Digitale transformatie leidt tot een tijdperk van snellere en frequentere spoorwegdiensten. Deze vooruitgang onderstreept echter ook de kritieke behoefte aan robuuste cyberbeveiligingsmaatregelen om opkomende cyberdreigingen tegen te gaan.
Een baanbrekend spoorwegproject in Stuttgart, Duitsland, luidt een nieuwe norm in voor spoorweginfrastructuur in Europa en mogelijk zelfs wereldwijd. Het spoorwegproject Stuttgart-Ulm – of Stuttgart 21 – van 7 miljard euro, een van de meest complexe in de moderne tijd, omvat een fundamentele reorganisatie van het spoorwegknooppunt op de drukke Oost-West-hoofdlijn van Parijs naar Boedapest.
Naast vier nieuwe stations zal het 35 mijl hogesnelheidsverbindingen creëren en de S-Bahn-treinen van de stad voor het eerst in Duitsland voorzien van digitale seingevingstechnologie: European Rail Traffic Management System (ERTMS) Automatic Train Operation (ATO). Meer dan 200 regionale treinen zullen ook worden uitgerust met deze seingevings- en treintechnologie, een van de meest geavanceerde buiten Azië en het Midden-Oosten.
Het omvat wisselstellingsmechanismes die elektrohydraulische railschakelbediening bieden, assentellers die detecteren of delen van het spoor vrij of bezet zijn, en andere sensoren die essentieel zijn voor een veilige, soepele en betrouwbare werking van de diensten op het station.
Blik op de toekomst
Als de nieuwe lijnen eenmaal in bedrijf zijn, besparen ze naar verwachting meer dan 620 miljoen mijl aan autoritten per jaar en transformeren ze de verbindingen voor mensen die door Europa reizen. Capaciteit is een grote uitdaging, en de digitalisering van deze kritieke spoorwegverbinding is bedoeld om de prestaties van de treinstroom over het netwerk te verbeteren en de basis te leggen voor toekomstige verbeteringen van de systemen voor het beheer van verkeer en incidenten. Aangezien het ERTMS bepaalt dat seingevings- en snelheidsregelsystemen in heel Europa consistent moeten zijn om interoperabiliteit te waarborgen, wordt verwacht dat de technologie die wordt gebruikt voor de seingevings- en treinregelsystemen in Baden-Württemberg, uiteindelijk in heel Europa en misschien nog verder daarbuiten zal worden toegepast.
Maar hoe worden deze cruciale digitale systemen, die in kasten langs het spoor zullen worden ondergebracht, beschermd tegen cybercriminelen? Digitalisering wordt vaak geassocieerd met data die door de cloud worden getransporteerd en de cyberdreiging wordt verondersteld het potentieel voor aanvallen op deze digitale netwerken te zijn. Maar er is een fysiek aspect dat niet zo veel aandacht krijgt.
De kritieke elektronicasystemen die het moderne spoorwegsysteem besturen lopen langs de sporen en worden ook opgeslagen in kasten naast stations. Hoewel de glasvezelkabels die digitale informatie verzenden op zich waardeloos zijn, kunnen hackers met technische basiskennis inbreken in de kasten waarin deze zich bevinden en een eenvoudige LG45-kabel en een laptop gebruiken om verbinding te maken met het systeem en de treinen te besturen. In het ergste geval zou slecht beschermde digitale infrastructuur door kwaadaardige actoren kunnen worden gebruikt om frontale botsingen te veroorzaken, met potentieel rampzalige gevolgen, aangezien moderne hogesnelheidstreinen in staat zijn om met 400 mijl per uur te reizen.
"De computer is de ingang voor hackers in het spoorwegsysteem - een groot verschil tussen de oude technologie en de nieuwe technologie," legt Olivier Haven uit, Global Key Account Manager bij nVent SCHROFF, dat de baankasten voor het project Stuttgart 21 levert.
Brendan Quinn, nVent SCHROFF Enterprise Rail Leader voegt hieraan toe: "Iemand moet iets bouwen waarop de software kan draaien, en iemand moet de systemen die de software draaien fysiek beveiligen."
Het fysieke aspect van de bescherming van de digitale spoorweginfrastructuur
Het beschermen van het digitale spoorwegsysteem tegen cyberdreigingen is des te belangrijker gezien het toenemende aantal treinen over netwerken. Netto-nuldoelstellingen en milieubewuste consumenten zijn de drijvende kracht achter de steeds grotere populariteit van het spoor als vervoermiddel. Exploitanten en overheden streven er ook naar dat treinen met hogere frequenties rijden om het hoofd te bieden aan de stijgende vraag. Bovendien betekenen ERTMS-normen in Europa dat de exploitanten ervoor moeten zorgen dat continentale treinen gemakkelijk de grenzen kunnen passeren.
De elektromagnetische omgeving van het spoor wordt nog gecompliceerder door de verschillende cellulaire netwerken die parallel werken, van passagiers die 5G gebruiken om door sociale media te scrollen tot de digitale seingevingssystemen en sensoren die verbonden zijn voor voorspellend onderhoud op de sporen. Met een dergelijke dichte verspreiding van elektronica in de spoorwegomgeving is bescherming tegen elektromagnetische interferentie essentieel. Exploitanten moeten investeren in de juiste apparatuur om de digitale spoorweg te beschermen tegen storingen en aanvallen.
Gelukkig worden er nieuwe oplossingen ontwikkeld om het moderne spoorwegnet toekomstbestendig te maken, met name de geavanceerde elektronicabehuizingen van nVent SCHROFF. Hun aanpasbare, veerkrachtige kasten worden al gebruikt op bestemmingen in Europa, Azië en Noord-Amerika om zowel vracht- als passagiersactiviteiten te beheren.
“Naast vandalisme en cyberhacks zijn onze kasten ontworpen om de zware omstandigheden op het spoor en in tunnels te weerstaan. Blikseminslagen en hoge temperaturen, evenals de aantasting door stof, kunnen de prestaties nadelig beïnvloeden. Het aanbod van nVent SCHROFF beschermt de systemen tegen externe weersomstandigheden, via passieve koeling of met airconditioning die erin is geïnstalleerd om optimale interne temperaturen te handhaven," vertelt Haven.
"Ze voldoen aan strenge normen voor aarding, schokken op het spoor en trillingen en ze zijn ook eenvoudig te installeren om de deadlines van projecten niet in gevaar te brengen."
Quinn benadrukt het belang van OEM's die werken aan projecten om de spoorwegen te verbeteren om het belang van kastinnovatie voor het uiteindelijke succes te waarderen: "In de komende tien tot vijftien jaar zullen miljarden euro's worden besteed aan het verbeteren van de spoorweginfrastructuur en het gebruik van technologie om de treinstroom te vergroten, het beheer van incidenten te optimaliseren en de gegevensstroom tussen stations te verbeteren, maar boven aan die lijst moet ook een robuuste fysieke bescherming van het 'brein' van het spoorwegnet staan, zodat de veiligheid van de passagiers nooit in gevaar komt."
Cyberbeveiliging in moderne spoorweginfrastructuur: De verborgen bedreiging
NVent SCHROFF heeft innovatieve elektronicakasten ontwikkeld die digitale systemen beschermen tegen kwaadaardige aanvallen en extreme weersomstandigheden. Deze kasten worden getest in Frankrijk en Duitsland en maken gebruik van geavanceerde „anti-vandale” technologie om fysieke beveiliging te garanderen.
Geavanceerde EMC-subrack
In de snel evoluerende spoorwegomgeving van vandaag, met technologieën als CBTC, 5G en AI, is effectieve elektromagnetische interferentie (EMI) bescherming belangrijker dan ooit. Onze EMC-beschermingsoplossing lost dit probleem op met een chassisontwerp dat de EMI-afscherming met maximaal 160% verbetert bij 40 GHz.