„Ściśile według protokołu”

Zastosowania kolejowe są coraz bardziej złożone. Melanie Kleinpötzl, Frauscher Product Management, wyjaśnia w wywiadzie, w jaki sposób wydajne protokoły oprogramowania zapewniają niezbędną bezzakłóceniową komunikację między systemami.

Protokoły oprogramowania otwierają wiele możliwości
w kolejnictwie.Protokoły oprogramowania otwierają wiele możliwości w kolejnictwie.

Również branży kolejowej nie można już sobie wyobrazić bez cyfryzacji i połączenia w sieć. Jaką rolę odgrywają przy tym protokoły oprogramowania?

Wykorzystanie cyfrowych danych otworzyło przed branżą kolejową wiele nowych i lepszych zastosowań. W ten sposób bowiem możliwa jest wzajemna wymiana różnorodnych informacji między systemami. Do takiego transferu danych potrzebne są jednak nie tylko pasujące interfejsy. Cyfrowa komunikacja jest możliwa dopiero po wdrożeniu odpowiednich protokołów — odgrywają one kluczową rolę!

Dlatego wybór optymalnego protokołu oprogramowania należy uwzględnić już w fazie planowania projektu. Można przy tym dostosować protokół już używany w istniejącym systemie, albo wprowadzić protokół zewnętrzny bądź opracować całkiem nowy. W każdym z tych przypadków występują inne czynniki, które mogą lub muszą wpłynąć na tę decyzję.

Wielu integratorów systemów stosuje już odpowiednie protokoły. Na co trzeba zwrócić uwagę podczas dostosowywania, gdy trzeba zintegrować nowe komponenty?

Zrealizowaliśmy już trzy projekty, w których wybrano dokładnie tę opcję. Zebraliśmy wartościowe doświadczenia na temat współpracy i kompatybilności protokołów oraz złączy, dlatego wiemy, że niezbędna jest dokładna znajomość poszczególnych specyfikacji protokołów, na przykład ich procesów inicjalizacji. Również na poziomie sprzętowym muszą być spełnione podstawowe warunki. W zależności od wymagań dostosowywanie istniejących protokołów może się wiązać z wysokimi kosztami.

Jeżeli jednak integrator systemu wdroży własny, bezpieczny protokół, który zapewnia komunikację między nastawnicami lub do elementów terenowych, to podłączenie na przykład jednego licznika osi lub urządzeń do śledzenia przez właśnie ten protokół jest dla niego rozwiązaniem najprostszym i najlepszym. Umożliwia to łatwe dołączenie dodatkowych danych do istniejącego środowiska systemowego i zapewnia możliwość ich dalszego przetwarzania.

Co można zrobić, kiedy nie jest dostępny żaden protokół?

Z reguły korzysta się wtedy z istniejących protokołów, które nie były jeszcze stosowane z istniejącym systemem i które należy odpowiednio dostosować. Dla zastosowań w branży kolejowej oznacza to również uwzględnienie odpowiednich norm i wymogów: ponieważ system przesyłania jest z reguły narażony na najróżniejsze zagrożenia, musi istnieć możliwość wykrywania błędów wiadomości wymienionych w normie EN50159. W przeszłości opracowano wiele standardowych i własnych protokołów, które zawierają odpowiednie właściwości bezpieczeństwa. Protokoły standardowe, takie jak UNISIG, Subset-098 lub RaSTA, są jednak najczęściej bardzo złożone, w związku z czym wdrożenie ich jest bardzo kosztowne.

Protokoły własne istnieją w wersji prostej, jak i złożonej. Często przeszły one rozwój, z którego częściowo wynikają ponoszone nadal niepotrzebne koszty eksploatacji. Specyfikacje są wprawdzie dostępne, lecz często niespełniane są dodatkowe warunki, które należy brać pod uwagę podczas implementacji. Główny problemem stanowi tutaj prawo do wdrożenia i stosowania tego protokołu.

Czy protokół Frauscher Safe Ethernet FSE został więc opracowany z uwzględnieniem tych różnych możliwości?

Tak, zgadza się. Celem prac przy FSE było przede wszystkim opracowanie protokołu oprogramowania indywidualnego dla kolei. Na bazie UDP/IP możliwa jest komunikacja między dwoma punktami i spełnione są przy tym wymagania norm CENELEC SIL 4 i EN 50159 kategorii 2.

Istotnie przyspiesza to między innymi integrację nowych komponentów w różnych projektach. Poprzez cykliczne bezpieczne przekazywanie można przesłać w dwóch kierunkach do 201 bajtów danych aplikacji. Są to oprócz informacji z maksymalnie 40 punktów liczących lub 80 kontrolowanych obwodów przez tylko jeden podzespół komunikacyjny również informacje o położeniu podstawowym oraz informacje I/O z nastawnicy do podzespołu komunikacji. Obsługiwane są również redundantne struktury podzespołów lub sieci.

Dlaczego firma Frauscher podczas opracowywania tego protokołu oprogramowania zdecydowała się na format Ethernet?

Kluczowe było dla nas rozpowszechnienie tego formatu: Ethernet oznacza stan techniki i można go stosować jako standard w większości istniejących sieci, bez generowania przy tym dodatkowych kosztów sprzętu. Za formatem Ethernet przemawia wiele różnych korzyści właśnie przy zastosowaniu w branży kolejowej. Zalicza się do nich bezpieczne połączenie, umożliwiające przesyłanie danych z bardzo dużą prędkością, nawet w czasie rzeczywistym.

Ze względu na bardzo stabilne połączenie nie dochodzi do utraty danych. Duży zakres adresów pozwala na jednoczesny dostęp wielu urządzeń. Ponadto możliwe jest przesyłanie różnych danych przez jedną sieć, przy czym można łączyć różne środki przekazu, na przykład kable, światłowody i radio.

W jaki sposób Frauscher udostępnia ten protokół swoim klientom i partnerom?

Długo o tym dyskutowaliśmy, w końcu niechętnie wypuszcza się z rąk nabytą wiedzę. Ostatecznie podjęta została jednogłośna decyzja o swobodnym udostępnieniu FSE do najróżniejszych zastosowań. Jest to zgodne z filozofią firmy Frauscher: na otwartym partnerstwie i współpracy z użytkownikami zyskiwać powinny obydwie strony, zarówno przez nabywanie wiedzy, jak i praktyczne korzyści.

Dotychczas protokół FSE wdrożono skutecznie na czterech różnych platformach PLC. Na tej podstawie już dwunastu klientów zrealizowało projekty w różnych zastosowaniach. Te rozwiązania są stosowane teraz na całym świecie. W 20 kolejnych przedsiębiorstwach trwają już prace nad wdrożeniem, częściowo przy zastosowaniu kolejnych platform sprzętowych. Łącznie informacje o protokole omówiono dotychczas z 80 zainteresowanymi firmami, aby objaśnić potencjały różnych zastosowań. Mimo że protokół został opracowany specjalnie do przesyłania danych liczenia osi, ze względu na swoje korzystne właściwości jest stosowany również do przekazywania danych innych niż liczenie osi. W ten sposób my również uczymy się podczas każdego nowego wdrożenia.

Aby uzyskać bezpłatnie informacje dotyczące protokołu FSE, nie trzeba robić nic poza skontaktowaniem się z nami. Po wyjaśnieniu szczegółów takich jak przewidziane przeznaczenie i ewentualnie konieczne dostosowania możemy rozpocząć realizację — wspólnie i z dużą elastycznością, ale zawsze ściśle według protokołu.

Format Ethernet ma wiele zalet. Format Ethernet ma wiele zalet.

Fabian Schwarz

Fabian Schwarz

28.06.2017

Aplikacje

1180 słów

8 czas czytania

„Ściśile według protokołu” „Ściśile według protokołu”

Powiązane artukuły

Jak komunikuj ą się systemy

Technologie

Jak komunikuj ą się systemy

Stefan Lugschitz | 29.06.2017 | 1580 słów | 11 czas czytania

Funkcja wymaga komunikacji: interfejsy zapewniają optymalne powiązanie elementów infrastruktury kolejowej.

Czytaj więcej
Bezpiecznie po torach

Rynki

Bezpiecznie po torach

Lee Walker | 25.06.2017 | 894 słów | 6 czas czytania

Podczas projektowania nowego rozwiązania do przejazdów kolejowych dla przedsiębiorstwa John Holland firma RCS zastosowała zaawansowany licznik osi FAdC oraz protokół FSE.

Czytaj więcej
Łączone technologie zapewniające więcej informacji

Technologie

Łączone technologie zapewniające więcej informacji

Mayank Tripathi | 27.06.2017 | 1751 słów | 12 czas czytania

Inteligentne łączenie zapewniające rzeczywiste korzyści dodatkowe: o połączeniu Distributed Acoustic Sensing (DAS) z licznikami osi i indukcyjnymi czujnikami koła można wygenerować wartościowe informacje o zastosowaniach kolejowych.

Czytaj więcej
Pozostaje kwestia: Analogowy czy cyfrowy

Technologie

Pozostaje kwestia: Analogowy czy cyfrowy

Manfred Sommergruber | 26.06.2017 | 735 słów | 5 czas czytania

Sygnały czujników koła można udostępniać w postaci analogowej lub cyfrowej. Manfred Sommergruber objaśnia cechy charakterystyczne na podstawie czujnika koła Frauscher RSR110.

Czytaj więcej