Numai în 2015, aproximativ 1,3 miliarde de utilizatori au folosit metroul din Londra pentru a călători în jurul orașului britanic. Și în fiecare zi cererea crește cu peste 90.000 de călătorii - suficienți oameni pentru a umple un stadion de fotbal - și se așteaptă să crească în continuare. Cum a reușit acest oraș să-și actualizeze acest mijloc de transport străvechi fără a-i afecta (prea mult) călătorii?
Transport for London (TfL), organizația responsabilă de transportul din capitala britanică, investește în îmbunătățirea capacității, inclusiv în tranziția la controlul trenurilor bazat pe comunicații (CBTC), o tehnologie avansată de semnalizare care permite creșterea frecvenței și vitezei servicii feroviare pe liniile existente.
TfL colaborează cu Thales pentru a instala semnalizarea CBTC în tot sistemul feroviar subteran: liniile District, Circle, Hammersmith & City și Metropolitan (respectiv, liniile verde, galben, roz și magenta de pe harta iconică a metroului). Acest set de linii este considerat a fi cel mai complex din lume și reprezintă 40% din rețea.
„Tehnologia pe care o instalăm este Thales SelTrac CBTC”, explică Andrew Hunter, director Thales pentru ingineria sistemelor pentru program. "Este un sistem dovedit, care a fost instalat pe mai mult de 70 de linii din întreaga lume, inclusiv liniile Jubilee și Northern ale metroului londonez".
Cum se schimbă semnalizarea pentru una mai inteligentă
Sistemul SelTrac CBTC evidențiază modul în care tehnologiile digitale îi ajută pe operatori să utilizeze mai bine rețelele existente. În cazul liniilor de metrou din Londra, introducerea semnalizării CBTC va fi esențială pentru creșterea capacității cu peste 30 la sută. O semnalizare mai bună duce, de asemenea, la timpi de călătorie mai buni, mai puține întârzieri și o fiabilitate mai mare. CBTC aduce capacitate și fiabilitate suplimentară în două moduri principale. În primul rând, reduce intervalul dintre trenuri, astfel încât mai multe trenuri pot circula pe orice secțiune a liniei. Acest lucru se realizează grație tehnologiei „bloc în mișcare”: fiecare tren din sistem își cunoaște locația și calculează continuu distanța de siguranță adecvată între trenul însuși și cel din față. Această flexibilitate face diferența dintre blocul mobil și semnalizarea convențională, în care separarea este guvernată de blocuri geografice fixe, indiferent dacă trenul circulă cu o viteză mai mare sau mai mică.
Al doilea mod în care CBTC crește capacitatea este prin funcționarea automată a trenului (ATO). Accelerarea și frânarea sunt controlate cu precizie de computer pe baza caracteristicilor unice ale fiecărei secțiuni de cale.
„Am obținut curbe ale limitelor maxime de viteză ale liniilor subterane”, spune Hunter. „Deoarece trenul este controlat de un computer în loc de o persoană, este posibil să se reproducă întotdeauna același profil de conducere optim pentru traseu.”
Monitorizarea îmbunătățită a traficului va face, de asemenea, o diferență. Cu sistemul actual de semnalizare, supravegherea este răspândită în 13 camere de control. Când noul sistem este pe deplin operațional, metroul din Londra va avea pentru prima dată o vedere asupra întregului sistem de linie subterană dintr-un singur centru de control. Este important să puteți vizualiza și controla totul dintr-un singur loc, deoarece cele patru linii sunt foarte dependente unele de altele și problemele care apar pe o linie pot afecta rapid celelalte.
Realizarea programului reprezintă câteva provocări unice. Pentru început, dimensiunea simplă a proiectului. Cele patru linii care vor fi semnalizate din nou au aproximativ 300 km de cale, iar două dintre linii (District și Metropolitan) merg la periferia Londrei și nu numai. Pe linia District, Upminster este cea mai estică stație a metroului din Londra, iar Amersham, ultima stație de pe linia Metropolitan, se află la 40 de mile (40 km) nord-vest de capitală și nu mai este Londra, ci Buckinhamshire.
Vârsta infrastructurii se adaugă provocării. Metropolitan este cea mai veche linie de metrou din lume, iar tunelurile dintre Paddington și Farringdon au fost deschise circulației în 1863. Semnalizarea existentă este și ea veche. De exemplu, stația Edgware Road continuă să monitorizeze peste 900 de trafic pe zi cu o masă de îmbătrânire a pârghiilor mecanice situată în cabina de semnalizare a stației, care are 90 de ani.
Complexitatea operațională a rețelei este o provocare în sine. Deși fiecare linie este operată separat, există multe locuri în care infrastructurile de cale și semnalizare sunt comune. Cele mai aglomerate zone ale acestei joncțiuni sunt în centrul Londrei. Două dintre cele mai aglomerate intersecții de metrou (Baker Street și Edgware Road) sunt comune pentru trei linii diferite fiecare.
Reînnoirea semnalizării 24 de ore
Modernizarea rețelei necesită nu numai cunoștințe și experiență tehnologice, ci și logistice. Prioritatea este să vă asigurați că noua semnalizare este instalată în condiții de siguranță, fără probleme și provocând cât mai puține perturbări pentru călători.
„Migrăm 14 secțiuni către noul sistem”, explică Hunter. „Pentru a simplifica logistica, începem în apropierea centrului de control Hammersmith”.
La fel ca în cazul oricărui proiect major de infrastructură, trebuie să jonglați pentru a oferi: „În trecut, ceea ce am făcut a fost aproape în weekend. Deși este foarte eficient, nu este corect sau popular în rândul utilizatorilor ”, spune el. "Unul dintre obiectivele acestui proiect este de a lucra mai mult în orele de inginerie (noaptea) și de a renunța la închideri cât mai mult posibil."
Timpul este esențial. În timp ce Londra doarme, echipele Thales au la dispoziție doar două ore pe noapte pentru a instala și testa echipamente noi înainte de a readuce totul la normal, gata pentru ora de vârf a dimineții.
Deoarece semnalizarea este esențială pentru siguranță, echipamentele nou instalate trebuie să fie supuse unor teste extinse înainte de a putea fi puse în funcțiune.
„Avem capacitatea de a alterna sistemul de semnalizare existent cu sistemul nostru SelTrac CBTC”, explică Hunter. "Realizăm teste amănunțite în timpul schimburilor de noapte, permițându-ne să avem încredere în trenuri și în funcționalitatea sistemului înainte de a trece în weekendul nostru de intrare în serviciu."
A avea doar patru ore din fiecare douăzeci și patru de muncă pe drum impune limitări evidente. Pentru a accelera livrarea, Thales a perfecționat o tehnică - numită monitorizarea performanței - care permite inginerilor să profite la maximum de ore din zi care ar fi pierdute în mod normal.
„Monitorizarea performanței este că toate noile noastre echipamente rămân pornite, dar trenurile nu sunt monitorizate. Acest lucru înseamnă că puteți obține toate înregistrările de date ale tuturor echipamentelor pe parcursul zilei și puteți identifica orice probleme care ar putea provoca o defecțiune care afectează serviciul ”, explică Hunter”. „Monitorizarea modului stealth funcționează non-stop și înseamnă că putem avea încredere că trenurile și infrastructurile de cale funcționează perfect. Dacă nu, avem înregistrările pentru a le analiza ”.
Thales a fost primul care a aplicat această abordare programului de renovare a semnalizării Liniei Nordice, un proiect care a fost finalizat cu succes în 2012 cu șase luni înainte de termen.
„Oferim reînnoirea semnelor aici non-stop”, spune Hunter. „Putem face mult mai multe teste (în timpul zilei și în fundal) fără a întrerupe serviciile pentru călători. Chiar dacă îl comparăm cu linia nordică, ceea ce facem aici este revoluționar ".
Rezolvarea problemelor față în față cu clientul ajută, de asemenea, să vă asigurați că totul funcționează fără probleme.
„Metroul din Londra și Thales lucrează mână în mână într-un birou comun pentru proiect”, spune Hunter. „Expresia pe care o folosim este„ o echipă ”și este extrem de eficientă. Dacă vreau să rezolv o problemă cu omologul meu, o putem întâlni și rezolva în zece minute care altfel ar fi devenit zile ".
Proiectarea inginerească a proiectului este deja foarte avansată, iar lucrările pe pistă sunt programate să înceapă în curând. Principalele beneficii ale programului vor fi livrate în 2022, când frecvența în perioadele cu cea mai mare cerere va fi de 32 de trenuri pe oră în centrul Londrei, ceea ce va însemna o creștere a capacității de transport a rețelei cu încă 36.000 de călătorii la fiecare 60 de minute .
Tehnologiile digitale transformă sectorul feroviar
La fel ca metroul londonez, căile ferate din Marea Britanie au depășit mult timp alte sectoare în domeniul tehnologiei, dar acum sunt din urmă. Inițiative precum schema feroviară digitală din Marea Britanie și programul Shift2Rail susținut de UE indică faptul că operatorii și furnizorii feroviari europeni sunt acum hotărâți să aducă sectorul în era digitală.
„Shift2Rail reprezintă o investiție în UE și industrie de aproape 1 miliard de euro pentru cercetare și inovare”, spune Ben Pritchard, director tehnic de tehnologie și inovație la Thales. "Thales a fost unul dintre fondatori și conduce unul dintre cele cinci programe de inovare."
Thales se concentrează pe conectivitatea dintre sistemele digitale: „Aceasta include planificarea itinerariului, informații despre călători, emiterea biletelor de călătorie și călătorii ușoare din ușă în ușă. De asemenea, jucăm un rol cheie în activitățile transversale care leagă zone precum infrastructura, materialul rulant și transportul de mărfuri ”, spune Pritchard.
Soluția este să … integreze totul
Provocarea constă în introducerea tehnologiei avansate într-un mediu care în mod tradițional nu exista: „Dacă cereți oamenilor să descrie un centru de control al traficului aerian, cei mai mulți dintre ei se vor gândi la oameni care stau în fața computerelor care lucrează din greu”, spune Pritchard. „Cu trenurile este diferit, ultimul lucru pe care ți-l imaginezi este tehnologia înaltă”.
Conectivitatea între sisteme este importantă, deoarece digitalizarea este mult mai mult decât sistemele independente. Unele dintre cele mai mari succese au venit din conexiuni noi - și uneori neașteptate - între diferite sisteme. Sistemele de consultanță pentru șoferi sunt un bun exemplu în acest sens. Aceste unități de cabină bazate pe GPS, asemănătoare navigatoarelor auto, ajută șoferii să păstreze timpul și să economisească energie. Cu toate acestea, sistemele actuale folosesc programări statice, deci sunt inutile atunci când există întreruperi.
„În Marea Britanie, proiectul GEO-DAS, finanțat de Future Railway și condus de FirstGroup, va oferi șoferilor de pe ruta Bristol-Cardiff actualizări în timp real ale planului actual de la administratorii de trafic”, explică Pritchard. Soluția funcționează în ambele direcții: pe lângă faptul că ascultă sistemul central în timp real, trenurile își pot raporta poziția exactă.
Unul dintre elementele cheie este sistemul de gestionare a traficului (TMS) ARAMIS al Thales, care este instalat în prezent în noile centre de operațiuni feroviare ale Network Rail din Cardiff și Romford. Proiectul GEO-DAS evidențiază modul în care informațiile centralizate în sistemele critice pot fi refolosite cu beneficii suplimentare.
Tehnologiile digitale, inclusiv analiza datelor și comunicațiile de la mașină la mașină, contribuie, de asemenea, la transformarea operațiunilor de metrou din Londra. Thales lucrează la un proiect de cercetare Personal-Centered Intelligent Predict & Prevent (PCIPP) pentru a oferi avertizare timpurie cu privire la problemele legate de mijloace precum linii, trenuri și stații.
„Putem monitoriza deja active cum ar fi motoarele de comutare, dar dacă ați putea combina acest lucru cu datele de la trenurile care au trecut de acele comutatoare?” Întreabă Pritchard. „Abordarea PCIPP este de a utiliza informații contextuale pentru a înțelege ceea ce se întâmplă și a profita de acestea pentru a genera modele predictive care permit detectarea eșecurilor înainte de a se produce și recomandarea intervențiilor pentru a preveni apariția lor în timpul serviciului.”
Se așteaptă ca aceste tipuri de inovații să transforme operațiunile feroviare în următorii ani și să aducă îmbunătățiri semnificative în materie de siguranță, capacitate și fiabilitate.
Puteți citi mai multe articole de acest gen în OneMagazine.