Westermo-tekniken driver världens brantaste kugghjulsjärnväg

Ett nytt kugghjulståg på Pilatus järnvägar. Bild: © PILATUS-BAHNEN AG

Järnvägen Pilatus-Bahnen byggdes för över 130 år sedan och är fortfarande världens brantaste kugghjulsjärnväg.

Tåget klättrar stigen från Alpnachstad till Pilatus Kulm, med passagerare som kan se blommande alpängar, slående klippformationer och snöfält. Järnvägen har blivit en av Schweiz mest framgångsrika turistattraktioner.

På grund av sin popularitet och ett stort antal passagerare behövde järnvägen större och snabbare järnvägsfordon utrustade med modern teknik. Pålitlig och robust datanätsteknik från Westermo valdes för att stödja driften av dessa nya tåg.

Kuggstångsbana är en järnväg som är byggd i stor lutning där vagnarna driver sig själva uppför bergssluttningen genom att en kuggstång är utlagd mellan skenorna, där vagnens drivanordning kan få fäste. Bild: © PILATUS-BAHNEN AG

Pålitlig datakommunikation

Tågstyrsystemet som användes i de ursprungliga tågen var baserat på mekaniska och elektromekaniska styrelement. För de nya större och snabbare tågen installerades ett modernt, elektroniskt tågstyrsystem från Actemium Schweiz AG LeitTec (Actemium). För att upprätta en förbindelse mellan markbaserade styrenheter och rörliga tåg krävdes tillförlitlig trådlös datakommunikation.

Ett nätverk som erbjuder hög tillgänglighet är väsentligt för automatisk tågdrift och kommunikationsbaserade tågstyrsystem, såsom PBS (positionsbaserad signalering) som utvecklats av Actemium och används på Pilatus-Bahnen järnvägen. Med de exceptionellt höga kraven på tillförlitlighet krävdes en trådlös nätverkslösning utvecklad specifikt för tåg-till-jord-kommunikation.

Westermo valdes för projektet av Pilatus och Actemium. Westermos omfattande erfarenhet av att utveckla högtillgängliga datanät för järnvägssystem och dess breda utbud av robusta datakommunikationsprodukter som uppfyller kraven på tillförlitlighet och tillgänglighet var avgörande faktorer i detta beslut.

Säkert datanätverk

Westermos ingenjörer designade, levererade och installerade datanätverket direkt på berget i nära samarbete med Actemium. Baserat på en redundant Ethernet-ringarkitektur består nätverket av trådlösa och trådbundna Westermo-enheter designade för maximal tillförlitlighet.

Nätverket var tvungen att balansera två kritiska krav. Samtidigt som höga tekniska krav måste uppfyllas, måste infrastrukturkostnaderna optimeras i största möjliga utsträckning, samtidigt. Nätverkssäkerhet spelade också en mycket viktig roll i planeringen. ICT-minimistandarden, den schweiziska regeringens rekommendationer för cybersäkerhet för kritisk infrastruktur, beaktades också.

Det var viktigt att inkludera nätverkssäkerhet i planeringen från början och implementera den successivt. Genom noggrann planering skapades ett krypterat datanätverk med flera säkerhetszoner och övervakningssystem.

Redundant Ethernet-design

FRNT (fast recovery network topology), Westermos eget ringprotokoll för högtillgängliga Ethernet-nätverk gav nätverksredundansen.

Redundans kallas information som upprepar redan etablerad information utan att tillföra någon ny. Redundant information kallas därför ibland även överskottsinformation.

Sådan information spelar dock en viktig roll i många sammanhang för att förtydliga eller säkra information, men kan också ses som något som tar onödig plats eller utgör oönskad upprepning och bör reduceras bort. Ordet används även för tekniska system som av säkerhetsskäl har fler komponenter som kan ersätta varandra vid driftsproblem.

Ringarkitekturen säkerställer dataöverföring via andra vägar i den osannolika händelsen av ett enhets- eller nätverkslänkfel.

För att säkerställa att nätverket kan drivas säkert och skyddas från utsidan har ett antal säkerhetsfunktioner, såsom datakryptering, portsäkerhet, aktiva brandväggar och andra mekanismer för ett säkert datanätverk, redan beaktats i konceptet och senare implementerat.

Säkerställer tillförlitlig kommunikation

Nätverket ombord på tågen som är baserat på Westermo Viper-212A hanterar routingswitchar och Ibex-RT-320 trådlösa klienter som kommunicerar över Wi-Fi med åtkomstpunkterna vid marken. Detta kommunikationsnätverk för tåg till mark säkerställer tillförlitlig kommunikation mellan tågen och styrsystemet.

Dessutom implementerades ett kollisionsvarningssystem mellan tågen med hjälp av Westermo trådlös teknik. En WLAN-anslutning upprättas automatiskt mellan två fordon när de närmar sig varandra. Denna anslutning gör det möjligt för styrsystemen att utbyta data, vilket gör att de kan färdas praktiskt taget i tandem och undvika kollisioner.

Källa: Westermo/Pilatus-Bahnen