Magnetické informační body MIB6

Při sledování činnosti regulátoru cílového brzdění se nabízí možnost využití tohoto zařízení i k zabezpečení jízdy vlaku. Toto zařízení totiž zná polohu vlaku na trati i umístění rychlostníků, návěstidel a místa lomů nivelety. Není tedy problém určit, zda vlak nepřekračuje dovolenou rychlost a případně zasáhnout (otevřít bezpečnostní ventil). Pokud se ovšem má jednat o zařízení zabezpečovací, je třeba věnovat maximální pozornost bezpečnosti přenosu a zpracování informací. Přitom zajištění bezpečného vnitřního zpracování informace není v dnešní době nijak neřešitelný problém, bezpečných počítačových systémů byla zkonstruována již celá řada. Podstatným problémem je především zajistit bezpečnost přenosu informací na vozidlo, týká se to především polohy vlaku na trati a návěstních znaků.

Poloha vlaku na trati je určována pomocí tzv. informačních bodů. Za nebezpečnou situaci je třeba považovat stav, kdy je chybně přečtený informační bod zařízením bez protestů akceptován a je tudíž chybně určena poloha. Zajištění bezpečnosti proto spočívá v dosažení co možná nejmenší pravděpodobnosti nedetekované chyby, tj. takové, kterou systém není schopen odhalit. Toho se obvykle dosahuje nadbytečností čili redundancí přenášených zpráv, kdy platné zprávy činí jen část z celkového počtu přenositelných zpráv a co možná nejvíce se od sebe liší. U binárních zpráv se toto vyjadřuje tzv. Hammingovým odstupem neboli počtem bitů, v nichž se platné zprávy navzájem liší. Tak například často používaný sytém "2 z N", kdy se informačním kanálem přenášejí např. 2 frekvence z N možných nebo sepnou 2 kontakty z N možných, má Hammingův odstup roven dvěma, některé digitální přenosové systémy používají jako dostatečný Hammingův odstup 4. Tento odstup je používán i některými západoevropskými zabezpečovacími systémy.

Ze strany služby sdělovací a zabezpečovací byl v tomto smyslu požadován Hammingův odstup 8, ale i ten dokáží informační body splnit. Ne ovšem cestou zvětšení informační redundance, čímž by se z nich stala obludná monstra s deseti a více řadami, ale použitím principu tzv. řetězových kódů. Možnosti k tomuto řešení totiž poskytuje právě popis (či mapa) tratě, kterou cílové brzdění využívá (patrně jako ve světě jediné mobilní zařízení) a který vlastně zachycuje statistickou závislost přenášených informací. Zatímco u systémů bez mapy tratě představuje každá informace o poloze něco nového, pak u systému s mapou tratě jde pouze o upřesnění dříve zpracovaných informací (pouze uvádí v soulad polohu určenou odměřováním v mapě s polohou skutečnou) a s možností okamžité detekce chybné informace - na rovné koleji očekávám jediný možný informační bod (a detekuji tudíž jakoukoliv chybu), ve zhlaví je pak několik možných pokračování, kterým ale pro jejich malý počet mohu přiřadit informační body s vysokým vzájemným Hammingovým odstupem (třeba i 10 nebo 12). Tak mohou informační body (IB) splnit i výše uvedený přísný požadavek, neboť několik po sobě jdoucích IB vlastně tvoří jeden veliký, s dostatečnou kódovou redundancí.

Bezpečnost čtení magnetických IB lze ilustrovat následujícím příkladem: stávající IB mají pevný počet magnetů, což, jak již víme, dává Hammingův odstup 2. Informační body použité pro inteligentní vlakový zabezpečovač budou mít opět pevný, avšak větší počet magnetů k dosažení většího počtu kombinací (8 magnetů v 6 řadách dá 30 624 kombinací s rozlišením směru jízdy) tak, aby se na celé síti nevyskytovaly 2 stejné IB. Pak jeden "virtuální" IB vytvořený čtyřmi právě popsanými má od kteréhokoliv jiného takového Hammingův odstup nejméně oněch požadovaných 8 (za předpokladu odstupu IB ve zhlavích nejméně 8). Při ověřovacím provozu regulátoru cílového brzdění nebyl (při odstupu 2) za celé dva roky zaznamenán jediný případ, že by systém akceptoval chybně přečtený IB.
Buďme však pesimisty a předpokládejme, že se tak stane jednou za deset dní neboli (u našeho ověřovacího vzorku) jednou za 1000 čtení (takovéto zařízení by již bylo považováno za velmi nespolehlivé). Předpokládejme dále osazení cca 30 000 IB v celé síti ČD s tím, že přes každý IB přejede každých 10 minut jeden vlak (v průměru za celou síť včetně noci). To dává asi 150 vlaků denně na jeden IB neboli asi 5 000 000 čtení v celé síti za jeden den a asi 2 miliardy za jeden rok. Pravděpodobnost chybného čtení jednoho IB je oněch nadsazených 10-3, pro čtyři IB (a Hammingův odstup 8) potom 10-12 neboli 1 kritická chyba za bilion čtení. Snadno určíme, že k tomu dojde jednou za 500 let...


Zpět