sfera：支持部署连接DAS系统

2020年7月，即SFERA项目(智能通信促进高效铁路活动)启动四年后，国际铁路联盟(UIC)发布了国际铁路解决方案(IRS) 90940。这是11家主要欧洲铁路公司(Bane Nor, DB Cargo, DB Netz, Infrabel, NS， ÖBB, ProRail, SBB, SNCB, SNCF和Trafikverket)合作的结果，旨在减少列车能源消耗，并为实时交通优化设定共同原则。

随着气候和环境危机成为我们社会关注的主要问题，交通运输部门在技术和服务方面开始了一场深刻的变革。尽管铁路因二氧化碳含量低而被贴上了最环保的标签₂每次乘客的排放水平，其他运输方式（飞机，公共汽车和汽车）也在当然是降低其影响，以保持他们的社会验收。

因此，铁路仍然需要提高他们的性能，以便刺激从汽车和飞机的模态转变为列车和帮助国家实现他们的公司₂排放目标。

此外，持续的大流行情况深刻地增加了铁路的财务压力，现在被迫实施业绩杠杆。

司机咨询系统（DAS）：优点和限制

在过去的10年中，铁路承诺已经开始实施驾驶员咨询系统（DAS）。DAS是提供现场信息的IT工具，以培训驾驶员，以帮助他们在尽可能少的能量时进行准时。它们是牵引能源储蓄的强大杠杆（在全球范围内，占总消耗的能量的5％和15％之间¹根据火车的类型），并且在不需要滚动卷材修改的情况下呈现出高的投资回报。如今，DAS集成在便携式设备中，例如平板电脑或智能手机。

它们可以独立于交通规则工作(S-DAS表示“独立DAS”)，也可以连接到交通管理系统(C-DAS表示“连接DAS”)。C-DAS可以为流量优化提供额外的好处，以恢复延迟情况和避免冲突情况。

研究和第一实施方式揭示了这些工具的界限。DAS的开发主要是以“自下而上”的方法进行的。一些系统由铁路开发，其他系统由供应商行业少，几乎没有关于地面系统和板载设备之间的数据交换的协调，这将允许互操作性。因此，DAS无法轻松部署在不同基础设施管理器之间的边界上。缺乏协调也会产生风险基础设施管理人员被迫管理多个接口协议，铁路企业被专有的IT解决方案锁定。

要在广泛的规模上成功地介绍DA，因此必须从一系列产品中选择铁路企业，并且DAS的操作仍然可管理提供数据运行系统的基础设施管理者。对于同时对欧洲的轨道进行许多铁路进行，并且许多培训过渡边界，必须确保所有DAS设备都可以通过公共接口使用相同的数据。

由于这些原因，Energy & CO₂UIC的网络发起了SFERA项目，以制定DAS标准:

• 确保技术协调
• 对所有铁路都可行吗
• 可以跨越国界使用吗
• 很快就可用。

在司机驾驶室中使用sfera消息测试使用sfera消息。

目标:可互操作和可升级

SFERA工作小组的任务是，通过标准化车上和交通管理系统之间的数据交换，为所有列车提供便利使用C-DAS系统的方法。考虑到这些说明，该组织制定了以下标准:

• 将基础设施管理人员的数据交换协议提供给Railway Intextapings的DAS系统
• 与欧洲火车控制系统（ETCS）和B类自动列车保护（ATP）系统配合使用
• 不需要对滚动股的修改
• 在多铁路业务环境中自动化数据传输，并为“现成的”DAS产品实现条件
• 易于涂抹和向上可扩展到自动列车操作（ATO）
• 进一步数字列车运营
• 保护铁路和政府对ETCS的投资。

Sfera项目时间表

Sfera项目于2016年开始，2017年至2020年之间进行的工作。成功的S-DAS测试是在2018年和2019年对从巴黎到阿姆斯特丹跑的Thalys火车进行的，并证明了Sfera的适用性和稳定性。

在15次会议和大约50个网址之后，IRS 90940出生。它的名字是根据SFERA协议与驱动咨询系统(DAS)进行数据交换。

所有项目，工作组都密切关注利益攸关方的参与。为了确保考虑了每个约束和评论，项目团队于2018年11月于2018年11月组织了巴黎的利益攸关方研讨会，并于2020年6月举行了一名网络研讨会。这两项活动各自收集了80至140名专家。每个问题都已得到回答，无论是直播还是通过出版物。除了UIC正式美国国税局批准程序外，还组织了美国国税局的两届会议审查。

SFERA带来了什么?

在2022 TSI中将引入TMS和列车之间数据交换的标准化。这些规范由Shift2RAIL组开发，集中在定义以下用例的元素：ATO GOA2操作超过ETCS。

SFERA工作组标识了相应的标准（UNISIG子集-126，它指定基础架构管理器和列车之间的链接），因为包含DAS操作所需的核心元素。SFERA保持了本标准的全部数据元素，并为子集-126提供了补充，其中包括在欧洲铁路网络上的任何火车旅程中提供DAS操作的数据，从开始完成。

虽然Subset-126覆盖et等，但Sfera增加了必要的元素，包括在欧洲的所有B类信令和ATP系统。例如，DAS需要识别列车从该点开始制动以尊重新速度限制。在大多数B类系统中，这通常由位于速度转换的安全制动距离的远端信号给出，并且通常与不同的列车类型共同。然而，在等等，通过考虑列车的特性（制动能力，重量等），通过每个列车在板上计算制动点，这意味着不存在远端信号。

SUBSET-126是基于以下假设的:

1. 车载元件与列车控制和管理系统(TCMS)连接，TCMS提供列车的速度、位置和特性
2. 交通管理系统（TMS）与机器通信
3. 本机计算原始数据（基础设施，列车特征，时序目标）的建议。

对于DAS操作而言，这不是真的：

1. 没有与tcm连接:许多DAS产品集成在铁路企业提供给司机的移动设备中，因此不能与tcm连接。在SFERA中增加了以下内容:

• 列车特性(列车类型、加速和制动能力、重量等)
• 以更通用的方式识别列车行程中的位置数据:列车行程中预定义的路径点的经纬度可以用SFERA表示，平板可以将其与集成的GNSS定位芯片检测到的位置进行比较。

2. 火车司机不是机器。司机需要有关火车旅程的上下文信息，以协助了解情况和帮助其他任务（例如：乘客信息）。例如，Sfera中添加了以下元素：

• TMS给出的时间目标的变化可以伴随着详细的消息，详细说明他们要求调整其驾驶的原因（例如，在他面前或后面的延迟火车）
• 公里参考点和遇到的元素名称（站，轨道编号等）。

3. 板载设备不一定计算建议：子集-126确定作为DAS / ATO的目标的速度轮廓计算。在许多DAS实现中，通过TMS计算建议。Sfera定义了这种情况的其他信息。

2018年10月，一组不同的设备用于第一次泰利斯测试。

额外用例

欧洲正在涉及电网和配电的稳定性的研究：智能电网。Sfera推出将允许的元素：

• 预测所有配备DAS的列车的耗电量/发电量(DAS向基础设施经理发送预计的当前摄入量)
• 通过发送限制当前用法的消息来调整列车的电力使用（例如，帮助抑制变电站使用中的峰值），或者允许列车使用更多电流（例如，除差变电站之间的列车比往常比往常比往常更少）。

DAS / ATO：铁路性能的补充工具

DAS和ATO通过引入提高驾驶精度和实时实施监管机构的决策的方法来帮助使用现有的基础设施。对于那些达到的目标，配备的火车的百分比必须尽可能高。没有DAS的火车往往不太可预测，并且在监管机构进行无线电呼叫之前，直到交通管理决策不会反应。这限制了整体性能。

ATO被认为是最终的游戏，因为驾驶的精度是无可匹敌的，在所有情况下都有保证。然而，它的缺点是投资高，这意味着部署可能需要几十年。

DAS帮助司机在驾驶精度方面的性能方面接近驾驶精度，并在其向ATO过渡时有助于铁路。通过实施DAS可以在其网络的部分上提高性能，而ATO投资可以在需要在短期内最大化性能的网络部分优先考虑。

下一步是什么？

IRS 90940现在可以在UIC铁路技术出版物（ETF）上获得在线商店，免费。但是提高铁路效率的努力并没有结束。UIC决心确保SFERA协议将正确地符合用户需求，并根据其环境和约束(监管和技术监视，ATO子集的新版本和相关标准的变化)保持最新。

因此，正在创建两组。第一个是维护组，将于10月20日10月推出，并专门由UIC成员组成。它将每年举行两次：

• 收集和分析变更请求
• 遵守监管，技术和标准变化
• 更新SFERA协议
• 引导用户组。

第二组是用户组，由使用SFERA的公司组成。研讨会将由UIC及维修小组共同举办，旨在分享经验及互相协助。我T对非UIC成员开放，可以向维护组提交更改请求。

邀请任何人想加入的人发送电子邮件(电子邮件保护)。

观看下一个活动是在2020年10月的NS ATO测试，在Haarlem和Den Haag使用SFERA之间的B级别B行！

参考:

1. 2018年SNCF对城际列车的实验表明，节能13％。