Safely from Amsterdam to Paris in three hours
Clear CinCom GSM-Rail Praktijkvoorbeeld
De mensen van Clear CinCom werkten intensief samen met de Nederlandse spoorbeheerder ProRail, om er voor te zorgen dat de nieuwe hogesnelheidsverbinding van Amsterdam naar Parijs zo veilig en efficiënt mogelijk is.
Projectomschrijving
Sinds 1998 is de Nederlandse spoorbeheerder ProRail bezig met de bouw van een nieuwe hogesnelheidsverbinding. Deze HSL-Zuid zal passagiers in staat stellen om per trein van het hart van Amsterdam naar het hart van Parijs te reizen in net iets meer dan drie uur. De trein stop ook in Rotterdam en Brussel. Hoewel Nederland is gezegend met een efficiënt spoorwegsysteem, is dit de eerste verbinding van het land met het Europese netwerk van hogesnelheidstreinen. De HSL-Zuid zal topsnelheden behalen van meer dan 330 kilometer per uur. Om de veiligheid te garanderen gebruiken spoorwegen in de meeste Europese landen een geharmoniseerd systeem, ETCS geheten. Dat is een toepassing die draait op een GSM-Rail (GSM-R) draadloze netwerkinfrastructuur. Voor veiligheid en voor service op het spoor is een vlekkeloos werkend GSM-Railsysteem een vereiste.
Betrokken partners
Zoals bij elke project van deze omvang zijn er verschillende partijen bij betrokken. De bovenbouw van de spoorlijn is ontwikkeld door een consortium genaamd Infraspeed, dat bestaat uit bouwbedrijf BAM (Nederland) en de technologiebedrijven Siemens AG (Duitsland) en Fluor Daniel (Verenigde Staten). Hoewel ProRail de eigenaar is van de frequentie voor GSM-Rail - en derhalve de officiële operator voor het GSM-Railnetwerk binnen Nederland - werd een ander consortium opgericht voor de daadwerkelijke realisatie van de draadloze infrastructuur die hiervoor nodig is. Dit consortium heet Mobirail en brengt de expertise van KPN Telecom samen met die van Siemens.
Voorschriften
De Nederlandse overheid stelt strenge eisen aan zo goed als elk facet van de bouw van de hogesnelheidslijn; dit is om te garanderen dat de veiligheid en efficiëntie op het spoor zijn gewaarborgd. Om de communicatie-infrastructuur volledig aan de voorschriften te laten voldoen, huurde het Mobirailconsortium een gespecialiseerd bedrijf in voor het plannen (ontwerpen en realiseren), verifiëren en optimaliseren van het GSM-Rail netwerk. Dit bedrijf is Clear CinCom.
Stap 1: Ontwerpen
De eerste stap op weg naar realisatie van het GSM-Railnetwerk wordt gezet wanneer de radioplanners van Clear CinCom de overheidsvoorschriften vertalen in ontwerpcriteria. Eén eis was dat reizigers slechts minimaal mogen worden afgeleid door infrastructurele objecten buiten de trein. Derhalve moet het aantal masten zo klein mogelijk zijn. Dat impliceert dat de afstand tussen transmitter en ontvanger maximaal dient te zijn. Tegelijkertijd stellen de veiligheidscriteria dat er een hoog niveau van overlap in ontvangst (redundancy) moet bestaan. Andere vereisten hadden te maken met onder meer het garanderen van de efficiëntie en de klanttevredenheid door middel van betrouwbare informatiesystemen aan boord. Daar kwam verder nog bij dat de stemcommunicatie over het netwerk, dat gebruikt wordt door zowel het onderhoud- als het spoorwegpersoneel, optimaal moet zijn. Clear CinCom combineerde deze vereisten, die vaak tegenstrijdig waren, in een initiëel celplan ofwel een nominaal netwerkontwerp.
Stap 2: verificatie
Als tweede stap is het team van Clear CinCom op pad gegaan om continuegolfmetingen uit te voeren. Een auto, speciaal uitgevoerd met een mobiele testtransmitter en ontvanger, werd ingezet om de ideale plaatsing van de masten langs het spoor te bepalen. Na deze verificatie werd het nominale netwerkontwerp vertaald in het definitieve netwerkontwerp. Dit ontwerp bestond uit aanbevelingen met betrekking tot de plaatsing en de hoogte van de masten, de azimuth van de antennes, het type antennes dat het beste gebruikt kon worden en hun verticale inclinatie (helling), de initiële sterkte van de transmitters en het aantal carrier units dat zij dienen te bevatten. Dit laatste bepaalt hoeveel gelijktijdige verbindingen gelegd kunnen worden. In dit geval schreef de specificatie voor dat er 120 ETCS-verbindingen voor veiligheid en 80 voor stemcommunicatie op elk moment mogelijk dienen te zijn, evenredig verdeeld langs het spoor. Met de vereisten voor overlap (redundancy) daarbij opgeteld, komt dat neer op 320 verbindingen die gelijktijdig mogelijk moeten zijn. Dat is een relatief hoog aantal, zeker gezien de smalle bandbreedte waarmee GSM-Rail werkt (in dit geval de 921 tot 925MHz band). Daar kwam nog bij dat het netwerk geïntegreerd diende te worden met het bestaande GSM-Railnetwerk dat de reguliere spoorverbindingen bedient. Het is duidelijk waarom dit een interessante uitdaging zou zijn. Moderne verificatieapparatuur in combinatie met de expertise van Clear CinCom stelde Mobirail echter in staat om volledig aan de overheidsvereisten te voldoen terwijl er slechts drie carrier units per locatie nodig waren.
Stap 3: Optimalisatie
Toen het netwerk eenmaal was gerealiseerd, werd Clear CinCom gevraagd om het systeem te optimaliseren. Daartoe werd een speciale testtrein ingezet, uitgevoerd met meetinstrumenten waarmee de optimale instellingen op lage en hoge snelheid konden worden vastgesteld. Vanuit deze testtrein werden de Quality of Service-parameters naast de overheidsvoorschriften gelegd. Het Clear CinCom optimalisatierapport bevatte voorgestelde aanpassingen voor de BSS-parameters van de Base Station Contolers (BSC). Omdat de planning en het ontwerp vanaf het begin af aan zorgvuldig waren uitgevoerd, was er zo goed als geen additionele hardware nodig.
Resultaat
Aan het eind van 2007 wordt voor treinreizigers van Amsterdam naar Parijs optimale veiligheid en service aan boord gegarandeerd. Op die manier bewijst Clear CinCom opnieuw de Europese kwaliteitsleider te zijn in het ontwerp, de validatie en de optimalisatie van cellulaire radionetwerken - inclusief GSM-Rail (GSM-R).
clearcincom |