Savremeni Informacioni Sistemi Na Zeleznici

Универзитет у Београду Саобраћајни факултет

Семинарски рад

предмет: Оперативни рад на железници коришћењем рачунара

тема: Савремени информациони системи на железници

Београд, октобар 2008.

Оперативни рад на железници коришћењем рачунара

САДРЖАЈСАДРЖАЈ

1. УВОД......................................................................................................................................1

2. ИНТЕЛИГЕНТНИ ТРАНСПОРТНИ СИСТЕМИ..............................................................4

3. ERTMS....................................................................................................................................5

4. ETCS.......................................................................................................................................8

5. GIS (ГЕОГРАФСКИ ИНФОРМАЦИОНИ СИСТЕМ) – ОСНОВЕ И ПРИМЕНА........19

6. GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM.........................................................................32

7. ГЛОБАЛНИ СИСТЕМИ ЗА МОБИЛНУ КОМУНИКАЦИЈУ, GSM.............................35

8. ПРАЋЕЊЕ РОБЕ У ПРЕВОЗУ КАО КОМПОНЕНТА КВАЛИТЕТА ПРЕВОЗА.......39

9. GPS/GSM У ФУНКЦИЈИ ПРАЋЕЊА РОБЕ НА ЖЕЛЕЗНИЦИ...................................42

10. ИНТЕРНЕТ У ФУНКЦИЈИ ПРАЋЕЊА РОБЕ НА ЖЕЛЕЗНИЦИ................................46

11. ЗАКЉУЧАК.........................................................................................................................48

12. ЛИТЕРАТУРА.....................................................................................................................50

1


1. УВОД

Почетком осамдесетих година прошлог века, са технолошким развојем

информационих технологија (персонални рачунари, софтверска подршка и

др.) и телекомуникација у правцу дигитализације и нових сервиса (дигитални

телефони, телефакс, видеофон и видеоконференције и др.), настаје нова

научна дисциплина, ТЕЛЕМАТИКА (ТЕЛЕкомуникације и инфорМАТИКА).

Телематика је наука која се бави преносом, обрадом и снимањем

(бележењем) информација. Посматрано још детаљније, телематика

представља размену информација између најмање два система за обраду

података, користећи одређене телекомуникационе системе.

Циљеви ове дисциплине су:

Подршка свим радним и комуникационим процесима,

Подела рада без временских и месних зависности,

Изградња интегрисане комуникације предузећа,

Пренос информација између апликација и радних места.

Телематика врло брзо налази примену у свим техничким гранама, па и

у свим сегментима свакодневног живота. У подручју саобраћаја и транспорта

телематика је врло брзо по настајању, почела да проналази своје место, тако

да већ данас постоје бројни развијени саобраћајно – транспортни системи.

Због убрзаног развоја и велике примене, телематски системи у саобраћају

прерастају у посебну грану науке, који се данас називају и интелигентни

транспортни системи (ITS). Интелигентни транспортни системи су базирани

на информационим и комуникационим технологијама и сваки напредак у

овим областима доноси огромну корист свим учесничима у транспорту.

Данас, примена телематике у већини транспортних система се огледа

кроз:

2


комуникацију између контролних центара и возача који управља

возилом, због очувања безбедности и наредби за директне

операције,

комуникацију између возила и константних (перманентних)

подсистема и инсталација, или сателита, ради локације возила

или контроле обављања операција и убрзања саобраћаја,

комуникацију између контролних центара и стајалишта, због

регулисања саобраћаја возила, информисања путника,

надгледања безбедности путника, итд.

комуникацију између појединих возила,

комуникацију између контролних центара и путника и/или

комитената, итд.

Железница, као транспортни систем са „вођеним” превозним

средствима, услед „чврсте” везе између возила и пута, испољила је изузетне

погодности за примену телематике. Тако су последњих година развијени

многи телематски системи за примену на железници, у свим њеним

значајним елементима, од повећања безбедности и регулисања хода возова,

до аутоматизације појединих комерцијалних операција. Примена телематике

омогућује не само скраћење технолошких операција на железници, већ и

уклањање „техничких” граница између железница, насталих различитим

темпом развоја у појединим државама, и стварање јединственог железничког

система. У наредним годинама, телематски системи ће бити све више

присутни на свим железницама, па ће неизбежно доћи и до њихове шире

примене на Железницама Србије.

Основне користи железнице од примене телематских система су:

повећање безбедности саобраћаја,

повећање брзине превоза путника и робе,

смањење радне снаге,

смањење трошкова одржавања инфраструктуре,

3


смањење трошкова одржавања возила и смањење процента

имобилизације возила,

повећање продуктивности возила, итд.

Наравно, као последица примене телематских система и остваривањем

жељених циљева, доћи ће до повећања обима рада на железници, што се

може тумачити као индиректна корист примене ITS-а.

Данас су на развијеним железницама примењени следећи системи:

електронска продаја карата и резервација седишта (чак и

коришћењем интернета),

електронско информисање путника и ред вожње,

системи за плаћање без употребе „кеша”,

информациони системи за теретни саобраћај,

електронска контрола сигнала,

континуални ATC/ATP1,

новоразвијени ERTMS2, и као његов део ETCS3,

контрола хода возова употребом рачунара,

прикупљање информација о возилима, итд.

Типични представници интелигентних транспортних система јесу

сателитски телекомуникациони и позициони системи.

Географски Информациони Системи (GIS) и Системи Глобалног

Позиционирања (GPS), постали су битни у различитим областима

истраживања, нарочито оним који обухватају просторне анализе. Највећи

корисник просторних анализа је област транспорта.

2. ИНТЕЛИГЕНТНИ ТРАНСПОРТНИ СИСТЕМИ

1 ATC/ATP=Automatic Train Control/ Automatic Train Protection2 ERTMS=European Rail Traffic Management System3 ETCS=European Train Control System

4


У последњих 150 година информационе технологије су се неслућено

развиле. Незгоде на путевима, закрченост, кршење и одлагање поласка у

ваздушном саобраћају, сигурност и недовољан развој поморског сектора,

ометају слободно кретање робе и људи широм света. Ови проблеми могу, не

само да успоре економски раст у разним регионима већ и да створе додатну

штету окружењу. Из тог разлога Европска комисија подстиче развој

интелигентних транспортних система (ITS) у свим видовима транспорта како

би се решили ови проблеми и дошло се до бољег, ефикаснијег и сигурнијег

управљања европским саобраћајним системом. Интелигентни транспортни

системи су базирани на информационим и комуникационим технологијама и

сваки напредак у овим областима доноси огромну корист свим учесницима у

транспорту. Појмови као „интелигентно возило“, „интелигентни аутопут“

или „надгледање и контрола саобраћаја у реалном времену“ су по први пут

уведени да би исказали повећану интелигенцију, као динамичку природу

система који се уводе.

Што се тиче истраживачких пројеката и програма, Европска Унија је

1998. године започела истраживачки пројекат чији је основни циљ да

помогне у примени нових технологија у области транспорта (пре свега у

друмском) да би се повећала ефикасност и безбедност. Пројекат је био познат

под називом DRIVE. Прва истраживања ITS-а су почела у држави Мичиген у

Америци, где је центар аутомобилске индустрије.Примена интелигентних

транспортних система се може посматрати кроз следеће три области:

1. Функционисање и управљање у транспортним мрежама свих типова

2. Информисање корисника транспортних система

3. Функционисање и управљање у теретним транспортним системима.

Ова класификација покрива све области транспорта, било да се ради о

појединачним путовањима, превозу терета или мулзимодалном транспорту.

5


3. ERTMS

Европски систем за управљање железничким саобраћајем,

ERTMS (European Rail Traffic Management System) је главни европски

индустријски пројекат осмишљен да дуж целе Европе буде коришћен

јединствени систем сигнализације у циљу да се превазиђу постојеће техничке

препреке које представљају сметњу у развоју железнице на европском нивоу.

ERTMS је главни индустријски пројекат који је започет у Европи, пројекат

који ће служити да учини железнички саобраћај безбеднијим и

конкурентнијим.

ERTMS се састоји од два основна елемента:

1. GSM-R (Global System for Mobile Communication-Railways) - је нови

глобални систем за гласовну комуникацију и размену података.

Комуникациони елемент који омогућава „комуникацију” и размену података

између возила на прузи и контролора трасе пруге на којој посматрани воз

саобраћа.

2. ETCS (European Train Control System) - је систем електронске

контроле железничког саобраћаја. ETCS је сигнални елемент система који

укључује контролу хода возова и аутоматску заштиту возова (ATP). Пружна

сигнализација је “премештена” у кабину машиновође, приказује информације

машиновођи на дисплеј у кабини, дозвољава трајну контролу воза.

Три су основна техничка елемента ERTMS-а, а сваки од њих је

развијен кроз независне пројекте који су касније склопљени у целину:

1. Пружна опрема, која је развијена кроз пројекат Eurobalise,

2. Опрема на возилу, која је развијена кроз пројекат Eurocab и

3. GSM-R радио комуникациона опрема, развијена кроз

пројекат Euroradio.

6


Компјутер у вучном возилу, Еurocab, упоређује брзину воза која се

преноси са колосека, са максималном дозвољеном брзином и аутоматски

успорава воз уколико је ова брзина премашена.

Комбиновањем овог система са новоразвијеним GSM-R настао је

европски систем за управљање ходом возова, ERTMS. Тако ETCS

представља битан део ERTMS-а.

7


Особине ERTMS-а:

интероперабилност железничких мрежа

брзине до 500 km/h

аутоматска заштита возова (ATP)

смањење интервала слеђења возова, итд.

Користи од ERTMS-а:

велико смањење трошкова инфраструктуре,

већи ниво безбедности,

могућност повећања броја возова, повећање капацитета, тј.

пропусне моћи пруга,

интероперабилност између железничких мрежа,

отварање тржишта за произвођаче сигнално – сигурносних

система, расте конкуренција.

брзине до 500 km/h

4. ETCS

Европски пројекат ETCS (European Train Control System)(European Train Control System) је под-

пројекат ERTMS система Европске комисије. Европска комисија је

установила укупни програм који би помогао развој пруга, и индивидуалних

програма, као што су EUROCAB, EUROBALISE и EURORADIO. Кроз ове

пројекте реализовани су захтеви за развојем нових, стандардизованих

система.

Делови ETCS система су:

1. Europian Vital Computer - EVC (Европски централни рачунар),

2. Интерфејс за постојеће ATP/ATC системе у инфраструктури,

8


3. Интерфејс за кабинску сигнализацију MMI (Men Mashine Interace),

4. Одометар (мерач пређеног пута),

5. EUROBALISE / EUROLOOP

6. Интерфаце система за кочење,

7. Интерфејс за EURORADIO,

8. Постављање пута вожње,

9. Интерфејс за остале функције (као што су: аутоматско вођење возова,

дијагностика, врата, остало).

Скуп уређаја пружног подсистема ETCS-а који се употребљавају на

нивоима 1. и 2. чине тзв. пружни модул. Пружни модул сачињавају:

Еуробализа

Еуропетља

RID - радио интерфејсна јединица

LEU - линијска електронска јединица

Еуробализа је тачкасти примопредајни уређај за пренос порука

од пруге на воз и обрнуто, који користи стандардизовани формат телеграма.

Ако капацитет података једне бализе није довољан онда се користи више

бализа (од две до осам) које формирају тзв. групу бализа. ETCS захтева да

сви возови могу читати све бализе без обзира на смер прелаза преко бализе и

смер за који подаци бализе важе.

Интерфејс еуробализа је стандардизован, тако да поједине земље

морају да изврше прилагођавање на сигналне системе које имају. Пријемник

еуробализе је на возилу.

9


Бализа може бити употребљена у различитим апликационим

функцијама за пренос различитих пакета података. Неки од базичних

података који се могу пренети бализом су:

Идентитет локације,

Базична удаљеност

Повећана удаљеност

Циљна брзина

Ограничење брзине

Нагиб преко базичне и повећане удаљености

Дужина претрчавања

Информације повезивања.

Еуропетља је повремен примопредајни уређај за пренос порука

од пруге на воз и обрнуто, а примарно се употребљава за пренос додатних

информација. Петља се увек користи заједно са бализама које су на крајевима

петље. Модул еуропетље се употребљава када постоји потреба за

употпуњавањем процедура или када постоји потреба за стартовањем

процедура.

Еуропетља је систем који се употребљава тамо где није могуће

остварити квалитетну радио везу. Интерфејс је стандардизован, али поједине

земље мора да изврше прилагођавање на сигналне уређаје које имају.

Пројемник система еуропетље је такође на возилу.

Радио интерфејсна јединица (RID) је комуникациони уређај

који користи Еурорадио за пренос порука са LEU на воз и орнуто. Она се

првенствено користи за пренос додатних информација.

Линијска електронска јединица (LEU) служи да повеже

пружне уређаје, путне прелазе и сл. Заједно са бализом, петљом и радио-

10


интерфејсном јединицом првенствено се користи у ETCS нивоу 1. LEU

прима поруке са пружних уређаја и припрема их за слање на воз преко

бализе, петље или радио-интерфејсних уређаја. LEU, такође прима телеграме

послате са воза у пролазу, обрађује их и преноси (ако је потербно) до других

пружних уређаја.

Радио блок центар (RBC) је ETCS-ов пружни систем који

обавља неколико функција, као што су управљање размаком између возова и

заштита возова. Да би се ове функције обављале коректно и сигурно RBC је

повезан на различите екстерне системе. Интерне RBC функције могу де

поделити на:

Функције које су захтеване према ETCS спецификацији

ETCS RBC,

Функције које су специфичне за сваку железничку управу и

које су изван ETCS пројекта, нпр. уграђене сигурносне функције.

Развој ETCS-а кроз нивое

Паневропски систем ERTMS/ETCS сходно функционалним

спецификацијама у основи је подељен у три нивоа са више могућих

техничких конфигурација. ETCS омогућује уређајима на постављеним на

прузи да емитују информације на воз који се креће пругом. Ово омогућује

уређајима на возу да константно прорачунавају максималну дозвољену

брзину кретања воза.

Систем ETCS нивоа 1. се надограђује на постојећи национални систем

за заштиту возова (код нас INDUSI 60) уз додатну уградњу еуробализа и/или

еуропетљи, а обрада примљених података се врши у процесном ланцу

11


локомотивског дела система ETCS. На тај начин постиже се поред класичне

пунктуалне контроле и делимична континуална контрола брзине воза.

Систем ETCS нивоа 2. преноси сигналне појмове у кабину

машиновође, али и даље користи уређаје за контролу заузетости колосека,

док бализе и/или петље служе за прецизну локацију положаја воза. Стална

радио веза омогућава преношење података са воза на пругу и са пруге на воз

у реалном времену. Обрада података се може дистрибуирати између

локомотивског и пружног дела ETCS система.

Све информације пренете бализом до воза могу се такође пренети

и путем радиа (GSM-R), што је основа ETCS нивоа 2. У овом случају,

сигнали поред пруге нису неопходни, при чему се омогућавају значајне

уштеде у инфраструктури и одржавању. Детекција положаја воза се и даље

обавља са пруге, преко бализа и петљи. ETCS воз, уколико је опремљен са

GSM-R радиом, може да саобраћа пругама на којима су примењени ETCS

нивои и један и два. У нивоу два , ETCS воз може да прими дозволу за

кретање у било ком тренутку путем GSM-R система.

Систем ETCS нивоа 3. не захтева класичну сигналну инфраструктуру,

већ воз самостално обавља све функције вођења преко радиоблок центра и у

сталној је кооперацији са електронским поставницама.

У нивоу 3, возови су у могућности да показују своју тачну

позицију у било ком тренутку. Ово омогућује оптимизацију капацитета пруге

као и даље смањење опреме на прузи.

Овај највиши ниво обједињује функције заштите и вођења возова

са додатним маркетничким карактеристикама и могућностима које дају

централизовани рачунарски систем. ETCS-3 је још увек у експерименталној

фази, али ће свакако донети значајне промене са аспекта одржавања пруга и

пропусне моћи пруга.

12


Трећи ниво који се односи на менаџмент саобраћаја још увек је у

фази презентације на коридору Север-Југ транс-европске мреже (Ротердам-

Милан) у оквиру Европског пилот програма који се односе на Европску

Унију, тј. на институције формиране од ЕУ. Израђују их у циљу побољшања

појединих сегмената, како транспорта тако и осталих привредних грана.

13


Такозвани „moving block” је предвиђен трећим нивоом ETCS-а.

Постојећи системи сигнализације су базирани на сталним (учвршћеним) блок

одсецима. „Moving block” систем је систем просторног блок одсека

променљиве дужине, у коме се контрола хода возова врши без прекида, чиме

је омогућено слеђење возова на дужини зауставног пута. Ово је реализовано

уз помоћ радио везе до контролног центра. „Moving block” систем повећава

пропусну моћ пруге и побољшава проток собраћаја. Постојећи систем

сигнализације је базиран на такозваном сталном блок одсеку: железница је

подељена на просторне блок одсеке који су одвојени сигналима. Воз нема

право да уђе у наредни просторни блок одсек док га претходни воз не

напусти. Овај систем има велики број недостатака један од њих је мањак

флексибилности: дужина блок одсека је иста за све возове без обзира на

њихову брзину и начине кочења. Дужина блок одсека коју из безбедоносних

разлога захтевају брзи возови наметнута је такође и возовима мањих брзина.

Очигледно да ово утиче на смањење капацитета пруге.

„Moving block” систему није потребно ШСК да би утврдио позицију

воза. Уместо тога он се ослања на узајамну дигиталну комуникацију, без

прекида, између посматраних возова и контролних центара.

На железници на којој постоји „moving block”, пруга је обично

подељена на области или регионе, свака област је под контролом копјутера и

свака поседује свој радио преносни систем. Сваки воз шаље, компјутеру који

контролише ту област, свој идентитет (број), локацију, смер и брзину,

компјутер врши неопходне прорачуне за безбедну раздаљину возова и шаље

ове податке наредном возу.

Радио веза између сваког воза и компјутера који надгледа ту

област је континуална, да би компјутер знао у сваком тренутку локацију свих

возова који се налазе у тој области. Компјутер сваком возу шаље локацију

претходног воза и податке о дужини зауставног пута да би им омогућио да се

зауставе пре него што стигну до тог воза. Све док возови саобраћају са истом

14


брзином као претходни возови и ако имају исте кочионе карактеристике, они

могу, у теорији, да буду на раздаљини од свега неколико метара (примера

ради око 50 метара при брзини од 50 km/h).

Ово је наравно у супротности са безбедоносном (сигурносном)

политиком железнице. Уместо тога, слеђење возова се врши на дужини

зауставног пута. Овим се осигурава (обезбеђује) да, уколико дође до прекида

радио везе, узастопни воз памти последњи податак који је примио и користи

га да би се зауставио пре него што стигне до претходног воза.

Оно што разликује „moving block” од сталних блок одсека је то што

локација и дужина блока зависе од локације и брзине воза, тако да су блок

одсеци променљиви, а не стални. Представљање „moving block” система неће

бити могуће све док се не постигне трећи ниво ETCS система. С обзиром на

то да је процес радио контроле возова достигао фазу пилот пројекта,

реализација „moving blocka” базирана на радио преносу још није остварена.

Избор нивоа са одговарајућом техничком конфигурацијом је

сигурно прво и основно опредељење које мора донети једна железничка

упава за своје пруге. Поред својих економских и финансијских могућности

овај избор мора сигурно зависити и од њеног окружења тј. припадности

националних магистралних пруга у односу на суседне железнице које

припадају једном од европских коридора, у нашем случају то је коридор X.

15


Исплативост уградње ETCS система

ETCS се састоји из два модула, један дуж пруге, а други у возу. Модул

који се налази поред пруге преноси информације које омогућавају

компјутеру у возу да прорачунава, у сваком тренутку, максимално дозвољену

брзину.

Цена модула који се уграђује у воз, зависи од типа локомотиве или

возних гарнитура. Што се тиче величине трошкова они би били око 100 000

еура за нову опрему. Цене се крећу од 200-300 000 еура уколико се постојећа

опрема прилагођава. Главни проблем је проналажење одговарајућег простора

на већ постојећим возним средствима како би се додале нове антене на

возове или нови екран у управљачницу. Компатибилне студије, које се баве

постојећим системима, како би утврдиле да један систем не узрокује сметње

другом (питање електромагнетске усклађености) су такође јако сложене.

У пракси све зависи од густине саобраћаја и начина на који су,

одређени трошкови одабрани. Постављање ETCS ће често подразумевати

комплетну обнову (реновирање) железничких пруга. Из овог разлога опсег је

јако широк и процене варирају од 30-300 000 еура по километру. Анализа

сваке железничке пруге појединачно је неопходна да би се добиле тачне

процене. Преглед скоријих позива на тендер показује да трошкови нагло

опадају. ETCS ће омогућити менаџерима инфраструктуре да направе значајне

уштеде, чим довољан број возова буде опремљен како би омогућили старим

системима, који су веома скупи, посебно при одржавању, да се повуку.

У зависности од величине, прелиминарне процене се тренутно крећу

између 400 и 500 милиона еура годишње за коришћење ETCS-а, тј. неких 5

милијарди за наредних 10 до 12 година за опремање значајног дела транс-

европске мреже. Већи део трошкова може се фокусирати на период од 2007

до 2013 године. Логично, прецизна сума ће зависити од брзине развоја и

избора технологије. Један од задатака Еврпоских координатора биће да

16


побољшају ове прогнозе. Поређења ради, у 15 “старих” државних чланица

близу 13 милијарди еура је инвестирано годишње у железничку

инфраструктуру (само дуж пруге) на транс-европској мрежи у периоду од

1996 до 2001 године. Око 5 - 10 % уложено је у сигнализацију, тј. једна

милијарда годишње.

Доступне чињенице показују да трошкови ETCS-а су исти или мало

већи као и за сличне системе. Уколико што већи број железничких мрежа се

определи за постављање и уградњу овог система утолико ће и смањење

трошкова бити веће. Међутим, ETCS треба да буде додат већ постојећим

системима током периода развоја: постојећи систем на било којој прузи може

бити уклоњен тек кад сви возови буду опремљени. Чланови који су

потписали „Memorandum of Understanding” пристају да опреме железничке

пруге и возна средства у довољном броју како би били сигурни да ће брзо

бити омогућено да возови, који су опремљени само ETCS-ом, користе велике

оперативне коридоре.

Поента је у томе да почну да се осећају побољшања коришћењем

ETCS-а пре него што би то било могуће инсталацијом система само на ново

изграђеним пругама и возним средствима. Зато, највећим делом, цена

реализације зависиће од развојне стратегије. Што пре успоставимо ETCS као

јединствен систем, пре ћемо имати користи од њега, посебно што се тиче

смањења трошкова одржавања и смањења трошкова који се тичу повезаности

великог броја система. Међутим, већа ће бити потреба за опремањем

постојећих железничких пруга, локомотива и гарнитура ETCS системом.

Стога, оптимално решење је негде између, с' једне стране, број

железничких пруга и возова који већ имају уграђене системе постојећих

железничких управа и које је потребно опремити ETCS-ом и са друге стране,

предности које се повећавају добијањем јединственог система.

Један од циљева „Memorandum of Understanding” је да дефинише која

би стратегија била најбоља.

17


Задатак ће бити да се анализира ситуација, коридор по коридор, и да се

пронађе најбољи могући метод и време за почетак и завршетак развоја.

Истраживања које треба спровести под покровитељством коридора, мораће

да одреде трошкове и предности за различите учеснике.

Предности које ERTMS пружа путницима

Воз за велике брзине Thalys који повезује Париз и Брисел мора бити

опремљен са седам различитих система сигнализације и системом за

контролу брзине што ће додатно повећати трошкове и нагласити ризик од

кварова.

До повећања броја система долази при уградњи монитора у кабине.

Такође је неопходно уграђивање сензора или антена обично једног по

систему. Прелазак из једног система у други никад није лак. Скупе студије се

морају спровести за сваку комбинацију система и за сваки тип воза или возне

гарнитуре.

Постојећа ситуација је стога у супротности са развојем међународног

саобраћаја робе и путника. Развој овог система чини део развојене стратегије

међунардног железничког саобраћаја.

Истовремено GSM-R, поред тога што олакшава комуникацију

железницом, може се користити за захтеве путника, нарочито на пољу

информација.

Што се тиче безбедности, нажалост несреће које се дешавају због

сигнализације су још увек честа појава у Европи. Обично се овакве несреће

дешавају на пругама које нису опремљене системима за контролу брзине.

Проблем је што су ови системи, који се развијају на нивоу постојећих

железничких управа и то обично по један произвођач за сваког клијент, јако

скупи, посебно за одржавање. Чињеница да је ETCS стандардни систем који

18


користи компоненте серијске производње значи да се трошкови знатно

смањују. Постоји много разлога који указују на то да ће смањење трошкова

омогућити да све већи број железничких пруга, чак и оне са малим обимом

саобраћаја буду опремљене оваквим системом.

Предности које ће сателитско управљање и други системи GNSS донети ERTMS-у

Сателитско управљање треба да модернизује железнички сектор, где

постоји потреба, да се у сваком тренутку зна положај (локација) сваког воза и

вагона. Ово ће представљати фундаментални допринос организацији

ERTMS-а. Што се тиче сигнализације (ETCS), чињеница да ћемо у сваком

тренутку знати тачно место сваког воза, омогућиће да дође до значајних

уштеда. Сада се ова функција постиже коришћењем јако скупе опреме дуж

пруге.

У основи, трећи ниво ETCS-а, који је уједно и ниво са највећим

могућностима за унапређење (смањење растојања између возова, а

истовремено гарантовање максималне безбедности) и уштеду у уградњи

ШСК-а, сигнализација која се налази поред пруге мора бити у могућности да

што прецизније одреди позицију композиције воза. Технички, ово је сложен

проблем и сателитске технологије би требало да помогну у проналажењу

решења овог проблема.

19


5. GIS (ГЕОГРАФСКИ ИНФОРМАЦИОНИ СИСТЕМ) – ОСНОВЕ И ПРИМЕНА

Географски информациони систем (GIS) је савремени алат апликативне

географије и налази примену у многим сферама живота, привреде и науке.

GIS је у економији постао актуелан оног тренутка када су људи из света

бизниса схватили значај информација референтно везаних за простор и

локацију активности, односно када су схватили потребу да те информације

буду на одређен начин прикупљене, обрађене, сачуване, приказане и

моделоване. Од мултинационалних корпорација до малих и средњих

предузећа, од хардверских продавница до болница и хотела, географска

анализа почиње да бива један од пресудних елемената у процесу одлучивања

и решавања просторних проблема.

Шта је то GIS?

GIS представља информациони систем за прикупљање, паковање,

проверу, анализу, моделовање и приказивање информација референтно

везаних за Земљу.

GIS је интегрисани систем који има вишеструку улогу у географској

науци, али и изван ње:

представља скуп дигиталних и интерактивних карата;

20


компијутерски алат за решавање географских проблема;

просторни систем који подржава процес одлучивања;

систем за дистрибуцију географских информација;

алат за анализирање веза и односа међу географским

информација, који се иначе не би могли лако уочити.

Најважнији сегмент GIS-a јесте географска информација. Она

подразумева и постојање просторне, временске и атрибутске компоненту.

Свака од ових компоненти се може мењати, од чега зависи начин и избор

анализе, зависи чување и презентовање самих информација. Временом је,

међутим, постало далеко важније где се потребне географске информације

могу пронаћи, како се може проценити њихов квалитет (тачност) и како се

могу употребити за различите врсте анализа и закључивања. У зависности од

тога у коју сврху креирамо и употребљавамо GIS, зависи и ниво информација

које су нам потребне. Али оно GIS, такође, омогућава да истовремено

користимо информације из различитих нивоа, односно омогућава веома

ефикасно комбиновање генералних (општих) знања и специфичних знања

везаних за конкретне предмете и појаве.

Географске информације

Најранији GIS програми подржавали су само процесе читања и

креирања дигиталних карата. Они су учинили да чување, репродукција и

ажурирање карата буде знатно олакшано. Као и код аналогних, тако и код

дигиталних карата, па самим тим и у GIS-у, географске информације

представљају се путем симбола. Основна три облика која служе за

представљање географских информација у GIS-у су:

тачка – појединачни објекти;

линија – објекти који се линијски простиру;

полигон – површине.

21


GIS заправо функционише захваљујући могућности чувања

географских информација у дигиталној форми, у два основна вида.

Географске информације се представљају путем тачака, линија и полигона,

што представља један начин чувања датих информација. Све атрибуте

географских инфорамција рачунар чува у организаованој бази података, која

је интерактивном везом повезана са својом графичком представом (тачкама,

линијам, полигонима). Свака промена у једном или другом сегменту,

осликава се на целокупан GIS пројекат.

Постоје два основна метода којим се креирају карте у дигиталној

форми: растерски и векторски. Оба формата су компјутеру „читљива“ и

подржавају GIS софтвере, али међу њима постоје и значајне разлике.

Компјутер чува информацију у бинарном облику, који се комбинују у

различите кодове, а кодови представљају било које слово, број или тачку.

Поменули смо напред да GIS обухвата, осим саме локације географског

објекта/појаве/процеса и све додатне информације – атрибуте. (На пример,

представљамо пут, тј.његову локацији, помоћу линије, а у оквиру атрибута

имамо: његов број, дужину, ширину коловоза, број трака, ограничења брзине

кретања, итд). GIS олакшава досадашњи проблем смештања оваквих описа на

аналогну карту (заправо, то је било и немогуће због саме прегледности

карте), тако што све те атрибуте чува у организованим базама података,

везаним за визелне представе објеката на које се односе. Једноставним

кликом миша на одређени објекат, из базе података, позивају се сви атрибуту

везани за тај објекат у виду табеле, графикона или неке друге представе тих

атрибута. Данас, многи GIS пакети омогућавају кориснику да прегледа

табеле атрибута о одређеним објектима, појавама или процесима без

везивања за њихову локацију (без претходног проналажења на карти).

Овако визелно представљање географских информација заједно са

својим атрибутима може се додатно класификовати по лејерима – према

22


унапред изабраним критеријумима скуп сличних географских информација

представљених је на једном лејеру.

Slika: Lejeri u GIS okruženju

Појава оваквих представа географских информација и могућност

преклапања различитих лејера поставила је основе једне савремене

географске анализе и знатно је олакшала. Сада се одређене везе и односи

могу визелно представити управо овим методом.

Структура GIS -а

Основну структуру GIS-а чине:

хардвер

софтвер

база података

кадрови

мрежа

стандарди

23


Хардвер подразумева компјутер са комплетном периферијом, али и

друге уређаје на којима се може приказивати GIS (PDA, телефон, борд

компијутер). Развој хардвера био је пресудан за напредовање и

имплементацију GIS-а. Захваљујући чињеници да од 80-их година XX века

цена хардвера значајно опада и рачунари постају доступни већем броју људи,

GIS апликације лакше налазе пут до крајњег корисника. Са друге стране,

хардвер се истовремено усавршавао тако да дана да оперише са знатно

комплекснијим софтверима него што је то био случај до тада.

Софтвер је друга кључна компонента GIS-а јер омогућава униформан

приступ за рад са географским информацијама. Два су кључна момента за

развој GIS софтвера: први, увођење графичког интерфејса, а други могућност

да се помоћу постојећег алата креирају нове, специфичне и одређеним

потребама прилагођене апликације, чиме се база корисника GIS-а знатно

проширила. Данас постоји велики број произвођача GIS софтверских пакета:

Autodesk, ESRI, Intergraf, Mapinfo, Smallworld, Idrisi. Сваки од произвођача

има читаву лепезу производа у оквиру датих пакета, од чега зависи и њихова

крајња цена на тржишту.

Да би GIS могао да функционише неопходно је креирати и базу

података. Она представља, заправо, дигитално организаоване податке

изабране површине или одређеног објекта (садржи читав низ различитих

географских података о некој области, процесу или објекту). Ово је кључни

елемент GIS структуре из два основна разлога:

смањивања трошкова креирања и одржавања скупа података;

великог значаја и утицаја на све врсте анализе, све типове моделовања и

процесе одлучивања у GIS окружењу.

Веома важан корак у креирању базе података, али и целог GIS-а, јесте

фаза прикупљања података. Прецизност и тачност је посебно наглашена у

овој фази јер грешке при мерењима, уносу и класифицирању података могу

да произведу потпуно погрешне представе, односно анализе и моделе у

24


каснијим фазама. Са друге стране, ово је и најскупља фаза у изради GIS-а

(прикупљање и креирање базе), те често уме да обухвати и до 85% трошкова

израде GIS-а (ако се изузму људски ресурси). Зато је једна од кључних

ствари у овој фази креирања GIS-а, одлучити да ли креирати сопствену базу

података или једноставнуо купити готову базу. Ипак, проблем и у овом

случају постоји јер се базе јављају у различитим форматима, па тако уколико

корисник нема дати формат, он купљену базу податак не може ни да користи.

С тога се прибегло решавању овог проблема и то кроз различите начине

превођења из једног у други формат (директно у меморију или преко неког

конверторског фајла). Данас се чине велики напори на стандардизацији

формата, како би се овакви послови око конвертовања свели на најмању

могућу меру (ISO - Свтска организација за стандарде, у Европи за географску

стандардизацију - CEN).

Постоје два основна типа извора географских података: примарни и

секундарни. Примарни извори података су они из којих се подаци траже и

прикупљају наменски за базу података GIS-а, док су секундарни подаци они

из којих су добијени подаци намењени за неке друге сврхе, те се одређеним

трансормацијама морају превести у форме прихватљиве за GIS. Осим тога,

географски подаци који се прикупљају могу бити у аналогној (топографска

карта) и дигиталној форми. Како GIS оперише само са дигиталним подацима,

то се сви аналогни морају конвертовати у дигиталну форму и тек као такви

могу се импортовати у базу података.

25


Примарни извори географских података

Даљинска gетекција

Даљинска детекција представља примарни растерски извор података,

који пружа информације о физичким, хемијским и биолошким одликама

објекта, а без директног контакта. Ова метода прикупљања података

функционише на принципу одашиљања електромагнетних таласа према

датом објекту, који када се од њега одбију и реемитују, бивају поново

сакупљани.

Аерофотоснимци имају доста сличности са сателитским снимцима (и

овде је резолуција битна), али имају и одређене разлике. Аерофотоснимци су

аналогни, па се накнадно мора вршити скенирање филмова како би се

превели у растерски формат. За то се користе скенери, када се наставља

процес анализе који је веома сличан као и код сателитских снимака.

Премеравање земљишта

Ово је метода прикупљања географских података из примарног извора,

а заснована је на принципу да је сваки 3Д објекат одређен углом и дистанцом

у односу на други објекат чије су нам димензије и положај познати.

Недостатак ове методе је време потребно за прикупљање података, али је

зато метода веома прецизна и тачна.

GPS (Global Positioning Sistem – Систем за глобално позиционирање)

Ово је један од новијих метода прикупљања података који је извршио

праву „револуцију“ у овој области и самом GIS-у. GPS је 50-их година XX

века првобитно развила америчка војска, да би данас нашао веома широку

26


примену. Принцип рада је заснован на дужини времена које протекне док

сигнал са сателита не стигне до Земље. Сателити константно одашиљу радио

сигнале, а пријемници на Земљи те сигнале евидентирају и мере дужину

њиховог пута. Мерећи на овај начин дужину пута коју сигнал пређе помоћу

најмање 3, а може и више, сателита, методом триангулације долази се до

тачног положаја пријемника. Грешка у мерењу је дозвољена и износи од 5-10

м, а може настати због више разлога. Савремени GPS системи, тзв.

диференцијални GPS, покушавају да побољшају тачност мерења и то тако

што користе два GPS пријемника, при чему један служи за прикупљање

података, а други је фиксиран. Ако се прецизно одреди локација фиксираног

пријемника, може се лако проценити грешка која настаје при прикупљању

података код другог пријемника.

GPS је данас задобио велики број корисника, и са опадањем цене самог

пријемног уређаја (данас је она испод 100 долара), осим за конкретне научне

или војне сврхе, GPS уређаји уграђују се у мобилне телефоне или аутомобиле

са циљем што ефикасније навигације.

Секундарни извори географских података

Секундарни извори геогафских података се односе пре свега на оне

изворе података који се најчешће не налазе у дигиталној форми и

прикупљани су за неке друге потребе, а не за креирање GIS -а. Реч је о

различитим аналогним картама, различитим статистичким подацима, али и

текстуалним или графичким подацима. За њихово коришћење и имортовање

у базу података у GIS -у неопходно је извршити њихово превођењу у

дигиталну форму (када је у питању визелна представа онда растерску или

векторску).

27


Процес превођења у дигиталну форму могуће је извести на више

начина:

скенирање – користи се за добијање растерских фајлова.

Основни циљ је боље чување и манипулација подацима. Након

скенирања, скенирани подаци морају везати за неки референтни систем

(процес геогреференцирања) како би били искористиви у бази података

у GIS -у. Веома често скенирање се врши као први корак у

векторизацији;

векторизација – је процес превођења растерског фајла у

векторски. Најчешће се у у потреби среће ручна дигитализација

(векторизација), где се помоћу уређаја дигитајзера, ручно,

дигитајзером, уносе подаци у рачунар. Ово је веома спор и скуп

процес, а грешке су могуће услед не одређивања адекватних

геореферентних тачака или нетачног кретања дигитајзером по карти

или, чак, неадекватне генерализације (шта дигитализовати са аналогне

карте, а шта не). Постоји аутоматска дигитализација која подразумева

да се цео растерски фајл конвертује у векторски, али је након тога

неопходна ручна обрада новог фајла јер се често дешава да аутоматска

дигитализација није била баш прецизна. За комплексније карте данас се

најчешће користи полуаутоматска (интерактивна) дигитализација;

фотограмертија – подразумева мерење са фотографија или

аерофотоснимака. То је такође, веома спор процес, а пре приступања

самом мерењу неопходно је извршити геогреференцирање објекта

мерења. Потом се, помоћу стереоплотера, посматрају парови

аерофотоснимака (јер само тако могу да граде 3Д модел) и врше се

премеравања.

Једну од основа GIS-а чине и кадрови, GIS стручњаци који се баве

креирањем GIS пакета, али и анализама у GIS окружењу. Управо су ове

анализе један од кључних елемената апликативности GIS-а јер се кроз

28


анализе заправо открива сва вредност и моћ коју овај савремени алат

поседује. Људи који се баве анализама у GIS окружењу морају да поседују

опште знање о процесима, појавама и објектима који се анализирају, али и да

познају основе GIS -а. Овде се управо осликава способност GIS-а да

комбинује опште и посебно.

Као посебан сегмент у структури GIS -а јавља се и мрежа – интернет и

интрамрежа. Интернет је потпуно изменио све сегменте живота у савременом

свету, од свакодневног живота, преко вођења бизниса, образовања и

комуникација. Стога је и логична веза и преклапање које се јавља између

Интернета и GIS -а. На интернету постоји велики број GIS апликација и

преко мреже се врши дистрибуција великог броја тих апикацаија. У овом

повезивању отишло се и корак даље, тако да је формирана Географска

мрежа – интегрисана колекција географских информација и провајдера, као

и корисника интернета (www.geographynetwork.com ).

Као последњи, али не и најмање важан елемент GIS структуре јесу

процедуре, односно стандарди. Ови стандарди су неопходни како би се

осигурао квалитет и тачност у свим фазама креирања и примене GIS -а. На

жалост, у земљама које се са GIS -ом тек упознају не постоје никакви

стандарди. Они се тек уводе у фази мерења и прикупљања података, с циљем

да подаци буду доступни за размену, али се зато још увек није урадило

ништа на стандардизовању каснијих фаза.

ГИС апликације

У свету, GIS има значајну улогу, какао у свакодневном животу, тако и

у процесу одлучивања, решавању економских и еколошких проблема,

процесу прикупљања, чувања и анализе података, у менаџменту,

мониторингу и процесу моделовања који претходи предвиђањима и

29

http://www.geographynetwork.com/


прогнозама. Четири основне области у којима се GIS апликације примењују

су:

мерење,

мониторинг,

моделовање,

менаџмент.

Ове апликације су прешле веома дуг пут свог усавршавања, од времена

када су их користили војска, влада, систем образовања и јавни сектор, до

данашњег времена када их користе банкарске и финансијске институције,

транспорт и логистика, трговина некретнинама, ретаил сектор, маркетинг.

Данас је, рецимо, у САД 70-80% послова у управи федералне и локалних

влада везано на неки начин за GIS 4. Користе га за инвентаре ресурса и

инфраструктуре, планирање саобраћајне мреже, унапређивање система

услуга, управљање земљиштем, за генерисање прихада.

Географске информације користе се да омогуће оперативни, тактички и

стратешки приступ у вези са питањима просторних оквира услуга и бизниса.

Нарочито су ту интересантни геодемографски подаци који, заправо,

представљају скуп индикатора понашања потрошача на микронивоу, а

развијених из истраживања тржишта. Раније GIS апликације су се користиле

да само картирају одређене појаве и објекте везане за неку од економских

активности. Овај приступ и даље постоји, али у сегменту стратешког

приступа GIS апликације служе да моделују могуће сценарије понашања

актера на тржишту (наравно, у делу просторних димензија). Дакле, са

једноставне анализе локације, сада GIS апликације прелазе на „шта ако“

приступ – концепт предвиђања и прогнозе. Великим делом од оваквих

анализа зависи и одлука коју компаније доносе о свом наступу на постојећем

и, евентуалном продору на нова тржишта.

4 www.esri.com

30


Клучни сегменти GIS апликације јесу GIS софтвер и база података о

одређеном простору, а преко одговарајућих хардвера, све у циљу адекватне

просторне анализе и пружања тражених одговора на просторне проблеме.

GIS, дакле, не пружа само информације о локацији и карактеристикама

објеката, процеса и појава, већ и анализира њихове просторне односе.

Савремени бизнис користи географску анализу и њене алате да би

решио проблеме везане за избор локације, демографску анализу, анализу

ризика, менаџмент, услуге. GIS омогућава бизнису да боље разуме и

употреби информације, приказујући их кроз графике и интерактивне мапе, а

користећи се организованом базом података. Али употреба GIS-a се на

завршава на приказивању података; то је систем који кориснику омогућава да

интерактивно и динамично користи и управља подацима везаним за одређене

просторе. Простом изменом (ажурирањем) података у бази података,

интерактивне карте које су преко ГИС софтвера повезане са базама,

аутоматски се мењају и ажурирају. GIS, дакле, ствара услове да корисник

може, анализирајући одређене просторне податке, да открива везе и односе

који постоје између одређених појава, процеса и објеката у простору

(локацији) коју изучава. На тај начин корисник се упознаје са великим бројем

променљивих које мора узети у обзир код евентуалног моделовања или

прогнозирања. Област маркетинга, осигурања и малопродаје већ одавно

користи GIS за анализу тржишта, оптимизацију медијских кампања, избора

најоптималнијих продајних локација и моделовање демографских фактора

када је реч о облицима потрошње.

31


6. GPS - GLOBAL POSITIONING SYSTEM

Како ради?

GPS је скраћеница од "Global Positioning System" - Систем за глобално

позиционирање. Служи за тачно одређивање положаја неке тачке (или

положаја у односу на неку тачку) на

Земљиној кугли. Основу система чини

мрежа GPS сателита чији је власник

Пентагон. Службено име система је

NAVSTAR и оригинално је био намењен

за војне сврхе, али је 1980. стављен на

располагање и за цивилне потребе. Развој

система је почео 1973. године, први

сателит лансиран је 1978, садашњи број од 24 активна сателита достигнут је

1994, а систем проглашен потпуно оперативним 1995. године. Просечан век

једног сателита је десетак година а одржавају се и замењују средствима из

буџета Министарства одбране.

Осим свемирског сегмента систем чине и контролни сегмент (мрежа

земаљских контролних станица са главним центром у Colorado Springsu,

Калифорнија) и кориснички сегмент – GPS пријемници корисника широм

света.

GPS сателити обиђу један круг око Земље за 12 сати, орбитирајући на

висини од 20.200 км и крећући се брзином мало изнад 11.200 км/h. Користе

соларну енергију а имају и батерије које им обезбеђују рад у периодима када

су на тамној страни Земље.

Корекције орбите обављају се помоћу малих ракетних бустера. Тежина

једног сателита је око 900 кг а са раширеним соларним панелима пречник му

износи око 5м. Снага предајника је само 50 вати или и мање од тога.

32


Сателити емитују радио сигнале са ознакама L1 i L2. Цивилни GPS систем

користи фреквенцију L1 - 1575.42 Mhz, UHF опсег. Сигнали могу да прођу

кроз облаке, стакло или пластику али не и кроз зграде и већину чврстих

објеката.

Сви GPS сателити имају сатове подешене на исто време, за прецизност

се брину по два атомска часовника на сваком од њих. Сваки од сателита

непрестано емитује сигнале у којима су смештене три основне врсте

информације: псеудорандом код, ефемерис подаци и тзв. алманах.

Псеудорандом код је "име и презиме", односно ознака сателита који

шаље сигнал, и може се прочитати на GPS пријемнику. Ефемерис подаци

садрже информације о статусу сателита ("healthy" ili "unhealthy", тј. може ли

се у датом тренутку користити за навигацију или не), датум и врло прецизно

време слања сигнала. Овај садржај је суштински за одређивање позиције.

Алманах је скуп података који говоре грабилици где на небу сваки од

сателита треба да буде током 24h. Емитују га сви сателити па GPS пријемник

добија информацију о свим орбитама у систему ако "види" макар један од

сателита.

Када GPS пријемник (или да то мало одомаћимо: Грабилица

Положајних Сигнала) добије сигнал, он упоређује разлику између момента

слања и тренутног времена. На основу те разлике, која представља време

путовања сигнала од сателита до пријемника, одређује се удаљеност

сателита. Обрадом сигнала са најмање три сателита методом триангулације

могуће је прецизно утврдити позицију пријемника на Земљиној кугли. А ако

се потрудимо да будемо уз пријемник, онда ће то бити и наша позиција.

Три сателита су уствари довољна за одређивање 2D координата,

односно географске ширине и дужине. За одређивање треће димензије -

надморске висине - потребни су сигнали са најмање четири сателита.

Кад се ови подаци комбинују са временом може се израчунати брзина

кретања, пређени пут, брзина пењања или спуштања, време потребно да се

33


стигне до циља, итд. GPS пријемник то и ради: непрестано прима сигнале,

памти, упоређује, прорачунава и даје нам резултате.

Galileo је европски одговор на GPS, по цени од 3.2 милијарде евра.

После доста кашњења и проблема, очекује се да ће европска сателитска

мрежа коначно прорадити 2008. године.

Galileo није само конкуренција америчком GPS-у: глобални

навигациони сателитски систем (GNSS) који ће тада заједно чинити GPS и

Galileo имаће 57 сателита па ће квалитет, поузданост и расположивост

сателитског позиционирања бити знатно повећани. Пријемници ће поуздано

радити у урбаним "кањонима" и на другим местима са лошим пријемом, на

којима се тако нешто са данашњим бројем GPS сателита не може постићи.

Порашће број потенцијалних корисника и апликација, отвориће се

могућности за 140.000 нових радних места, повећаће се број произвођача

опреме а цене ће пасти. Неке од примена GPS-a у транспорту су:

Аутоматизација уређаја на станицама јавног превоза, нпр.

дисплеј табле за информисање путника о наиласку возила,

Одређивање прецизног положаја возила на превозном путу,

Израда статистичких података, нпр. односа брзине и времена

путовања, за даље планирање транспорта, итд.

34


7. ГЛОБАЛНИ СИСТЕМИ ЗА МОБИЛНУ КОМУНИКАЦИЈУ, GSM

Од почетка примене мобилних комуникационих уређаја на

железницама, тј. радио-диспечерских уређаја, свака железничка управа је

усвајала свој систем. Сви они су радили на приближно истом фреквентном

опсегу, али не потпуно истим фреквенцијама, са много различитих типова

модулације, кодирања и различитим врстама сигнала. Развојем, најпре линија

за возове великих брзина, а касније и потпуним отварањем железничког

транспортног тржишта, возови, а самим тим и вучна возила, су на свом

превозном путу прелазили све више граница и појавила се потреба за

јединственим радио-комуникационим системом.

Међународна железничка унија, UIC, 1993. године, се одлучила за

увођење новог радио система за мобилну комуникацију. Тридесет два

оператера из двадесет четири европске државе су основала удружење

EIRENE које је поставило спецификације будућег система за мобилну

комуникацију. 1999. године је развијен стандард, а 2000. године усвојен нови

систем, GSM-R, а његова примена и развој подржани су и од стране

железница Кине, Индије, Русије и појединих оператера из САД. То је

мобилни, дигитални, радио систем за пренос гласа и података, развијен за

железничке потребе, који је изграђен према железничком стандарду,

тестиран на железници и одобрен од стране Међународне железничке уније.

Овај систем, осим што би требао да представља срж железничких

комуникација на мрежама свих чланица UIC, дозвољава коришћење и неких

других система, нпр. класичног GSM-a на пругама са малим обимом

саобраћаја, што његову уградњу чини још јефтинијом.

GSM-R је заснован на класичној, целуларној, GSM технологији,

специфицираној за потребе железничких операција, нпр. управљање ходом

возова, тзв. train-control. Фреквентни опсег који користи GSM-R је мало

испод класичног GSM-a, а користи потпуно исти вид модулације сигнала.

35


Пренос података је омогућен на потпуно исти начин као код класичног

GSM-a.

Функционалност GSM-R у домену преноса говора, обезбедјује:

Позиве коришћењем бројева возова и адресирање зависно од локације,

Подешавање приоритета позива на више нивоа, за случајеве опасности,

Групне позиве и разговоре, како за мобилне (нпр. машиноводје) тако и

за стационарне кориснике,

Лакше и безбедније обављање маневарских операција, обезбедјењем

посебног линка за ове кориснике, итд.

У домену преноса података, GSM-R омогућава:

Размену пакета података медју корисницима,

Може се користити као подршка системима за контролу хода возова,

Обезбедјује коришћење кочионих система на принципу транспондера,

Издавање наредјења директно вучном возилу,

Кабинску сигнализацију и различите верзије ,,покретног” просторног

одсека

GSM-R је једина платформа која омогућава развој и примену будућих

железничких апликација.

Данас се на Европским железницама све више развија мрежа GSM-R-a,

као основни предуслов за њихово боље функционисање и пружање што

бољих услуга корисницима. На крају 2007 пет железница су већ завршили

његову имплементацију или су у најмању руку били у главној фази. У ових

пет земаља GSM-R је већ у потпуности комерцијализован, што значи да ће

постојећи аналогни радио постати застарео и гасиће се постепено. У свим

другим земљама које су потписале ″Уговор о имплементацији″ (Agreement of

Implementation) 1999, имплементација је у најмању руку започета. GSM-R је

доказано добар систем који је као такав прихваћен како у Европи тако и

изван ње. Његова успешност је доказана и на брзинама око 500km/h, током

36


извођења пробних тестова када је SNCF поставио нови брзински рекорд на

574,8km-h.

GSM-R је једна од важнијих компоненти ERTMS-a и интероперабилно

возно функционисање преко граница је већ започето. Један од предуслова за

међународни саобраћај је међусобна веза суседних GSM-R мрежа. Узајамне

везе између неколико земаља су већ успостављена. Сада, постојеће

међународне везе су: Немачка-Холандија, Немачка-Швајцарска, Шведска-

Норвешка, Француска-Белгија.... Друге су у припремама и биће ускоро

активне.

UIC је створила две додатне радне групе за управљање овим важним

тачкама. Резултат у скоријој будућности ће бити нова мрежна дигитална

основа за све железнице. Друге администрације су почеле имплементацију

или су у фази јавног надметања.

Ипак има још пуно посла да се обави да би ово унапређивање текло.

Један проблем који је већ видљив је недостатак фреквенција у неким

земљама, које су у срцу Европе и имају GSM-R у пуном замаху. Ово је случај

у пренасељеним подручјима где иако не све апликације предвиђене да буду

коришћене са GSM-R-ом, као носиоцем, су имплементиране, прогресивно

коришћење GSM-R-a тражи скоро све расположиве ресурсе.

Према томе једна од најважнијих активности је лобирање за додатне

фреквенције.

Радна јединица је постављена заједно са ETSI да додељује додатне

GSM-R фреквенције близу постојећих. Све железнице су питане да подрже

ову активност која би се завршила са додатних 3-5 MHz од тако названих

Trunk band. Добра вест је да немачки регулатор фреквенција BNetzA већ

предузео прве кораке да обезбеди три мхз (спојених) за железнице ван Trunk

band-a. Сви смо свесни да ове додатне фреквенције би присилиле GSM-R

добављаче да развију производе погодне за ову област, али за националне

примене у првом случају ова активност би донела предности оним

37


железницама које су добро напредовале и које би постојеће фреквенције

користиле интензивније. Ова област фреквенција би годила за друге

апликације којима недостају фреквенције које се још не користе, али под

спецификацијом ETSI. Ово је ткз.директни мод (DMO), који би могао да се

користи за неке апликације у пренасељеним областима, као и у оним

областима које нису предвиђене GSM-R покривањем, посебно у руралним

срединама. То такође би могло помоћи побољшању имплементације

дигитално маневарских апликација у пренасељеним областима као

национална апликација и за употребу тима за одржавање.

38


8. ПРАЋЕЊЕ РОБЕ У ПРЕВОЗУ КАО КОМПОНЕНТА КВАЛИТЕТА ПРЕВОЗА

Интермодални транспорт у међународном саобраћају ће, због слабе

координације између оператора који учествују у транспортном процесу, још

дуже време карактерисати: неефикасност, недовољна брзина, недовољан

квалитет, неадекватна информисаност о кретању робе и превозног средства,

као и непредвидљивост и непоузданост о времену тачног приспећа робе.

Недостатак информација о кретању робе у међународном

интермодалном транспортном ланцу, где је железница главни носилац

копненог транспорта и транзитира више земаља, углавном се огледа у

следећем:

• Прималац добија информацију о долазећој пошиљци тек када је она

практично на одредишту

• Царинске службе не добијају претходну информацију тако да не могу

да планирају коришћење својих ресурса и изврше благовремену припрему

• Железнички превозници не добијају благовремене претходне

информације па не могу да оптимизирају своје ресурсе, пре свега мобилне

капацитете (кола и локомотиве).

С друге стране, информисаност о месту и статусу робе у превозном

процесу је компонента на којој клијенти данас све више инсистирају и

захтевају информације које се односе на:

1. Тренутну локацију "где је моја роба"

2. Време приспећа "када ће стићи"

3. Стање лакокварљиве и друге ризичне, па и вредне робе "шта се

догађа са мојом робом".

39


Као одговор на ове захтеве данашње европске железнице, а поготову

наше (ЖС), нуде незадоваљавајуће информације и то посебно у погледу

њихове:

• Доступности (подаци нису увек доступни, поготово о стању робе),

• Поузданости (доступне информације су или застареле или погрешне),

• Повратности (информација је повратна само на захтев клијента и то

после дужег времена утрошеног на тражење, било да је у питању телефон

или факс, при чему се још разговара и са различитим људима на различитим

језицима).

Данас европске железнице нису у стању да обезбеде потребне

информације ни на националном, a још мање на међународном нивоу,

углавном услед:

Непостојања адекватних информационих система практично (мање или

више) свих железница; велики број железница има недовршене и

незаокружене информационе системе који не могу одговорити на савремене

захтеве и који су непогодни за даљу надоградњу;

Отежаног заједничког коришћења информација, код железничких

управа које поседују информационе системе, због некомпатибилности;

Прикупљања података са терена које је често ручног карактера.

Имајући све то у виду, поставља се питање како превазићи постојећу

ситуацију на пољу праћења робе у превозном процесу и како је премостити

до изградње одговарајућих и компатибилних информационих система на

железници и посебно у интермодалном транспорту. Одговор лежи у

коришћењу глобалних информационих система и њихове инфраструктуре,

пре свега GPS, GSM и INTERNET-а. Међународна железничка унија (UIC) и

EU су већ покренуле израду одговарајућих пројеката у том домену као што

су:

• Пројекат о информацијама о пошиљци на железници (FIRE - Freight

Information in the Railway Environment), који обрађује праћење и надзор

40


теретних кола и робе коришћењем GPS/GSM технике и опреме као извора

информација,

• Пројекат о употреби INTERNET-а у интермодалном транспорту

(пројекат RaiTrace) као део ширег пројекта означеног као TEDIM

(Телематика у управљању логистиком у спољној трговини и дистрибуцији),

који финансира EU.

41


9. GPS/GSM У ФУНКЦИЈИ ПРАЋЕЊА РОБЕ НА ЖЕЛЕЗНИЦИ

Праћење кола и робе коришћењем GPS/GSM технологије, карактерише

потпуно нов начин прикупљања информација, при чему постојећа

инфраструктура GPS/GSM и одговарајућа опрема на возилима представљају

главне изворе информација. При томе:

GPS (Global Positioning System) омогућава позиционирање мобилних

возила коришћењем сателита, са довољном прецизношћу по целом свету;

GSM (Global System for Mobil communications) односно GSM-R је

дигитални комуникациони и преносни радио систем за европске железнице

који користи стандард за јавне мобилне радио системе мреже GSM са

могућностима развијеним специјално за потребе железница (GSM-R).

Комбинација ове две технологије омогућава да се сакупљају позиције,

аларми о стању робе и други подаци, који се шаљу са возила преко наведене

технике на земљу без потребе за особљем и инсталацијама дуж железничких

пруга.

Користећи GPS/GSM инфраструктуру, систем се базира на два главна

дела опреме. Једном на возилу (пријемник-антена и on board опреми) и

другом који можемо назвати "базна контролна станица". Технологијом GPS

се омогућава позиционирање кола и робе, а са GSM-R је омогућена

двосмерна комуникација на релацији возило ↔ база.

Базна контролна станица (Ground Control Station) представља срце

система и обезбеђује основне функције: управљање комуникацијама, пуњење

базе података и рад апликација. Састоји се од системског сервера, неколико

корисничких станица и LAN (или где је то потребно WAN) мреже да повеже

различите јединице. Системски сeрвер чини PC (Intel Pentium III) који ради

под Windows NT Server и опремљен је неопходним интерфејсом са GSM

сервисним центром. Сервер треба да омогући:

42


• Управљање неопходном комуникацијом са свим компонентама

система;

• Пуњење и управљање неопходним базама података, као нпр.

фајлови железничких кола укључених у пројекат, фајлови кола која су у

покрету, карте европских држава са везама између релевантних места

(станице, пруге, ранжирне станице) и релативним географским ширинама

и дужинама, кориснички приступни кључеви, шифре, итд.;

• Везу са неким Интернет провајдером да периодично ажурира

податке меморисане на FIRE WEB сајту.

Корисничке радне станице су стандардни PC, који раде под Windows

NT Client, повезане преко мреже са сервером. Углавном се користе да

прикажу, на различите начине, предвиђене информације (аутоматски и/или

на упит). Радна станица такође омогућава да се инпути контроле пошаљу на

возила као што су измена кашњења преноса, укључивање или искључивање

сензора на возилу итд. Осим тога, свака корисничка радна станица је

опремљена графичком картом за исцртавање графичких апликација према

захтевима система (приказивање путовања железничких кола на класичној

географској карти и/или на специјално дизајнираној карти).

Терминал на колима (On Board Terminal - OBT) је мобилни део

опреме инсталиран на самим железничким колима и због места где се налази

и кроз која окружења пролази мора бити изузетно чврст и робустан. Ради се о

кутији спољних димензија 20x20x10цм која се састоји од:

• логичких блокова (5)

• јединице за напајање која обезбеђује неопходну снагу за све остале

јединице

• централног процесора (CPU) која управља свим предвиђеним

функцијама

• интерфејса (16) од којих су 4, уколико то врста робе и клијенти

захтевају, за притисак, температуру, влажност и ударе

43


• GPS пријемника, који је данас практично стандардизован, и који

одређује тренутну позицију железничких кола са могућом грешком од

100м (колико је предвиђена прецизност данас за GPS цивилне апликације)

и тачно време на тој позицији

• GSM телефонска карта, која је такође тржишна карта са извесном

адаптацијом и која се користи за пренос података са железничких кола до

станица на земљи и за примање позива од њих.

Рад система за праћење и надзирање робе у транспорту железницом

према пројекту FIRE би се могао укратко описати на следећи начин. Када

железничка кола са робом крену из отпремне станице клијенти (корисници

услуга) могу да пошаљу. Контролној станици информације које се односе на

пошиљку: пошиљалац, прималац, упутна станица, врста робе и други подаци

који се захтевају. База података кола која су у путу се тренутно ажурира и

систем прелази у "стање чекања" нових информација које се односе на

наредне позиције кола и робе. За време путовања кола, ради економисања

енергијом, терминал на возилу је у стању "летаргије" као нормалном режиму

"рада", са свим функцијама сведеним на минимум: CPU ради само мали

"програм за чекање", GSM секција је у stand by стању, а GPS секција је

искључена. Када се појави захтев, CPU "буди" цео систем и:

1. GPS секција налази позицију кола на територији (географске

координате. ширину и дужину) и добија тачно време коришћења GPS

сателита,

2. Интерфејс преузима стање кола и робе са сензора на њима

(зависно где су инсталисани)

3. CPU додаје претходним информацијама број железничких кола и

ако је потребно тј. ако се то захтава и алармни код и пакује све податке у

SMS (Short Message Service-сервис ѕа слање кратких текстуалних порука

путем система мобилне телефоније) поруку

44


4. GSM секција позива SMS центар, предвиђеног провајдера

телефонских услуга и шаље поруку; центар ће примити поруку у базној

станици што је пре могуће, следећи уобичајена правила сервиса : време,

интервали понављања, сигурносни ниво, итд.

Терминал на возилу, значи, ради у нормалном режиму само у следећим

ситуацијама:

Када се појави захтев за поруком из базне станице

Када се достигне интервал за сетовање (вредност се мења искључиво из

базе на земљи)

Када неки од сензора (или више њих) показује да су параметри

постављени за њега прекорачени

Када је батеријско пуњење ниско и допушта само још 10 порука.

По примању сваке од SMS поруке централна станица тренутно

ажурира своје базе и шаље ажуриране податке Интернет провајдеру.

Опредељење за глобалну мрежу је учињено из практичних односно

економских разлога пошто мрежа постоји свуда и клијенти имају или лако

могу имати приступ Интернету, док је наменске или посебно издвојене

мреже тешко и скупо реализовати. Осим тога, Интернет омогућава

флексибилну и једноставну примену, јер су сви подаци приказани независно

од извора и типа информације и у стандардном формату. Приступ

меморисаним подацима је шифрован да би се избегло да клијент прочита

поруку која се односи на кола и робу другог клијента.

45


10. ИНТЕРНЕТ У ФУНКЦИЈИ ПРАЋЕЊА РОБЕ НА ЖЕЛЕЗНИЦИ

У приступу Интернету појединих железничких управа, не рачунајући

истраживачке центре железница, могу се до сада издвојити четири функције

(и фазе):

• Представљање железничких управа које треба да поспешује имиџ

железнице и има комерцијални ефекат

• Давање информација од значаја за кориснике као што су редови

вожње, тарифе и повластице, огласи за посао итд.

• Резервације и продаја карата у путничком саобраћају

• Праћење робе коришћењем Интернета.

Праћење робе коришћењем Интернета није још у примени али се

одређене активности на том пољу већ спроводе (Пројекат RailTrace који је

управо у пробној експлоатацији). Интернет се може искористити као

информациони систем који интегрише, обрађује и шири информације везане

за превоз пошиљака и то пре свега податке са товарног листа о колима, роби,

контенерима у железничком и интермодалном транспорту различитим

заинтересованим странама: пошиљалац, прималац, оператор, превозници,

царине, терминали. У овом случају треба имати на уму да се не ради о

праћењу пошиљака у реалном времену као код претходно описане GPS/GSM

технологије. Код примене Интернета постоји одређено временско кашњење

пошто се ради о уносу података на свим тачкама задржавања робе и то

кашњење не би смело да уђе у зону недопустивог када информација губи свој

смисао. Проблем неусклађености токова робе и токова информација,

нарочито код интермодалног транспорта, може да се ублажи употребом

Интернета на најјефтинији начин док се то питање не реши целовито или

изоловано тј. бар код појединих учесника превозног процеса.

46


• Када се достигне интервал за сетовање (вредност се мења

искључиво из базе на земљи)

• Када неки од сензора (или више њих) показује да су параметри

постављени за њега прекорачени

• Када је батеријско пуњење ниско и допушта само још 10 порука.

По примању сваке од SMS поруке централна станица тренутно

ажурира своје базе и шаље ажуриране податке Интернет провајдеру.

Опредељење за глобалну мрежу је учињено из практичних односно

економских разлога пошто мрежа постоји свуда и клијенти имају или лако

могу имати приступ Интернету, док је наменске или посебно издвојене

мреже тешко и скупо реализовати. Осим тога, Интернет омогућава

флексибилну и једноставну примену, јер су сви подаци приказани независно

од извора и типа информације и у стандардном формату. Приступ

меморисаним подацима је шифрован да би се избегло да клијент прочита

поруку која се односи на кола и робу другог клијента.

47


11. ЗАКЉУЧАК

Благовремене информације које се односе на тренутну локацију робе у

транспортном процесу, време приспећа робе у упутну станицу као и

информације о стању лакокварљиве и друге ризичне робе су параметри

квалитета који постају клијентима све важнији. Сходно томе веома значајно

место заузимају савремене информационе технологије где се на основу њих

успостављају адекватни токови информација у транспортном процесу при

чему се побољшава његово функционисање, олакшава управљање и

планирање овим процесом, а самим тим се и подиже квалитет транспортне

услуге.

Једна од главних предности ERTMS-а је да ће возови помоћу само

једног система моћи да се крећу по читавој транс-европској мрежи. Али

немогуће је изменити све државне системе преко ноћи, већ морају бити

предузети кораци који ће дефинисати стратегију промене. Стратегије

промене појединачних менаџера одговорних за инфраструктуру, биће

условљене стратегијом њихових суседа и клијената и зависиће од обавеза

железнице. Железничка индустрија играће кључну улогу посебно када су у

питању студије изводљивости.

Да би повећала свој удео на модерном транспортном тржишту,

железница мора упоредо са транспортном да развија и савремену

информатичку технологију. Изградња информационих система који

функционишу само на железници је изузетно скупа, тако да системи који

користе већ глобално развијене информационе технологије, као што су GPS,

GSM(GSM-R) i Internet представљају знатно јефтиније и реалније решење.

Већ данас информационе и комуникационе технологије су интегрисане

у архитектуру железничког система, и чине њен незаобилазни део, па је

примена рачунарских технологија у железничком саобраћају и у будућности

неминовна. Оне представљају један од основних услова за успешно и

48


квалитетно одвијање транспортног процеса, тако што врше прикупљање,

меморисање, обраду и пренос података до корисника, чијом се анализом

добијају информације значајне за доношење управљачких одлука у циљу

повећања ефикасности транспортног система и бољег искоришћења

расположивих ресурса.

49


12. ЛИТЕРАТУРА

Интернет:

www.integrail.info

www. integrail .kayser-threde.com

www.railtracking.com

www.wikipedia.org

www.railtraceco.com

www.ertms.com/menu_haut.html

www.era.eu.int/public/ERTMS/default.aspx

www.unife.org/documents/UNIFEERTMS-ETCS

50

http://www.unife.org/documents/UNIFEERTMS-ETCS

http://www.era.eu.int/public/ERTMS/default.aspx

http://www.ertms.com/menu_haut.html

http://www.railtraceco.com/

http://www.wikipedia.org/

http://www.railtracking.com/

http://www.integrail.kayser-threde.com/

http://www.integrail.info/

Documents

Savremeni Informacioni Sistemi Na Zeleznici