Wat als je meer treinen op een spoortraject zou kunnen laten rijden door verschillende treinen aan elkaar te koppelen terwijl ze rijden? Dat is het doel van de Israëlische startup DirecTrainSystems (DTS), wat voortbouwt op kennis van het bijtanken van vliegtuigen in de lucht. Ook dat klinkt moeilijk, maar is al vele decennia een feit. De startup geeft op RailTech Europe op 21 juni een workshop over het concept.

Het idee op zich is vrij eenvoudig: door rijdende treinen onderweg fysiek te koppelen, kunnen meer treinen op hetzelfde spoor rijden. Eenmaal gekoppeld is de gebruikelijke minimale afstand vanwege de remweg namelijk niet meer van toepassing. “Het aantal passagierstreinen op een lijn kan worden verhoogd, evenals de capaciteit voor goederenvervoer”, zegt Alberto Mandler, CEO van DTS. In een analyse die samen met de TU Delft is uitgevoerd, is een capaciteitsverhoging tot 40 procent mogelijk, op basis van simulaties. Daarvoor zou slechts 1 procent van de bestaande spoorweginfrastructuur moeten worden aangepast.

Platoonen van intercity’s en sprinters

Ishay Erel, business development manager van DTS legt uit: “Stel je punt A in de buitenwijken van een stad voor. Een rechtstreekse trein vanuit de buitenwijken (A) naar het stadscentrum (C) stopt op geen enkel tussenstation. Door capaciteitsbeperkingen is een extra trein van tussenstation B naar het stadscentrum niet altijd mogelijk. Met dynamische koppelingstechnologie zou een trein die station B verlaat fysiek kunnen aansluiten op de rijdende directe intercity, en zo samen het stadscentrum binnenrijden. Deze gekoppelde trein, of peloton, neemt minder ruimte in op het spoor.”

Mandler en CTO Moti Topf zijn beiden ingenieur, en hebben een achtergrond in lucht- en ruimtevaartontwerp. Deze expertise kan volgens hen ook vertaald worden naar de spoorsector. Moti Topf: “Bijtanken in de lucht is wellicht zelfs moeilijker dan het koppelen van rijdende treinen, maar het koppelen van treinen is nog nooit ontwikkeld.”

Koppelzones

Een zogeheten Vehicle-to-Vehicle (V2V) radiosysteem stelt treinen in staat informatie uit te wisselen, zoals de snelheid, versnelling en positie van de trein. Voor de koppeling neemt Automatic Train Operation (ATO) het kortstondig over. De daarvoor benodigde baaninstallaties hoeven echter niet op de hele spoorlijn of het hele spoorwegnet te worden geïnstalleerd.

Dit kan beperkt blijven tot “koppelingszones”, de enige zones waar treinen tijdens het rijden mogen koppelen en dus dichter bij elkaar komen dan de normale absolute remweg. “Deze trajecten zijn ongeveer 2 kilometer lang en worden door de infrastructuurbeheerder gekozen. Omdat het om korte en specifiek aangewezen stukken gaat, hoeven de bestaande voorschriften niet voor de hele spoorlijn te worden aangepast”, aldus Mandler.

Het systeem zal geschikt zijn voor sporen met elk treinbeveiligingssysteem, aangezien de machinist de trein buiten de koppelingszones met de normale signalering laat rijden voor de rest van het traject.

Van simulaties naar testen

De afgelopen drie jaar heeft DTS simulaties uitgevoerd met treingegevens om concepten en algoritmen te simuleren en digitaal te verifiëren. Nu is de startup op zoek naar financiering om een werkend prototype te produceren, en naar spoorwegmaatschappijen om mee samen te werken en het systeem te testen.

DTS zal zich eerst richten op tests en installaties op goederentreinen en de bevoorradingsketen, en zal beginnen met proeven met treinen die veel op elkaar lijken, zegt Mandler. “Daarvoor zullen we binnen ongeveer 2,5 jaar een prototype klaar hebben, en binnen vier jaar een werkend product, ervan uitgaande dat de nodige financiering rondkomt. Drie jaar later zou het systeem ook voor passagierstreinen klaar kunnen zijn.”

Zodra de technologie is bewezen, kan ze onmiddellijk op kleine schaal worden toegepast. Spoorwegmaatschappijen zouden een retrofit-kit krijgen om de koppelingstechnologie te installeren, en het is niet nodig om nieuw rollend materieel aan te schaffen.

Pakketjes laten meeliften

“Voor goederenvervoer betekent dit dat bedrijven meer diensten kunnen aanbieden in hetzelfde slot. Met gekoppelde treinen kun je geblokkeerde secties op de lijn gebruiken”, zegt Mandler. Daarnaast kan het systeem van het koppelen van rijdende treinen ook worden gebruikt voor stedelijk en interstedelijk pakketvervoer, waarbij wagons met pakketten kunnen ‘meeliften’ met een passagiers- of goederentrein. Ontkoppeling in het juiste gebied biedt meer flexibiliteit dan goederentreinen met een de normale, langere lengte. “Voor pakketten is onze ruwe berekening dat 70 procent van de CO2-uitstoot kan worden gereduceerd door pakketten op deze manier van de weg naar het spoor te verschuiven”, zegt Moti Topf.

“Er is ook een grote energiewinst, omdat een trein die al rijdt niet hoeft af te remmen en op te trekken, waar de meeste energie verloren gaat”, zegt Leah Mandler, VP Marketing bij DTS. Het belangrijkste voordeel van de technologie van DTS is volgens de startup het bieden van een directe pendel naar steden, waardoor passagiers en goederen meer verschuiven van particulier wegverkeer naar het spoor, wat bijdraagt in de vermindering van verkeersopstoppingen en CO2-uitstoot.

“Nieuwe spoorlijnen zijn ook een enorme investering. Door gebruik te maken van bestaande sporen zouden spoorwegbeheerders het DTS-systeem kunnen gebruiken op de manier die zij nodig hebben. De eerder genoemde gebruikscases van platooning van passagierstreinen en het vervoer van pakketten zijn enkele voorbeelden, maar we weten het volledige potentieel van het concept nog niet. Er zijn ongetwijfeld nog meer mogelijkheden.”

Geïnteresseerd geraakt? Alberto Mandler en Moti Topf van DTS geven op 21 juni een workshop op de RailTech Europe beurs in Utrecht, Nederland. Vraag hier uw gratis ticket aan.