Analiza bezpieczeństwa i odporności infrastruktury kolejowej i drogowej na sabotaż i ataki

Podstawowa ocena bezpieczeństwa środków transportu – dlaczego kolej jest niezbędna pomimo wszystkich swoich słabości

Jak bezpieczny jest transport kolejowy i drogowy w porównaniu z innymi środkami transportu i dlaczego to rozróżnienie jest ważne w debacie na temat bezpieczeństwa przed sabotażem?

Podstawowa ocena bezpieczeństwa środków transportu w normalnych warunkach eksploatacyjnych stanowi punkt wyjścia do dalszej analizy ich podatności na celowe zakłócenia. Statystycznie transport kolejowy jest zdecydowanie najbezpieczniejszym rodzajem transportu lądowego w Niemczech i Europie. Dane Sojuszu na rzecz Kolei (Allianz pro Schiene) pokazują, że ryzyko śmierci w wypadku samochodowym w Niemczech jest 52 razy wyższe niż w przypadku podróży pociągiem. Ryzyko odniesienia poważnych obrażeń w samochodzie jest nawet 137 razy wyższe. Średnia europejska w latach 2013–2022 wynosiła 0,07 pasażera kolei na miliard pasażerokilometrów; w Niemczech wskaźnik ten był znacznie niższy i wynosił 0,03. Ten znakomity wynik w zakresie bezpieczeństwa jest wynikiem wysokich standardów technicznych, nieodłącznych ograniczeń torów kolejowych, scentralizowanego sterowania przez dyżurnych ruchu oraz systemów technicznych, które w dużej mierze eliminują błędy ludzkie, takich jak przerywane i ciągłe sterowanie pociągiem (PZB).

Ten wysoki poziom niezawodności operacyjnej, odnoszący się do zapobiegania wypadkom spowodowanym błędami technicznymi lub ludzkimi, nie powinien być utożsamiany z bezpieczeństwem przed celowymi, złośliwymi atakami, takimi jak sabotaż czy terroryzm. Bezpieczeństwo sabotażowe opisuje odporność, czyli zdolność systemu do przeciwstawienia się ukierunkowanym próbom zakłócenia jego działania. Pilność tej debaty została podkreślona przez wydarzenia takie jak sabotaż gazociągów Nord Stream i ukierunkowany atak na sieć komunikacyjną Deutsche Bahn w październiku 2022 roku. Incydenty te uwypukliły podatność infrastruktury krytycznej (KRITIS) na zagrożenia dla bezpieczeństwa narodowego.

Niniejsza analiza bada zatem strukturalne, technologiczne i operacyjne cechy infrastruktury kolejowej i drogowej, aby ocenić ich podatność i odporność na sabotaż. Szczególną uwagę poświęcono weryfikacji założeń, że kolej jest łatwiejsza do monitorowania i szybsza w naprawie. Ujawnia to paradoks: mechanizmy, które sprawiają, że kolej jest wyjątkowo bezpieczna w normalnych warunkach eksploatacji – scentralizowane sterowanie, złożona technologia sygnalizacji i znormalizowane sieci komunikacyjne – okazują się skoncentrowanymi podatnościami w przypadku ukierunkowanego ataku. Sabotażysta nie musi atakować fizycznie wytrzymałego pociągu, ale sam system nerwowy, który gwarantuje jego bezpieczeństwo. Z drugiej strony sieć drogowa, która jest bardziej niebezpieczna w codziennym użytkowaniu ze względu na swoją zdecentralizowaną naturę i swobodę działania poszczególnych podmiotów, wykazuje większą odporność strukturalną na lokalne awarie, ponieważ brakuje jej porównywalnych centralnych „pięt achillesowych”.

Nadaje się do:

• Sabotaż, zaciemnienie, chaos: jak NATO chroni swoje zaopatrzenie, gdy nic innego nie działa

Różnice strukturalne i ich wpływ na bezpieczeństwo

Jakie są podstawowe różnice strukturalne między sieciami kolejowymi i drogowymi i w jaki sposób wpływają one na ich podatność na ataki?

Zasadnicze różnice w architekturze sieci kolejowej i drogowej definiują ich mocne i słabe strony w kontekście ochrony przed sabotażem. Sieć kolejowa jest zaprojektowana jako system liniowy, hierarchiczny i scentralizowany. Pociągi poruszają się po torach, podążając stałymi trasami wyznaczonymi przez nastawnie i centra sterowania, i nie mogą samodzielnie z nich zboczyć. Taka struktura zapewnia wysoką wydajność i bezpieczeństwo w regularnej eksploatacji. Natomiast sieć drogowa jest zdecentralizowana i silnie powiązana, oferując ogromną elastyczność w wyborze tras oraz wysoką redundancję dzięki niezliczonym alternatywnym połączeniom.

Pod względem przepustowości kolej znacznie przewyższa transport drogowy. Na torach o tej samej szerokości (3,5 metra) pociąg może przewieźć do 30 razy więcej osób na godzinę niż samochód (40 000–60 000 w porównaniu do 1500–2000). Kolej jest również znacznie bardziej wydajna i ekonomiczna w transporcie dużych ilości towarów na duże odległości.

Dostęp do systemów jest również zasadniczo różny. Sieć kolejowa jest w dużej mierze systemem zamkniętym. Dostęp do kluczowych obiektów, takich jak tory, nastawnie i strefy utrzymania, jest ściśle regulowany i kontrolowany. Sieć drogowa natomiast z definicji jest systemem otwartym, powszechnie dostępnym, co praktycznie uniemożliwia kompleksową kontrolę dostępu. Poniższa tabela podsumowuje te cechy strukturalne i ich wpływ na bezpieczeństwo.

Analiza porównawcza charakterystyk bezpieczeństwa i odporności infrastruktury kolejowej i drogowej

Analiza porównawcza charakterystyki bezpieczeństwa i odporności infrastruktury kolejowej i drogowej ujawnia istotne różnice. Infrastruktura kolejowa charakteryzuje się liniową, hierarchiczną i scentralizowaną strukturą sieci, podczas gdy infrastruktura drogowa jest siatkowa i zdecentralizowana. Krytycznymi węzłami w infrastrukturze kolejowej są nastawnie, kanały kablowe, centra komunikacyjne, mosty i tunele, natomiast w infrastrukturze drogowej są to przede wszystkim mosty i tunele. Infrastruktura kolejowa jest w dużym stopniu monitorowana ze względu na swoją skoncentrowaną i jasno zdefiniowaną strukturę, w przeciwieństwie do infrastruktury drogowej, która ze względu na rozległą i otwartą sieć jest trudna do monitorowania. Jeśli chodzi o redundancję i możliwości objazdów, infrastruktura kolejowa charakteryzuje się niską elastycznością, ponieważ istnieje niewiele tras alternatywnych, które zależą od gęstości zwrotnic, podczas gdy infrastruktura drogowa oferuje duże możliwości objazdów z licznymi trasami alternatywnymi za pośrednictwem sieci podrzędnych. Dostęp do infrastruktury kolejowej jest dobrze kontrolowany, co rzadko zdarza się w przypadku infrastruktury drogowej, ponieważ jest ona na ogół otwarta i publicznie dostępna. Naprawy infrastruktury kolejowej są złożone i wymagają specjalistycznych materiałów i personelu, podczas gdy infrastruktura drogowa charakteryzuje się zróżnicowanym poziomem złożoności, od prostych napraw asfaltu po złożoną przebudowę mostów. Typowe cele sabotażu również są różne: infrastruktura kolejowa skupia się na kablach komunikacyjnych i sygnałowych oraz nastawniach, podczas gdy infrastruktura drogowa zwykle wiąże się z fizycznym niszczeniem kluczowych konstrukcji, takich jak mosty i tunele.

W jakim stopniu polityka inwestycyjna ostatnich dziesięcioleci wpłynęła na podatność obu systemów na zagrożenia?

Polityka inwestycyjna ostatnich dekad aktywnie pogłębiała strukturalne słabości infrastruktury kolejowej i znacznie zwiększała jej podatność na zakłócenia i sabotaż. W latach 1995–2018 30 badanych krajów europejskich wydało łącznie 1,5 biliona euro na rozbudowę sieci drogowych, podczas gdy na infrastrukturę kolejową przeznaczono zaledwie 930 miliardów euro. Niemcy wykazują szczególnie dużą rozbieżność: w tym samym okresie zainwestowano w drogi ponad dwukrotnie więcej (o 110%) niż w kolej. Tendencja ta utrzymywała się; w latach 1995–2021 inwestycje w drogi wyniosły 329 miliardów euro, w porównaniu z zaledwie 160 miliardami euro w kolej.

To chroniczne niedofinansowanie miało bezpośrednie konsekwencje fizyczne dla sieci. Podczas gdy niemiecka sieć autostrad wzrosła o 18% (ponad 2000 km) od 1995 roku, sieć kolejowa dla transportu pasażerskiego i towarowego skurczyła się o 15% w latach 1995–2020, z około 45 100 km do 38 400 km. Żaden inny kraj europejski nie zamknął w tym okresie tylu linii kolejowych. Demontaż ten obejmował nie tylko linie odgałęzione, ale także usunięcie rozjazdów, mijanek i torów równoległych na sieci głównej.

Bezpośrednimi konsekwencjami tej polityki jest drastyczne ograniczenie redundancji i odporności sieci kolejowej. W przypadku awarii głównej linii z powodu sabotażu lub awarii technicznej, często nie ma alternatywnych tras lub są one niewystarczające. Niższa gęstość rozjazdów na kilometr torów w Niemczech w porównaniu z krajami takimi jak Szwajcaria czy Austria poważnie ogranicza elastyczność operacyjną w zakresie zmiany tras pociągów. Ponadto występują znaczne zaległości w pracach konserwacyjnych, co dodatkowo osłabia sieć. Przykładowo, jedna trzecia wszystkich mostów kolejowych ma ponad 100 lat i wymaga remontu. Polityka inwestycyjna bezpośrednio zwiększyła zatem systemową podatność kolei na zagrożenia, systematycznie osłabiając ich zdolność do kompensacji zakłóceń, co stoi w wyraźnej sprzeczności z politycznymi celami przesunięcia modalnego.

Analiza podatności fizycznych i aktów sabotażu

Jakie konkretne zagrożenia dla sabotażu fizycznego wykazują infrastruktury kolejowe i drogowe?

Fizyczne podatności infrastruktury kolejowej i drogowej różnią się zasadniczo i odzwierciedlają architekturę ich systemów. W sieci kolejowej najbardziej newralgiczne punkty koncentrują się na scentralizowanych komponentach niezbędnych do bezpiecznego funkcjonowania. Przede wszystkim są to kanały kablowe, które łączą w sobie wiele kabli komunikacyjnych i sterujących, w szczególności światłowody dla cyfrowego systemu radiowego pociągów GSM-R i technologii sygnalizacji. Celowy atak na te kable w strategicznie ważnych, często odległych i niestrzeżonych lokalizacjach może sparaliżować ruch pociągów w różnych regionach. Inne kluczowe podatności obejmują nastawnie, które działają jako mózgi operacji kolejowych, punkty kontrolne i sygnalizatory oraz linie napowietrzne, których uszkodzenie powoduje zatrzymanie ruchu pociągów elektrycznych. Krytyczne konstrukcje inżynieryjne, takie jak mosty i tunele, również stanowią wrażliwe wąskie gardła. Złożoność tych systemów oznacza, że ​​sprawcy często potrzebują specjalistycznej wiedzy, aby spowodować maksymalne zakłócenia przy minimalnym wysiłku.

W sieci drogowej głównymi celami sabotażu fizycznego są duże i trudne do odtworzenia konstrukcje, takie jak mosty i tunele. Ich zniszczenie może mieć katastrofalne skutki i na dłuższy czas sparaliżować ważne szlaki transportowe. Jednak ze względu na powiązaną strukturę sieci, takie ataki zazwyczaj skutkują zakłóceniami ograniczonymi do regionu, ponieważ ruch może zostać przekierowany na wiele innych dróg. Sama sieć drogowa, czyli nawierzchnia drogi, jest stosunkowo odporna na powszechny paraliż spowodowany sabotażem, chyba że zostaną przeprowadzone masowe zniszczenia lub w strategicznych wąskich gardłach zostaną wzniesione blokady. Historycznie ataki na kolej często miały na celu brutalne zniszczenie torów lub mostów. Współczesne akty sabotażu są bardziej subtelne i coraz częściej wymierzone są w technologiczne systemy kontroli i komunikacji.

Czego uczą nas przeszłe akty sabotażu, takie jak incydent z października 2022 r., na temat taktyki atakujących i zdolności reagowania systemu kolejowego?

Niedawne akty sabotażu rzucają światło na taktykę atakujących i podatność infrastruktury kolejowej na ataki.

Studium przypadku z października 2022 roku stanowi doskonały przykład. W ramach skoordynowanej akcji nieznani sprawcy celowo przecięli światłowody sieci GSM-R, niezbędnej do radiowej komunikacji pociągowej, w dwóch odległych od siebie lokalizacjach – Herne (Nadrenia Północna-Westfalia) i Berlin-Karow. Wybór tych dwóch lokalizacji unieruchomił zarówno system podstawowy, jak i redundantny system zapasowy, co świadczy o szczegółowej znajomości infrastruktury kolejowej. W rezultacie doszło do całkowitego wstrzymania ruchu pociągów dalekobieżnych i regionalnych na dużych obszarach północnych Niemiec na około trzy godziny, ponieważ komunikacja między pociągami a centrami sterowania została zakłócona. Chociaż późniejsze śledztwo rozważało możliwość przypadkowej kradzieży miedzi, incydent ten wykazał skrajną podatność centralnego systemu komunikacji na ataki.

Innym przypadkiem jest podpalenie kanału kablowego między Düsseldorfem a Duisburgiem. Sprawcy umieścili detonator w tunelu kablowym, paraliżując w ten sposób jedno z najważniejszych połączeń kolejowych północ-południe Niemiec. Prace naprawcze zostały opóźnione z powodu odkrycia kolejnych uszkodzonych kabli. Incydent, za który wzięła odpowiedzialność lewicowa grupa ekstremistyczna, doprowadził do masowych odwołań pociągów i opóźnień zarówno w połączeniach dalekobieżnych, jak i lokalnych.

Wydarzenia te wywołały ożywioną debatę na temat niewystarczającej ochrony infrastruktury krytycznej w Niemczech. Udowodniły one, że istniejące koncepcje bezpieczeństwa nie zostały zaprojektowane tak, aby wytrzymać tak ukierunkowane, zaawansowane ataki. W odpowiedzi rząd federalny i Deutsche Bahn opracowały 63-punktowy pakiet środków mających na celu poprawę ochrony obiektów kolejowych. Incydenty te ujawniły potrzebę ponownej oceny odporności systemu i wdrożenia kompleksowej architektury bezpieczeństwa.

Czym kontrola dostępu do obiektów o znaczeniu krytycznym na kolei różni się od kontroli na ogólnie otwartej sieci drogowej?

Koncepcje kontroli dostępu różnią się zasadniczo w przypadku kolei i dróg. System kolejowy jest zaprojektowany jako system zamknięty, z obszarami o krytycznym znaczeniu, na które obowiązują ścisłe ograniczenia dostępu. Wstęp na teren torów jest generalnie zabroniony i dozwolony wyłącznie upoważnionym pracownikom wykonującym określone zadania po uprzednim przeszkoleniu. Obowiązują szczegółowe przepisy bezpieczeństwa, takie jak noszenie odzieży odblaskowej i przestrzeganie sygnałów ostrzegawczych, głównie ze względu na bezpieczeństwo pracy. Dostęp do obszarów o szczególnym znaczeniu, takich jak nastawnie, jest również ściśle regulowany. Firma DB Sicherheit GmbH odpowiada za bezpieczeństwo fizyczne stacji, systemów torowych i zajezdni, zatrudniając w tym celu personel ochrony. Nowoczesnym narzędziem kontroli dostępu jest elektroniczny certyfikat kompetencji (ElBa), aplikacja mobilna, która cyfrowo weryfikuje kwalifikacje personelu na placach budowy, zwiększając w ten sposób bezpieczeństwo i utrudniając oszustwa.

Pomimo tych kompleksowych przepisów, istnieje „złudzenie kontroli”. Wcześniejsze akty sabotażu pokazały, że protokoły te można w praktyce obejść, ponieważ są one przeznaczone raczej do zarządzania regularnymi operacjami i ochrony pracowników niż do obrony przed zdeterminowanymi atakami zewnętrznymi. Sama wielkość sieci, przekraczająca 38 000 kilometrów, uniemożliwia ciągły nadzór fizyczny. Ataki w październiku 2022 roku miały miejsce na odległych, niestrzeżonych odcinkach torów, gdzie masywne betonowe osłony kanałów kablowych nie stanowiły przeszkody nie do pokonania.

Sieć drogowa natomiast została zaprojektowana jako przestrzeń publiczna i dlatego jest zasadniczo ogólnodostępna dla wszystkich. Fizyczne systemy kontroli dostępu, takie jak słupki czy bariery, są stosowane jedynie bardzo selektywnie do zabezpieczenia określonych stref, takich jak strefy dla pieszych czy strefy uspokojonego ruchu. Kompleksowa kontrola dostępu do sieci drogowej nie jest ani możliwa, ani planowana.

Oba rodzaje transportu podlegają przepisom dotyczącym infrastruktury krytycznej (KRITIS), które nakładają na operatorów obowiązek wdrożenia minimalnych standardów bezpieczeństwa. Przepisy te dotyczą jednak przede wszystkim operatorów obiektów i ich bezpieczeństwa informatycznego i nie mogą negować fundamentalnej otwartości sieci drogowej ani zasięgu geograficznego sieci kolejowej.

Globalna gospodarka ma obecnie fundamentalną zmianę, zepsuta epoka, która wstrząsa kamieniem węgielnymi globalnej logistyki. Era hiper-globalizacji, która charakteryzowała się niezachwianym dążeniem do maksymalnej wydajności i zasady „Just-In-Time”, ustępuje miejsca nowej rzeczywistości. Charakteryzuje się tym głębokimi przerwami strukturalnymi, zmianami geopolitycznymi i postępową fragmentacją polityczną gospodarczą. Planowanie rynków międzynarodowych i łańcuchów dostaw, które kiedyś przyjęto, rozpuszcza się i zastępuje fazą rosnącej niepewności.

Nadaje się do:

• Strategiczna odporność w rozdrobnionym świecie dzięki inteligentnej infrastrukturze i automatyzacji – profil wymagań eksperta w dziedzinie logistyki podwójnego zastosowania

Nadzór i zapobieganie: porównanie technologiczne i kadrowe

Jakie technologie monitorowania są stosowane w celu zapewnienia bezpieczeństwa kolei i dróg i jak są one skuteczne?

Strategie monitorowania kolei i dróg są dostosowane do wymagań systemowych i zróżnicowane technologicznie. W transporcie kolejowym monitorowanie jest wielowarstwowe i służy zarówno bezpieczeństwu operacyjnemu, jak i zapobieganiu zagrożeniom. Kontrola operacyjna obejmuje tradycyjne systemy, takie jak sygnalizacja świetlna, magnesy torowe (PZB) oraz automatyczny system sterowania pociągiem (LZB), które monitorują pociągi i mogą automatycznie hamować w sytuacjach awaryjnych. Coraz częściej wzdłuż torów i na mostach instalowane są innowacyjne technologie, takie jak rozproszone czujniki światłowodowe (DFOS), w celu wykrywania naprężeń, drgań lub pęknięć w czasie rzeczywistym. Aby zwalczać przestępczość i badać incydenty, dokonuje się ogromnych inwestycji w monitoring CCTV na dworcach kolejowych i w pociągach; do końca 2024 roku każda duża stacja kolejowa w Niemczech ma zostać wyposażona w nowoczesną technologię wideo. Ponadto drony, niektóre z kamerami termowizyjnymi, są wykorzystywane do inspekcji trudno dostępnych odcinków torów. Przyszłe pociągi będą również wyposażone w kompleksowy system czujników, obejmujący kamery, lidar i radar, do obserwacji otoczenia, co jest warunkiem wstępnym do zautomatyzowanego prowadzenia pojazdów.

Monitorowanie ruchu drogowego koncentruje się przede wszystkim na optymalizacji przepływu ruchu i egzekwowaniu przepisów ruchu drogowego. Systemy zarządzania ruchem drogowym (TMS) wykorzystują czujniki, takie jak pętle indukcyjne, czujniki podczerwieni lub kamery wideo, do gromadzenia danych o ruchu drogowym i dynamicznego wdrażania ograniczeń prędkości, ostrzeżeń lub zaleceń dotyczących objazdów na podstawie tych danych. Inteligentne systemy przetwarzania obrazu służą do automatycznego rozpoznawania tablic rejestracyjnych w celu kontroli opłat drogowych i prędkości. Jednak systematyczny monitoring rozległej sieci drogowej pod kątem aktów sabotażu nie jest prowadzony.

Skuteczność tych technologii wymaga szczegółowej oceny. Monitoring wizyjny na dworcach kolejowych i w pociągach może w oczywisty sposób przyczynić się do rozwiązania przestępstw i zwiększenia subiektywnego poczucia bezpieczeństwa pasażerów. Jednak jego skuteczność prewencyjna w zapobieganiu planowanym aktom sabotażu w odległych lokalizacjach jest ograniczona, ponieważ sprawcy mogą unikać monitorowanych obszarów. Czujniki infrastruktury, takie jak DFOS, mogą wykryć i zgłosić uszkodzenia na wczesnym etapie, ale nie są w stanie zapobiec samemu aktowi sabotażu.

Jaką rolę w zapewnianiu bezpieczeństwa odgrywają pracownicy – ​​od maszynistów po zespoły ochrony – i czym różnią się protokoły między transportem kolejowym a drogowym?

Personel odgrywa kluczową, choć odmiennie ustrukturyzowaną, rolę w obu systemach. W transporcie kolejowym bezpieczeństwo charakteryzuje system współdzielonych, ale jasno określonych obowiązków. Maszyniści przechodzą rygorystyczne testy predyspozycji psychologicznych i fizycznych, a także kompleksowe szkolenia, obejmujące regularne sesje symulacyjne w zakresie postępowania w przypadku awarii i sytuacji awaryjnych. Podczas jazdy pozostają w stałym kontakcie z centrami sterowania i są monitorowani przez systemy techniczne, takie jak wyłącznik bezpieczeństwa (DSS), który musi być aktywowany co 30 sekund. Personel pociągu, składający się z konduktorów i zespołów ochrony DB, jest szkolony w zakresie zapewniania bezpieczeństwa pasażerów, egzekwowania zasad obowiązujących w pociągu i łagodzenia konfliktów. Obecność personelu ochrony na stacjach i w pociągach jest stale zwiększana jako kluczowy środek zwiększania bezpieczeństwa zarówno obiektywnego, jak i subiektywnego.

W ruchu drogowym odpowiedzialność spoczywa jednak niemal wyłącznie na indywidualnym kierowcy. Podczas gdy zawodowi kierowcy ciężarówek i autobusów muszą przestrzegać przepisów prawnych, takich jak czas jazdy i odpoczynku, oraz regularnie przeprowadzać kontrole pojazdów, nie istnieje centralny organ monitorujący i kontrolujący każdą podróż w czasie rzeczywistym. Nowoczesne pojazdy są wyposażone w różnorodne systemy wspomagania kierowcy, takie jak systemy wspomagania hamowania awaryjnego, systemy utrzymania pasa ruchu i adaptacyjny tempomat, które znacznie zwiększają bezpieczeństwo, ale ostateczna kontrola i odpowiedzialność pozostają po stronie kierowcy. Kierowcy autobusów podlegają dodatkowym protokołom mającym na celu zapewnienie bezpieczeństwa pasażerów, takim jak obowiązkowe zapinanie pasów bezpieczeństwa i zasady zachowania na pokładzie. Zasadnicza różnica leży zatem w architekturze systemu: kolej opiera się na redundantnym systemie człowiek-maszyna ze scentralizowanym monitorowaniem, podczas gdy transport drogowy opiera się na zdecentralizowanej odpowiedzialności jednostki, wspieranej przez technologię pojazdów.

W jaki sposób kwestia cyberbezpieczeństwa jest rozwiązywana w coraz bardziej zdigitalizowanych systemach kontroli i zarządzania obu gałęziami transportu?

Postępująca digitalizacja transportu kolejowego stawia oba rodzaje transportu przed poważnymi wyzwaniami w zakresie cyberbezpieczeństwa. Wprowadzenie technologii takich jak Europejski System Sterowania Pociągiem (ETCS) i cyfrowe systemy nastawcze (DSTW) prowadzi do wzrostu wydajności i przepustowości w sektorze kolejowym, ale jednocześnie otwiera nowe wektory ataków. Do tej pory krytyczne systemy sygnalizacji i bezpieczeństwa (LST) były stosunkowo dobrze chronione, ponieważ opierały się na zastrzeżonych, odizolowanych („odizolowanych”) i często przestarzałych technologiach, do których dostęp był utrudniony dla zewnętrznych atakujących. Wcześniejsze cyberataki na koleje były zatem ukierunkowane głównie na mniej krytyczne „funkcje zapewniające wygodę”, takie jak strony internetowe, systemy informacji pasażerskiej czy systemy płatności. Wraz z przejściem na znormalizowane sieci oparte na protokole IP (np. dla FRMCS/5G) w celu zwiększenia interoperacyjności i wydajności, to rozróżnienie staje się mniej wyraźne. Te standardowe technologie są dobrze udokumentowane i podatne na znane narzędzia hakerskie, co obniża barierę wejścia dla atakujących. W odpowiedzi firmy takie jak Siemens Mobility opracowują kompleksowe rozwiązania z zakresu cyberbezpieczeństwa dla całego cyklu życia pojazdów szynowych, a projekty badawcze, takie jak HASELNUSS, pracują nad sprzętowymi platformami bezpieczeństwa specjalnie dla sektora kolejowego. Niemniej jednak eksperci nadal uważają, że ogólna dojrzałość sektora kolejowego w zakresie cyberbezpieczeństwa jest niewystarczająca.

W ruchu drogowym inteligentne systemy transportowe (ITS), a w szczególności systemy zarządzania ruchem (TMS), stanowią potencjalny cel cyberataków. Naruszenie bezpieczeństwa tych systemów może prowadzić do manipulowania wskazaniami prędkości, fałszywych ostrzeżeń lub celowego tworzenia korków. Niemiecka krajowa strategia cyberbezpieczeństwa, wraz z dyrektywami europejskimi, takimi jak dyrektywa NIS-2 i dyrektywa ITS, ustanawia ramy prawne, które zobowiązują operatorów krytycznej infrastruktury transportowej do wdrażania wyższych standardów bezpieczeństwa. Jednak niektóre przepisy techniczne i algorytmy stosowane w istniejących systemach TMS są uważane za przestarzałe i nie spełniają już norm najnowocześniejszych standardów, co stwarza dodatkowe ryzyko. Oba systemy stoją zatem przed dylematem, że modernizacja i cyfryzacja niezbędne w przyszłości z natury rzeczy stwarzają nowe i złożone zagrożenia dla bezpieczeństwa, którym należy przeciwdziałać proaktywnie.

Centrum bezpieczeństwa i obrony oferuje uzasadnione porady i aktualne informacje w celu skutecznego wspierania firm i organizacji w wzmocnieniu ich roli w europejskiej polityce bezpieczeństwa i obrony. W bliskim związku z grupą roboczą SME Connect promuje w szczególności małe i średnie firmy (MŚP), które chcą jeszcze bardziej zwiększyć swoją innowacyjną siłę i konkurencyjność w dziedzinie obrony. Jako centralny punkt kontaktu, centrum tworzy decydujący pomost między MŚP a europejską strategią obrony.

Nadaje się do:

• Obrona grupy roboczej SME Connect - Wzmocnienie MŚP w obronie europejskiej

Odporność i odzyskiwanie po zakłóceniu

Jak eksperci oceniają teorię, że tory kolejowe po ataku da się naprawić szybciej niż drogi?

Twierdzenie, że infrastrukturę kolejową można generalnie naprawić szybciej, należy rozpatrywać w inny sposób, ponieważ czas naprawy zależy przede wszystkim od rodzaju i rozmiaru uszkodzenia.

Uszkodzenia infrastruktury kolejowej, takie jak trasy kablowe, często dotknięte aktami sabotażu, wymagają wysoce wyspecjalizowanych napraw. Technicy muszą całkowicie wymienić uszkodzone kable, których długość może sięgać kilkudziesięciu metrów, a następnie przeprowadzić szeroko zakrojone testy i pomiary, zanim linia będzie mogła zostać bezpiecznie ponownie uruchomiona. Jak pokazały incydenty w Düsseldorfie i północnych Niemczech, naprawy te mogą trwać od kilku godzin do kilku dni. Deutsche Bahn utrzymuje całodobową pogotowie ratunkowe DB Bahnbau Gruppe, specjalizujące się w tego typu incydentach i zdolne do szybkiego reagowania w całym kraju. W porównaniu z dużymi projektami budowy dróg, naprawy torów, zwrotnic i sygnalizacji często można wykonać szybciej, ponieważ komponenty są znormalizowane, a procesy ugruntowane.

Sytuacja wygląda zupełnie inaczej w przypadku infrastruktury drogowej, zwłaszcza w przypadku uszkodzeń dużych obiektów inżynieryjnych. O ile prostą dziurę lub uszkodzoną nawierzchnię drogi można naprawić stosunkowo szybko, o tyle naprawa lub odbudowa uszkodzonego lub zniszczonego mostu to niezwykle złożone, kosztowne i długotrwałe przedsięwzięcie, które może trwać miesiące, a nawet lata. Wymaga to skomplikowanych obliczeń konstrukcyjnych, długotrwałego procesu utwardzania betonu oraz skomplikowanej integracji prac budowlanych z ruchem drogowym. Regularne inspekcje konstrukcyjne zgodnie z normą DIN 1076 służą wczesnemu wykrywaniu uszkodzeń, ale nie skrócą czasu naprawy po nagłym zdarzeniu destrukcyjnym.

Podsumowując, można stwierdzić, że w przypadku uszkodzeń infrastruktury „aktywnej” (kable, tory, sygnalizacja), system kolejowy zazwyczaj odbudowuje się szybciej. Jednak w przypadku katastrofalnych uszkodzeń kluczowych „obiektów inżynieryjnych”, takich jak mosty czy tunele, oba systemy są poważnie i długotrwale dotknięte.

Czym różnią się koncepcje objazdów i utrzymania ruchu podczas zakłóceń w sieci kolejowej i drogowej?

Jedną z najbardziej fundamentalnych różnic pomiędzy sieciami kolejowymi i drogowymi, a także kluczowym aspektem ich odporności, jest możliwość kompensowania zakłóceń poprzez objazdy.

Ze względu na swoją konstrukcję, sieć kolejowa oferuje bardzo ograniczone możliwości zmiany tras. Zależą one bezpośrednio od gęstości sieci oraz dostępności zwrotnic i torów równoległych. Dekady demontażu doprowadziły do ​​niskiej redundancji w niemieckiej sieci, szczególnie w porównaniu ze Szwajcarią czy Austrią. W związku z tym, gdy główna linia jest zamknięta, pociągi często muszą być przekierowywane na długich dystansach, co prowadzi do znacznych opóźnień i wąskich gardeł przepustowości na trasach alternatywnych. Alternatywnie, pociągi mogą kończyć bieg przedwcześnie na stacji, z której organizowana jest zastępcza komunikacja autobusowa. Wysokie wykorzystanie sieci pogłębia ten problem, ponieważ praktycznie nie ma wolnej przepustowości dla ruchu objazdowego. Deutsche Bahn informuje pasażerów za pośrednictwem kanałów cyfrowych, takich jak aplikacja DB Navigator i strona internetowa, a informacje są często aktualizowane w krótkim czasie ze względu na dynamiczny charakter sytuacji.

Sieć drogowa charakteryzuje się natomiast wysokim stopniem naturalnej redundancji. Jej połączona struktura oznacza, że ​​w przypadku zamknięcia głównej arterii komunikacyjnej, takiej jak autostrada, zazwyczaj dostępnych jest wiele alternatywnych tras przez drogi federalne, stanowe i powiatowe. Nowoczesne centra zarządzania ruchem aktywnie wykorzystują tę elastyczność. Dzięki systemom sterowania ruchem, a w szczególności dynamicznym systemom orientacji z zintegrowaną informacją o korkach (dWiSta), ruch jest strategicznie i w znacznym stopniu przekierowywany na mniej zatłoczone trasy alternatywne, aby uniknąć lub zminimalizować korki. Ta koncepcja aktywnego sterowania siecią sprawia, że ​​system drogowy jest z natury bardziej odporny na lokalne zakłócenia. Zoptymalizowana pod kątem wydajności, ale przerzedzona infrastruktura kolejowa, dla porównania, jest systemem kruchym, w którym lokalne zakłócenia mogą szybko prowadzić do kaskadowych skutków w całej sieci.

Jakie nadrzędne strategie realizują Niemcy w celu wzmocnienia odporności swojej krytycznej infrastruktury transportowej?

W świetle zidentyfikowanych luk w zabezpieczeniach, Niemcy rozpoczęły wdrażanie kompleksowych strategii mających na celu wzmocnienie odporności swojej infrastruktury krytycznej. W lipcu 2022 roku rząd federalny przyjął „Niemiecką Strategię Wzmacniania Odporności na Katastrofy”. Strategia ta opiera się na kompleksowym podejściu obejmującym wszystkie rodzaje ryzyka, od klęsk żywiołowych po terroryzm i sabotaż, i definiuje odporność jako zadanie o charakterze krajowym i społecznym, wymagające ścisłej współpracy między rządem federalnym, krajami związkowymi, gminami, sektorem prywatnym i społeczeństwem obywatelskim.

Kluczowym instrumentem prawnym służącym wdrażaniu tej strategii jest ustawa parasolowa KRITIS. Po raz pierwszy ustanawia ona jednolite federalne minimalne standardy ochrony fizycznej i odporności operatorów infrastruktury krytycznej oraz zobowiązuje ich do podejmowania odpowiednich działań i zgłaszania incydentów bezpieczeństwa właściwym organom federalnym.

Aby usprawnić koordynację, na szczeblu rządowym powołano „Wspólny Sztab Koordynacyjny ds. Infrastruktury Krytycznej” (GEKKIS). Celem tego organu jest sporządzanie międzyresortowych raportów sytuacyjnych, identyfikowanie wyzwań oraz pełnienie funkcji zespołu zarządzania kryzysowego w przypadku nagłych incydentów.

W sektorze transportu, po aktach sabotażu, podjęto konkretne działania. Rząd federalny i Deutsche Bahn opracowały wspólny pakiet mający na celu poprawę ochrony infrastruktury kolejowej. Obejmuje on zwiększone wykorzystanie technologii wideo i czujników w punktach krytycznych, zwiększoną obecność personelu ochrony Policji Federalnej i DB Security oraz ukierunkowaną redundantną rozbudowę szczególnie krytycznych połączeń kablowych w celu ograniczenia liczby punktów awarii. Jednocześnie wzmacniane jest cyberbezpieczeństwo poprzez wdrożenie europejskiej dyrektywy NIS-2, która zobowiązuje więcej firm do przestrzegania wyższych standardów bezpieczeństwa IT.

Synteza i dalsze zalety transportu kolejowego

Jakie inne korzyści, poza zwykłą ochroną przed sabotażem, oferuje transport kolejowy, które mają znaczenie dla szerszej oceny społecznej?

Pomijając debatę na temat bezpieczeństwa sabotażowego, transport kolejowy oferuje szereg fundamentalnych korzyści, które są kluczowe dla kompleksowej społecznej oceny środków transportu. Przede wszystkim jest to ochrona środowiska i klimatu. Transport kolejowy jest znacznie bardziej przyjazny dla środowiska niż transport drogowy. Każda tona ładunku przewożona koleją zamiast drogą lądową powoduje zmniejszenie emisji CO2 o 80–100%. Biorąc pod uwagę, że sektor transportu jest jedynym sektorem w UE, który nie zdołał zredukować emisji od 1995 roku, przeniesienie ruchu kolejowego na kolej jest kluczowym czynnikiem w ochronie klimatu.

Kolejną istotną zaletą jest doskonała efektywność wykorzystania przestrzeni. Pojedyncza linia kolejowa może przewieźć wielokrotnie więcej osób lub towarów niż pas autostrady o tej samej szerokości. Dokładniej, koleją można przewieźć nawet 30 razy więcej osób na godzinę niż samochodem po torze o szerokości 3,5 metra, co drastycznie zmniejsza wykorzystanie gruntów w gęsto zaludnionych regionach.

Z perspektywy ekonomicznej konieczna jest również bardziej szczegółowa analiza. Podczas gdy transport ciężarowy na krótkich dystansach jest często postrzegany jako bardziej elastyczny i opłacalny, ruch drogowy generuje ogromne koszty zewnętrzne w postaci wypadków, korków, hałasu i zanieczyszczeń. Koszty te nie ponoszą w całości osoby odpowiedzialne, ale ogół społeczeństwa. Transport kolejowy natomiast ma znacznie bardziej pozytywny bilans.

Wreszcie, wspomniany na początku aspekt bezpieczeństwa podczas normalnej eksploatacji jest nieocenioną zaletą. Znacznie niższe prawdopodobieństwo śmierci lub poważnych obrażeń w wypadku w porównaniu z samochodem ratuje życie każdego roku i zapobiega ludzkiemu cierpieniu, a także wysokim kosztom ponoszonym przez system opieki zdrowotnej.

Logistyka obronna w czasie wojny: strategiczna przewaga obrońcy

Znaczenie szybkiej awangardy

W walce szybka straż przednia odgrywa kluczową rolę strategiczną. Te początkowe jednostki muszą być gotowe do rozmieszczenia na wschodniej flance w ciągu 48 do 72 godzin, aby ustanowić wstępne linie obrony. NATO wdrożyło już tę koncepcję w ramach Wzmocnionej Wysuniętej Obecności (EFP), która obejmuje stałe rozmieszczenie wielonarodowych grup bojowych na wschodniej flance.

45. Brygada Pancerna na Litwie jest przykładem tej funkcji awangardy: wyposażone w najnowocześniejsze pojazdy, takie jak czołg podstawowy Leopard 2A8 i bojowy wóz piechoty Puma S1, niemieckie siły zbrojne zapewniają początkowe zaopatrzenie w sprzęt obronny na wschodniej flance. Ta zdolność szybkiego reagowania jest wspierana przez wstępnie rozmieszczony sprzęt i amunicję, co pozwala zaoszczędzić cenny czas na utworzenie linii obronnych.

Szybka budowa linii obronnych

Sukces obrony w dużej mierze zależy od szybkiej budowy solidnych linii obronnych. Państwa bałtyckie rozpoczęły już instalację mobilnych zapór przeciwpancernych i umocnionych instalacji obronnych wzdłuż granic z Obwodem Kaliningradzkim i Białorusią. Działania te są zgodne z zasadą „obrony w głąb” – wielowarstwowej strategii obronnej, która tworzy różne przeszkody i poziomy obrony.

Czas jest czynnikiem krytycznym: O ile obrońca może przygotować i wzmocnić swoje pozycje, atakujący musi działać pod presją czasu i bez znajomości terenu. Obrońca wykorzystuje ten czas, aby:

• Budowa barier i przeszkód
• Przygotowanie stanowisk bojowych
• Budowa składów amunicji i zaopatrzenia
• Ustanowienie bezpiecznych linii komunikacyjnych

Ustanowienie i rozszerzenie bezpiecznych dostaw

Po początkowej fazie obronnej nacisk kładzie się na stworzenie zrównoważonego i bezpiecznego systemu zaopatrzenia. Dowództwo Logistyczne Bundeswehry, liczące 18 000 osób, jest specjalnie przygotowane do tego zadania. Logistyka obronna korzysta z kilku kluczowych zalet:

Ugruntowana infrastruktura

Obrońca może wykorzystać istniejące szlaki transportowe, magazyny, składy i sieci komunikacyjne. Niemcy, jako węzeł logistyczny NATO, dysponują gęstą siecią 80 lokalizacji logistycznych.

Chronione linie zaopatrzenia

Na swoim terytorium logistyka działa w stosunkowo bezpiecznym środowisku, chronionym przez własne siły obrony na pierwszej linii. Umożliwia to:

• Ciągłe dostawy materiałów bez stałego zagrożenia
• Wykorzystanie potencjału i infrastruktury transportu cywilnego
• Nadmiarowe trasy dostaw poprzez znane trasy alternatywne

Zdecentralizowana sieć logistyczna

Współczesna logistyka wojskowa opiera się na rozproszonych, małych punktach zaopatrzenia zamiast na dużych, podatnych na ataki składach. Ta „sieć logistyczna” z wieloma węzłami znacząco zwiększa odporność.

Wyzwania dla atakującego

Natomiast atakujący musi stawić czoła ogromnym wyzwaniom logistycznym:

Brak infrastruktury

Atakujący musi działać na terytorium wroga, gdzie nie ma bezpiecznych szlaków transportowych ani chronionych magazynów. Każdy most, każda droga może zostać zaminowana lub zniszczona.

Wrażliwe linie dostaw

Linie zaopatrzeniowe atakującego są nieustannie atakowane – przez artylerię, drony, siły specjalne lub partyzantów. Doświadczenia z Ukrainy pokazują, jak wrażliwe są długie linie zaopatrzeniowe.

Presja czasu i zużycie zasobów

Atakujący działa pod ogromną presją czasu, ponieważ każdy dzień bez postępów wyczerpuje jego zasoby i daje obrońcy czas na wzmocnienie. Zasada jest taka, że ​​atakujący potrzebuje trzykrotnej przewagi, aby odnieść sukces.

Strategiczna przewaga obrony ojczyzny

Teoria wojskowa, zwłaszcza Clausewitz, podkreśla wrodzoną przewagę obrońcy:

• Znajomość terenu: Znajomość terenu pozwala na optymalne ustawienie się i swobodę ruchu.
• Przygotowane pozycje: czas na utworzenie umocnień i przeszkód
• Linie wewnętrzne: krótsze trasy dla posiłków i zaopatrzenia
• Wsparcie dla ludności: dostęp do lokalnych zasobów i informacji

Nowoczesna logistyka obronna wzmacnia te tradycyjne zalety poprzez:

• Sieci cyfrowe i informacje w czasie rzeczywistym
• Konserwacja predykcyjna i prognozowanie popytu oparte na sztucznej inteligencji
• Integracja zdolności logistycznych cywilnych i wojskowych

Jakie wnioski płyną z porównania bezpieczeństwa transportu kolejowego i drogowego w kontekście sabotażu i ataków?

Logistyka obronna ma kluczowe, systemowe zalety w porównaniu z logistyką ofensywną. Podczas gdy strona broniąca się działa w bezpiecznym, znanym środowisku z ugruntowaną infrastrukturą, strona atakująca musi radzić sobie ze wszystkimi wyzwaniami logistycznymi pod presją wroga i bez lokalnego wsparcia. Nowoczesna strategia NATO, z jej Wzmocnioną Wysuniętą Obecnością i naciskiem na zdolności szybkiego reagowania, optymalnie wykorzystuje te zalety. Niemcy, jako logistyczny węzeł NATO, pokazują, jak dobrze zaplanowana logistyka obronna przyczynia się do odstraszania i może mieć decydujące znaczenie w kryzysie.

Ostateczna ocena bezpieczeństwa kolei i dróg przed sabotażem ujawnia złożony i niejednoznaczny obraz, bez wyraźnego zwycięzcy. Oba systemy charakteryzują się specyficznymi, strukturalnie nieodłącznymi mocnymi i słabymi stronami.

Kolej czerpie korzyści ze swojej scentralizowanej i kontrolowanej natury, która umożliwia ukierunkowany i zaawansowany technologicznie monitoring. Jej wysoki poziom bezpieczeństwa podczas normalnej eksploatacji jest bezdyskusyjny, co dotyczy również przypadków ataku, jak opisano powyżej. Centralizacja tworzy jednak również krytyczne węzły i „pojedyncze punkty awarii”, szczególnie w sieci komunikacyjnej i sterującej. Naraża to system na ukierunkowane akty sabotażu, które przy stosunkowo niewielkim wysiłku mogą spowodować rozległe, kaskadowe awarie w całej sieci. Dekady zaniedbań politycznych i finansowych pogłębiły tę systemową podatność na zagrożenia poprzez redukcję redundancji i znaczne zaległości w niezbędnych modernizacjach. Problem ten można jednak rozwiązać stosunkowo szybko.

Dzięki zdecentralizowanej, siatkowej i otwartej strukturze sieciowej, droga jest z natury bardziej odporna na lokalne zakłócenia. Pojedynczy atak, nawet na tak krytyczną konstrukcję jak most, rzadko prowadzi do rozległego zawalenia, ponieważ ruch może zostać przekierowany na liczne trasy alternatywne. Jednocześnie ta otwartość uniemożliwia kompleksowy nadzór, a w codziennej eksploatacji prowadzi do znacznie większej liczby wypadków i ofiar śmiertelnych z powodu mnogości pojedynczych, zawodnych uczestników.

Szybsza naprawa kolei jest możliwa dzięki odpowiednim działaniom modernizacyjnym w otaczającej infrastrukturze. Dotyczy to uszkodzeń istniejącej infrastruktury, takiej jak kable czy tory, gdzie standardowe procesy pozwalają na stosunkowo szybkie naprawy. Jednak w przypadku zniszczenia dużych obiektów, takich jak mosty czy tunele (masowy atak wroga bez obrony lub ze słabą obroną), oba rodzaje transportu są poważnie zakłócone przez bardzo długi czas, co w równym stopniu wpływa na drogi.

Ochrona kolei przed sabotażem zależy zatem w decydującym stopniu od przyszłych inwestycji strategicznych. Muszą one wykraczać poza samą instalację kamer i czujników, koncentrując się przede wszystkim na wzmocnieniu odporności sieci. Oznacza to ukierunkowaną rozbudowę redundancji poprzez linie wielotorowe, dodatkowe przełączniki i alternatywne trasy kablowe, a także fizyczne i cyfrowe wzmocnienie krytycznych elementów infrastruktury. Niedawna debata na temat polityki bezpieczeństwa oraz środki podjęte przez rząd federalny i kolej wskazują na początek zmiany w myśleniu. Jednak przekształcenie istniejącego, nastawionego na wydajność, ale kruchego systemu w prawdziwie odporną sieć pozostaje ogromnym, kosztownym i długoterminowym przedsięwzięciem.

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

Szef rozwoju biznesu

Przewodniczący SME Connect Defense Group

LinkedIn

 

 

Chętnie będę Twoim osobistym doradcą.

skontaktować się ze mną pod Wolfenstein ∂ xpert.digital

zadzwonić pod +49 89 674 804 (Monachium)

LinkedIn