V posledných rokoch sa zvyšuje záujem o bezdrôtové systémy v železničnej doprave, napríklad GSM-R, WiMAX a Wi-Fi, ktoré sa používajú na signalizáciu, komunikáciu vlaku s koľajou a na pripojenie cestujúceho k internetu. Bohužiaľ, žiadny z týchto systémov nie je dostatočne silný na to, aby uspokojil všetky potreby železničiarov a cestujúcich.
Neexistuje jediný priemysel, ktorý by mohol uniknúť digitalizácii. Železničný sektor, ktorý je tradične jedným z najkonzervatívnejších odvetví z hľadiska prijatia nastupujúcich technológií, tiež začína objavovať výhody digitalizácie. Aj keď bezpečnosť prevádzky zostáva pre väčšinu prevádzkovateľov železníc na prvom mieste, existuje ešte veľa ďalších výhod digitalizácie, napríklad prevádzková efektívnosť, udržateľnosť a zlepšenie spokojnosti zákazníka.
Konektivita je pre prevádzku vlakov zásadná, pretože práve ona spája fyzickú sieť a železničných operátorov s digitálnou infraštruktúrou a umožňuje, aby všetko fungovalo. Je dôležité, aby cestujúci boli spokojní, ale bezpečnosť železníc je vždy najvyššou prioritou, a preto je nevyhnutné stabilné a spoľahlivé pripojenie.
Súčasný globálny systém na mobilnú komunikáciu (angl. Global System for Mobile Communications-Railway, GSM-R) je nasadený na viac ako 150 000 km železničných tratí v Európe a 250 000 km železničných tratí vo svete. GSM-R je založený na technológii GSM, ktorá sa blíži ku koncu svojej životnosti. Aj keď má GSM-R zaručenú podporu do roku 2030, času je málo vzhľadom na potrebný vývoj, testovanie a schválenie nového systému a potom na zavádzanie, ktoré by malo trvať od roku 2025 do roku 2035. Digitalizácia sa už presadzuje aj v technologickej výbave vlakov, vďaka čomu sa budú objavovať aj nové služby, ako je automatizácia vlakov, inteligentná údržba, diaľkové monitorovanie, ktoré GSM-R jednoducho nedokáže podporovať, keďže ide o 2G systém.
Najnovší štandard v oblasti železničnej komunikácie sa posúva zo všeobecne prijatého štandardu GSM-R do štandardu budúceho rádiového mobilného komunikačného systému (angl. Future Railway Mobile Communications System, FRMCS), ktorého základnou technológiou je 5G. Je dôležité povedať, že FRMCS je k dnešnému dňu vo fáze vývoja a testovania.
FRMCS pripravuje pôdu na celkové pripojenie a bezproblémovú prevádzku a má predpoklad stať sa globálnym štandardom na železničnú komunikáciu. Táto technológia, ktorá sa pripravuje na mobilné širokopásmové pripojenie, umožní zvýšenie bezpečnosti a prevádzkovej efektívnosti, podporí inovatívne služby pre cestujúcich a urýchli digitálnu transformáciu. FRMCS tiež minimalizuje oneskorenie siete a využíva cloudovú technológiu, ktorá pomôže automatizovať prevádzku vlaku a podporí širokopásmovú komunikáciu M2M. Umožní tiež automatizované riadenie vlakov, prediktívnu údržbu a rýchle WiFi pripojenie pre celú vlakovú súpravu. Cieľom projektantov FRMCS je získať spektrum vo frekvenčnom pásme 900 MHz, ako aj vo frekvenciách 1 900 alebo 2 300 MHz na obdobie migrácie, pretože pásmo 900 MHz nebude dostatočné na prechod z GSM-R na FRMCS.
5G sieť
Telekomunikační operátori sa v rámci stratégie zavádzania 5G siete zaviazali zlepšiť pokrytie, kde ľudia žijú, pracujú a cestujú, a to aj vo vlakoch. V dnešnej dobe si už málokto dokáže predstaviť život bez internetu. Internet by preto mal byť absolútnym štandardom v celosvetovej železničnej sieti. Vlaky bez WiFi sa stanú čoskoro nemysliteľnými.
5G už teraz prináša po celom svete nové technologické a obchodné príležitosti v iných priemyselných odvetviach, tak prečo neuplatniť tieto výhody aj na železničné systémy? 5G v porovnaní so 4G umožňujú väčšiu prenosovú rýchlosť, stabilnejší príjem, výrazne nižšie oneskorenie a vyššiu hustotu pripojených zariadení. Na to, aby bolo pokryté čo najväčšie územie, bude potrebné veľké množstvo vysielačov.
WiFi pripojenie
Technológia WiFi, ktorá sa používa v železničných vozňoch, zahŕňa inštaláciu viacerých bezdrôtových prístupových bodov (angl. Wireless Access Points, WAP) pozdĺž vlaku s cieľom zabezpečiť úplné pokrytie. WAP potom používajú kombináciu satelitných a celulárnych telefónnych spojení, zvyčajne sietí HSDPA, aby zabezpečili úplné a nerušené pokrytie počas celej cesty, aj keď vlak prechádza tunelmi. Rýchlosť pripojenia však kolíše. Závisí od množstva premenných, medzi ktoré patrí blízkosť WAP, počet používateľov pripojených k určenému bodu a geografická poloha vlaku. Používatelia sa môžu pripojiť k sieti rovnako ako ku ktorejkoľvek domácej bezdrôtovej sieti a v závislosti od podmienok stanovených prevádzkovateľom služby surfujú zadarmo alebo sa dostanú na platobnú stránku, kde zaplatia za prístupový kód, ktorý ich oprávňuje na stanovené časové obdobie využívať internetové služby.
Mobilný internet namiesto WiFi
Mobilné pokrytie vo vlakoch je dnes kľúčovou požiadavkou cestujúcich. Je pochopiteľné, že vysoké percento cestujúcich vlakmi tvoria obchodní cestujúci, ktorí chcú čo najlepšie využiť svoje dochádzanie za prácou. Problémom môže byť sieťové pokrytie, ktoré je pre zákazníka v mnohých prípadoch rozhodujúce. Okrem spoľahlivého hlasového pokrytia chcú aj to dátové.
Aby sa umožnilo mobilné pokrytie vo vlaku, musia mobilní operátori zabezpečiť vonkajšie pokrytie železničných tratí. V ideálnom prípade by mali byť signály dostatočne silné na to, aby prenikli oknami dovnútra vlakovej súpravy, aby cestujúci mohli používať mobilné zariadenia tak, ako keby boli mimo vlaku.
Vzhľadom na to, že mobilné makrosiete nie sú vo väčšine prípadov navrhnuté alebo sú iba čiastočne určené na zabezpečenie pokrytia železničných tratí, vidíme pozdĺž tratí rôzne úrovne signálu a kvality. Platí to najmä vo vidieckych oblastiach, kde signál nie je dostatočne silný, aby bol dostupný a prijímaný vo vlaku.
Prepojenie osobnej železničnej dopravy sa do veľkej miery zabezpečuje prostredníctvom sietí mobilných telefónov zo vzdialených stožiarov, ktoré však stále nie sú umiestnené pri trati, čo znamená, že pokrytie je nerovnomerné, vypadáva a na mnohých miestach vôbec neexistuje. Zlepšenie by sa dalo dosiahnuť modernizovaním traťovej infraštruktúry na spoľahlivé pripojenie v oblastiach s vysokým dopytom cestujúcich a v ťažko dostupných oblastiach, ako sú tunely alebo neobývané oblasti.
Problémom nie je vždy prístup na internet
Problém s pripojením na internet počas cesty vlakom pramení aj inde. Spomeňte si na situáciu, keď vlak stojí v stanici v obývanej oblasti a signál nikde. Stáva sa. Je teda možné, že vlak je akási „Farradayova klietka“.
Úrad pre reguláciu elektronických komunikácií sa venoval problému s dostupnosťou prístupu k internetu vo vlakoch na Slovensku. Vykonané merania preukázali, že steny železničných vozňov spôsobujú pomerne veľký útlm signálov mobilných sietí. Pokrytie vnútorných priestorov železničných vozňov signálom možno riešiť použitím opakovačov na zosilnenie signálu alebo poskytnutím pripojenia prostredníctvom WiFi pre cestujúcich. Na základe rôznych meraní prišli aj na to, že staršie typy vozňov prepúšťajú signál lepšie ako zmodernizované alebo nové typy. Niektoré spoločnosti tento problém riešia tak, že externé pripojenie získava prostredníctvom súpravy modemov HSPA/LTE a využíva pokrytie viacerých mobilných operátorov súčasne. Riešením je tiež väčšie množstvo sklenených a priepustných plôch vo vozňoch, cez ktoré sa signál dostane dnu. Samozrejme, problémom môže byť aj samotné pokrytie internetu, ktoré nie je v každej oblasti krajiny rovnaké, najmä ak vlak prechádza neobývanou oblasťou.
Zdroje
[1] The Importance of in-Train Mobile Coverage. Railway-News. [online]. Publikované 10. 2. 2021. Citované 18. 3. 2021.
[2] Trinh, K.: Exploring the advantages of 5G for the railway sector. Global Railway Review. [online]. Publikované 6. 3. 2020. Citované 18. 3. 2021.
[3] Better rail services with digital transformation. Global Railway Review. [online]. Publikované 6. 1. 2021. Citované 18. 3. 2021.
[4] Dostupnosť internetu vo vlakoch na Slovensku. Úrad pre reguláciu elektronických komunikácií a poštových služieb. [online]. Publikované 26. 7. 2016. Citované 18. 3. 2021.
[5] FRMCS: next-generation train radio begins to take shape. International Railway Journal. [online]. Publikované 17. 7. 2019. Citované 18. 3. 2021.