ERTMS Overview: European Rail Traffic Management SystemERTMS w pigułce: Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym
How ERTMS works: ETCS levels, trackside and onboard architecture (RBC, Eurobalise, EVC, DMI), GSM-R and FRMCS, Baseline 3 specifications and the CENELEC safety context.Jak działa ERTMS: poziomy ETCS, architektura urządzeń przytorowych i pokładowych (RBC, eurobalisa, EVC, DMI), GSM-R i FRMCS, specyfikacje Baseline 3 oraz miejsce norm CENELEC.
Before ERTMS, almost every European country had its own train protection system: KVB and TVM in France, PZB and LZB in Germany, SHP in Poland, and many more.
A locomotive crossing a border needed several onboard systems, or had to be swapped. ERTMS replaces this patchwork with one interoperable standard.
This article is an engineer’s overview of the system architecture: what the main building blocks are, what the ETCS levels actually mean, and where the safety standards come in.
I have worked on ERTMS/ETCS products since 2013, and the sections below are the mental model I wish I had on day one.
What ERTMS is
The European Rail Traffic Management System (ERTMS) is made of two main parts:
Part
Role
Main elements
ETCS – European Train Control System
Automatic train protection: cab signalling and continuous speed supervision
Onboard unit (EVC, DMI, BTM, …), Eurobalises, LEUs, RBC
Railway radio – GSM-R, later FRMCS
Voice for drivers and controllers, and the data bearer for radio-based ETCS
Radio network, cab radio, ETCS data radio
Traffic management functions (often called ETML) sit above these, but the interoperability requirements are about ETCS and the radio.
The goals of ERTMS are:
interoperability across borders,
a single supplier-independent standard,
safe supervision of every train against its permitted speed and distance.
Note
ETCS does not replace the interlocking. Route setting, point locking and train detection remain national or supplier-specific systems. ETCS translates what the interlocking allows into a movement authority the train can supervise.
ETCS levels
An ETCS level defines the technical way trackside and onboard equipment exchange information, and which train detection is used. The same train can run on Level 1 and Level 2 lines, switching level at defined transitions.
The table below compares the classic application levels defined in Baseline 3 (Subset-026):
Level
MA transmitted by
Train detection
Lineside signals
Typical use
Level 0
No ETCS trackside
Trackside
Yes, driver obeys them
Lines without ETCS
Level NTC
National system via STM
National
National
Running on legacy national systems
Level 1
Eurobalises (+ optional infill)
Trackside (track circuits, axle counters)
Usually kept
Overlay on existing signalling
Level 2
RBC over radio
Trackside
Optional
Lines with radio-based ETCS
Level 3
RBC over radio
Train reports position and integrity
Not needed
Moving block / reduced trackside detection
Levels are not speed or capacity classes
ETCS levels do not define a maximum line speed. Line speed comes from the infrastructure and the rolling stock. Level 2 often gives better capacity than Level 1 because MAs can be updated continuously, but the actual gain depends on block layout, braking curves and operations.
Level 1
In Level 1, Eurobalises at signals transmit the MA and track description to the passing train.
A Lineside Electronic Unit (LEU) reads the aspect of the signal (or the interlocking state) and selects the telegram that a switchable balise sends. Fixed balises send constant data, for example for location references or speed restrictions.
The train only receives a new MA when it passes a balise group. To let an improved MA reach the train before it reaches the signal, Level 1 can add infill:
a Euroloop (a leaky cable in front of the signal),
infill balises,
in earlier baselines, radio infill.
Level 2
In Level 2, the Radio Block Centre (RBC) sends MAs to each train over the radio network. The train reports its position, using balise groups as location references and its odometry in between.
Train detection is still done trackside, so the block sections stay fixed. Lineside signals can be removed, but many lines keep them for mixed traffic or fallback.
Level 3 and the 2023 CCS TSI
The original Level 3 concept moved train detection onboard. The train confirms its own train integrity (it is complete, with no wagons lost) and reports its position.
The RBC can then give MAs based on the safe rear end of the train ahead, allowing moving block or virtual blocks with less trackside detection equipment. The sector also developed “hybrid” variants that combine this with some trackside detection.
The 2023 revision of the CCS TSI restructured the application levels. Level 3 is no longer treated as a separate future level. Its key ideas, onboard train integrity confirmation and moving block operation, are handled as functions of radio-based ETCS.
When you read older documents that describe Level 3 as “the future”, check them against the TSI version that applies to your project.
System architecture
The diagram below shows the main ERTMS/ETCS building blocks and their interfaces in radio-based operation:
TRACKSIDE ONBOARD +--------------+ +---------+ +-------------------+ | Interlocking |<->| RBC |<~~~~~~~>| Euroradio / radio | +--------------+ +---------+ GSM-R +---------+---------+ | ^ | | | RBC-RBC +---------+---------+ +--------------+ +---------+ | EVC | | LEU | | next RBC| | (supervision) | +--------------+ +---------+ +--+----+----+----+-+ | | | | | +--------------+ BTM DMI JRU TIU | Eurobalise |~~~~~ air gap ~~~~~~~~~~~~~^ +--------------+ (EVC also reads odometry sensors)
On the left (trackside):
The interlocking tells the RBC which routes are set and locked.
The RBC turns this into MAs and sends them by radio to the train.
Balises, controlled by an LEU where they are switchable, are read through the air gap by the onboard Balise Transmission Module (BTM).
On the right (onboard), the EVC is the core of the onboard unit. It connects to the driver display, the recorder, the train interface and the odometry sensors.
Trackside components
The table lists the trackside elements and what each one does.
Component
Function
Eurobalise
Passive transponder between the rails, powered by the passing train. Gives a location reference and transmits fixed or switchable telegrams.
LEU
Lineside Electronic Unit. Selects the telegram for switchable balises from signal or interlocking data.
Euroloop
Leaky cable used for infill in Level 1, so the train gets an updated MA before reaching the signal.
RBC
Radio Block Centre. Computes MAs from interlocking information and train position reports, and manages radio sessions with trains in its area.
Interlocking
Sets and locks routes and handles train detection. Outside the ETCS specification itself.
Key management
Provides the cryptographic keys used to authenticate Euroradio messages.
When a train leaves the area of one RBC, the RBC-RBC handover passes it to the neighbouring RBC.
The handing-over RBC exchanges route and train information with the accepting RBC, and the train establishes a session with the accepting RBC. The MA can therefore extend across the border without a stop.
The exact sequence depends on whether the train has one or two radio mobiles connected to ETCS.
Onboard components
The onboard unit is made of the following components.
Component
Function
EVC – European Vital Computer
Computes braking curves, supervises speed and distance against the MA, and commands service or emergency braking.
DMI – Driver Machine Interface
Shows permitted and target speed, distance to target and mode. Takes driver input (train data, level, acknowledgements).
BTM – Balise Transmission Module
Energises and reads Eurobalises as the antenna passes over them. A loop module (LTM) is used for Euroloop.
Odometry
Speed and distance measurement (for example wheel sensors, radar, accelerometers), with confidence intervals.
Euroradio
Safe radio communication with the RBC over the data radio.
JRU – Juridical Recording Unit
Records ETCS events and data for incident investigation.
TIU – Train Interface Unit
Interface to the train: brakes, traction cut-off, cab status and similar.
STM – Specific Transmission Module
Optional. Lets the ETCS onboard unit run on a national system (Level NTC).
Tip
Do not confuse the ETCS onboard unit with the train’s TCMS (Train Control and Management System). TCMS manages the train itself: doors, HVAC, traction. The EVC is a separate safety-related system that commands braking through the train interface.
How a Level 2 journey works
The sequence below is a simplified view of the main steps for a train running on a Level 2 line:
Start of mission. The driver enters or confirms train data (length, braking capability, maximum speed, and more) on the DMI. The onboard unit checks its position and opens a radio session with the RBC.
Position report. The train reports its position relative to the last balise group it passed. The RBC uses this to locate the train.
Movement authority. Once the interlocking has set and locked a route, the RBC sends an MA with the track description: speed profile, gradients and the end of authority.
Supervision. The EVC computes braking curves to the end of authority and to every speed restriction, and the DMI shows the permitted speed. If the driver exceeds it, the EVC warns and then intervenes with braking.
MA extension. As routes ahead are set, the RBC extends the MA, so the train never needs to slow down if the path is clear.
Handover and level transitions. At RBC borders, the RBC-RBC handover passes the train to the next RBC. At the edge of the ETCS area, balises announce a level transition, for example to Level 1 or to a national system via an STM.
Important
The safety principle is that the train is never allowed to pass the end of its movement authority. Everything else (braking curves, odometry confidence, train integrity) exists to guarantee that under worst-case assumptions.
Radio: GSM-R and FRMCS
GSM-R is a railway variant of GSM. In the standard UIC band it uses 876–880 MHz uplink and 921–925 MHz downlink. The extended band (ER-GSM) adds frequencies just below these ranges.
GSM-R carries operational voice (driver to controller, group and emergency calls) and the ETCS Level 2 data link. ETCS originally used circuit-switched data on GSM-R. Later specifications also allow packet-switched data.
GSM-R is based on 2G technology, and its support from suppliers will end. Its successor is the Future Railway Mobile Communication System (FRMCS), which is based on 5G and is being specified by UIC, ETSI and 3GPP.
The migration is being brought into the CCS TSI step by step. ETCS is designed to be independent of the radio bearer, so the same ETCS application can run over either network.
Specifications and governance
ERTMS is defined by a set of mandatory specifications, listed in the Control-Command and Signalling TSI (CCS TSI):
Item
What it is
Subset-026
System Requirements Specification (SRS): the core functional definition of ETCS, including modes, levels, messages and braking curves.
Other subsets
Interfaces and safety (for example Euroradio, RBC-RBC handover, Eurobalise and safety requirements), each a separate document.
Baselines
Consistent, versioned sets of specifications. Baseline 3 is the currently widely deployed set.
ERA
The European Union Agency for Railways is the system authority for ERTMS: it manages the specifications and their change control.
Baseline 2 is the older set, and the 2023 CCS TSI added a further update. Compatibility between baselines is managed carefully. A Baseline 3 onboard unit can run on Baseline 2 lines, but the reverse is restricted.
Note
The subset numbers and versions that are mandatory depend on the TSI version referenced by your project. Always check the current CCS TSI annex rather than an old list.
Safety and the CENELEC standards
ERTMS/ETCS products are safety-related systems. Their core safety functions, such as the EVC supervision or the MA computation in the RBC, are developed to SIL 4 under the CENELEC railway standards:
Standard
Role in an ETCS project
EN 50126
RAMS lifecycle, hazard analysis and safety targets. See CENELEC EN 50126.
Safety case and safety evidence for electronic signalling systems.
EN 50159
Safety-related communication over transmission systems, the basis for safe radio links.
On the hardware side, SIL 4 ETCS equipment often uses composite fail-safe architectures such as 2oo2 or 2oo3 channels with comparison or voting. A single random fault then leads to a safe state rather than a wrong output.
Benefits and challenges
ERTMS brings clear benefits, but also real costs.
Benefits
Challenges
One interoperable standard across borders
High investment in trackside and onboard equipment
Continuous speed supervision in the cab
Retrofitting older rolling stock is complex
Fewer lineside signals in Level 2
Integration with national interlockings and rules
Supplier-independent specifications
Managing baseline compatibility and migration
Path to moving block and ATO
GSM-R to FRMCS migration
Automatic Train Operation (ATO) over ETCS is a related extension. ATO drives the train, while ETCS continues to protect it. The two are specified separately.
ERA, ERTMS pages and the CCS TSI with its list of mandatory specifications
UNISIG Subset-026, ETCS System Requirements Specification
Przed ERTMS niemal każdy kraj w Europie miał własny system ochrony pociągu: KVB i TVM we Francji, PZB i LZB w Niemczech, SHP w Polsce i wiele innych.
Lokomotywa przekraczająca granicę musiała mieć na pokładzie kilka systemów albo trzeba ją było zmienić na granicy. ERTMS zastępuje tę mozaikę jednym, interoperacyjnym standardem.
Ten artykuł to inżynierski przegląd architektury systemu: z jakich głównych bloków się składa, co naprawdę oznaczają poziomy ETCS i w którym miejscu wchodzą normy bezpieczeństwa.
Przy produktach ERTMS/ETCS pracuję od 2013 roku. Poniżej opisuję model systemu, który chciałbym mieć w głowie pierwszego dnia pracy.
Czym jest ERTMS
Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym (ERTMS) składa się z dwóch głównych części:
Część
Rola
Główne elementy
ETCS – Europejski System Sterowania Pociągiem
Automatyczna ochrona pociągu: sygnalizacja kabinowa i ciągły nadzór prędkości
Urządzenia pokładowe (EVC, DMI, BTM, …), eurobalisy, LEU, RBC
Radio kolejowe – GSM-R, później FRMCS
Łączność głosowa maszynistów i dyżurnych ruchu oraz transmisja danych dla ETCS z łącznością radiową
Sieć radiowa, radiotelefon kabinowy, radiomodem danych ETCS
Ponad nimi działają funkcje zarządzania ruchem (często określane jako ETML), ale wymagania interoperacyjności dotyczą ETCS i radia.
Cele ERTMS to:
interoperacyjność ponad granicami,
jeden standard, niezależny od dostawcy,
bezpieczny nadzór każdego pociągu względem dozwolonej prędkości i drogi.
Note
ETCS nie zastępuje urządzeń zależnościowych (interlocking). Nastawianie przebiegów, zamykanie zwrotnic i kontrola niezajętości torów pozostają w systemach krajowych lub specyficznych dla dostawcy. ETCS przekłada to, na co pozwala system zależnościowy, na zezwolenie na jazdę, które pociąg może nadzorować.
Poziomy ETCS
Poziom ETCS określa, w jaki sposób urządzenia przytorowe i pokładowe wymieniają informacje oraz jak wykrywa się pociągi. Ten sam pociąg może jeździć po liniach poziomu 1 i 2, zmieniając poziom w wyznaczonych miejscach przejścia.
Tabela porównuje klasyczne poziomy aplikacyjne zdefiniowane w Baseline 3 (Subset-026):
Poziom
MA przekazuje
Wykrywanie pociągów
Semafory
Typowe zastosowanie
Poziom 0
Brak urządzeń przytorowych ETCS
Przytorowe
Tak, maszynista jedzie według nich
Linie bez ETCS
Poziom NTC
System krajowy przez STM
Krajowe
Krajowe
Jazda pod nadzorem systemu krajowego
Poziom 1
Eurobalisy (+ opcjonalne doładowanie)
Przytorowe (obwody torowe, liczniki osi)
Zwykle pozostają
Nakładka na istniejące urządzenia srk
Poziom 2
RBC drogą radiową
Przytorowe
Opcjonalne
Linie z ETCS opartym na łączności radiowej
Poziom 3
RBC drogą radiową
Pociąg zgłasza położenie i integralność
Zbędne
Odstęp ruchomy / mniej przytorowej detekcji
Poziomy to nie klasy prędkości ani przepustowości
Poziomy ETCS nie określają prędkości maksymalnej linii – ta wynika z infrastruktury i taboru. Poziom 2 często daje większą przepustowość niż poziom 1, bo MA można aktualizować na bieżąco. Rzeczywisty zysk zależy jednak od podziału na odstępy, krzywych hamowania i organizacji ruchu.
Poziom 1
Na poziomie 1 eurobalisy ustawione przy semaforach przekazują przejeżdżającemu pociągowi MA i opis toru.
Koder przytorowy (LEU) odczytuje wskazanie semafora (albo stan urządzeń zależnościowych) i wybiera telegram, który wysyła balisa przełączalna. Balisy stałe nadają niezmienne dane, np. punkty odniesienia położenia lub ograniczenia prędkości.
Pociąg dostaje nowe MA dopiero po przejechaniu grupy balis. Żeby zaktualizowane MA dotarło do pociągu, zanim ten dojedzie do semafora, poziom 1 można uzupełnić o doładowanie informacji (infill):
pętlę Euroloop (kabel promieniujący przed semaforem),
balisy doładowujące (infill balises),
we wcześniejszych baseline’ach również radiowe doładowanie (radio infill).
Poziom 2
Na poziomie 2 centrum sterowania radiowego (RBC) wysyła MA do każdego pociągu przez sieć radiową. Pociąg zgłasza swoje położenie: grupy balis służą mu za punkty odniesienia, a między nimi liczy drogę odometrią.
Pociągi nadal wykrywa się urządzeniami przytorowymi, więc odstępy blokowe pozostają stałe. Semafory można zlikwidować, ale na wielu liniach zostają ze względu na ruch mieszany lub jako rezerwa.
Poziom 3 a TSI CCS z 2023 roku
Pierwotna koncepcja poziomu 3 przenosiła wykrywanie pociągów na pojazd. Pociąg sam potwierdza integralność składu (jest kompletny, żaden wagon się nie odczepił) i zgłasza swoje położenie.
RBC może wtedy wydawać MA do bezpiecznego końca poprzedzającego pociągu, co pozwala na odstęp ruchomy (moving block) lub wirtualne odstępy blokowe przy mniejszej liczbie przytorowych urządzeń detekcji. Branża opracowała też warianty „hybrydowe”, które łączą to podejście z częścią detekcji przytorowej.
Rewizja TSI CCS z 2023 roku przebudowała poziomy aplikacyjne. Poziom 3 nie jest już traktowany jako osobny poziom „na przyszłość”. Jego kluczowe idee – potwierdzanie integralności składu przez pojazd i odstęp ruchomy – ujęto jako funkcje ETCS z łącznością radiową.
Jeśli czytasz starsze dokumenty, w których poziom 3 to „przyszłość”, porównaj je z wersją TSI obowiązującą w Twoim projekcie.
Architektura systemu
Diagram pokazuje główne bloki ERTMS/ETCS i interfejsy między nimi przy pracy z łącznością radiową:
URZĄDZENIA PRZYTOROWE URZĄDZENIA POKŁADOWE +--------------+ +---------+ +-------------------+ | Urządzenia |<->| RBC |<~~~~~~~>| Euroradio / radio | | zależnościowe| +---------+ GSM-R +---------+---------+ +--------------+ ^ | | | RBC-RBC +---------+---------+ +--------------+ +---------+ | EVC | | LEU | |sąsiednie| | (nadzór) | +--------------+ | RBC | +--+----+----+----+-+ | +---------+ | | | | +--------------+ BTM DMI JRU TIU | Eurobalisa |~~~ szczelina powietrzna ~~^ +--------------+ (EVC odczytuje też czujniki odometrii)
Po lewej stronie (przy torze):
Urządzenia zależnościowe przekazują RBC, które przebiegi są nastawione i zamknięte.
RBC zamienia te informacje na MA i wysyła je drogą radiową do pociągu.
Balisy – przełączalne sterowane przez LEU – są odczytywane przez szczelinę powietrzną przez pokładowy moduł transmisji balisowej (BTM).
Po prawej stronie (na pojeździe) rdzeniem urządzeń pokładowych jest EVC. Łączy się z wyświetlaczem maszynisty, rejestratorem, interfejsem pojazdu i czujnikami odometrii.
Urządzenia przytorowe
Tabela zestawia elementy przytorowe i ich zadania.
Element
Funkcja
Eurobalisa
Pasywny transponder między szynami, zasilany energią z przejeżdżającego pociągu. Wyznacza punkt odniesienia położenia i nadaje telegramy stałe lub przełączalne.
LEU
Koder przytorowy (Lineside Electronic Unit). Wybiera telegram dla balis przełączalnych na podstawie wskazania semafora lub danych z urządzeń zależnościowych.
Euroloop
Kabel promieniujący do doładowania informacji na poziomie 1. Dzięki niemu pociąg dostaje aktualne MA przed semaforem.
RBC
Centrum sterowania radiowego (Radio Block Centre). Wylicza MA z informacji z urządzeń zależnościowych i raportów położenia oraz obsługuje sesje radiowe z pociągami w swoim obszarze.
Urządzenia zależnościowe
Nastawiają i zamykają przebiegi oraz odpowiadają za kontrolę niezajętości. Nie są częścią samej specyfikacji ETCS.
Zarządzanie kluczami
Dostarcza klucze kryptograficzne do uwierzytelniania komunikatów Euroradio.
Gdy pociąg opuszcza obszar jednego RBC, przekazanie RBC-RBC (handover) przenosi go do sąsiedniego centrum.
RBC przekazujące wymienia z RBC przejmującym informacje o przebiegu i pociągu, a pociąg nawiązuje sesję z RBC przejmującym. Dzięki temu MA może sięgać za granicę obszarów bez zatrzymywania pociągu.
Dokładny przebieg tej procedury zależy od tego, czy pociąg ma jeden, czy dwa moduły radiowe podłączone do ETCS.
Urządzenia pokładowe
Na urządzenia pokładowe ETCS składają się następujące elementy.
Element
Funkcja
EVC – European Vital Computer
Wylicza krzywe hamowania, nadzoruje prędkość i drogę względem MA oraz wydaje polecenie hamowania służbowego lub nagłego.
DMI – Driver Machine Interface
Pokazuje prędkość dozwoloną i docelową, odległość do celu oraz tryb pracy. Przyjmuje dane od maszynisty (dane pociągu, poziom, potwierdzenia).
BTM – Balise Transmission Module
Zasila i odczytuje eurobalisy, gdy antena przejeżdża nad nimi. Do pętli Euroloop służy moduł LTM.
Odometria
Pomiar prędkości i przebytej drogi (np. czujniki na osiach, radar, akcelerometry) z przedziałami ufności.
Euroradio
Bezpieczna komunikacja radiowa z RBC przez radiomodem danych.
JRU – Juridical Recording Unit
Rejestruje zdarzenia i dane ETCS na potrzeby badania zdarzeń kolejowych.
TIU – Train Interface Unit
Interfejs do pojazdu: hamulce, wyłączenie napędu, stan kabiny i podobne.
STM – Specific Transmission Module
Opcjonalny. Pozwala urządzeniom pokładowym ETCS prowadzić jazdę w systemie krajowym (poziom NTC).
Tip
Nie myl pokładowych urządzeń ETCS z TCMS (Train Control and Management System) pojazdu. TCMS zarządza samym pojazdem: drzwiami, klimatyzacją, napędem. EVC to odrębny system związany z bezpieczeństwem, który wydaje polecenie hamowania przez interfejs pojazdu.
Jak wygląda jazda na poziomie 2
Poniżej uproszczony przebieg najważniejszych kroków dla pociągu jadącego linią z poziomem 2:
Rozpoczęcie misji (Start of Mission). Maszynista wprowadza lub potwierdza na DMI dane pociągu (długość, zdolność hamowania, prędkość maksymalną i inne). Urządzenia pokładowe sprawdzają położenie i otwierają sesję radiową z RBC.
Raport położenia. Pociąg zgłasza swoje położenie względem ostatnio minionej grupy balis. Na tej podstawie RBC lokalizuje pociąg.
Zezwolenie na jazdę. Gdy urządzenia zależnościowe nastawią i zamkną przebieg, RBC wysyła MA wraz z opisem toru: profilem prędkości, pochyleniami i końcem zezwolenia.
Nadzór. EVC wylicza krzywe hamowania do końca zezwolenia i do każdego ograniczenia prędkości, a DMI pokazuje prędkość dozwoloną. Jeśli maszynista ją przekroczy, EVC najpierw ostrzega, a potem uruchamia hamowanie.
Wydłużanie MA. W miarę nastawiania kolejnych przebiegów RBC wydłuża MA, więc przy wolnej drodze pociąg nie musi zwalniać.
Przekazanie i zmiana poziomu. Na granicy obszarów RBC przekazanie RBC-RBC przenosi pociąg do kolejnego centrum. Na skraju obszaru ETCS balisy zapowiadają zmianę poziomu, np. na poziom 1 albo na system krajowy przez STM.
Important
Podstawowa zasada bezpieczeństwa: pociąg nigdy nie może przejechać końca swojego zezwolenia na jazdę. Cała reszta – krzywe hamowania, przedziały ufności odometrii, integralność składu – służy temu, by zagwarantować to przy najbardziej niekorzystnych założeniach.
Radio: GSM-R i FRMCS
GSM-R to kolejowa odmiana GSM. W standardowym paśmie UIC wykorzystuje 876–880 MHz w łączu w górę (uplink) i 921–925 MHz w łączu w dół (downlink). Pasmo rozszerzone (ER-GSM) dodaje częstotliwości tuż poniżej tych zakresów.
GSM-R przenosi ruchową łączność głosową (maszynista–dyżurny ruchu, połączenia grupowe i alarmowe) oraz łącze danych ETCS poziomu 2. Początkowo ETCS korzystał w GSM-R z transmisji danych z komutacją łączy, późniejsze specyfikacje dopuszczają także transmisję pakietową.
GSM-R opiera się na technologii 2G i dostawcy w końcu przestaną ją wspierać. Jego następcą jest FRMCS (Future Railway Mobile Communication System), oparty na 5G i specyfikowany przez UIC, ETSI i 3GPP.
Migracja jest stopniowo wprowadzana do TSI CCS. ETCS zaprojektowano tak, by nie zależał od nośnika radiowego, więc ta sama aplikacja ETCS może działać w obu sieciach.
Specyfikacje i zarządzanie systemem
ERTMS definiuje zestaw obowiązkowych specyfikacji wymienionych w TSI CCS, czyli technicznej specyfikacji interoperacyjności dla podsystemów „Sterowanie”:
Element
Czym jest
Subset-026
System Requirements Specification (SRS): podstawowa definicja funkcjonalna ETCS, m.in. tryby, poziomy, komunikaty i krzywe hamowania.
Pozostałe subsety
Interfejsy i bezpieczeństwo (np. Euroradio, przekazanie RBC-RBC, eurobalisa, wymagania bezpieczeństwa), każdy jako osobny dokument.
Baseline’y
Spójne, wersjonowane zestawy specyfikacji. Baseline 3 to obecnie najszerzej wdrażany zestaw.
ERA
Agencja Kolejowa Unii Europejskiej jako organ systemowy (system authority) ERTMS zarządza specyfikacjami i kontrolą ich zmian.
Baseline 2 to zestaw starszy, a TSI CCS z 2023 roku wprowadziła kolejną aktualizację. Zgodność między baseline’ami jest starannie pilnowana. Urządzenia pokładowe Baseline 3 mogą jeździć po liniach Baseline 2, ale w drugą stronę obowiązują ograniczenia.
Note
To, które subsety i w jakich wersjach są obowiązkowe, zależy od wersji TSI przywołanej w projekcie. Zawsze sprawdzaj aktualny załącznik do TSI CCS, a nie starą listę.
Bezpieczeństwo i normy CENELEC
Produkty ERTMS/ETCS to systemy związane z bezpieczeństwem. Ich kluczowe funkcje bezpieczeństwa, np. nadzór w EVC czy wyliczanie MA w RBC, powstają na poziomie SIL 4 zgodnie z kolejowymi normami CENELEC:
Norma
Rola w projekcie ETCS
EN 50126
Cykl życia RAMS, analiza zagrożeń i cele bezpieczeństwa. Więcej w artykule CENELEC EN 50126.
Dowód bezpieczeństwa (safety case) i materiał dowodowy dla elektronicznych systemów srk.
EN 50159
Komunikacja związana z bezpieczeństwem w systemach transmisyjnych – podstawa bezpiecznych łączy radiowych.
Po stronie sprzętu urządzenia ETCS klasy SIL 4 często korzystają z architektur opartych na zasadzie bezpieczeństwa złożonego (composite fail-safety), takich jak 2oo2 lub 2oo3, z porównywaniem albo głosowaniem kanałów. Dzięki temu pojedyncze uszkodzenie losowe prowadzi do stanu bezpiecznego, a nie do błędnego wyjścia.
Korzyści i wyzwania
ERTMS przynosi wyraźne korzyści, ale też realne koszty.
Korzyści
Wyzwania
Jeden interoperacyjny standard ponad granicami
Wysokie nakłady na urządzenia przytorowe i pokładowe
Ciągły nadzór prędkości w kabinie
Złożona modernizacja starszego taboru
Mniej semaforów na poziomie 2
Integracja z krajowymi urządzeniami zależnościowymi i przepisami
Specyfikacje niezależne od dostawcy
Zarządzanie zgodnością baseline’ów i migracją
Droga do odstępu ruchomego i ATO
Migracja z GSM-R na FRMCS
Pokrewnym rozszerzeniem jest automatyczne prowadzenie pociągu (ATO) nad ETCS. ATO prowadzi pociąg, a ETCS nadal go chroni. Oba systemy specyfikuje się osobno.
How 2oo3 (TMR) voting works, how to design the voter, what happens after the first channel failure, and how 2oo3 compares with 2oo2 and 1oo2 using IEC 61508-6 PFD/PFH formulas.Jak działa głosowanie 2oo3 (TMR), jak zaprojektować układ głosujący, co się dzieje po pierwszym uszkodzeniu kanału i jak 2oo3 wypada na tle 2oo2 i 1oo2 według wzorów PFD/PFH z IEC 61508-6.
A practical guide to failure rate, FIT, MTTF, MTBF, MTTR, availability and Tolerable Hazard Rate (THR) in railway RAMS per EN 50126 and EN 50129, with step-by-step worked examples for series, redundant and 2oo2 fail-safe systemsPraktyczny przewodnik po intensywności uszkodzeń, FIT, MTTF, MTBF, MTTR, gotowości i dopuszczalnej intensywności zagrożeń (THR) w kolejowym RAMS wg EN 50126 i EN 50129, z przykładami obliczeń krok po kroku dla układów szeregowych, redundantnych i bezpiecznych układów 2oo2
How 2oo2 composite fail-safe architectures work in railway signalling and safety computing: cross-checking, synchronisation, detection time, common-cause failures and the comparison with 2oo3.Jak działają architektury 2oo2 oparte na zasadzie bezpieczeństwa złożonego w urządzeniach srk: porównanie krzyżowe, synchronizacja, czas wykrycia, uszkodzenia spowodowane wspólną przyczyną i porównanie z 2oo3.
