Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce

ERTMS W KRAJACH EUROPY
ŚRODKOWO-WSCHODNIEJ
Program rozwoju, realizacji i finansowania
Uwarunkowania telekomunikacyjne
wdrażania ERTMS w Polsce
mgr inż. Paweł Masikowski
SITK, OM Poland
[email protected]
Warszawa, 27 maja 2010 r.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 1
mgr inż. Paweł Masikowski
1
ERTMS a GSM-R
Ö ERTMS - European Rail Traffic Management,
Management, to powstał
powstały w latach 9090-tych Europejski
System Zarzą
Zarządzania Ruchem Kolejowym, w skł
skład któ
którego wchodzą
wchodzą: Europejski System
Sterowania (ETCS), Kolejowy System Łączno
ści Radiowej (GSMŁącznoś
(GSM-R) oraz System
Zarzą
Zarządzania Przewozami (ETML).
Ö GSMGSM-R został
został zdefiniowany w projekcie EIRENE (European
(European Integrated Railway Radio
Enhanced NEtwork),
NEtwork), realizowanym pod auspicjami Mię
Międzynarodowego Zwią
Związku Kolei UIC
(Union Internationale des Chemins de Fer),
Fer), w ramach Grupy roboczej 7B9. Z inicjatywy
Grupy przeprowadzono w ETSI standaryzację
standaryzację radiowych aplikacji niezbę
niezbędnych dla kolei:
połą
czenia zbiorowe, grupowe i z priorytetem.
połączenia
Ö GSMGSM-R w krajach Unii Europejskiej zastę
zastępuje szereg systemó
systemów narodowych
radiołą
cznoś
ści kolejowej. Wdroż
radiołączno
Wdrożenie systemu GSMGSM-R to nie tylko podniesienie jakoś
jakości
radiokomunikacji ruchomej, ale takż
także likwidacja barier wynikają
wynikających ze stosowania
kilkudziesię
ści gł
kilkudziesięciu rozwią
rozwiązań
zań w Unii Europejskiej dla łączno
łącznoś
głosowej i transmisji danych dla
potrzeb kolei. Jest dziś
dziś eksploatowany na ponad 50 tys.
tys. km linii.
Ö System GSMGSM-R stanowi ró
również
wnież medium transmisyjne dla ETCS poziom 2 i 3, któ
którym
przesył
przesyłane są
są m.in
m.in.. zezwolenia na jazdę
jazdę wydawane przez Radiowe Centrum Sterowania
RBC (Radio Block Centre)
)
poszczegó
Centre poszczególnym pocią
pociągom znajdują
znajdującym się
się na obszarze
danego RBC.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 2
mgr inż. Paweł Masikowski
2
Zakres wykorzystania GSM-R
P u b lic z n a s ie ć G S M
K o le jo w a
s ie ć
t e l e f o n ic z n a
In n e
s ie c i G S M -R
S ie ć G S M -R
( E IR E N E )
R a d io łą c z n o ś ć
p o c ią g o w a
m ię d z y n a ro d o w a
D y s p o z y t u r y i B iu r a
( P L K , C a r g o , In r e c ity ,
E n e r g e ty k a … )
( in t e r o p e r a c y jn o ś ć )
P o z o s t a łe s i e c i
ra d io w e P K P
C e ll p h o n e
D y ż u rn i ru c h u
R a d io łą c z n o ś ć
m a n e w ro w a
R a d io łą c z n o ś ć
p o c ią g o w a :
( P L K , C a r g o , In t e r c ity ,
• m a s z y n is t a
• E R T M S /E T C S
P r z e w o z y R e g io n a ln e )
•
p e rs o n e l p o c ią g u
•
p as a ż e r o w ie
( s p is y w a c z y , z b io r o w a , d y s p .
z a s il. e n e r g ., d r o g o w a i u tr z y m a n ia ,
S O K , R A S Z , s ie ć d la m o b iln y c h
p r a c o w n ik ó w
PKP)
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 3
mgr inż. Paweł Masikowski
3
Architektura danych w
systemie ETCS
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 4
mgr inż. Paweł Masikowski
4
Elementy GSM-R
Ö W skł
skład sieci GSMGSM-R wchodzą
wchodzą nastę
następują
pujące standardowe elementy GSM:
¾ centrala radiowa (MSC)
¾ sterownik stacji bazowych (BSC)
¾ stacja bazowa (BTS(BTS-R)
¾ rejestr abonentó
abonentów wł
własnych (HLR)
¾ rejestr abonentó
abonentów obcych (VLR)
¾ centrum identyfikacji (AuC
(AuC))
¾ centrum identyfikacji sprzę
sprzętu (EIR)
¾ centrum zarzą
zarządzania i nadzoru (OMC)
¾ centrum kró
krótkich komunikató
komunikatów (SMSC)
¾ rejestr wywoł
wywołań grupowych (GCR) (faza 2+)
Ö oraz elementy specyficzne dla systemu kolejowego:
¾ rejestr adresowania funkcyjnego
¾ podzespoł
podzespoły wspó
współpracują
pracujące z systemem ATC
¾ centrala obsł
obsługują
ugująca dyspozytoró
dyspozytorów
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 5
mgr inż. Paweł Masikowski
5
Struktura systemu GSM-R
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 6
mgr inż. Paweł Masikowski
6
Transmisja danych w GSM-R
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 7
mgr inż. Paweł Masikowski
7
Uwarunkowania przestrzenne
Ö W systemie GSM-R stosuje się trzy typy komórek pokrycia radiowego:
obsługujące wyłącznie linie kolejowe, linie kolejowe i tereny stacyjne
oraz komórki do obsługi innych (pozostałych) obszarów kolejowych.
Ö Stacje bazowe BSC sieci publicznej GSM zwykle są połączone z sobą w
architekturze gwiazdy. W GSM-R - ze względu na wymaganą większą
niezawodność - instaluje się zamknięte układy pętlowe z
wielopunktowymi (redundancyjnymi) połączeniami między BTS i BSC.
Ö Każda komórka może obsługiwać wszystkie radiotelefony GSM-R.
Ö Połączenia między kolejowymi centralami radiowymi są realizowane
przez sieć teletransmisyjną.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 8
mgr inż. Paweł Masikowski
8
Sieć teletransmisyjna
Telekomunikacji Kolejowej
Żródło: www.tktelekom.pl
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 9
mgr inż. Paweł Masikowski
9
Uwarunkowania
teletransmisyjne
Ö System teletransmisji musi zapewniać żądaną przepustowość ruchową i
uwzględniać geograficzny rozkład elementów systemu.
Ö Ilość informacji, którą musi wchłonąć sieć teletransmisyjna, nie stanowi
dla istniejącej sieci teletransmisyjnej PKP poważnego problemu.
Ö Trudniejszą sprawą będzie zapewnienie wystarczającej liczby
odpowiednio rozlokowanych punktów dostępu do sieci.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 10
mgr inż. Paweł Masikowski
10
Uwarunkowania
teletransmisyjne
Ö Połączenie sieci GSM-R z siecią teletransmisyjną na szczeblu MSC-R
ma najwyższą hierarchię. Ponieważ lokalizacja MSC będą w dużych
węzłach sieci teletransmisyjnej PKP, nie przewiduje się w realizacji
styków tego typu większych trudności.
Ö Drugie łącze w hierarchii będzie obsługiwało połączenia między centralą
MSC-R i sterownikami stacji bazowych BSC-R.
Ö Problem dostępów będzie najtrudniejszy na najniższym poziomie łączy:
między BSC-R a stacjami bazowymi BTS-R. Tu stosuje się pętle o
przepływności n x 2 Mbit/s szeregowo łączące sterowane stacje metodą
"drop and insert". Liczba punktów wymagających dostępu na tym
szczeblu wyniesie docelowo około 3000.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 11
mgr inż. Paweł Masikowski
11
Najistotniejsze fakty dotyczące
budowy GSM-R w Polsce
Ö W 1996 roku powstała w CNTK praca pt. "Opracowanie koncepcji radiołączności
pociągowej na liniach o scentralizowanym prowadzeniu ruchu pociągów", gdzie
zasygnalizowano system GSM-R jako przyszłość radiołączności na PKP.
Ö W 1998 roku powstało w CNTK "Studium docelowej łączności radiotelefonicznej
PKP", w którym oszacowano aspekty ekonomiczne i techniczne wdrożenia
systemu GSM-R w Polsce oraz rekomendowano ten system do zastosowania.
Ö 6 marca 2007 r. Rada Ministrów RP przyjęła Narodowy Plan Wdrażania
Europejskiego Systemu Zarządzania Ruchem Kolejowym (NPW ERTMS), który
następnie został przesłany do Komisji Europejskiej. Łączne nakłady na GSM-R
oszacowano tam na około 4,6 mld zł dla wyposażenia około 15 tys. km linii i
3777 pojazdów trakcyjnych.
Ö 17 grudnia 2009 UKE zarezerwowało częstotliwości radiowe GSM-R
(876-880MHz i 921-925MHz) do użytkowania jako rządowe.
Ö Zarezerwowano w UKE pulę numeracyjną dla potrzeb GSM-R.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 12
mgr inż. Paweł Masikowski
12
Najistotniejsze fakty dotyczące
budowy GSM-R w Polsce
Ö 26 czerwca 2008 r. Telekomunikacja Kolejowa ogłosiła przetarg na
dostawę, instalację, uruchomienie i testowanie infrastruktury systemu
GSM-R obejmujący 5 części. Jedna z nich - na platformę sieci
inteligentnej IN - nie została rozstrzygnięta z powodu braku poprawnych
ofert. Zwycięzcy pozostałych części (Nokia Siemens Networks, Kapsch,
Huawei) wycofali się definitywnie z realizacji i umów nie podpisano.
Ö 19 grudnia 2008 r. Rada Ministrów podjęła uchwałę w sprawie przyjęcia
strategii ponadregionalnej "Master Planu dla transportu kolejowego w
Polsce do 2030 roku". Dokument również potwierdza konieczność
wdrożenia systemu GSM-R
Ö 13 maja 2010 r. podpisano umowę na pilotażowe wdrożenie ERTMS
drugiego poziomu w Polsce, na odcinku Legnica - Węgliniec - Bielawa
Dolna. Umowa przewiduje uruchomienie przytorowej oraz pokładowej
części systemu ETCS poziom 2. Nie przewiduje natomiast budowy
infrastruktury GSM-R, niezbędnej do funkcjonowania systemu ETCS.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 13
mgr inż. Paweł Masikowski
13
Podsumowanie
Ö GSM-R gwarantuje możliwość eksploatacji systemu ETCS poziom 2,
zapewnia łączność głosową oraz transmisję danych dla dodatkowych
aplikacji takich jak: systemy zdalnego monitoringu, systemy rezerwacji,
systemy informacji dla użytkowników, łączność w systemach
alarmowych, śledzenie pojazdów trakcyjnych i wagonów itp.
Ö W przypadku sieci GSM-R trudno mówić o istotnych różnicach w
architekturze fizycznej i logicznej pomiędzy poszczególnymi kolejami.
Największym problemem podczas implementacji jest migracja ze
starego systemu radiołączności analogowej do GSM-R tak, aby do
minimum ograniczyć związane z tym perturbacje.
Ö Coraz częściej zakłada się, że GSM-R zastąpi wszystkie dotychczas
eksploatowane sieci telekomunikacyjne dla potrzeb kolei, co widać m.in.
na przykładzie Francji, która planuje likwidację kolejowej telefonii
stacjonarnej na liniach wyposażonych w GSM-R.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 14
mgr inż. Paweł Masikowski
14
Wnioski
ÖAby GSM-R zaistniał na kolejach polskich
należy przede wszystkim:
¾wyznaczyć inwestora i operatora GSM-R,
¾zapewnić finansowanie projektu i budowy,
¾dopilnować spraw formalnych: przydziału
częstotliwości i numeracji przez UKE, umów
międzyoperatorskich, roamingu krajowego,
¾uszczegółowić dostęp do usług i uprawnienia
użytkowników krajowego systemu GSM-R.
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 15
mgr inż. Paweł Masikowski
15
Dziękuję za uwagę
[email protected]
„Uwarunkowania telekomunikacyjne wdrażania ERTMS w Polsce” - strona 16
mgr inż. Paweł Masikowski
16