推动变革:FRMCS在未来互联铁路运输中的作用

这是显而易见的数字化铁路网络的发展使得出行更加便利，同时降低了欧洲交通部门的排放。只有通过“铁路4.0”，欧盟在2050年前成为全球首个气候中性大陆的目标才能实现。更多的准时，更多的旅行经验，更短的驾驶和等待时间，零排放。机动性必须适应客户，而不是相反。

我们的愿景?连接欧洲城市的高铁速度和飞机一样快。欧洲列车控制系统(ETCS)允许在铁路上实现一个无国界的欧洲。自动列车提供了最高的灵活性，并节省了高达30%的能源——外加30%的气候保护。他们跑得更多，因为他们可以安全地行驶更短的距离，这意味着更少的等待时间，更多的空闲座位，以及更高的准点率。预测性维修活动利用来自车辆、轨道和部件的数据，在潜在缺陷变得严重之前发现它们，并在昂贵的故障发生之前及时确定维修需求，从而从根本上提高铁路系统的可用性、准时性和质量。这大大降低了运营商的运营成本，提高了乘客的满意度。人工智能(AI)还可以通过更有效地管理客流或提高火车和车站的安全性，显著改善客户的旅行体验。其结果是:许多不同的人可以在任何地方轻松使用清洁的交通工具。最佳实践案例证明这是可以做到的。

数据需求

随着数字技术的广泛使用，数据的数量指数:除了通过ETCS和自动驾驶仪功能自动列车运行(ATO)的快速计时控制信息，传感器和相机收集的数据也必须计算和传输。铁路车辆上的应用程序和物联网(IoT)单元的数量正在不断增加，这些应用程序和物联网单元需要与中央服务器(甚至Internet)进行数据连接。数字铁路无线电系统是列车司机通信和信息、ETCS数据的传输媒介，除了列车控制外，还实现了自动驾驶操作、联锁通信和技术运行参数的监测车辆、客户信息系统、视频监控、客户紧急呼叫系统以及遥测应用。从纯粹的无关键信息传输，到实时、安全的相关控制数据，多种数据传输服务品质不可或缺。

需要数据连接到中央服务器或Internet的应用程序的数量在不断增加。因此，很明显，现代火车交通需要一个快速的移动网络。它不仅可以让乘客更快地接入互联网，还可以实现自动化、数据库维护和全新的数据服务。新的5G移动通信标准创造了数字未来技术所需的必要连接。基于5g的铁路移动通信技术将成为未来铁路相关空中通信的新支柱。最晚，当与铁路相关的基于5G的新通信标准FRMCS(未来铁路移动通信系统)的最终版本可用时(预计在2022年)，铁路运输使用的整个移动网络必须开始迁移到5G标准。然而，今天，铁路相关的操作通信使用的是基于2G移动无线电标准的标准化GSM-R无线电系统，部分使用的是更老的模拟系统。目前在铁路系统内使用的20世纪90年代的GSM-R移动通信标准已不能满足未来技术的性能要求。在铁路枢纽，GSM-R的性能已经不适合无信号的ETCS 2级。ETCS第3级的运行允许后续列车之间的动态距离控制，这在GSM-R技术上是完全不可能的。

向5G的飞跃

几年来，公共电信行业一直在以极具活力的方式用4G-LTE取代3G，现在正开始在全国范围内推广5G。因此，对于制造商和运营商来说，GSM-R系统的生产和维护变得越来越复杂，因为整个电信行业都在关注新标准。从今天的角度来看，对GSM-R的支持只能由行业保证到2030年。这并不意味着当有需求的时候就没有解决方案。然而，由于不再有部件，维持现有形式的业务越来越困难，费用也越来越高。

因此，铁路无线电系统必须尽快转换。正在进行的GSM-R后续标准——FRMCS——将实现从2G到5G的世代跨越。FRMCS将满足对未来数据速率、延迟时间、可用性和加密的高要求。

测试

这项技术已经在该领域进行了演示和测试。德国开姆尼茨市附近的一个大规模数字测试场展示了基于FRMCS/5G和云技术的数字轨道系统应用的集成和验证如何在实践中工作。这个数字测试领域的一个重要部分是在真实的铁路运营环境中建立一个基本的移动通信基础设施。在5GRAIL项目中，由欧盟资助作为地平线2020在此期间，18个欧洲伙伴正在共同努力验证第一批FRMCS规范。重点是在列车上和沿线开发和测试未来铁路无线电标准的原型。

现在，必须为实施创造合适的框架条件，以实现大规模的推广。铁路4.0需要更多的动力。铁路沿线的公共移动网络需要超过50mbits /s的性能，才能在数字时代实现足够的覆盖。随着数字化的发展，必须考虑在不久的将来进行升级。为了充分发挥数字技术在客运和货运方面的潜力和优势，不能保证铁路沿线移动网络的扩展。为了增加铁路服务的吸引力，从而到2030年使客户数量翻一番，国家必须履行其义务，最终实现交通部门的气候目标。