Brak GSM-R zatrzyma proces cyfryzacji PKP PLK na kilka lat

Z Piotrem Kubickim, członkiem zarządu ds. transformacji cyfrowej spółki PKP Polskie Linie Kolejowe, rozmawiam o 8-letnich opóźnieniach w budowie systemu GSM-R; konieczności jego budowy, bo w przeciwnym razie w Polsce nie zacznie funkcjonować system ETCS 2 oraz radiowa łączność cyfrowa, a pociągi nie będą mogły jeździć szybciej niż 160 km/h; współpracy z operatorami komercyjnymi przy likwidowaniu tzw. białych plam; a także roli sieci 5G na tzw. ostatniej mili.

Co się dzieje z budową sieci GSM-R na kolei?

Zastaliśmy ten projekt – zostawiony przez poprzedników – w katastrofalnym stanie. Obecnie chcemy, aby Nokia Solutions and Networks oraz SPC – partnerzy konsorcjum – wrócili na plac budowy  (w maju 2023 roku pisano o ponad 1000 dniach opóźnień w realizacji projektu – przyp. red.). Dziś wciąż prowadzone są mediacje w Sądzie Polubownym przy Prokuratorii Generalnej.

Jeśli mediacje się nie udadzą, to brak GSM-R spowoduje zatrzymanie procesu cyfryzacji PKP PLK na kilka lat. Przypomnijmy, przetarg na budowę systemu łączności GSM-R ogłoszono we wrześniu 2015 roku. Do jego rozstrzygnięcia doszło w październiku 2017 roku. Wówczas podpisano umowę z obiema spółkami na prawie 2,8 mld zł. Obejmowała ona montaż systemu łączności GSM-R na ponad 13 tysiącach kilometrów linii kolejowych oraz postawienie 1270 stacji bazowych.

Jeżeli nie zakończymy tego projektu, nie będziemy mogli w Polsce zbudować europejskiego systemu zarządzania ruchem kolejowym ERTMS (European Rail Traffic Management System – przyp. red). Jego ideą jest zaś to, aby był kompatybilny pomiędzy różnymi państwami Europy. GSM-R ma być warstwą transmisyjną dla tego systemu i obsługiwać łączność głosową dla cyfrowego radia i transmisje danych do przesyłania informacji na potrzeby systemu ETCS2 (European Train Control System – przyp. red.). Jest to tzw. aktywny tempomat dla pociągów.

Tymczasem mówi się już o następcy GSM-R, systemie FRMCS.

Faktycznie, GSM-R to nie jest „najnowsza” technologia. Działa w standardzie 2G. Jej następca, Future Railway Mobile Communications System – FRMCS – będzie działał już na bazie technologii 5G. Ale zaznaczmy, że standard ten nie jest jeszcze gotowy.

Dopiero w 2023 roku pojawiło się rozporządzenie Komisji Europejskiej 2023/1695 w sprawie technicznej specyfikacji interoperacyjności w zakresie podsystemów „sterowanie” systemu kolei. Wówczas FRMCS stał się faktem. Ta technologia ma zastąpić GSM-R w roku 2030.

Co spowodowało tak duże opóźnienia w budowie sieci GSM-R?

Błędem moich poprzedników było to, że system GSM-R budowano niejako „z książki”. Nie był zrobiony tzw. poligon, nie powstały scenariusze testowe. De facto uczono się tej technologii, próbując jednocześnie ją wdrażać na kolei.

Dlatego do FRMCS podchodzimy inaczej. System ten będzie gotowy w tzw. warstwie trzeciej za rok. Wówczas uruchomimy poligony oparte na rozwiązaniach typu Open RAN i RAN. W drugim przypadku będziemy prowadzić testy nowej technologii z firmami Alstom, Ericsson i Instytutem Kolejnictwa. Open RAN zaś z Politechniką Warszawską, IS Wireless i Pomorską Koleją Metropolitalną.

Dzięki stworzeniu tych dwóch poligonów i scenariuszy używanych technologii będziemy mogli testować różne rozwiązania i zobaczyć, jak każde z nich pracuje. Natomiast nasi pracownicy fizycznie będą mieli kontakt z nową technologią. Nie będą musieli uczyć się jej w czasie wdrożenia. Kiedy już nauczymy się technologii FRMCS, postaramy się pozyskać na jej wdrożenie środki unijne.

Chcemy, budując FRMCS, współpracować z innymi państwami. Tego typu projekty mają bowiem charakter transgraniczny. Przykładowo pociągi, przekraczając granicę z Niemcami czy Czechami, będą wyjeżdżać z tym samym maszynistą, tą samą lokomotywą i tym samym paneuropejskim systemem ERTMS, w którym medium transmisyjnym jest właśnie FRMCS bądź GSM-R.

Kiedy FRMCS ma szansę zacząć działać?

Od strony taboru można powiedzieć, że jesteśmy gotowi. Lokomotywa to dziś swego rodzaju serwer na kołach. Większość nowego taboru w Polsce ma wbudowany zarówno system GSM-R, jak i ETCS 2. Może więc funkcjonować zgodnie z europejskim systemem zarządzania ruchem kolejowym. Zmiana technologii na FRMCS w pojazdach to w miarę prosta sprawa, polegająca na wymianie modułu radiowego obsługującego głos i dane.

Te „serwery na kołach” potrzebują infrastruktury przy torach, która będzie w stanie przesyłane przez nie sygnały odbierać, więc inaczej sprawa wygląda z nadajnikami radiowymi. GSM-R, który PLK zaczęła budować w 2017 roku, to maszty radiowe. W przypadku FRMCS-a potrzeba zdecydowanie więcej masztów i innego na nich sprzętu.

Transformacja cyfrowa do FRMCS na kolei wymaga też zmiany sposobu myślenia. A to będzie trudny proces. Chodzi o to, że może niekoniecznie PKP PLK musi budować wszystkie maszty.

Na jakim etapie są tego typu projekty w pozostałych krajach Europy?

Czesi mają już zarówno działający system GSM-R, jak i ETCS na większości głównych linii kolejowych. Rozwiązania te zwiększają bezpieczeństwo transportu kolejowego. Eliminują ewentualne błędy człowieka. Poprawiają również przepustowość linii kolejowych. Jeśli pociągi mogą jeździć szybciej, to można zwiększyć ich liczbę na danej trasie. Do tego potrzebny jest jednak w pełni cyfrowy świat, który zastąpi człowieka z telefonem i papierowym zeszytem.

Skoro FRMCS ma zastąpić GSM-R już w 2030 roku, to czy warto jeszcze w niego inwestować?

Warto, bo GSM-R ma być „bazą” dla innych systemów łączności. Na ten system składać się będzie wspomniane 1270 stacji bazowych, połączonych 13 tysiącami kilometrów linii światłowodowych.

Zanim wdrożymy FRMCS, będziemy musieli tę sieć zagęścić. W tym przypadku chcemy wykorzystać stacje bazowe czterech działających w Polsce operatorów komercyjnych. Dzięki temu powstanie wspólna infrastruktura. Na świecie żaden zarządca infrastruktury krytycznej – gazownicy, energetycy, kolejarze, wojsko – nie stawia własnych masztów telefonii komórkowej. Jest to infrastruktura pasywna. Lepiej skorzystać z tego, który już stoi. To pozwoli zaś skrócić proces budowy własnej sieci. Tak samo chcemy postąpić w PKP PLK.

Nadajniki operatorów komercyjnych uzupełnią jedynie naszą sieć masztów postawionych w projekcie GSM-R. Aby wiedzieć, w których miejscach konieczna jest współpraca z operatorami, musimy skończyć budować własne maszty.

W sieciach 5G planowanie radiowe jest kluczowym procesem planistycznym. Według pierwotnego planu wszystkie maszty pod GSM-R powinny już istnieć. Dzięki temu moglibyśmy spokojnie rozważać dalszy rozwój sieci radiowej przy współpracy z operatorami i wdrożenie systemu ETCS 2. Tymczasem wciąż musimy myśleć, jak zaadresować konflikt pomiędzy generalnym wykonawcą a nami. Musimy zgasić ten pożar.

Ponadto GSM-R to warstwa transmisyjna, umożliwiająca komunikacje pociągu z infrastrukturą przytorową, która jest w dużej części zbudowana. Zmiana medium transmisyjnego oznacza co najmniej częściową wymianę tej infrastruktury.

Ostatnim argumentem jest aspekt finansowy. Pełen system ERTMS to ETCS i GSM-R. Skoro zabudowaliśmy ETCS i nie skończymy GSM-R, będziemy musieli oddać unijne dofinansowanie.

Dlaczego od roku 2017 nie udało się wdrożyć systemu GSM-R?

Analizą tego, co wydarzyło się w latach 2017-2023, zajmie się audytor. Teraz skupiam nasz wysiłek na powrocie generalnego wykonawcy na plan budowy. Kompleksowy audyt to kolejny krok. Każdy miesiąc postoju to miesiąc stracony w kontekście zapewnienia bezpieczeństwa łączności na kolei. PKP PLK wciąż działa na bazie usług analogowych.

Co zmieni wdrożenie na kolei systemu GSM-R? Jakie nowe rozwiązania, usługi będą mogły powstać dzięki wdrożeniu tego systemu łączności?

Przede wszystkim na 11 głównych magistralach kolejowych będziemy mogli uruchomić system ETCS. W części zresztą już zbudowany. Balisy i systemy kontrolne w torach są, ale bez GSM-R nie łączą się z pociągiem. Po jego uruchomieniu pociągi w Polsce nie będą musiały ograniczać prędkości do 160 km/h. Duża część pojazdów może jeździć szybciej!

Na Centralnej Magistrali Kolejowej pociągi będą mogły jeździć 250 km/h, a na linii numer 9 – z Warszawy do Gdańska – już jeżdżą 200 km/h, to jedyna działająca linia pod ETCS 2 w Polsce. Aktualne ograniczenia nie wynikają z prędkości maksymalnej pojazdów. To efekt braku cyfryzacji w PKP PLK.

Przenosząc sytuacje na drogi, mamy „kolejowe autostrady”, po których jeździmy różnymi prędkościami poniżej 160 km/h, bo nie jest skończone oznakowanie! Stosowane dziś przez nas systemy analogowe, nadzorowane przez ludzi, nie pozwalają na zwiększenie prędkości. Aby pociąg mógł pojechać szybciej, muszą zacząć komunikować się systemy w lokomotywie ON Bord i te „przy torach”. Do tego potrzebujemy GSM-R i w pełni cyfrowego świata.

Czy wspomniane 11 głównych linii kolejowych to docelowy zasięg GSM-R i FRMCS?

Na tylu liniach system ETCS 2 został zbudowany lub jest w trakcie budowy. Docelowo będziemy rozszerzać zasięg systemów cyfrowych w zależności od możliwości finansowych.

Jeśli udadzą się mediacje, to kiedy można spodziewać się uruchomienia GSM-R na kolei?

Chciałbym, aby projekt wrócił na plac budowy pod koniec 2024 roku. Tę decyzję będzie podejmować cały zarząd PKP PLK. Jeśli wszystko pójdzie po naszej myśli, to potrzebujemy ok. 3-4 lat na zrealizowanie projektu. System zaś uruchomiony zostanie pod koniec 2028 roku lub na początku roku 2029. Tak duże są opóźnienia w jego realizacji.

Jak w te projekty wpisuje się sieć 5G?

W warstwie GSM-R mamy tylko transmisję głosu i danych. Służy do zarządzania systemem ETCS 2 i łączności głosowej.

Natomiast system kolejnej generacji, jakim jest FRMCS, nie będzie ograniczać się do tych dwóch scenariuszy. Już na tym etapie producenci przygotowali ich 63. To nie będzie tylko głos i dane, ale też dodatkowe usługi. FRMCS dla kolejarzy na całym świecie stanie się medium transmisji na tzw. ostatniej mili. Będzie miał też dedykowane pasmo 10 MHz.

Warto jednak pamiętać, że FRMCS jako standard będzie opracowany najwcześniej w roku 2028. Dopiero po jego opracowaniu producenci sprzętu ruszą z produkcją chipsetów radiowych. Obecnie badamy ten system i określamy jego potrzeby jako branża.

Po 11 latach nieobecności Polacy – a dokładnie pracownicy PKP PLK – wróciliśmy do Union Internationale des Chemins de fer (UIC). Dołączyliśmy do specjalistów z całej Europy, którzy wspólnie wypracowują nowy standard FRMCS.

O jakiego typu 63 scenariuszach wykorzystania FRMCS mówimy?

To scenariusze zastosowania systemu FRMCS. GSM-R obsługuje kilka krytycznych usług, takich jak transmisja danych i głosu, roaming międzynarodowy czy lokalizacja pociągu.

Jednym z przykładowych scenariuszy pokazujących zmiany jest podejście do Centralnego Systemu Dynamicznej Informacji Pasażerskiej. Dziś dane do wyświetlaczy pokazujących przyjazdy i odjazdy na stacjach przekazywane są po kablu. W przyszłości w każdej takiej tablicy będzie modem 5G i wyświetlane dane będą przesyłane radiowo.

Obecnie musimy kłaść setki, tysiące kabli w budynkach i wzdłuż linii kolejowych. W przyszłości łącza światłowodowe będą dochodzić tylko do nadajników systemu łączności FRMCS.

Inny scenariusz dotyczy komunikacji z systemami automatyki przemysłowej. To co dzisiaj odbywa się na serwerach i komputerach, które stoją w lokalnych centrach sterowania pociągów, w przyszłości będzie odbywać się w chmurze obliczeniowej. To jest zmiana myślenia o 180 stopni. Tego nie było na kolei i do tego kolej musi się przygotować. To jest proces na kilkanaście lat.

W kontekście FRMCS wspominałeś o rozwiązaniach typu RAN i Open RAN. Czym się różnią?

Za RAN odpowiadają wielcy światowi dostawcy, którzy stworzyli technologię telefonii komórkowej. Mówimy o tzw. wielkiej czwórce, czyli firmach Ericsson, Nokia, Samsung, Huawei.

Z kolei standard Open RAN został wyprodukowany przez mniejsze firmy, które ustaliły otwarte standardy. Rozwiązania tej grupy oparte są na otwartych protokołach open source. Główną różnicą jest oderwanie oprogramowania od sprzętu, otwarcie i ujednolicenie komunikacji. Z Open RAN każdy może kupić parę serwerów, nadajnik radiowy i antenę, aby zbudować swoją sieć komórkową, o ile każdy komponent będzie zgodny z tym standardem.

Teraz dochodzi do swego rodzaju „starcia tytanów”. Jego wynik ma wskazać, które rozwiązanie dla biznesu jest lepsze. Z punktu widzenia bezpieczeństwa kolei i ciągłości dostaw, lepszy jest RAN. Dostarczany jest bowiem przez dużych dostawców, którzy potrafią zabezpieczyć sieć krytyczną.

Co do Open RAN, to nie wiadomo jeszcze, w którym kierunku pójdzie rozwój tych rozwiązań. Można porównać to do oprogramowania open source i komercyjnego. Widzę miejsce dla jednych i drugich w przyszłości bez kabli, gdzie np. obiekty radiowe BTS-y łatwiej będzie wyposażyć w Open RAN, niż ciągnąć kilometry kabli, odzyskując jednocześnie dostępną przestrzeń.

Jakie kolejne wyzwania stoją przed cyfryzacją w PKP PLK?

Większość projektów cyfrowych w PKP PLK była przez ostatnie lata źle poprowadzona. Moim marzeniem jest, abym zdjął wreszcie mundur „strażaka” – który noszę od 7 miesięcy – i zamienił go na mundur menedżera.

Uważam, że największym wyzwaniem jest przekonanie branży kolejowej o tym, jak ważna jest ciągłość pracy systemów krytycznych OT/IT. Rozmieszczone są one wzdłuż torów i na dworcach. Dzisiaj ewentualne ich usterki są bardzo długo usuwane. Do konkretnego urządzenia trzeba dojechać. Inne organizacje wokół nas funkcjonują już w świecie cyfrowym. Proszę sobie wyobrazić brak prądu w domu przez 2 dni. Proces zarządzania utrzymaniem elementów technologicznych musi się zmienić. Moglibyśmy usterkę naprawić zdalnie, a więc znacznie szybciej.

Aby przygotować PKP PLK na otaczający nas świat cyfrowy, musimy to robić z głową. Znane są udane cyberataki na firmy z naszej branży. Ostatni dotyczył sektora tramwajowego. Poza tym, jako właściciel infrastruktury krytycznej, podlegamy dyrektywie NIS2. Do jej wdrożenia właśnie się przygotowujemy.

Stąd pojawienie się w naszej organizacji Piotra Combika, który tworzy Biuro Cyberbezpieczeństwa w PKP PLK. Może to wiele osób zdziwić, ale powołaliśmy je dopiero w roku… 2024! Za tym idą duże inwestycje w cyberbezpieczeństwo, m.in. w zakresie Network Operations Center, ale także strategiczne rozmowy o współpracy z działającymi w sektorze publicznym dostawcami usług Security Operations Center i CERT.

Ostatnim wyzwaniem jest kadra. Trudno ściągnąć specjalistów z rynku, którzy chcieliby pracować w PKP PLK. Trudno też rozpoznać tych, którzy są w firmie, mają potencjał i jeszcze siłę, aby ciągnąć do zmiany potężną przecież korporacje.

Udało mi się zbudować taki zespół i tu chciałbym wspomnieć Tomasza Majewskiego, jako swojego pełnomocnika, Pawła Bernacika, jako nowego dyrektora Biura Telekomunikacji, czy Bartka Szadkowskiego, jako nowego dyrektora Biura Informatyki i oczywiście Piotrka Combika. Razem idziemy na K2!

Jakie wówczas projekty czekają na realizację w PKP PLK?

Kolejnym – po budowie systemów GSM-R i ETCS – jest modernizacja systemu informacji pasażerskiej. Chcemy, aby był on bardziej przejrzysty, nowocześniejszy, bardziej „odporny na upływający czas”. Dziś wyświetlacze oparte są na technologii TFT. Po 5-6 latach się wypalają. Zamierzamy zamienić je na rozwiązania wykorzystujące ekrany LED, które są 3 razy bardziej wytrzymałe.

Wspominałeś przed naszą rozmową o sporym długu technologicznym…

W PKP PLK mamy bardzo dużo systemów, których okres życia zbliża się do końca, lub minął. Planujemy więc wiele projektów związanych z reengineeringiem oprogramowania. W wielu przypadkach mówimy o systemach, których autorzy już u nas nie pracują. Często przeszli na emeryturę. To jest drugi strumień projektów, który nas czeka. Ten proces się zaczął, wyłączyliśmy funkcjonalność mapy w Portalu Dla Pasażera, nowa jej wersja pojawi się jeszcze w roku 2024.

Na kolei inwestycje planowało się dotąd na 25-30 lat w przód. Tymczasem systemów cyfrowych nie da się zaplanować na okres dłuższy niż 10-15 lat. Technologia IT zmienia się zbyt szybko. Musimy zatem rozpocząć ich wymianę lub modernizację. Polska branża kolejowa musi zrozumieć, że cyfryzacja to jej przyszłość. Dzięki niej pociągi będą mogły jeździć szybciej, bezpieczniej i cała sieć kolejowa stanie się bardziej niezawodna.