Аналіз безпеки та стійкості залізничної та дорожньої інфраструктури до саботажу та нападів

Фундаментальна оцінка безпеки видів транспорту – Чому залізниця незамінна, незважаючи на всі її недоліки

Наскільки безпечні залізничний та автомобільний транспорт загалом у порівнянні, і чому ця відмінність важлива для дискусії щодо безпеки від саботажу?

Фундаментальна оцінка безпеки видів транспорту за нормальних умов експлуатації є відправною точкою для будь-якого подальшого аналізу їхньої вразливості до навмисних збоїв. Статистично залізничний транспорт є найбезпечнішим видом наземного транспорту в Німеччині та Європі. Дані Альянсу залізниць (Allianz pro Schiene) показують, що ризик загибелі в автомобільній аварії в Німеччині в 52 рази вищий, ніж під час подорожі поїздом. Ризик отримання серйозних травм навіть у 137 разів вищий в автомобілі. Середній показник по Європі за період з 2013 по 2022 рік становив 0,07 пасажира залізниці на мільярд пасажирокілометрів; у Німеччині цей показник був значно нижчим і становив 0,03. Цей видатний показник безпеки є результатом високих технічних стандартів, властивих колійним системам, централізованого управління диспетчерами поїздів та технічних систем, які значною мірою виключають людські помилки, такі як періодичне керування поїздами (PZB) та безперервне керування поїздами (LZB).

Цей високий рівень експлуатаційної надійності, який стосується запобігання аваріям, спричиненим технічною або людською помилкою, не слід ототожнювати із безпекою від навмисних, зловмисних атак, таких як саботаж чи тероризм. Безпека від саботажу описує стійкість, тобто здатність системи протистояти цілеспрямованим спробам порушення роботи. Актуальність цієї дискусії була підкреслена такими подіями, як саботаж трубопроводів «Північний потік» та цілеспрямована атака на комунікаційну мережу Deutsche Bahn у жовтні 2022 року. Ці інциденти привернули увагу до вразливості критичної інфраструктури (KRITIS) з точки зору національної безпеки.

Таким чином, цей аналіз досліджує структурні, технологічні та експлуатаційні характеристики залізничної та дорожньої інфраструктури для оцінки їхньої відповідної вразливості та стійкості до саботажу. Особлива увага приділяється перевірці припущень про те, що залізницю легше контролювати та швидше ремонтувати. Це виявляє парадокс: механізми, які роблять залізницю надзвичайно безпечною за нормальних умов експлуатації – централізоване управління, складні технології сигналізації та стандартизовані мережі зв'язку – виявляються концентрованими вразливостями у разі цілеспрямованої атаки. Диверсанту не потрібно атакувати сам фізично міцний поїзд, а радше саму нервову систему, яка гарантує його безпеку. З іншого боку, дорожня мережа, яка є більш небезпечною у повсякденному використанні через свою децентралізовану природу та свободу окремих учасників, демонструє більшу структурну стійкість до локальних збоїв, оскільки їй бракує порівнянних центральних ахіллесових п'ят.

Підходить для цього:

• Саботаж, відключення електроенергії, хаос: Як НАТО захищає свої запаси, коли все інше не вдається

Структурні відмінності та їх вплив на безпеку

Які фундаментальні структурні відмінності між залізничною та автомобільною мережами, і як вони впливають на їхню вразливість до атак?

Фундаментальні відмінності в мережевій архітектурі залізниці та автомобільного транспорту визначають їхні відповідні сильні та слабкі сторони в контексті захисту від саботажу. Залізнична мережа спроектована як лінійна, ієрархічна та централізована система. Поїзди прив'язані до колій, слідують фіксованими маршрутами, визначеними сигнальними пунктами та центрами управління, і не можуть самостійно відхилятися від них. Така структура забезпечує високу ефективність та безпеку в регулярній експлуатації. Натомість, дорожня мережа є децентралізованою, високо взаємопов'язаною мережею, яка пропонує величезну гнучкість у виборі маршруту та високу резервованість завдяки незліченним альтернативним сполученням.

За пропускною здатністю залізничний транспорт значно перевершує автомобільний. На колії такої ж ширини (3,5 метра) поїзд може перевезти до 30 разів більше людей на годину, ніж автомобіль (від 40 000 до 60 000 порівняно з 1 500 до 2 000). Залізниця також значно ефективніша та економічно вигідніша для перевезення великої кількості товарів на великі відстані.

Доступ до систем також принципово відрізняється. Залізнична мережа є значною мірою закритою системою. Доступ до критично важливих об'єктів, таких як колії, сигнальні будки та зони технічного обслуговування, суворо регулюється та контролюється. З іншого боку, дорожня мережа за визначенням є відкритою системою, вільно доступною для всіх, що робить комплексний контроль доступу практично неможливим. У наступній таблиці підсумовано ці структурні характеристики та їх вплив на безпеку.

Порівняльний аналіз характеристик безпеки та стійкості залізничної та дорожньої інфраструктури

Порівняльний аналіз характеристик безпеки та стійкості залізничної та дорожньої інфраструктури – Зображення: Xpert.Digital

Порівняльний аналіз характеристик безпеки та стійкості залізничної та дорожньої інфраструктури виявляє суттєві відмінності. Залізнична інфраструктура характеризується лінійною, ієрархічною та централізованою мережевою структурою, тоді як дорожня інфраструктура є сітчастою та децентралізованою. Критичними вузлами залізничної інфраструктури є сигнальні будки, кабельні канали, вузли зв'язку, мости та тунелі, тоді як у дорожній інфраструктурі це переважно мости та тунелі. Залізнична інфраструктура має високий рівень моніторингу завдяки своїй концентрованій та чітко визначеній структурі, на відміну від дорожньої інфраструктури, яку через свою розгалужену та відкриту мережу важко контролювати. Щодо резервування та можливостей об'їзду, залізнична інфраструктура демонструє низьку гнучкість, оскільки існує мало альтернативних маршрутів, і вони залежать від щільності стрілок, тоді як дорожня інфраструктура пропонує високі можливості об'їзду з численними альтернативними маршрутами через підпорядковані мережі. Доступ до залізничної інфраструктури добре контролюється, що рідко трапляється з дорожньою інфраструктурою, оскільки вона, як правило, відкрита та загальнодоступна. Ремонт залізничної інфраструктури є складним та вимагає спеціалізованих матеріалів та персоналу, тоді як дорожня інфраструктура демонструє різний рівень складності, починаючи від простого ремонту асфальту до складної реконструкції мостів. Типові цілі для саботажу також відрізняються: залізнична інфраструктура зосереджена на кабелях зв'язку та сигналізації, а також на сигнальних будках, тоді як дорожня інфраструктура зазвичай передбачає фізичне пошкодження критично важливих споруд, таких як мости та тунелі.

Якою мірою інвестиційна політика останніх десятиліть вплинула на вразливість цих двох систем?

Інвестиційна політика протягом останніх десятиліть активно загострювала структурні недоліки залізничної інфраструктури та значно підвищувала її вразливість до збоїв та саботажу. Між 1995 і 2018 роками 30 досліджених європейських країн витратили загалом 1,5 трильйона євро на розширення своїх дорожніх мереж, тоді як лише 930 мільярдів євро надійшло в залізничну інфраструктуру. Німеччина демонструє особливо велику невідповідність: за той самий період у дороги було інвестовано більш ніж удвічі більше (на 110% більше), ніж у залізницю. Ця тенденція продовжилася; з 1995 по 2021 рік інвестиції в дороги склали 329 мільярдів євро, порівняно з лише 160 мільярдами євро для залізниці.

Це хронічне недофінансування мало прямі фізичні наслідки для мережі. У той час як мережа автомагістралей Німеччини зросла на 18% (понад 2000 км) з 1995 року, залізнична мережа для пасажирських та вантажних перевезень скоротилася на 15% між 1995 і 2020 роками, з приблизно 45 100 км до 38 400 км. Жодна інша європейська країна не закрила більше залізничних ліній протягом цього періоду. Цей демонтаж включав не лише відгалуження колій, а й видалення стрілок, роз'їзних петель та паралельних колій на основній мережі.

Прямими наслідками такої політики є різке зниження резервування та стійкості залізничної мережі. Якщо головна лінія виходить з ладу через саботаж або технічну несправність, часто немає або є лише неадекватні альтернативні маршрути. Менша щільність стрілок на кілометр колії в Німеччині порівняно з такими країнами, як Швейцарія чи Австрія, серйозно обмежує експлуатаційну гнучкість для зміни маршруту поїздів. Крім того, існує значне відставання в технічному обслуговуванні, що ще більше послаблює мережу. Наприклад, третина всіх залізничних мостів мають понад 100 років і потребують ремонту. Таким чином, інвестиційна політика безпосередньо збільшила системну вразливість залізниць, систематично послаблюючи їхню здатність компенсувати перебої, що явно суперечить політичним цілям переходу на інші види транспорту.

Аналіз фізичних вразливостей та актів саботажу

Які конкретні вразливості має залізнична та дорожня інфраструктура до фізичного саботажу?

Фізичні вразливості залізничної та дорожньої інфраструктури принципово відрізняються та відображають відповідні системні архітектури. У залізничній мережі найважливіші точки зосереджені на централізованих компонентах, необхідних для безпечної експлуатації. Найголовнішими серед них є кабель-канали, які об'єднують безліч комунікаційних та контрольних кабелів, зокрема волоконно-оптичних кабелів для цифрової залізничної радіосистеми GSM-R та сигнальної технології. Цілеспрямована атака на ці кабелі у стратегічно важливих, часто віддалених та незахищених місцях може паралізувати рух поїздів у різних регіонах. Інші ключові вразливості включають сигнальні будки, які діють як мозок залізничних операцій, контрольні пункти та сигнали, а також повітряні лінії, пошкодження яких зупиняє роботу електропоїздів. Критичні інженерні споруди, такі як мости та тунелі, також є вразливими вузькими місцями. Складність цих систем означає, що зловмисникам часто потрібні спеціальні знання, щоб спричинити максимальні порушення з мінімальними зусиллями.

У дорожній мережі основними цілями фізичного саботажу є великі та важковідновлювані споруди, такі як мости та тунелі. Їх руйнування може мати руйнівні наслідки та порушувати важливі транспортні маршрути на тривалий час. Однак, через взаємопов'язану структуру мережі, такі атаки зазвичай призводять до регіонально обмежених перебоїв, оскільки рух транспорту може перенаправлятися на численні інші дороги. Сама дорожня мережа, тобто дорожнє покриття, є відносно стійкою до широкомасштабного паралічу через саботаж, якщо не проводяться масові руйнування або не встановлюються блокади на стратегічних вузьких місцях. Історично склалося так, що атаки на залізницю часто мали на меті грубе руйнування колій або знесення мостів. Сучасні акти саботажу є більш витонченими та все частіше спрямовані на системи технологічного контролю та зв'язку.

Чого нас навчають минулі акти саботажу, такі як інцидент у жовтні 2022 року, про тактику нападників та швидкість реагування залізничної системи?

Нещодавні акти саботажу дають точне уявлення про тактику нападників та вразливість залізничної інфраструктури.

Тематичне дослідження, проведене у жовтні 2022 року, є яскравим прикладом. Під час скоординованих дій невідомі зловмисники навмисно перерізали оптоволоконні кабелі мережі GSM-R, необхідної для радіозв'язку поїздів, у двох широко рознесених місцях – Герне (Північний Рейн-Вестфалія) та Берлін-Каров. Вибір цих двох місць вивів з ладу як основну систему, так і резервну систему, що свідчить про детальне знання залізничної інфраструктури. Результатом стала повна зупинка далекого та регіонального залізничного сполучення на значній території північної Німеччини приблизно на три години, оскільки зв'язок між поїздами та центрами управління був порушений. Хоча пізніше розслідування розглядало можливість випадкової крадіжки мідних проводів, інцидент продемонстрував надзвичайну вразливість центральної системи зв'язку.

Ще одним прикладом є підпал кабель-каналу між Дюссельдорфом і Дуйсбургом. Зловмисники встановили детонатор у кабельному тунелі, паралізувавши таким чином одне з найважливіших залізничних сполучень Німеччини, що сполучає північ і південь. Ремонтні роботи були затримані, оскільки під час робіт було виявлено додаткові пошкоджені кабелі. Інцидент, за який взяла на себе відповідальність лівоекстремістська група, призвів до масового скасування поїздів та затримок як у далекому, так і в місцевому сполученні.

Ці події викликали жваву дискусію щодо недостатнього захисту критичної інфраструктури в Німеччині. Вони чітко показали, що існуючі концепції безпеки не розраховані на те, щоб протистояти таким цілеспрямованим, витонченим атакам. У відповідь федеральний уряд та Deutsche Bahn розробили пакет із 63 пунктів заходів для покращення захисту залізничних споруд. Інциденти виявили необхідність переоцінки стійкості системи та впровадження комплексної архітектури безпеки.

Чим відрізняється контроль доступу до критично важливих об'єктів на залізниці від контролю доступу на загальнодоступній мережі автомобільних доріг?

Концепції контролю доступу для залізниці та автомобільного транспорту принципово відрізняються. Залізнична система спроектована як замкнена система, де критичні зони підлягають суворим обмеженням доступу. Вхід на територію колії, як правило, заборонений і дозволений лише уповноваженому персоналу, який виконує певні завдання після попереднього інструктажу. Застосовуються детальні правила безпеки, такі як носіння одягу високої видимості та дотримання попереджувальних сигналів, головним чином для безпеки праці. Доступ до особливо чутливих зон, таких як сигнальні будки, також суворо регламентується. DB Sicherheit GmbH відповідає за фізичну безпеку станцій, колійних систем та ремонтних депо, наймаючи для цієї мети охоронців. Сучасним інструментом контролю доступу є електронний сертифікат компетентності (ElBa) – мобільний додаток, який цифровим способом перевіряє кваліфікацію персоналу на будівельних майданчиках, тим самим підвищуючи безпеку та ускладнюючи шахрайство.

Незважаючи на ці комплексні правила, існує «ілюзія контролю». Минулі акти саботажу показали, що ці протоколи можна обійти на практиці, оскільки вони призначені радше для управління регулярними операціями та захисту співробітників, ніж для захисту від рішучих зовнішніх зловмисників. Величезний розмір мережі, що перевищує 38 000 кілометрів, унеможливлює безперервне фізичне спостереження. Атаки в жовтні 2022 року сталися на віддалених, незахищених ділянках колії, де масивні бетонні покриття кабель-каналів не становили нездоланної перешкоди.

З іншого боку, дорожня мережа спроектована як громадський простір і тому, в принципі, є вільно доступною для всіх. Системи фізичного контролю доступу, такі як боларди або шлагбауми, використовуються лише дуже вибірково для забезпечення безпеки певних зон, таких як пішохідні зони або зони зі спокоєм руху транспорту. Комплексний контроль доступу до дорожньої мережі не є ні можливим, ні планом.

Обидва види транспорту підпадають під дію законодавства про критичну інфраструктуру (KRITIS), яке зобов'язує операторів впроваджувати мінімальні стандарти безпеки. Однак ці правила в першу чергу спрямовані на операторів об'єктів та їхню ІТ-безпеку і не можуть заперечувати фундаментальну відкритість дорожньої мережі або географічну протяжність залізничної мережі.

Подвійна експерт з використання логістики - Зображення: xpert.digital

В даний час глобальна економіка переживає фундаментальну зміну, зламану епоху, яка хитає наріжними каменями глобальної логістики. Епоха гіперглобалізації, яка характеризувалася непохитним прагненням до максимальної ефективності та принципу «справедливого вчасно», поступається місцем новій реальності. Це характеризується глибокими структурними перервами, геополітичними зрушеннями та прогресивною економічною політичною фрагментацією. Планування міжнародних ринків та ланцюгів поставок, які колись вважалися, звичайно, розчиняються і замінюються фазою зростаючої невизначеності.

Підходить для цього:

• Стратегічна стійкість у фрагментованому світі завдяки інтелектуальній інфраструктурі та автоматизації - Профіль вимог експерта з логістики подвійного використання

Спостереження та профілактика: порівняння технологій та персоналу

Які технології моніторингу використовуються для забезпечення безпеки залізничного та автомобільного транспорту, і наскільки вони ефективні?

Стратегії моніторингу для залізничного та автомобільного транспорту адаптовані до відповідних системних вимог і є технологічно різноманітними. У залізничному транспорті моніторинг є багаторівневим і служить як безпеці експлуатації, так і запобіганню небезпекам. Операційний контроль включає традиційні системи, такі як сигнали, колійні магніти (PZB) та автоматична система керування поїздами (LZB), які контролюють поїзди та можуть автоматично гальмувати в надзвичайних ситуаціях. Все частіше вздовж колій та на мостах встановлюються інноваційні технології, такі як розподілені волоконно-оптичні датчики (DFOS), для виявлення деформацій, вібрацій або тріщин у режимі реального часу. Для боротьби зі злочинністю та розслідування інцидентів здійснюються величезні інвестиції в системи відеоспостереження на залізничних станціях та в поїздах; до кінця 2024 року кожна велика залізнична станція в Німеччині буде оснащена сучасними відеотехнологіями. Крім того, для огляду важкодоступних ділянок колії використовуються дрони, деякі з тепловізорами. Майбутні поїзди також будуть оснащені комплексною системою датчиків з камер, лідарів та радарів для сприйняття навколишнього середовища, що є необхідною умовою для автоматизованого водіння.

Моніторинг дорожнього руху в першу чергу зосереджений на оптимізації потоку транспорту та забезпеченні дотримання правил дорожнього руху. Системи управління дорожнім рухом (TMS) використовують датчики, такі як індукційні петлі, інфрачервоні датчики або відеокамери, для збору даних про дорожній рух та динамічного впровадження обмежень швидкості, попереджень або рекомендацій щодо об'їзду на основі цих даних. Інтелектуальні системи обробки зображень використовуються для автоматичного розпізнавання номерних знаків для контролю за сплатою дорожньої плати та швидкістю. Однак систематичний моніторинг розгалуженої дорожньої мережі на предмет актів саботажу не здійснюється.

Ефективність цих технологій вимагає ретельної оцінки. Відеоспостереження на залізничних станціях та в поїздах може помітно сприяти розкриттю злочинів та підвищувати суб'єктивне відчуття безпеки пасажирів. Однак його превентивний ефект проти запланованих актів саботажу у віддалених місцях обмежений, оскільки злочинці можуть уникати таких контрольованих зон. Датчики інфраструктури, такі як DFOS, можуть виявляти пошкодження та повідомляти про них на ранній стадії, але не можуть запобігти фактичному акту саботажу.

Яку роль відіграє персонал – від машиністів поїздів до служб безпеки – у забезпеченні безпеки, і чим відрізняються протоколи між залізничним та автомобільним транспортом?

Персонал відіграє вирішальну, хоча й по-різному структуровану, роль в обох системах. На залізничному транспорті безпека характеризується системою спільних, але чітко визначених обов'язків. Машиністи поїздів проходять суворі психологічні та фізичні тести на здатність, а також комплексне навчання, включаючи регулярні заняття на симуляторах для реагування на несправності та надзвичайні ситуації. Під час роботи вони постійно контактують з центрами управління та контролюються технічними системами, такими як вимикач смерті пасажира (DSS), який має активуватися кожні 30 секунд. Персонал поїзда, що складається з кондукторів та команд безпеки DB, навчений забезпечувати безпеку пасажирів, дотримуватися правил внутрішнього розпорядку та деескалації конфліктів. Присутність персоналу безпеки на станціях та в поїздах постійно розширюється як ключовий захід для підвищення як об'єктивної, так і суб'єктивної безпеки.

Однак у дорожньому русі відповідальність лежить майже виключно на окремому водієві. Хоча професійні водії вантажівок та автобусів повинні дотримуватися законодавчих норм, таких як час водіння та відпочинку, а також проводити регулярні перевірки транспортних засобів, не існує центрального органу, який би контролював кожну поїздку в режимі реального часу. Сучасні транспортні засоби оснащені різноманітними системами допомоги водієві, такими як асистенти екстреного гальмування, асистенти утримання смуги руху та адаптивний круїз-контроль, що значно підвищує безпеку, але остаточний контроль та відповідальність залишаються за водієм. Водії автобусів підпорядковуються додатковим протоколам для забезпечення безпеки пасажирів, таким як обов'язкове використання ременів безпеки та правила поведінки на борту. Таким чином, фундаментальна відмінність полягає в архітектурі системи: залізниця спирається на резервну людино-машинну систему з централізованим моніторингом, тоді як автомобільний транспорт спирається на децентралізовану відповідальність окремої особи, що підтримується технологіями транспортних засобів.

Як враховується кібербезпека у все більш цифрових системах контролю та управління обома видами транспорту?

Поточна цифровізація залізничного транспорту створює значні проблеми кібербезпеки для обох видів транспорту. Хоча впровадження таких технологій, як Європейська система керування поїздами (ETCS) та цифрові системи централізації (DSTW), призводить до підвищення ефективності та пропускної здатності в залізничному секторі, воно також відкриває нові вектори атак. Досі критичні системи сигналізації та безпеки (LST) були відносно добре захищені, оскільки вони базувалися на власних, ізольованих («повітряних») та часто застарілих технологіях, до яких зовнішнім зловмисникам було важко отримати доступ. Тому попередні кібератаки на залізниці були здебільшого спрямовані на менш критичні «функції зручності», такі як веб-сайти, системи інформації для пасажирів або платіжні системи. З переходом на стандартизовані мережі на основі IP (наприклад, для FRMCS/5G) для підвищення сумісності та продуктивності ця різниця стає менш чіткою. Ці стандартні технології добре задокументовані та вразливі до відомих інструментів злому, що знижує бар'єр входу для зловмисників. У відповідь на це такі компанії, як Siemens Mobility, розробляють комплексні рішення з кібербезпеки для всього життєвого циклу залізничних транспортних засобів, а дослідницькі проекти, такі як HASELNUSS, працюють над апаратними платформами безпеки спеціально для залізничного сектору. Тим не менш, експерти все ще вважають загальний рівень зрілості залізничного сектору в галузі кібербезпеки недостатнім.

У сфері дорожнього руху інтелектуальні транспортні системи (ІТС), зокрема системи управління дорожнім рухом (СУДР), є потенційною мішенню для кібератак. Компрометація цих систем може призвести до маніпулювання відображенням швидкості, хибних попереджень або навмисно створених заторів. Національна стратегія кібербезпеки Німеччини, разом з європейськими директивами, такими як Директива NIS-2 та Директива ITS, встановлює правову базу, яка зобов'язує операторів критичної транспортної інфраструктури впроваджувати вищі стандарти безпеки. Однак деякі технічні правила та алгоритми, що використовуються в існуючих СУДР, вважаються застарілими та не є сучасними, що створює додатковий ризик. Таким чином, обидві системи стикаються з дилемою, що модернізація та цифровізація, необхідні для майбутнього, по суті створюють нові та складні ризики безпеки, які необхідно вирішувати проактивно.

Хаб для безпеки та оборони - Зображення: xpert.digital

Центр безпеки та оборони пропонує обґрунтовані поради та поточну інформацію з метою ефективного підтримки компаній та організацій у зміцненні їх ролі в європейській політиці безпеки та оборони. У тісному зв’язку з робочою групою МСП Connect він просуває невеликі та середні компанії (МСП), зокрема, які хочуть додатково розширити свою інноваційну силу та конкурентоспроможність у галузі оборони. Як центральна контактна точка, центр створює рішучий міст між МСП та європейською стратегією оборони.

Підходить для цього:

• Захист робочої групи МСП - зміцнення МСП в європейській обороні

Стійкість та відновлення після зриву

Як експерти оцінюють теорію про те, що залізничні колії можна відремонтувати швидше після нападу, ніж дороги?

Твердження, що залізничну інфраструктуру загалом можна ремонтувати швидше, слід розглядати диференційовано, оскільки час ремонту вирішально залежить від типу та ступеня пошкодження.

Пошкодження експлуатаційної інфраструктури залізниці, такої як кабельні траси, що часто уражаються внаслідок актів саботажу, потребують високоспеціалізованого ремонту. Техніки повинні повністю замінити пошкоджені кабелі, які можуть простягатися на десятки метрів, а потім провести ретельні випробування та вимірювання, перш ніж лінію можна буде безпечно знову відкрити. Як показали інциденти в Дюссельдорфі та північній Німеччині, цей ремонт може тривати від кількох годин до кількох днів. Deutsche Bahn має цілодобову аварійну службу DB Bahnbau Gruppe, яка спеціалізується на таких інцидентах і здатна швидко реагувати по всій країні. Порівняно з великими проектами дорожньо-будівельного будівництва, ремонт колій, стрілок або сигналів часто може бути виконаний швидше, оскільки компоненти стандартизовані, а процеси добре налагоджені.

Зовсім інша ситуація з дорожньою інфраструктурою, особливо коли йдеться про пошкодження великих інженерних споруд. У той час як просту вибоїну або пошкоджене дорожнє покриття можна відремонтувати відносно швидко, ремонт або відновлення пошкодженого чи зруйнованого мосту є надзвичайно складним, дорогим та тривалим завданням, яке може тривати місяцями або навіть роками. Це вимагає складних структурних розрахунків, тривалих процесів твердіння бетону та складної інтеграції будівельних робіт у потік руху. Регулярні структурні перевірки відповідно до DIN 1076 дійсно допомагають виявити пошкодження на ранній стадії, але вони не можуть скоротити тривалість ремонту після раптової руйнівної події.

На завершення можна сказати, що коли відбувається пошкодження «активної» інфраструктури (кабелів, колій, сигналів), залізнична система, як правило, відновлюється швидше. Однак у разі катастрофічного пошкодження ключових «інженерних споруд», таких як мости чи тунелі, обидві системи сильно та надовго постраждають.

Чим відрізняються концепції об'їздів та підтримки роботи під час перебоїв у роботі залізничної та автомобільної мережі?

Здатність компенсувати перебої в русі через об'їзди є однією з найважливіших відмінностей між залізничними та автомобільними мережами та ключовим аспектом їхньої відповідної стійкості.

Через особливості своєї конструкції залізнична мережа пропонує дуже обмежені можливості зміни маршруту. Вони безпосередньо залежать від щільності мережі та наявності стрілок і паралельних колій. Десятиліття демонтажу призвели до низької резервованості в німецькій мережі, особливо порівняно зі Швейцарією чи Австрією. Тому, коли головна лінія закрита, поїзди часто доводиться перенаправляти на великі відстані, що призводить до значних затримок та обмежень пропускної здатності на альтернативних маршрутах. Як варіант, вони можуть передчасно зупинятися на станції, звідки організовується заміна автобусного сполучення. Високе завантаження мережі посилює цю проблему, оскільки майже немає вільних потужностей для перенаправленого руху. Deutsche Bahn інформує пасажирів через цифрові канали, такі як додаток DB Navigator та свій веб-сайт, при цьому інформація часто оновлюється в стислі терміни через динамічний характер ситуації.

Натомість дорожня мережа має високий ступінь природної резервування. Її взаємопов'язана структура означає, що якщо головна транспортна артерія, така як автомагістраль, закрита, зазвичай доступна безліч альтернативних маршрутів через федеральні, штатні та окружні дороги. Сучасні центри управління дорожнім рухом активно використовують цю гнучкість. За допомогою систем управління дорожнім рухом, зокрема динамічних систем орієнтування з інтегрованою інформацією про затори (dWiSta), рух стратегічно та широко перенаправляється на менш перевантажені альтернативні маршрути, щоб уникнути або мінімізувати затори. Ця концепція активного управління мережею робить дорожню систему за своєю суттю більш стійкою до локальних збоїв. Залізнична інфраструктура з оптимізованою ефективністю, але розрідженою, для порівняння, є крихкою системою, в якій локальні збої можуть швидко призвести до каскадних наслідків для всієї мережі.

Які загальні стратегії застосовує Німеччина для посилення стійкості своєї критично важливої ​​транспортної інфраструктури?

З огляду на виявлені вразливості, Німеччина розпочала впровадження комплексних стратегій для посилення стійкості своєї критичної інфраструктури. У липні 2022 року Федеральний уряд прийняв «Німецьку стратегію посилення стійкості до стихійних лих». Ця стратегія застосовує комплексний підхід, що враховує всі ризики, починаючи від стихійних лих і закінчуючи тероризмом і саботажем, і визначає стійкість як національне та суспільне завдання, що вимагає тісної співпраці між федеральним урядом, землями, муніципалітетами, приватним сектором та громадянським суспільством.

Ключовим законодавчим інструментом для реалізації цієї стратегії є загальний закон KRITIS. Він вперше встановлює єдині федеральні мінімальні стандарти фізичного захисту та стійкості операторів критичної інфраструктури та зобов'язує їх вживати відповідних заходів і повідомляти про інциденти безпеки відповідним федеральним органам.

Для покращення координації на урядовому рівні було створено «Спільний координаційний штаб з питань критичної інфраструктури» (GEKKIS). Цей орган призначений для створення міжвідомчих звітів про ситуацію, виявлення проблем та дій як команда з управління кризовими ситуаціями у разі гострих інцидентів.

Зокрема, для транспортного сектору після актів саботажу було ініційовано конкретні заходи. Федеральний уряд та Deutsche Bahn розробили спільний пакет для покращення захисту залізничної інфраструктури. Це включає збільшення використання відео- та сенсорних технологій у критичних точках, посилену присутність співробітників служби безпеки Федеральної поліції та DB Security, а також цілеспрямоване розширення особливо важливих кабельних з'єднань для зменшення кількості окремих точок відмови. Паралельно зміцнюється кібербезпека шляхом впровадження Європейської директиви NIS-2, яка зобов'язує більше компаній дотримуватися вищих стандартів ІТ-безпеки.

Синтез та подальші переваги залізничного транспорту

Які ще переваги, окрім простого захисту від саботажу, пропонує залізничний транспорт, що мають значення для ширшої суспільної оцінки?

Окрім дискусій щодо безпеки у разі саботажу, залізничний транспорт пропонує низку фундаментальних переваг, які мають вирішальне значення для комплексної суспільної оцінки видів транспорту. Перш за все, це захист навколишнього середовища та клімату. Залізничний транспорт значно екологічніший, ніж автомобільний. Кожна тонна вантажу, перевезена залізницею замість автомобільного, призводить до зменшення викидів CO2 на 80-100 відсотків. Враховуючи, що транспортний сектор є єдиним сектором у ЄС, який не зміг скоротити свої викиди з 1995 року, переведення перевезень на залізницю є ключовим важелем захисту клімату.

Ще однією значною перевагою є чудова ефективність використання простору. Одна залізнична колія може перевезти в багато разів більше людей або товарів, ніж смуга руху автомагістралі тієї ж ширини. Зокрема, залізницею можна перевезти до 30 разів більше людей на годину, ніж автомобілем, по колії шириною 3,5 метра, що різко зменшує використання землі в густонаселених регіонах.

З економічної точки зору, також необхідний більш нюансований аналіз. Хоча вантажні перевезення на короткі відстані часто сприймаються як більш гнучкі та економічно ефективні, дорожній рух спричиняє величезні зовнішні витрати через аварії, затори, шум та забруднення. Ці витрати несуть не повністю відповідальні особи, а широка громадськість. Залізничний транспорт, навпаки, має значно позитивний загальний баланс.

Зрештою, аспект безпеки під час нормальної експлуатації, про який уже згадувалося на початку, є неоціненною перевагою. Значно менша ймовірність загибелі або отримання серйозних травм у ДТП порівняно з автомобілем щороку рятує життя та запобігає людським стражданням, а також високим подальшим витратам для системи охорони здоров’я.

Логістика оборони у воєнний час: стратегічна перевага захисника

Важливість швидкого авангарду

У бойових діях швидкий авангард відіграє вирішальну стратегічну роль. Ці початкові підрозділи повинні бути готові до розгортання на східному фланзі протягом 48-72 годин для встановлення початкових оборонних ліній. НАТО вже впровадило це розуміння у своїй Посиленій передовій присутності (EFP), яка передбачає постійне розгортання багатонаціональних бойових груп на східному фланзі.

45-та танкова бригада в Литві є прикладом цієї функції авангарду: оснащені найсучаснішими машинами, такими як основний бойовий танк Leopard 2A8 та бойова машина піхоти Puma S1, німецькі збройні сили забезпечують початкове постачання оборонних матеріалів на східний фланг. Ця здатність швидкого реагування підтримується попередньо розміщеним обладнанням та боєприпасами, що економить критично важливий час на створення оборонних ліній.

Швидке будівництво оборонних ліній

Успіх оборони значною мірою залежить від швидкого будівництва міцних оборонних ліній. Країни Балтії вже розпочали встановлення мобільних танкових загороджень та укріплених оборонних споруд вздовж своїх кордонів з Калінінградом та Білоруссю. Ці заходи відповідають принципу «глибинно ешелонованої оборони» — багатошарової оборонної стратегії, яка створює різні перешкоди та рівні захисту.

Час є критичним фактором: хоча захисник може підготуватися та зміцнити свої позиції, нападник повинен діяти під тиском часу та без знання місцевості. Захисник використовує цей час для:

• Будівництво бар'єрів та перешкод
• Підготовка бойових позицій
• Будівництво складів боєприпасів та постачання
• Встановлення безпечних ліній зв'язку

Встановлення та розширення безпечного постачання

Після початкового етапу оборони основна увага зосереджується на створенні стійкої та безпечної системи постачання. Командування логістики Бундесверу, яке налічує 18 000 осіб, спеціально створене для виконання цього завдання. Оборонна логістика має кілька важливих переваг:

Створена інфраструктура

Захисник може використовувати існуючі транспортні маршрути, склади, депо та мережі зв'язку. Німеччина, як центр логістики НАТО, має густу мережу з 80 логістичних пунктів.

Захищені лінії постачання

У межах своєї території логістика працює у відносно безпечному середовищі, захищена власними силами передової оборони. Це дозволяє:

• Безперервне постачання матеріалів без постійної загрози
• Використання цивільних транспортних потужностей та інфраструктури
• Надлишкові маршрути постачання через відомі альтернативні маршрути

Децентралізована логістична мережа

Сучасна військова логістика спирається на розподілені, невеликі пункти постачання замість великих, вразливих складів. Ця «логістична мережа» з багатьма вузлами значно підвищує стійкість.

Виклики для нападника

Натомість, зловмисник стикається з величезними логістичними труднощами:

Відсутність інфраструктури

Атакуючий має діяти на ворожій території, де немає ні безпечних транспортних шляхів, ні захищених складських приміщень. Кожен міст, кожна дорога можуть бути заміновані або зруйновані.

Вразливі лінії постачання

Лінії постачання нападника постійно атакуються – артилерією, безпілотниками, спецпідрозділами чи партизанами. Досвід України показує, наскільки вразливими є довгі лінії постачання.

Тиск часу та споживання ресурсів

Атакуючий перебуває під значним тиском часу, оскільки кожен день без прогресу виснажує його ресурси та дає захиснику час на підкріплення. Як правило, атакуючому потрібна потрійна перевага для успіху.

Стратегічна перевага оборони батьківщини

Військова теорія, особливо Клаузевіц, наголошує на невід'ємних перевагах захисника:

• Знайомство з місцевістю: знання місцевості забезпечує оптимальне позиціонування та свободу пересування
• Підготовлені позиції: час для встановлення укріплень та перешкод
• Внутрішні лінії: коротші маршрути для підкріплення та постачання
• Підтримка населення: доступ до місцевих ресурсів та інформації

Сучасна оборонна логістика підсилює ці традиційні переваги завдяки:

• Цифрові мережі та інформація в режимі реального часу
• Прогнозне обслуговування та прогнозування попиту на основі штучного інтелекту
• Інтеграція цивільних та військових логістичних можливостей

Який висновок можна зробити з порівняння безпеки залізничного та автомобільного сполучення в контексті саботажу та нападів?

Логістика оборони має вирішальні системні переваги над логістикою наступу. У той час як захисник діє в безпечному, знайомому середовищі з усталеною інфраструктурою, нападник повинен справлятися з усіма логістичними викликами під ворожим тиском і без місцевої підтримки. Сучасна стратегія НАТО з її посиленою передовою присутністю та зосередженням на можливостях швидкого реагування оптимально використовує ці переваги. Німеччина, як логістичний центр НАТО, демонструє, як добре спланована оборонна логістика сприяє стримуванню та може мати вирішальне значення в кризовій ситуації.

Остаточна оцінка безпеки залізничних та автомобільних перевезень від саботажу виявляє складну та неоднозначну картину без чіткого переможця. Обидві системи демонструють специфічні, структурно притаманні сильні та слабкі сторони.

Залізниця виграє від своєї централізованої та контрольованої природи, що дозволяє здійснювати цілеспрямований та технологічно просунутий моніторинг. Її висока безпека під час нормальної експлуатації безперечна, і це також стосується випадків атаки, як описано вище. Однак централізація також створює критичні вузли та «окремі точки відмови», особливо в мережі зв’язку та управління. Це робить систему вразливою до цілеспрямованих актів саботажу, які за відносно невеликих зусиль можуть спричинити широкомасштабні каскадні збої по всій мережі. Десятиліття політичного та фінансового нехтування посилили цю системну вразливість через скорочення резервів та значне відставання в необхідних модернізаціях. Однак проблему можна вирішити відносно швидко.

Завдяки своїй децентралізованій, сітчастій та відкритій мережевій структурі, дорога за своєю суттю є більш стійкою до локальних збоїв. Одинична атака, навіть на таку критичну споруду, як міст, рідко призводить до масового обвалу, оскільки рух транспорту може бути перенаправлений на численні альтернативні маршрути. Водночас така відкритість унеможливлює комплексне спостереження та в повсякденному житті призводить до набагато більшої кількості аварій та жертв через безліч окремих, схильних до помилок учасників.

Швидшої ремонтопридатності залізниці можна досягти за допомогою відповідних заходів модернізації навколишньої інфраструктури. Це стосується пошкодження існуючої інфраструктури, такої як кабелі чи колії, де стандартизовані процеси дозволяють проводити відносно швидкий ремонт. Однак у разі руйнування великих споруд, таких як мости чи тунелі (масштабний напад противника без захисту або зі слабким захистом), обидва види транспорту зазнають серйозних порушень на дуже тривалий час, і це також впливає на дороги в однаковій мірі.

Тому захист залізниці від саботажу вирішально залежить від майбутніх стратегічних інвестицій. Вони повинні виходити за рамки простого встановлення камер і датчиків і зосереджуватися, перш за все, на зміцненні стійкості мережі. Це означає цілеспрямоване розширення резервування за рахунок багатоколійних ліній, додаткових стрілок та альтернативних кабельних маршрутів, а також фізичне та цифрове посилення критично важливих компонентів інфраструктури. Нещодавні дебати щодо політики безпеки та заходи, ініційовані федеральним урядом і залізницею, свідчать про початковий зсув у мисленні. Однак перетворення існуючої, орієнтованої на ефективність, але крихкої системи на справді стійку мережу залишається величезним, дорогим і довгостроковим завданням.

Маркус Беккер

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

Керівник розвитку бізнесу

Голова Робоча група оборони МСП

LinkedIn

Konrad Wolfenstein

Я радий допомогти вам як особистого консультанта.

зв’язатися зі мною під Вольфенштейном ∂ xpert.digital

зателефонуйте мені під +49 89 674 804 (Мюнхен)

LinkedIn