08.06.2021
5 мин чтения

Строго следуя протоколу

Поделись сейчас!

Прикладные решения в железнодорожной отрасли становятся все более сложными. Флориан Айнбёк (Florian Einböck) из отдела продукт-менеджмента Frauscher рассказывает в интервью, как высокоэффективные программные протоколы гарантируют критически важную безотказную связь между системами.

ифровая связь становится возможной только при реализации соответствующих протоколов. Таким образом, им отводится ключевая роль.
Florian Einböck Product Management

Сегодня уже невозможно представить себе железнодорожную отрасль без цифровых решений и сетевых технологий. Какую роль во всем этом играют программные протоколы?

Применение цифровых данных открыло широкие возможности для новых и усовершенствованных решений практического использования в железнодорожной отрасли. Это облегчило взаимный обмен самой разнообразной информацией между системами. Однако такая передача данных требует большего, чем просто подходящие интерфейсы. Цифровая связь становится возможной только при реализации соответствующих протоколов. Таким образом, им отводится ключевая роль.

Поэтому выбор оптимального программного протокола должен учитываться еще на ранней стадии планирования проекта. Здесь существуют варианты: можно либо принять протокол, который уже используется в существующей системе, либо внедрить или разработать абсолютно новый или чуждый системе протокол. Как бы то ни было, соответствующее решение должно приниматься с учетом различных факторов.

Многие системные интеграторы уже используют специальные протоколы. Что им следует учитывать в процессе адаптирования, если потребуется интегрировать новые компоненты?

Мы уже реализовали несколько проектов, в которых использовался именно этот подход. В результате мы получили ценный опыт в том, что касается взаимодействия и совместимости протоколов и интерфейсов. Теперь мы знаем, что в этом деле не обойтись без досконального знания спецификаций соответствующих протоколов, например, в отношении процесса инициализации. Основные предварительные условия также должны быть выполнены на уровне аппаратного обеспечения. Таким образом, адаптирование существующих протоколов в зависимости от требований может быть сопряжено со значительными расходами.

Но если системный интегратор внедрил протокол безопасности для обеспечения связи между участками централизации или для обмена данными между элементами в поле, то, скажем, соединение со счетчиком осей или решением по слежению за движением поездов посредством этого же протокола будет самым простым и наиболее эффективным вариантом для конкретного системного интегратора. Это гарантирует возможность простого интегрирования дополнительных данных в существующую системную среду и их дальнейшей обработки.

А какие существуют варианты, если протокола нет?

В этом случае, как правило, обращаются к существующим протоколам, которые, однако, еще не использовались с конкретной системой и должны быть соответственно адаптированы под нее. Для применения в железнодорожной отрасли это также означает учет необходимых стандартов и требований. Поскольку система передачи данных в большинстве случаев подвергается разнообразным рискам, должна быть обеспечена возможность идентификации перечисленных в EN 50159 ошибок из сообщений. В прошлом было разработано бесчисленное множество стандартных и частных протоколов, включавших соответствующие функции безопасности. Стандартные протоколы, такие как UNISIG, Subset-098 или EULYNX, преимущественно имеют весьма сложную структуру, в результате чего их внедрение повлечет за собой существенные расходы.

Частные протоколы могут быть как простыми, так и сложными. Зачастую они подвергаются доработке, что создает отчасти лишние накладные расходы, которые переносятся на будущий период. Вполне могут быть доступны спецификации, но они часто не охватывают дополнительных аспектов, которые необходимо учитывать на этапе реализации. Однако основная проблема связана с правами на реализацию протокола в первую очередь, а уже потом на его использование.

Выходит, безопасный протокол Frauscher Safe Ethernet FSE был разработан в контексте этих разнообразных вариантов?

Так и есть. Целью разработчиков FSE прежде всего было создание программного протокола, отвечающего требованиям железнодорожной отрасли. Основанный на UDP/IP, он облегчает связь между двумя точками, благодаря чему обеспечивается выполнение требований CENELEC SIL 4 и EN 50159, категория 2.

Это значительно ускоряет интегрирование новых компонентов в различных проектах. Максимальный объем прикладных данных для передачи составляет 512 байт. Помимо информации о 40 счетных головках или 80 участках пути, получаемой посредством всего одной коммуникационной платы, сюда также входит информация о приведении системы в исходное состояние и информация ввода-вывода, поступающая с установки централизации на коммуникационную плату. Резервные платы и сетевые структуры также поддерживаются.

Программный протокол FSE в формате Ethernet был разработан несколько лет назад. Почему тогда выбор пал именно на этот формат и какие преимущества он дает сегодня?

Что нас окончательно подкупило, так это то, насколько универсальным был и остается этот формат: Ethernet может использоваться в качестве стандарта в большинстве существующих сетей, причем без дополнительных затрат на оборудование. Что касается применения конкретно в железнодорожной отрасли, то формат Ethernet имеет много достоинств. В частности это сверхбезопасное соединение, обеспечивающее передачу данных на очень высокой скорости, вплоть до передачи в реальном времени.

А чрезвычайно надежное соединение — это почти нулевая потеря данных. Обширное адресное пространство открывает возможность одновременного доступа для большого числа абонентов. Кроме того, возможна также передача разнообразных данных по сети, где можно комбинировать разные средства передачи данных, такие как кабели, оптоволоконные и радиотехнологии.

Протокол Frauscher Safe Ethernet FSE уже не раз доказывал свою эффективность:

  • Программный протокол в свободном доступе, удовлетворяющий требованиям железнодорожной отрасли
  • Быстрое интегрирование и расширение системы
  • Двунаправленная передача данных
  • Возможность передачи свободно определяемых наборов данны

Как компания Frauscher обеспечивает доступность этого протокола для своих заказчиков и партнеров?

Мы долгое время обсуждаем этот вопрос. Поскольку наша деятельность ориентирована на заказчиков и их потребности, мы понимаем всю важность интерфейсов Ethernet и обмена данными, в том числе в контексте безопасности. Это послужило для нас толчком к принятию единодушного решения сделать FSE свободно доступным для разнообразных решений прикладного применения, что также отвечает принципам философии Frauscher: обе стороны выигрывают от открытых партнерских отношений и взаимодействия с пользователями, что выражается в обмене информацией и практическом применении.

На сегодняшний день протокол FSE успешно реализован на четырех различных платформах ПЛК. Это позволило нам осуществить более 100 проектов для различного применения. Этими решениями теперь пользуются по всему миру. В 40 других компаниях началась работа по реализации этих решений с использованием дополнительных аппаратных платформ либо они уже реализованы. В целом информация, связанная с протоколом, обсуждалась уже более чем со 150 заинтересованными лицами для изучения потенциала в различных вариантах прикладного применения.

И хотя протокол разрабатывался сугубо для передачи данных счета осей, его эффективность и функциональные возможности позволяют передавать и другие данные. С каждым новым проектом мы учимся чему-то новому. Для получения находящейся в свободном доступе информации о протоколе FSE просто свяжитесь с нами. Как только будут обозначены такие моменты, как назначение и возможные изменения для адаптирования, мы можем приступать к реализации — совместными усилиями с применением сверхгибкого подхода, но всегда в строгом соответствии с протоколом.

FSE позволяет передавать самую разную информацию:

  • Информация о состоянии участка пути (FMA)
  • Текущее количество осей на участке пути
  • Указание длины состава
  • Направление
  • Скорость
  • Диаметр колеса
  • Информация ввода-вывода с модуля AEB/IO-EXB
  • Тестовый байт
  • Другие свободно определяемые наборы данных

Ну, и в заключение, поделитесь с нами, какие разработки планируются в будущем и что будет в приоритете.

Как я уже упоминал, мы учимся с каждым новым проектом, полученные знания и опыт применяем для разработки и непрерывного совершенствования нашей продукции. Пусть это может показаться несколько громким заявлением, получившим широкое распространение, но для нас работа в направлении цифровизации и преодоление всех сопутствующих с этим сложностей означает также выделение кибербезопасности и отказоустойчивости сети в качестве главных приоритетов, чтобы мы держались правильного курса и всегда оставались впереди.

Поделись сейчас!
Похожие статьи

Статьи