Jusque dans les années 1990, les réseaux ferroviaires étaient principalement équipés d'aménagements fonctionnels tels que des sièges et des dispositifs d'arrêt. Les réseaux modernes offrent aux voyageurs un confort accru grâce au Wi-Fi, aux systèmes d'information voyageurs, à la vidéosurveillance et à la publicité ciblée sur écrans. L'utilisation de la vidéosurveillance est également appréciée des exploitants ferroviaires, notamment pour les enquêtes en cas d'incident.

Dans le transport longue distance, les trains sont également devenus de véritables « espaces de travail mobiles » : des tablettes intégrées aux sièges permettent de travailler en déplacement, et l’accès Wi-Fi facilite la participation à des réunions virtuelles. Cette demande accrue de flexibilité et de mobilité s’accompagne également d’un besoin d’informations en temps réel sur le trajet. Pour les opérateurs
, la collecte de données supplémentaires grâce à la maintenance prédictive est essentielle pour optimiser l’entretien des trains.
Le comptage des passagers leur fournit des informations complémentaires pour la planification et le contrôle. La surveillance diagnostique en temps réel, par exemple du fonctionnement de la climatisation ou du niveau d’eau dans les toilettes, est également devenue la norme sur les trains modernes.

Les réglementations en matière de cybersécurité, notamment le règlement (UE) 2019/1020 de 2022 relatif à la cyber-résilience, revêtent une importance croissante pour garantir la sécurité des matériels et logiciels. Face à la recrudescence de la cybercriminalité liée à l'hyperconnectivité, les réseaux ferroviaires doivent également être protégés. Les systèmes d'information certifiés conformes à la norme de sécurité IEC 62443 relative aux systèmes de contrôle et d'automatisation industriels constituent un guide.
En principe, lors de la modernisation de trains existants comme lors de la production de nouveaux trains, il est essentiel d'anticiper les évolutions technologiques futures en installant des équipements adaptés.

Une seule unité informatique pour toutes les communications à bord du train.
Afin de répondre aux exigences des technologies modernes et aux normes les plus strictes en matière de sécurité et de confort des passagers, la modernisation des rames ferroviaires inclut la mise à niveau du réseau. Ceci permet l'intégration d'une plateforme informatique dédiée aux communications à bord (serveur informatique du train). Ce serveur permet notamment de consulter les informations voyageurs en temps réel, d'accéder à Internet via Wi-Fi et de détecter les logiciels malveillants sur le réseau ferroviaire grâce à un système de détection d'intrusion.

Grâce à l'utilisation de logiciels de virtualisation supplémentaires, diverses applications, telles que le comptage des passagers, la maintenance prédictive et les systèmes d'information voyageurs, peuvent fonctionner sur un seul ordinateur. Les opérateurs ferroviaires bénéficient ainsi de coûts réduits et d'une efficacité opérationnelle accrue, puisqu'un seul ordinateur est nécessaire à bord du train au lieu de plusieurs.
La disponibilité à long terme, garantie par les constructeurs pendant au moins 15 ans, constitue un autre aspect important de l'exploitation ferroviaire. De plus, les trains existants peuvent être modernisés avec de nouveaux équipements et réparés afin d'assurer une standardisation sur l'ensemble du parc. L'utilisation de matériel modulaire permet d'envisager des mises à niveau futures en matière de puissance de calcul, d'interfaces intégrées, d'installation de dispositifs de stockage de données de plus grande capacité et de mise à jour des normes de communication mobile.

Serveurs informatiques pour trains : puissance, disponibilité à long terme et modularité.
Afin de répondre aux exigences variées du secteur ferroviaire et des transports, des plateformes informatiques hautes performances sont adoptées. Le matériel utilisé dans ce secteur doit être particulièrement robuste pour résister à des températures ambiantes extrêmes (de -40 °C à +85 °C), à de fortes variations de température, aux vibrations et aux chocs. Parallèlement, une solution compacte est indispensable.

Pour une durée de vie optimale, le nombre de contacts des connecteurs doit être réduit au minimum et les câbles exposés évités. Le serveur informatique ferroviaire Duagon a été conçu en tenant compte de ces impératifs. Il combine un rack avec une alimentation adaptée, une unité de calcul, un stockage local et divers modules d'E/S modulaires et évolutifs. Selon l'application, qu'il s'agisse de transport local ou longue distance nécessitant une puissance de calcul accrue, différentes unités et systèmes informatiques sont disponibles, notamment des systèmes sur rail DIN ou 19 pouces.

Pour les environnements informatiques de petite et moyenne taille, des systèmes sur rail DIN ont été conçus avec des processeurs Intel® double ou quadricœur et jusqu'à 8 Go de RAM et des modules d'E/S. Il est possible de gérer jusqu'à deux modems compatibles 5G.

Le serveur informatique ferroviaire intègre une carte CPU série CompactPCI 3U équipée de processeurs Intel® Core™ et Intel® Xeon® W-11000E de 11e génération. L'utilisation de ces processeurs garantit un traitement des données fiable et une disponibilité prolongée jusqu'en 2032. Dotés de 4 à 8 cœurs, d'un puissant processeur graphique et de 64 Go de mémoire vive DDR4 rapide avec correction d'erreurs (ECC), ces systèmes 19 pouces sont conçus pour les applications embarquées haut de gamme sur les trains et les voies ferrées. Des interfaces Ethernet 10 Gbit/s (en option) permettent un débit de données élevé et une connexion directe au réseau principal. Jusqu'à six modems mobiles 5G peuvent également être installés et intégrés au serveur informatique du train. Chaque serveur Duagon est robuste, modulaire, flexible et configurable individuellement. Toutes les combinaisons serveur-train sont entièrement certifiées et répondent aux exigences les plus élevées de la norme ferroviaire EN50155 et, en collaboration avec les opérateurs ferroviaires, au niveau de sécurité logiciel le plus élevé (niveau 3). Un ventilateur intégré assure un fonctionnement à long terme en maintenant les températures du système basses, garantissant ainsi une durée de vie plus longue.

Il existe des plateformes de virtualisation permettant aux opérateurs ferroviaires d'exécuter différentes applications et systèmes d'exploitation sur une seule unité. Ces plateformes prennent en charge les technologies de virtualisation Intel VT-x et VT-d. Cela permet le remplacement individuel des ordinateurs embarqués et, par conséquent, la réduction des coûts de maintenance.
Le fonctionnement redondant, avec deux systèmes fonctionnant en parallèle, garantit simultanément la fiabilité opérationnelle : si un ordinateur tombe en panne, l'autre continue de fonctionner.

La sécurité et la disponibilité à long terme sont au cœur des préoccupations du secteur ferroviaire.
Les exigences en matière de gestion ferroviaire augmentent constamment en raison des mises à niveau technologiques nécessaires à la sécurité d'exploitation, des enjeux de la cybersécurité et de l'importance croissante accordée au confort des passagers. Cette exigence accrue de confort stimule les progrès. Les constructeurs ferroviaires proposent déjà à leurs clients des plateformes uniformes et évolutives pour diverses applications d'avenir. Des plateformes informatiques robustes, telles que le serveur informatique du train Duagon, garantissent la prévisibilité de l'exploitation. Adaptables et modernisables selon les besoins, elles sont disponibles sur le long terme.

Auteur : Robert Blankenhorn, architecte de solutions senior chez duagon.