Využití mobilních bezdrátových datových přenosů v železniční dopravě

V posledních letech dochází k prudkému nárůstu přepravy osob a zboží. Na celý dopravní řetězec jsou kladeny stále vyšší nároky s důrazem na zvyšování kvality a komfortu dopravy, zajištění mobility, zvyšování bezpečnosti a zlepšení služeb v dopravě. V prostředí železnic stále častěji vznikají požadavky na zajištění mobilních bezdrátových přenosů dat mezi stacionárními objekty a kolejovými vozidly. Řada těchto přenosových cest je již technicky realizována a postupně uváděna do provozu.

Mobilní bezdrátové datové přenosy v prostředí Českých drah

Evropská komise rozhodla, že evropské železniční tratě budou postupně vybavovány novým radiovým zařízením podle standardu EIRENE. V rámci projektu EIRENE, který je součástí projektu ERTMS (European Rail Train Management System), byl zvolen standard GSM-R, pracující v kmitočtovém pásmu 900 MHz, jako základní technologický prvek systému železničního radiového spojení. Podle harmonogramu, stanoveného v rozhodnutí komise evropských společenství v Bruselu 2009/561/ES z července 2009, bude vybaveno systémem ERTMS celkem šest koridorů do konce 2020. Nasazení GSM-R na nekoridorových tratích nelze pro vysokou investiční náročnost prozatím předpokládat.

V České republice je systémem GSM-R vybaven  I. národní železniční koridor od státní hranice u Děčína, přes Prahu a Brno až do Břeclavi a k rakouské a slovenské hranici. V roce 2011 byl ukončen projekt realizace GSM-R na II. národním koridoru železniční trati Břeclav – Přerov – Petrovice u Karviné. V roce 2013 byla ukončena etapa realizace GSM-R na trati Ostrava – Opava, Dětmarovice – státní hranice se Slovenskem, spojce obou hlavních koridorů Přerov – Česká Třebová a mezi Děčínem – Dolním Žlebem, ústeckým Střekovem, Všetaty a Kolínem.

Systém GSM-R usnadňuje železničním dopravcům mezinárodní dopravu, nepotřebují na jím vybavených tratích dodatečnou radiostanici, aby se strojvedoucí dorozuměli s dispečery. Umožňuje železničním dopravcům komunikovat v rámci celé Evropy.

V současné době se v prostředí Českých drah využívají i technologie GPRS v sítích veřejných operátorů. GSM sítě mají pro potřeby ČD relativně dobrou dostupnost a kvalitu služeb.

Železniční bezdrátová přenosová síť od ČD – telematika

Potřeby informačních systémů pro bezdrátovou datovou komunikaci s kolejovými vozidly Český drah jsou zajištěny integrovaným komunikačním prostředím, které je v prostředí Českých drah označeno jako ŽBPS (Železniční Bezdrátová Přenosová Síť). ŽBPS lze chápat jako množinu přenosových sítí, komunikačních zařízení, rozhraní, protokolů a pravidel pro bezdrátovou komunikaci mezi objekty na železnici v ČR.

Obrázek 1: Schéma ŽBPS

Základními funkčními prvky ŽBPS jsou:

• síť GSM-R a jednotlivé přenosové sítě GSM veřejných operátorů, přes které se fyzicky realizují přenosy dat,
• centrální komunikační brána pro zajištění propojení se stacionárními systémy. ŽBPS je koncipována jako síť s centralizovaným přístupem mobilních prostředků do pevné sítě přes centrální komunikační bránu. Ta zajišťuje přístup k síti jednotným způsobem pro všechna koncová zařízení a na základě překladu adres a jmenných konvencí zajišťuje směrování konkrétních datagramů k příslušným aplikačním serverům či koncovým zařízením. Po hardwarové stránce je komunikační brána kombinací přepínačů, směrovačů, bezpečnostních prvků (např. firewally) a serverů. Komunikační brána je srdcem celé ŽBPS a jsou na ni připojeny všechny přenosové sítě,
• komunikační terminály kolejových vozidel, případně komunikační zařízení jiných objektů komunikujících v rámci ŽBPS (např. bezdrátově připojené stacionární objekty či mobilní účastníci). Komunikační terminály slouží pro komunikaci koncových zařízení umístěných na kolejových vozidlech (například diagnostické systémy, displeje jízdních řádů, multiaplikační terminály, informační zařízení pro cestující, rychloměry, snímače identifikačních karet strojvedoucích, kamerové systémy, systémy na sledování polohy, elektroměry) prostřednictvím sítě ŽBPS s ostatními systémy.

Síť GSM-R a jednotlivé přenosové sítě GSM veřejných operátorů, přes které se fyzicky realizují přenosy dat pro řízení provozu je z pohledu objemu přenášených dat dostačující.

Bohužel z pohledu budoucího vývoje a potřeb cestujících bude nutno začít využívat i další nové technologie mobilních bezdrátových datových přenosů popisované v článku o mobilních datových přenosech v roce 2013.

V  blízké budoucnosti bude ŽBPS s největší pravděpodobností využívat technologii UMTS a mohla by vypadat následujícím způsobem:

Obrázek 2: Možné schéma ŽBPS

Palubní portál a WiFi připojení ve vlacích ČD

V 7 vlacích SC Pendolino lze využívat zdarma službu bezdrátového připojení k internetu pomocí technologie WiFi. Po spuštění internetového prohlížeče se automaticky zobrazí úvodní stránka palubního portálu. Je umožněno využívat vnitřní palubní portál nebo volný přístup na internet.

Palubní portál pro informace i zábavu nabízí:

• podrobné informace o jízdě vlaku (poloha vlaku na mapě, rychlost vlaku, čas zbývající do cílové stanice, aktuální počasí v jednotlivých stanicích, mimořádnosti na trati),
• informace o přípojích v nácestných stanicích,
• zajímavosti na trase s tipy na volnočasové aktivity,
• služby na palubě,
• doplňkové služby,
• online kamery umístěné na obou stanovištích strojvedoucího
• aktuální zpravodajství,
• hry,
• elektronické knihy.

Připojení k internetu je realizováno pomocí nejlepších dostupných technologií. Jsou využívány technologie mobilních datových přenosů všech stávajících mobilních operátorů s výjimkou operátora U:fon. Bohužel pokrytí kvalitním signálem mobilních operátorů není po celé trase dostatečné. Při testování bylo zjištěno, že IP adresa se za jízdy nemění. Vlak celou dobu drží jednu IP adresu. Rychlost v obydlených oblastech byla větší než 2 Mb/s. V neobydlených oblastech docházelo k poklesu rychlosti a krátkodobým výpadkům. Pokrytí některých oblastí signálem 3G jednotlivých operátorů je nulové.

Pro umožnění přístupu k internetu a využívání této služby všem cestujícím v dostatečné kvalitě je blokován přístup na webové stránky, které připojení k internetu výrazně zatěžují. Jedná se především o stránky pro aktualizaci operačních systémů a softwaru, stejně tak stránky, které poskytují Progressiva jackpottar Spela pa stora progressiva spelautomater gratis som t. streamování videa.

Regionální vlaky mají v porovnání s vlaky Pendolino jen jednoduchý “jedno operátorový” internet.

V případě pokrytí kvalitním signálem LTE nebo LTE-Advanced problémy s rychlostí internetu nebudou existovat (datová propustnost LTE je v porovnání s 3G nesrovnatelně větší).

Využívání technologie LTE ve vlacích v ČR nebude pravděpodobně v budoucnu zcela bez problémů. Při využívání technologie LTE ve vlacích v Rakousku nastávají v současné době vážné problémy s rušením způsobovaným LTE modemy v soupravách RailJet.

Wifi připojení ve vlacích ICE DB Bahn

Ve spolupráci s T-Mobile nabízí DB Bahn možnost zpoplatněného připojení k internetu pomocí WiFi při rychlosti až 300 km/h. Ve vlaku je cestujícímu k dispozici stolek a zásuvka.

HotSpots ve vlacích ICE lze využívat za stejnou cenu jako „nepřenosné“ HotSpots. Pro cestující, kteří často využívají vlaky ICE, je výhodná nabídka HotSpot Pass s 30 – denní platností za 29 eur. Během těchto 30 dní se lze připojit k internetu bez omezení. Druhá možnost je zaplatit 60-minutové připojení k internetu za 8 eur. V obou případech údajně není omezen objem stažených dat. Přihlašovací údaje lze získat po zaplacení platební kartou online na portálu HotSpot.

Zákazníci T – Mobile mohou jednoduše zaslat SMS ve znění „OPEN“ na T-Mobile číslo 9526 (v Německu). Ihned obdrží zprávou SMS odpověď s přihlašovacími údaji, se kterými se mohou připojit k jakémukoliv T – Mobile HotSpot. Poplatek je následně zohledněn na běžném T-Mobile vyúčtování.

K WiFi se lze připojit na následujících trasách:

• Dortmund – Düsseldorf – Kolín (také přes Hagen a Wuppertal),
• Kolín – Frankfurt/M. letiště,
• Frankfurt/M. – Stuttgart – Mnichov,
• Frankfurt/M. – Hannover – Hamburg hl.n.,
• Frankfurt – Mannheim – Freiburg.

Obrázek 3: Trasy DB Bahn, zdroj (DB Bahn)

Ve vlacích ICE DB Bahn se využívají UMTS sítě. Podle uváděných informací je připojení ve vlaku ICE DB Bahn rychlé. Při pokrytí trasy vlaku signálem LTE je udávána rychlost datového přenosu (download) 6 Mb/s při rychlosti vlaku až 300 km/h. Na dalším obrázku je vidět poměrně husté pokrytí signálem LTE-1 800 a LTE-800.

Obrázek 4: Pokrytí LTE – Germany, zdroj (Phone-guide-germany)

V případě, že jste už toto připojení k internetu ve vlaku ICE DB Bahn použili, prosím připojte se do diskuse a podělte se s ostatními o své zkušenosti.

Závěr

Nedostatečné pokrytí signálem UMTS na území České republiky je v současné době největším problémem této technologie. Z map pokrytí, které jednotliví operátoři poskytují, je zřejmé, že signálem 3G jsou pokryta pouze větší města ČR a jejich okolí. Signálem LTE je pokryto pouze několik málo míst.

Vzhledem k tomu, že teoretické parametry datových přenosů, které uvádí jednotliví operátoři, se liší od skutečných, bylo provedeno v letošním roce experimentální měření sítí 3G (T-mobile, Telefónica a Vodafone) v reálných podmínkách. Výsledky měření najdete na stránkách „Internet pro všechny“ v nejbližší době.

Štítky: ČD - telematika, mobilní internet.