Samo v letu 2015 je približno 1,3 milijarde uporabnikov uporabljalo London Underground za potovanje po britanskem mestu. Vsak dan se povpraševanje poveča za več kot 90.000 potovanj - dovolj ljudi, da napolni nogometni stadion - in pričakuje se, da se bo še naprej povečevalo. Kako je temu mestu uspelo posodobiti to starodavno prevozno sredstvo, ne da bi (preveč) škodovalo svojim popotnikom?
Organizacija Transport for London (TfL), odgovorna za prevoz v britanski prestolnici, vlaga v izboljšanje zmogljivosti, vključno s prehodom na komunikacijski nadzor vlakov (CBTC), napredno signalno tehnologijo, ki omogoča povečanje frekvence in hitrosti železniške storitve na obstoječih progah.
TfL sodeluje s podjetjem Thales pri namestitvi oznak CBTC v celotnem podzemnem železniškem sistemu: proge District, Circle, Hammersmith & City in Metropolitan (zelene, rumene, rožnate in škrlatne črte na ikoničnem zemljevidu podzemne železnice). Ta niz linij velja za najbolj zapletenega na svetu in predstavlja 40 odstotkov omrežja.
"Tehnologija, ki jo nameščamo, je Thales SelTrac CBTC," pojasnjuje Andrew Hunter, direktor programskega inženirstva podjetja Thales za ta program. "Gre za preizkušen sistem, ki je bil nameščen na več kot 70 linijah po vsem svetu, vključno z jubilejnimi in severnimi linijami londonskega podzemlja."
Kako spremeniti oznake za pametnejše
Sistem CBT SelTrac poudarja, kako digitalne tehnologije operaterjem pomagajo, da bolje izkoristijo obstoječa omrežja. V primeru londonskih podzemnih linij bo uvedba signalizacije CBTC pripomogla k povečanju zmogljivosti za več kot 30 odstotkov. Boljše označevanje vodi tudi do boljšega časa potovanja, manj zamud in večje zanesljivosti. CBTC prinaša dodatno zmogljivost in zanesljivost na dva glavna načina. Najprej zmanjša interval med vlaki, tako da lahko več vlakov vozi na katerem koli odseku proge. To dosežemo s tehnologijo "gibljivih blokov": vsak od vlakov v sistemu pozna svojo lokacijo in nenehno izračuna ustrezno varnostno razdaljo med samim vlakom in tistim pred njim. Ta prožnost je tista, ki razlikuje med mobilnim blokom in običajnim signaliziranjem, pri katerem ločevanje urejajo fiksni geografski bloki, ne glede na to, ali vlak vozi z večjo ali manjšo hitrostjo.
Drugi način, kako CBTC poveča zmogljivost, je samodejno obratovanje vlaka (ATO). Pospeševanje in zaviranje natančno nadzoruje računalnik na podlagi edinstvenih značilnosti vsakega odseka proge.
"Dobili smo krivulje največjih omejitev hitrosti podzemnih prog," pravi Hunter. "Ker vlak namesto osebe nadzira računalnik, je mogoče vedno reproducirati enak optimalni vozni profil za pot."
Pomembno bo tudi izboljšano spremljanje prometa. S sedanjim sistemom signalizacije se nadzor širi na 13 nadzornih sob. Ko bo novi sistem popolnoma operiran, bo londonsko podzemno železnico prvič videlo celoten sistem podzemne železnice iz enega samega nadzornega centra. Pomembno je, da si lahko vse ogledate in nadzorujete z enega mesta, ker so štiri vrstice zelo odvisne druga od druge, težave, ki se pojavijo na eni vrstici, pa lahko hitro vplivajo na druge.
Izvajanje programa predstavlja nekaj edinstvenih izzivov. Za začetek sama velikost projekta. Štiri proge, ki jih je treba ponovno označiti, imajo približno 300 km proge, dve progi (okrožni in metropolitanski) pa greta na obrobje Londona in naprej. Na progi District je Upminster najvzhodnejša postaja londonske podzemne železnice, Amersham, zadnja postaja na metropolitanski liniji, pa je 40 kilometrov severozahodno od prestolnice in ni več London, temveč Buckinhamshire.
Starost infrastrukture povečuje izziv. Metropolitan je najstarejša proga podzemne železnice na svetu, predori med Paddingtonom in Farringdonom so bili odprti za promet leta 1863. Tudi obstoječe oznake so stare. Na primer, postaja Edgware Road še naprej spremlja več kot 900 prometa na dan s starajočo se mizo mehanskih vzvodov, ki se nahaja v signalni kabini postaje, ki je stara 90 let.
Operativna zapletenost omrežja je že sama po sebi izziv. Čeprav vsaka proga deluje ločeno, obstaja veliko krajev, kjer so infrastrukture proge in signalizacije običajne. Najbolj preobremenjena območja tega križišča so v osrednjem Londonu. Dve najbolj prometni križišči podzemne železnice (Baker Street in Edgware Road) sta skupni za tri različne proge.
Podaljšanje oznak 24 ur
Posodobitev omrežja ne zahteva le tehnološkega, temveč tudi logistično znanje in izkušnje. Prednostna naloga je zagotoviti, da so nove oznake nameščene varno, gladko in povzročajo čim manj motenj potnikom.
"V nov sistem selimo 14 odsekov," pojasnjuje Hunter. "Za poenostavitev logistike začenjamo v bližini nadzornega centra Hammersmith."
Kot pri vseh večjih infrastrukturnih projektih je tudi pri nas treba žonglirati: »V preteklosti smo ob koncu tedna delali blizu. Čeprav je zelo učinkovit, ni pošten ali priljubljen pri uporabnikih, «pravi. "Eden od ciljev tega projekta je več delati v inženirskih urah (ponoči) in čim bolj odpraviti zapore."
Čas je bistvenega pomena. Medtem ko London spi, imajo ekipe Thales le dve uri na noč, da namestijo in preizkusijo novo opremo, preden vrnejo vse v normalno stanje, pripravljene na jutranjo konico.
Ker je označevanje ključnega pomena za varnost, je treba na novo nameščeno opremo pred začetkom obratovanja opraviti obsežna testiranja.
"Obstoječi sistem signalizacije lahko zamenjamo s sistemom CBT SelTrac," pojasnjuje Hunter. "V nočnih izmenah izvajamo temeljite teste, ki nam omogočajo zaupanje v vlake in v funkcionalnost sistema, preden prestopimo v naš vikend ob začetku obratovanja."
Imeti samo štiri ure od štiriindvajsetih za delo na cesti pomeni očitne omejitve. Thales je za pospešitev dostave izpopolnil tehniko, imenovano nadzor učinkovitosti, ki inženirjem omogoča, da kar najbolje izkoristijo ure dneva, ki bi jih običajno izgubili.
»Spremljanje učinkovitosti je, da vsa naša nova oprema ostaja vključena, vlakov pa ne spremljamo. To pomeni, da lahko čez dan dobite vse podatke o vsej opremi in ugotovite morebitne težave, ki bi lahko povzročile okvaro, ki vpliva na storitev, «pojasnjuje Hunter. »Nadzor prikritega načina deluje neprekinjeno in pomeni, da lahko zaupamo, da vlaki in železniška infrastruktura delujejo brezhibno. Če ne, imamo zapise za njihovo analizo. "
Thales je prvi uporabil ta pristop pri programu prenove signalizacije Northern Line, projektu, ki je bil leta 2012 uspešno zaključen šest mesecev pred rokom.
"Tukaj ponujamo obnovo znakov neprekinjeno," pravi Hunter. »Izvedemo lahko veliko več testov (podnevi in v ozadju), ne da bi pri tem motili potovanje. Tudi če ga primerjamo s severno črto, je to, kar počnemo tukaj, revolucionarno. "
Reševanje težav s stranko iz oči v oči pomaga tudi zagotoviti, da vse teče gladko.
"London Underground in Thales delata z roko v roki v skupni pisarni za projekt," pravi Hunter. »Izraz, ki ga uporabljamo, je» ekipa «in je zelo učinkovit. Če želim težavo rešiti s kolegom, se lahko srečamo in rešimo v desetih minutah, ki bi sicer postale dnevi. "
Inženirska zasnova projekta je že zelo napredovala in dela na progi naj bi se začela v kratkem. Glavne prednosti programa bodo dosežene leta 2022, ko bo v obdobjih največjega povpraševanja frekvenca 32 vlakov na uro v osrednjem Londonu, kar bo pomenilo povečanje transportne zmogljivosti mreže za 36.000 dodatnih potovanj vsakih 60 minut .
Digitalne tehnologije preoblikujejo železniški sektor
Tako kot londonsko podzemno železnico tudi v Združenem kraljestvu že dolgo zaostajajo v drugih tehnoloških sektorjih, a zdaj dohitevajo. Pobude, kot je britanska shema digitalnih železnic in program Shift2Rail, ki ga podpira EU, kažejo, da so evropski železniški operaterji in ponudniki odločeni, da bodo ta sektor pripeljali v digitalno dobo.
"Shift2Rail predstavlja naložbo EU in industrije v višini skoraj milijarde EUR za raziskave in inovacije," pravi Ben Pritchard, tehnični direktor za tehnologijo in inovacije pri podjetju Thales. "Thales je bil eden od ustanoviteljev in vodi enega od petih inovacijskih programov."
Thales se osredotoča na povezljivost med digitalnimi sistemi: »To vključuje načrtovanje poti, informacije o potnikih, izdajo potovalnih vozovnic in nemoteno potovanje od vrat do vrat. Prav tako igramo ključno vlogo pri medsektorskih dejavnostih, ki povezujejo področja, kot so infrastruktura, vozni park in tovorni promet, «pravi Pritchard.
Rešitev je, da … integriramo vse
Izziv je uvesti napredno tehnologijo v okolje, ki tradicionalno ni obstajalo: "Če ljudi prosite, naj opišejo center za nadzor zračnega prometa, bo večina od njih pomislila na ljudi, ki trdo delajo," pravi Pritchard. "Z vlaki je drugače, zadnja stvar, ki si jo predstavljate, je visoka tehnologija."
Povezava med sistemi je pomembna, ker je digitalizacija veliko več kot samostojni sistemi. Nekateri največji uspehi so prišli iz novih - in včasih nepričakovanih - povezav med različnimi sistemi. Svetovalni sistemi za voznike so dober primer tega. Te enote v pilotski kabini, ki temeljijo na GPS, podobno kot avtomobilske navigatorje, voznikom pomagajo prihraniti čas in prihraniti energijo. Vendar sedanji sistemi uporabljajo statične urnike, zato so neuporabni, kadar pride do prekinitev.
"V Združenem kraljestvu bo projekt GEO-DAS, ki ga financira Future Railway, vodil pa ga je FirstGroup, voznikom na progi Bristol-Cardiff v realnem času zagotavljal posodobitve trenutnega načrta od upravljavcev prometa," pojasnjuje Pritchard. Rešitev deluje v obe smeri: vlaki lahko poleg sprotnega poslušanja centralnega sistema sporočijo tudi svoj natančen položaj.
Eden ključnih elementov je Thalesov sistem upravljanja prometa ARAMIS (TMS), ki je trenutno nameščen v novih železniških operativnih centrih Network Carliff v Cardiffu in Romfordu. Projekt GEO-DAS poudarja, kako je mogoče centralizirane informacije v kritičnih sistemih ponovno uporabiti z dodatnimi ugodnostmi.
Digitalne tehnologije, vključno z analitiko podatkov in komunikacijami stroj-stroj, prav tako pomagajo spremeniti londonsko podzemno poslovanje. Thales sodeluje pri raziskovalnem projektu IPPeople-Centered Intelligent Predict & Prevent (PCIPP), da bi zgodaj opozoril na težave na sredstvih, kot so tiri, vlaki in postaje.
"Že lahko spremljamo sredstva, kot so stikalni motorji, kaj pa če bi to lahko združil s podatki vlakov, ki so prevozili ta stikala?" Vpraša Pritchard. "Pristop PCIPP je uporabiti kontekstualne informacije, da bi razumel, kaj se dogaja, in jih izkoristiti za ustvarjanje napovednih modelov, ki omogočajo odkrivanje napak, preden se pojavijo, in priporoča ukrepe, ki preprečujejo njihovo pojavljanje med servisom."
Te vrste novosti naj bi v prihodnjih letih spremenile železniški promet in prinesle pomembne izboljšave na področju varnosti, zmogljivosti in zanesljivosti.
Več takšnih člankov lahko preberete v OneMagazine.