Projekt SAFE4RAIL stawia konwergencję w centrum systemów TCMS nowej generacji
TCMS – system sterowania i zarządzania pociągiem – jest często nazywany „mózgiem pociągu”. Jednak, jak na ironię, rozwój systemów TCMS pozostaje daleko w tyle za standardami technologii inteligentnej. Istniejące rozwiązania są złożone i kosztowne oraz różnią się znacznie w zależności od producenta pociągu. Prawda jest taka, że podczas gdy sprzęt i oprogramowanie elektroniczne rozwijają się w coraz szybszym tempie, TCMS jest rynkiem niszowym, co znacznie spowalnia wprowadzanie do niego nowatorskich technologii. „Mamy do czynienia z bardzo rozdrobnionym rynkiem i dużą złożonością systemu. Gdy dodamy do tego długi czas potrzebny na opracowanie sprawdzonych rozwiązań, można łatwo zrozumieć, dlaczego w systemach transportu kolejowego nowatorskie rozwiązania technologiczne są tak rzadkie”, mówi Arjan Geven z austriackiej firmy TTTech. W 2018 r. większość pociągów nadal składa się z ogromnej sieci systemów i aplikacji, które prawie się ze sobą nie komunikują. W przeszłości każdy podsystem w pociągu wykorzystał własną architekturę elektroniczną, co miało na celu ułatwienie procesu certyfikacji (to samo dotyczy systemów obliczeniowych, gdzie każda aplikacja działa na własnym komputerze, przy bardzo ograniczonej interoperacyjności). Choć sygnały są stopniowo integrowane z różnymi protokołami magistrali i systemami łączności, priorytetem pozostaje zgodność z przepisami krajowymi oraz koszty wdrożenia, czego ofiarą pada konserwacja i modernizacja. Projekt SAFE4RAIL (SAFE architecture for Robust distributed Application Integration in roLling stock), który Geven koordynuje w imieniu konsorcjum 11 partnerów, ma na celu rozwiązanie tego problemu, ze szczególnym naciskiem na konwergencję. „Naszym celem jest wyeliminowanie konieczności stosowania wszystkich tych osobnych rozwiązań i zintegrowanie funkcji pociągów na jednej wspólnej platformie”, wyjaśnia. Ta wspólna platforma nosi nazwę zintegrowanej platformy modułowej (Integrated Modular Platform – IMP). Składa się ona z dwóch głównych części: oprogramowania obliczeniowego oraz platformy komunikacyjnej, która jest zarówno otwarta, jak i interoperacyjna. Ostatecznym celem konsorcjum jest uczynienie z IMP podstawowego elementu systemów TCMS nowej generacji, zdolnego do obsługi najbardziej krytycznych aplikacji w pociągach, zgodnie z najwyższymi wymaganiami certyfikacyjnymi. Oprócz samego IMP, uczestnicy projektu SAFE4RAIL opracowują również konkretne technologie wspomagające wirtualizację procesu testowania. „Testy na torach i na prawdziwym sprzęcie są skomplikowane oraz drogie”, mówi Geven. „Trzeba przewieźć cały sprzęt do miejsca testów, wynająć obiekty, zamontować drogi sprzęt do badań i tak dalej. Nasz zestaw emulatorów komunikacyjnych pozwala na połączenie komponentów wirtualnych i rzeczywistych, umożliwiając testowanie sprzętu (HIL) i oprogramowania (SIL) zarówno w rzeczywistych, jak i symulowanych komponentach sprzętowych i aplikacjach. Technologia ta może łączyć różne stanowiska badawcze i symulować ich fizyczną obecność w tym samym miejscu”. Uczestnicy projektu SAFE4RAIL opracowują również stanowisko badawcze do komunikacji między pociągiem i systemami przytorowymi, aby pomóc w testowaniu urządzeń montowanych na pociągach i urządzeń naziemnych oraz zadbać o interoperacyjność systemów różnych producentów. Testy takie są obecnie prowadzone w ścisłej współpracy z czterema producentami. Ponieważ do zakończenia projektu pozostały jeszcze cztery miesiące, trudno jest przewidzieć jego przyszły sukces. Jak zauważa Geven, o wartości technologii IMP świadczy liczba zainteresowanych stron, które ją wspierają. „Ponieważ zmniejszenie kosztów leży we wspólnym interesie producentów, zjednoczyli się oni w ramach inicjatywy CONNECTA, która jest siostrzanym projektem SAFE4RAIL. Ścisła współpraca pomiędzy projektami CONNECTA i SAFE4RAIL jest kluczowym czynnikiem sprzyjającym upowszechnieniu się nowej technologii”. Po zakończeniu projektu SAFE4RAIL – i pod warunkiem, że doprowadzi on do realizacji celu, jakim jest opracowanie planów IMP – kolejnym krokiem będzie wdrożenie rozwiązania w prototypach i demonstratorach sprzętu oraz oprogramowania. „Chcemy opracować te prototypy w ciągu dwóch lat po zakończeniu SAFE4RAIL, a następnie przeprowadzić testy interoperacyjności. Prototypy te będzie można w ciągu następnych dwóch do pięciu lat rozwinąć w gotowe produkty, które mają szansę trafić na rynek do 2022-2024 r.”, podsumowuje Geven.
Słowa kluczowe
SAFE4RAIL, kolej, TCMS, pociąg, zintegrowana platforma, mózg pociągu, komunikacja, obliczenia
