Wieże GSM-R – jeden z elementów nowego systemu komunikacji

W całym kraju wzdłuż linii kolejowych powstają wieże GSM-R. Dla pasażera czy mieszkańca będą jedynym widocznym elementem nowego systemu komunikacji cyfrowej, która w przyszłości będzie realizować połączenia głosowe między dyżurnymi ruchu a maszynistami. System GSM-R jest dedykowany wyłącznie dla transportu kolejowego, dlatego wieże GSM-R powstają przede wszystkim na terenach kolejowych. Na wieżach GSM-R nie będzie anten operatorów komercyjnych. Obiekty przeznaczone są wyłącznie dla celów publicznych.

Czym jest GSM-R?

GSM-R kojarzy się wszystkim ze znaną technologią GSM, którą od lat wykorzystujemy do rozmów, wysyłania SMS-ów czy transmisji danych. Skojarzenie to jest właściwe, gdyż system GSM-R stworzony został w oparciu o podstawowy system GSM. Rozszerzono go jednak o funkcje potrzebne do eksploatacji i utrzymania infrastruktury kolejowej oraz zarządzania ruchem pociągów. 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, co wydłuża wymianę kluczowych informacji.
Wdrożenie łączności GSM-R zapewni równoczesne połączenia oraz przesyłanie wiadomości tekstowych. Dodatkowo, do prowadzącego pociąg 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. Sygnał kierowany sektorowo – co to oznacza?

Wieże GSM-R, choć przypominają obiekty GSM, różnią się sposobem kierowania sygnału. W przypadku GSM-R, dzięki zastosowaniu anten sektorowych, 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 – do 200 metrów od torów. Lokalizacja wież zaplanowana jest w taki sposób, aby zapewnić pokrycie sygnałem na całej linii.

Transmisja danych mniejsza niż generuje smartfon

Pojedyncza antena połączona z urządzeniami nadawczo-odbiorczymi działającymi w systemie GSM-R będzie obsługiwała równocześnie maksymalnie kilka połączeń głosowych osób prowadzących ruch pociągów. Jeśli w sieci GSM-R na danym odcinku nie będzie żadnego połączenia głosowego, to antena GSM-R będzie jedynie „nasłuchiwać”, czekając na zgłoszenie się terminala pracownika z pociągu. Emisja fal radiowych będzie wówczas minimalna.
Transmisja danych jaką będą generowały wszystkie terminale GSM-R używane przez obsadę pociągu, będzie mniejsza niż transmisja danych pasażera, korzystającego z Internetu od operatora GSM. Ponadto, gdy ktoś nie korzysta z Internetu to aplikacje na smartfonie i tak same generują ruch do najbliższych anten komercyjnych sieci komórkowych. W przypadku sieci GSM-R tak nie jest. Poziom emisji pola elektromagnetycznego oddziałującego na człowieka stojącego w pobliżu 40-metrowej wieży jest niższy niż ten ze smartfona podczas rozmowy telefonicznej.

System powszechnie używany od 20 lat

Anteny GSM-R obsługują wyłącznie technologię drugiej generacji (2G). Technologia ta była uruchamiana komercyjnie pod koniec 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 korzystamy. W systemie GSM-R stosuje się niemal identyczne częstotliwości. Ekspert od spraw łączności dodaje, że zgodnie z przepisami Ustawy Prawo Ochrony Środowiska, przed włączeniem stacji GSM-R do użytkowania, poziom pola elektromagnetycznego, który stacja emituje jest weryfikowany przez specjalne laboratorium. 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 aż do częstotliwości 300 GHz. 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 naukowych przesłanek do obaw przed komunikacją GSM-R – podkreśla Rafał Pawlak.

Ile nowych wież powstanie w ramach projektu?

Zgodnie z założeniami ma być ich około 1200. Większość przewidziano na terenach kolejowych. W ramach projektu zabudowanych zostanie także ok. 12 tys. km kabli światłowodowych. Zaprojektowana i zbudowana zostanie sieć połączeń głosowych. Nastawnie i Lokalne Centra Sterowanie Ruchem Kolejowym oraz jednostka nadzorująca pracę sieci GSM-R tzw. Centrum Zarzadzania Siecią w Warszawie i rezerwowe w Poznaniu wyposażone zostaną w urządzenia niezbędne do obsługi i nadzoru połączeń.
Należy również podkreślić, że program budowy kolejowej sieci transmisji danych GSM-R jest realizowany przez PLK od kilku lat. Elementy systemu zostały już zbudowane m.in.: na odcinku magistrali kolejowej E 30 – między Bielawą Dolną a Opolem, E 65 od Warszawy do Gdyni oraz na E 20 od Kunowic do Terespola.

Kolej bez granic

Wdrożenie systemu GSM-R na polskiej sieci kolejowej stanowić będzie znaczący krok do osiągnięcia najwyższego standardu interoperacyjności ogólnoeuropejskiego systemu kolejowego. Dzięki ujednoliceniu systemów, możliwy będzie swobodny przejazd pociągów między sieciami kolejowymi różnych zarządców w Europie. Nie będzie też konieczności wymiany lokomotyw na granicach poszczególnych państw. Cyfrowa komunikacja usprawni zatem przejazd pociągów pasażerskich i towarowych pomiędzy krajami Unii Europejskiej i krajami sąsiadującymi.
Kiedy możemy spodziewać się technologicznego przełomu? Proces przechodzenia na sieci zarządzanej przez PLK z analogowego systemu do łączności cyfrowej powinien zostać zakończony najpóźniej do końca 2024 r. Od 1 stycznia 2025 r. łączność w paśmie 150 MHz zostanie zachowana jedynie w pracy manewrowej oraz poza siecią PKP Polskich Linii Kolejowych S.A.

Projekt ,,Budowa infrastruktury systemu ERTMS/GSM-R na liniach kolejowych PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. w ramach NPW ERTMS” jest współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Funduszu Spójności w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko.