlavně v tom, že jde o malé série, a v době krize na Tchaj‑wanu, který je dnes v podstatě jediným výrobcem čipů, hrozilo, že to pro ně nebude dostatečně zajímavé oproti velkým komerčním zakázkám.

Další zajímavostí je úvaha o využití satelitní komunikace pro tento systém. Evropa má vlastní satelitní systém a ráda by ho uplatnila. Zároveň je nevýhodou pozemních sítí to, že tratě musí být hustě pokryté stožáry. Proto se vede debata o využití satelitní technologie. V rámci 6G se dokonce uvažuje o úplném přechodu na satelitní komunikaci, protože 6G bude pracovat na ještě vyšších frekvencích, což by vyžadovalo extrémně hustou síť stožárů. Vypuštění satelitů by ve výsledku vyšlo levněji.

Text vznikl ve spolupráci se společností TTC Marconi.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Budoucnost železnice.