PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. budują nową łączność kolejową – GSM-R

Redakcja

Niezawodna, precyzyjna, aktualna informacja dla personelu prowadzącego ruch kolejowy – to zalety wdrażanego przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. systemu komunikacji cyfrowej. Obok wielu linii budowane są wieże radiokomunikacyjne nowego systemu łączności GSM-R. Po zakończeniu inwestycji, współfinansowanej ze środków POIiŚ, podróże będą bezpieczniejsze, a kierowanie ruchem sprawniejsze.

Kolej z łącznością GSM-R
Program budowy kolejowej sieci transmisji danych GSM-R realizowany jest przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. od kilku lat. Elementy systemu GSM-R zostały już zbudowane m.in. na odcinku magistrali kolejowej E 30 między Bielawą Dolną a Opolem, na E 20 między Kunowicami a Terespolem oraz na E 65 od Warszawy do Gdyni.

Obecnie w ramach projektu „Budowa infrastruktury systemu ERTMS/GSM-R na liniach kolejowych PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. w ramach NPW ERTMS” prawie 14 tysięcy kilometrów linii wyposażanych jest w infrastrukturę sieciową systemu GSM-R. Nastawnie i lokalne centra sterowania ruchem kolejowym oraz jednostka nadzorująca pracę sieci GSM-R tzw., Centrum Zarządzania Siecią w Warszawie oraz rezerwowe w Poznaniu, wyposażone są w urządzenia niezbędne do obsługi i nadzoru połączeń. Wzdłuż linii kolejowych układanych jest ok. 11 tysięcy kilometrów światłowodów, stawiane są wieże systemu GSM-R. Realizacja projektu umożliwi w 2025 r. zastąpienie obecnego analogowego systemu łączności kolejowej cyfrowym GSM-R. Wszystko po to, by zarządzanie ruchem pociągów było sprawniejsze a podróże koleją szybsze i bezpieczniejsze.

Czym jest GSM-R?
GSM-R kojarzy się ze znaną technologią GSM, którą od lat wykorzystujemy do rozmów, wysyłania wiadomości SMS czy transmisji danych. Skojarzenie to jest właściwe, gdyż system GSM-R stworzony został w oparciu o podstawowy system GSM. Rozszerzono go jednak o dedykowane funkcje potrzebne do zarządzania ruchem pociągów oraz do eksploatacji i utrzymania infrastruktury kolejowej. System umożliwia szybszą i bardziej precyzyjną wymianę informacji pomiędzy pracownikami odpowiedzialnymi za ruch pociągów. Dzięki temu zarządzanie ruchem kolejowym jest bardziej precyzyjne i zapewnia sprawniejsze i bezpieczniejsze podróże.

Na czym polega zmiana sposobu komunikacji?
Obecnie osoby prowadzące ruch pociągów komunikują się za pomocą radia działającego w systemie analogowym (w paśmie 150 MHz). Wieloletnie doświadczenie w kierowaniu ruchem pokazuje, że jest to dobry system, dzięki któremu udało się wielokrotnie uniknąć wypadku. Technologia analogowa nie pozwala jednak na jednoczesne nadawanie i odbieranie komunikatów, a to wydłuża wymianę informacji.

Wdrożenie łączności GSM-R zapewni równoczesne połączenia oraz przesyłanie wiadomości tekstowych. Do maszynisty dotrze jedynie ta informacja, która będzie dla niego przeznaczona. Maszynista nie będzie słyszał komunikacji między innymi maszynistami i dyżurnym ruchu. Pozwoli to na zminimalizowanie ryzyka popełnienia błędu i właściwą reakcję.

System tylko dla kolei
Wieże GSM-R, choć przypominają obiekty GSM, różnią się jednak sposobem kierowania sygnału. W przypadku GSM-R, dzięki zastosowaniu anten sektorowych o skupionej wiązce promieniowania sygnał kierowany jest wzdłuż linii kolejowej, a nie jak w przypadku GSM na całą okolicę. Zasięg sieci GSM-R jest zapewniony tylko wzdłuż linii kolejowych. Lokalizacja wież zaplanowana jest w taki sposób, aby zapewnić pokrycie sygnałem na całej linii.

Transmisja danych mniejsza niż w smartfonie
Pojedyncza antena połączona z aparatem działającym w systemie GSM-R może obsługiwać równocześnie tylko kilka połączeń. Transmisja danych, jaką prowadzi obsługa pociągu, jest mniejsza niż transmisja danych pasażera, korzystającego z Internetu. Ponadto, gdy ktoś nie korzysta z Internetu, to aplikacje na smartfonie same generują ruch do najbliższych anten komercyjnych sieci komórkowych. W przypadku sieci GSM-R tak nie jest. Jeśli na danym odcinku nie ma żadnego połączenia głosowego, to antena GSM-R będzie jedynie „nasłuchiwać”, a emisja fal radiowych będzie ograniczona do minimum. Poziom emisji pola elektromagnetycznego w odległości 40 m od wieży jest niższy niż poziom emisji pola elektromagnetycznego podczas rozmowy przez smartfon.

System powszechnie używany od 20 lat
Anteny GSM-R obsługują technologię drugiej generacji (2G). Technologia ta była uruchamiana komercyjnie w drugiej połowie lat 90.ubiegłego wieku. Jak potwierdza Rafał Pawlak, Kierownik Zakładu Badań Systemów i Urządzeń Instytutu Łączności – Państwowego Instytutu Badawczego, system 2G wykorzystujący częstotliwości w paśmie 900 MHz jest w Polsce obecny od ponad 20 lat i wszyscy z niego powszechnie korzystamy.

W systemie GSM-R stosuje się niemal identyczne częstotliwości. Rafał Pawlak dodaje, że zgodnie z przepisami Ustawy Prawo Ochrony Środowiska, przed włączeniem stacji GSM-R do normalnego użytkowania, poziom pola elektromagnetycznego, który stacja emituje, jest weryfikowane przez specjalne laboratorium, akredytowane przez Polskie Centrum Akredytacji. Przy tym bierze się pod uwagę nie tylko pole elektromagnetyczne danej stacji, ale i innych urządzeń w okolicy, a ich skumulowana emisja nie może przekroczyć poziomów określonych w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia z 17 grudnia 2019 r. w sprawie dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych w środowisku.

– Promieniowanie elektromagnetyczne niejonizujące, a zatem bezpieczne dla organizmów, rozciąga się nawet powyżej częstotliwości 300 GHz uznawanej za górną granicę fal radiowych. Pole elektromagnetyczne o częstotliwości 900 MHz występujące w otoczeniu stacji bazowych GSM-R jest bezpieczne, a w powszechnym użyciu są fale radiowe o wyższych częstotliwościach, chociażby 2,4 GHz stosowane w sieciach Wi-Fi. Nie ma żadnych naukowo udowodnionych przesłanek do obaw przed komunikacją GSM-R – podkreśla Rafał Pawlak. – Infrastruktura radiołączności kolejowej GSM-R jest budowana tam, gdzie to niezbędne, wzdłuż torów i wykorzystywana wyłącznie na potrzeby prowadzenia ruchu kolejowego. Specyfiką systemu jest to, że fale radiowe mają charakter kierunkowy (propagują się głównie wzdłuż linii kolejowej) - dodaje.

Szybciej i bezpieczniej
Podsumowując – GSM-R jest systemem działającym na bardzo ograniczonej przestrzeni, wyłącznie wzdłuż linii kolejowych. GSM-R wykorzystuje dobrze znane zasady funkcjonowania sieci GSM. Nie zakłóca także innych systemów łączności. GSM-R znacząco usprawni działanie polskiej kolei, pociągi będą mogły jeździć szybciej, częściej i bezpieczniej. Kolej będzie oferowała bardziej atrakcyjne podróże.