Tachografy samochodowe — od analogu do cyfry

Dłuższą ciszę w blogowaniu przerywam wpisem o tematyce daleko wykraczającej poza "rdzeń" dobrychprogramów - dziś będzie o ciężkich maszynach, ale też o sprzęcie elektronicznym, oprogramowaniu i ludzkim zamiłowaniu do omijania wszystkich zabezpieczeń.

"Bohaterem" wpisu jest samochodowy tachograf. Piszę "samochodowy", ponieważ urządzenia te występują również gdzie indziej, np. na kolei.

W swojej najprostszej formie jest to urządzenie pomiarowe rejestrujące prędkość pojazdu osadzoną w czasie. W swoich bardziej rozbudowanych formach rejestruje on jednak również szereg innych czynności zapisując je w formie ich przebiegu czasowego. W Europie tachografy wykorzystuje się m.in. w samochodach ciężarowych o dopuszczalnej masie całkowitej przekraczającej 3,5 tony oraz w autobusach. Służą one do ewidencjonowania czasu pracy kierowcy - elementu, który jest ściśle regulowany na poziomie międzynarodowym, chociażby przez Rozporządzenia Parlamentu Euroopejskiego i Rady Europy, a także AETR. Kierowca i przedsiębiorca, który go zatrudnia jest obowiązany przestrzegać tych przepisów, w szczególności pod względem maksymalnych czasów prowadzenia pojazdów i minimalnych okresów odpoczynku. Przepisy te są bardzo skomplikowane, czasem bardzo nielogiczne, jednak nie o tym chcę pisać. Chcę natomiast przedstawić jak się kształtowało używanie tachografów, jak z technicznym rozwojem ich zabezpieczeń rozwinęły się sposoby na ich omijanie, a także, jak przedstawia się przyszłość tachografów w świetle rozwoju nowych technologii.

Historia tachografów w 30 sekund

Nie ma w Europie jakiegoś wspólnego początku występowania tachografów. Poszczególne kraje raczej pojedynczo wprowadzały obowiązek ewidencji czasu pracy za pomocą tych - drastycznie prymitywnych wówczas - urządzeń. W kraju natomiast, w okresie PRL‑u były plany wprowadzenia takiego obowiązku. Ostatecznie konieczność używania tachografów wprowadzono w Polsce dopiero w 1992 roku i trwa on do teraz, w międzyczasie przechodząc zmiany, z czego największą było przejście z tachografów analogowych na cyfrowe.

Zmiana ta nastąpiła w 2006 roku, a polegała na tym, że wszystkie pojazdy rejestrowane po terminie granicznym miały być wyposażone w tachograf cyfrowy (ciekawostka: stare ciężarówki były wówczas droższe niż nowe). Co się więc zmieniło?

Tachograf analogowy był prostym urządzeniem, umieszczonym za zegarem prędkościomierza i wyposażonym w rysik, który rysował na papierowej tarczce aktualną prędkość pojazdu, a w trakcie postoju pojazdu zaznaczał czy dany okres jest czasem odpoczynku kierowcy, innej pracy lub dyżuru. Prędkość była liczona za pomocą czujnika w skrzyni biegów - impulsatora. Mierzył on ilość obrotów wału w danej jednostce czasu i na tej podstawie wyliczał prędkość.

Źródło danych dla tachografów cyfrowych nie zmieniło się - był to impulsator w skrzyni biegów. Zmienił się natomiast diametralnie sposób zapisywania i przechowywania danych - od tej pory informacje na temat czasu pracy i odpoczynku były rejestrowane w formie cyfrowej, na karcie chipowej przydzielonej indywidualnie do kierowcy. Wprowadziło to konkretne implikacje - z jednej strony w kwestii wygody - kierowca musi przechowywać wykresówki z ostatnich 28 dni, każda wykresówka obejmuje jedną dobę, a karta chipowa pomieści znacznie więcej danych. Z drugiej strony pojawia się jednak kwestia samej formy zapisu - szyfrowany zapis elektroniczny trudniej podrobić w przypadku kontroli - wykresówkę można schować, wyrzucić, zjeść, lub jeździć bez niej. Zdarzały się też przypadki ręcznego rysowania po wykresówkach.

Zarówno sam fakt przejścia z tachografów analogowych na cyfrowe, jak i proces późniejszego doskonalenia tachografów cyfrowych wynikał nie z samego postępu technologicznego, tylko z konieczności ograniczenia ingerencji w zapisy tachografu i manipulacje czasem pracy.

W ramach ciekawostki odbiegającej nieco od tematu: w USA nie ma obowiązku używania tachografów, czas pracy ewidencjonuje się ręcznie w zeszytach, jednak trwa tam ostra batalia i prawdopodobnie w ciągu najbliższych lat tachografy w amerykańskich ciężarówkach się znajdą.

Papier i nośnik elektroniczny

Zbierając informacje o czynnościach kierowcy papier wykazywał się raczej ograniczoną pamięcią - mógł zapisać na obrotowej tarczy jedynie 24 godziny aktywności. Nośnik elektroniczny w postaci karty może natomiast zgromadzić znacznie więcej danych - polskie karty produkowane przez Polską Wytwórnię Papierów Wartościowych "pomieszczą" około rok jazdy, choć prawo obliguje bezwzględnie do zgrywania danych maksymalnie co 28 dni. W kwestii zarządzania danymi stosuje się tutaj mechanizm nadpisywania danych najstarszych przez najnowsze. Jeżdżąc w podwójnej obsadzie tachograf ma miejsce na karty dwóch kierowców, natomiast oprócz samych prowadzących pojazd swoje karty mają również przedsiębiorstwo (karta przedsiębiorstwa) oraz technicy zajmujący się serwisowaniem tachografów (karta warsztatowa). Istnieje również koncepcja "włączenia" karty kierowcy do dokumentu prawa jazdy - mają one te same wymiary, więc wystarczyłoby zamieścić w nim chip, a kierowcy wystarczyłby wówczas jeden dokument. PWPW jednak pewnie by zbiedniało (koszt karty to około 170 złotych, trzeba ją wymieniać tak jak prawo jazdy, co 5 lat).

Wracając do kart, kontrola zamiast "czytania" wykresówek polega na odczycie danych z karty kierowcy poprzez czytnik. Dane są konwertowane do "zgrabnej" dla organu kontrolującego formy i umożliwiają wygodne podliczenie czy wszystko się zgadza - mają one postać pliku o rozszerzeniu najczęściej *.DDD, jednak są również inne formaty zapisu. Sam plik jest zabezpieczony kluczem RSA. Danych nie można odczytać inaczej, niż za pomocą specjalistycznego oprogramowania.

Oczywiście sam tachograf również posiada swoją pamięć wewnętrzną, a dane z niego można sczytywać poprzez podłączenie do komputera poprzez RS‑232 i różne inne, dziwne interfejsy, takie jak K‑Line.

Kalibracja tachografu

Każda firma używająca tachografów ma obowiązek ich kalibracji. Proces ten może być wykonany tylko przez specjalistyczne warsztaty i polega na skonfigurowaniu tachografu pod dany pojazd. Należy bowiem m.in. wprowadzić do tachografu VIN pojazdu, wielkość opon, ustawienia ogranicznika prędkości i kilka innych parametrów. Kalibrację tachografu trzeba przeprowadzać maksymalnie co dwa lata, lub gdy zachodzi taka konieczność, np. w razie zmiany rozmiaru opon. Niedokonanie obowiązkowej kalibracji tachografu oznacza oczywiście konsekwencje w trakcie kontroli - organy kontrolujące sprawdzają kiedy tachograf był ostatnio kalibrowany oraz czy zgadzają się parametry - np. rozmiar opon podany w tachografie, a faktyczny rozmiar opon pojazdu. Podczas kalibracji ustawia się również czas - kierowca często przejeżdża przez kilka stref czasowych, urządzenia działają więc na czasie uniwersalnym UTC.

Zmiany w obrębie tachografów cyfrowych

W ewolucji tachografów według mnie są dwa najważniejsze momenty. W pierwszej generacji tachografów cyfrowych, pomiar prędkości odbywał się na tej samej zasadzie, co w tachografach analogowych - poprzez impulsator KITAS 2 w skrzyni biegów. Tak samo było w tachografach wymaganych w pojazdach od 2011 roku - tu jednak zmiany przepisów wymusiły stosowanie w tachografach tzw. reguły jednej minuty. Reguła ta polegała na tym, że tachograf miał obowiązek rejestrować czynność, która przeważała w danej minucie.

Upraszczając: we wcześniejszych tachografach, kierowca jadąc przez 5 sekund w danej minucie, całą minutę miał zaliczoną do kategorii "jazda". Natomiast w nowych tachografach z regułą jednej minuty, w tym samym przypadku całą minutę miał zaliczoną do innej kategorii - w zależności od tego, co wybrał np. odpoczynek lub inna praca. Pozwala to na efektywniejsze zarządzanie czasem pracy i wykonywanie np. krótkich podjazdów w kolejce po załadunek. Podobnie jak w przypadku wymiany urządzeń analogowych na cyfrowe, pojazdy zarejestrowane po granicznej dacie 1 października 2011 roku musiał być wyposażony w taki tachograf. Nowe tachografy musiały spełniać również inne wymogi, takie jak np. informowanie kierowcy z 15‑minutowym wyprzedzeniem o końcu okresu jazdy. Możliwa była również aktualizacja oprogramowania starszego tachografu, jednak nie we wszystkich przypadkach.

Rok później (1 października 2012 roku) wprowadzono do nowo rejestrowanych pojazdów kolejne obligatoryjne zmiany w tachografach. Były one kluczowe dla osób "kombinujących" przy czasie pracy - wprowadzono bowiem nowy czujnik ruchu KITAS 2+ służący do mierzenia prędkości, a także pomiar prędkości z drugiego, niezależnego od dotychczasowego układu. W kwestii czujnika ruchu ulepszenia polegały głównie na stosowaniu obudowy z materiału uniemożliwiającego ingerencję w pomiar (poprzez chociażby przyłączenie magnesu, modyfikację czujnika). Drugi sygnał pomiarowy pochodził natomiast z innych układów pojazdu - najczęściej ABS/ASR. Dodatkowo wprowadzono monit błędu, który mógł pojawić się, kiedy tachograf wykrył anomalie magnetyczne mogące świadczyć o podłożeniu magnesu. W roku 2012 tachografy stały się więc jeszcze bardziej "sprzężone" z pojazdem i trudniej było oszukać ich pomiary. Co nie znaczy, że tego nie robiono.

Nowe zabezpieczenia, nowe sposoby na ich złamanie

Ulepszanie tachografów można w pewien sposób porównać do zabezpieczeń antypirackich gier i programów. Scenariusz wygląda tak samo: pojawia się zabezpieczenie, a wcześniej czy później pojawia się sposób na jego złamanie. Następnie cykl powtarza się. Z tą jednak różnicą, że o ile złamanie zabezpieczeń nowej i mocno średniej gry od Ubisoftu nie wpływa na bezpieczeństwo, tak kierowca 40‑tonowego zespołu pojazdów jadący od dwudziestu godzin, gdy tachograf "myśli", że kierowca sobie śpi jest czynem moralnie wątpliwym, a co ważniejsze, bardzo niebezpiecznym. Jak już wcześniej jednak wspomniałem - ja nie o tym.

Zarówno tachografy analogowe, jak i pierwsze wersje tachografów cyfrowych były bardzo podatne na manipulacje. Co prawda nowy format zapisu danych był teraz znacznie lepiej zabezpieczony, jednak ciągle bezbronny w kwestii manipulacji pozostawał sygnał wejściowy tachografu. Wystarczyło w prawidłowym miejscu przyłożyć odpowiedni magnes, aby tachograf zamiast zmiennego sygnału prędkości otrzymywał stały sygnał interpretowany jako postój pojazdu. Sposób ten przeszedł przeszedł już do miana legendy, choć niektórzy przypłacili go swoją wolnością.

Wraz z wprowadzeniem nowego czujnika oraz nowego źródła pomiaru prędkości należało się już wykazać nie tylko zdolnościami manualnymi, lecz także fachową wiedzą w dziedzinie mechaniki, konstrukcji pojazdu, elektroniki, a także inwencją twórczą. Tu stosowano już bardziej wymyślne metody, jak elektroniczne modyfikacje czujnika i głębokie ingerencje nie tylko w sam tachograf, ale i elektronikę samego pojazdu. Nie da się jednak ukryć, że mimo dalszych możliwości oszukania sygnału wejściowego tachografu, znacznie prostsze stało się wykrycie takich manipulacji. Specjalnie obudowany czujnik znacznie trudniej było zachować w stanie fizycznym sprzed modyfikacji. Mocne zintegrowanie z pojazdem (podłączenie do szyny CAN) i większa ilość danych pozwalała natomiast wysnuwać trafniejsze przypuszczenia, iż w danym przypadku mogła wystąpić ingerencja w zapis. Pojawiały się wówczas takie kwiatki jak natychmiastowe przyspieszenia od zera do kilkudziesięciu kilometrów na godzinę (takimi metodami nie dało się imitować "rozpędzenia" pojazdu), czy niemożliwe przebiegi pojazdu w krótkim okresie czasu. Dodatkowo nowsze tachografy częściej wykrywały anomalie pola magnetycznego wyświetlając wówczas odpowiedni błąd - jeżeli się wyświetlił, to znaczy że prawdopodobnie ktoś grzebał tam, gdzie nie powinien. Służby jednak łatwo się nie poddają - jeżeli stwierdzono uzasadnioną możliwość ingerencji w zapisy tachografu, potrafią oni rozebrać pojazd na milion części w poszukiwaniu "wyłącznika".

Przełączniki uruchamiające oszukiwanie tachografu często schowane były w zwykłych przełącznikach pojazdu (np. od świateł). W najbardziej wyszukanej wersji ktoś przewidział uruchamianie układu specjalną kombinacją pedałów pojazdu - kiedyś o takim sposobie informował komunikat Inspekcji Transportu Drogowego.

Oprogramowanie

Oprogramowanie do zarządzania zapisami z tachografów służy zarówno firmom transportowym, jak i organom kontrolującym. Istnieje wiele takich programów o różnym zastosowaniu i różnych możliwościach. Stosuje się tutaj licencje liczone zazwyczaj od ilości pojazdów (przykładowo polski program TachoSpeed kosztuje około 700zł w wersji na jeden samochód i prawie 6 tysięcy złotych na ponad 20 samochodów). Programy te pozwalają zarówno na analizę danych z nośników analogowych jak i cyfrowych, a w bardziej rozbudowanej wersji pozwalają również na zdalną kontrolę kierowców. Niejednokrotnie leży to w interesie firmy - za nieprzestrzeganie przepisów odpowiedzialność spoczywa tutaj niejednokrotnie zarówno na kierowcy jak i na firmie. Kierowca dostaje mandat, a firma - postępowanie administracyjne.

Tachografy (niedalekiej) przyszłości

Aktualnie trwają prace nad kolejnym załącznikiem do wspominanego wcześniej rozporządzenia, mające wprowadzić zupełnie nową jakość w kontrolowaniu i zbieraniu danych z tachografów. Dziś służby kontrolne w celu sprawdzenia kierowcy muszą w tym celu zatrzymać pojazd. W nowym porządku prawnym natomiast będą one miały możliwość wstępnego kontrolowania danych z tachografu zdalnie, bez zatrzymywania kierowcy. Ponadto nowe tachografy będą wyposażone w system GPS (Galileo?) kontrolujący pozycję pojazdu w momencie rozpoczęcia, zakończenia, a także co 3 godziny jazdy. Nie jest wiadome dokładnie jak będzie to zrealizowane od strony organizacyjnej i technicznej - mówi się o mikrofalach, łączności Bluetooth i Inteligentnych Systemów Transportowych. Mówi się również o zdalnym sprawdzaniu masy pojazdu, bez wjeżdżania na wagę. Pewne jest natomiast, że poziom kontroli znacząco wzrośnie i kombinatorstwo stanie się jeszcze trudniejsze, choć zapewne będzie kontynuowane - tym razem zapewne odbędą się próby podstawiania fałszywych współrzędnych GPS.

Równolegle do ulepszania tachografów, o śledzenie położenia samochodów ciężarowych - w nieco innym celu - stara się również polski rząd. Chodzi tutaj głównie o przewóz strategicznych dla budżetu (VAT) towarów takich jak alkohol, tytoń czy paliwo. Lokalizacja będzie tutaj działała w trybie ciągłym, co więcej w razie awarii urządzenia lokalizującego nie będzie można kontynuować jazdy do czasu usunięcia usterki. Dane mają być przekazywane do zewnętrznego systemu poprzez sieć komórkową. W razie niedostosowania się do tych wymogów kierowcy grożą kilkutysięczne kary.

Słowo na koniec

Nieustanne prace nad tachografami, sposobami kontroli i ewidencji czasu pracy kierowców idą ciągle w parze z nieustanną pracą nad tym, jak je obejść. Trudno o konkretne dane statystyczne, jednak z moich obserwacji wynika, że większość branży (a prawie cała "międzynarodówka") jeździ bez kombinowania, jednak zawsze znajdą się osoby, które będą chciały oszukać system, nie ważne jak zaawansowany i odporny na manipulacje będzie. Obok tego wszystkiego istnieje sobie akt prawny regulujący czas pracy, który jest nielogiczny, upierdliwy i cholernie skomplikowany, co nie pozostaje bez wpływu na ludzką inwencję twórczą.

Co jednak dalej? Prawdopodobnie w kolejnych latach możemy spodziewać się wprowadzenia jeszcze większego stopnia kontroli. Niewykluczone, że kiedyś doczekamy się centralnego systemu, do którego w czasie rzeczywistym będą trafiały dane ze wszystkich pojazdów ciężarowych - zarówno o czasie pracy kierowcy, jak i o ładunku i wszystkich możliwych do przesłania informacjach.