Cecilie Bjørlykke en Ingar Østerby, beiden Senior Advisers bij het Norwegian Railway Directorate (NRD), belichtten het Noorse onderzoek naar de integratie van Automatic Train Operation (ATO) met het European Rail Traffic Management System (ERTMS). De discussie concentreerde zich op de potentiële voordelen, technologische uitdagingen en het lopende beoordelingsproces.

Cecilie Bjørlykke, met meer dan tien jaar ervaring in strategische planning binnen de spoorwegsector, schetst de drijfveer achter het onderzoek naar ATO, oftewel automatische treinbesturing. “Gezien de omvang van de investering in ERTMS wilde de regering weten of het mogelijk is om het voordeel van de investering te vergroten door andere elementen toe te voegen,” legt ze uit.

De eerste focus lag op het bepalen van de geschiktheid van ATO voor de unieke geografische omstandigheden en infrastructuur van Noorwegen. “We hebben een kans: een grote investering die de reizigers meer voordelen kan opleveren. Dus doen we deze conceptuele beoordeling, om te onderzoeken welke strategieën we kunnen toepassen om deze oplossing te implementeren,” voegt ze eraan toe.

Het onderzoek van NRD en Bane NOR (verantwoordelijk voor exploitatie, onderhoud en aanleg van spoorwegen in het hele land) bestond uit het gebruik van bestaande studies en het uitvoeren van nieuw onderzoek, met name voor het ontwikkelen van simulaties en het verzamelen van relevante gegevens. Het onderzoek zal dienen als een hulpmiddel voor de Noorse overheid om de technologische vooruitgang en automatisering binnen de spoorwegsector in goede banen te leiden. Het overkoepelende doel is om alle belanghebbenden op één lijn te krijgen en de voordelen te maximaliseren.

Het onderzoek omvat een rigoureus evaluatieproces, inclusief conceptuele beoordelingen en kosten-batenanalyses, die integraal deel uitmaken van elke significante investering van meer dan 100 miljoen euro. Momenteel bevindt het project zich in de Quality Assurance 1 (QA1) fase, in afwachting van een beslissing van de Noorse overheid. “Het Noorse projectmodel wordt uitgevoerd om ervoor te zorgen dat overheidsinvesteringen verstandig worden besteed. We bevinden ons in een vrij vroege fase. Na de kwaliteitsbeoordeling is het aan de Noorse overheid om een besluit te nemen over het verdere proces”, benadrukt Bjørlykke.

De focus van de boordeling

Bij de beoordeling zijn verschillende niveaus van ATO-integratie met ERTMS onderzocht, waarbij rekening is gehouden met factoren zoals de gereedheid van de infrastructuur en technologische haalbaarheid. “We hebben de verschillende niveaus van ATO in ERTMS beoordeeld en ook gekeken naar een soort eenvoudige start, waarbij je de ATO-infrastructuur hebt, maar geen ATO in de treinen, alleen de begeleiding voor de machinist”, legt Bjørlykke uit.

“Onze conclusie is dat ATO de weg vooruit lijkt te zijn voor de Noorse infrastructuur, maar misschien op verschillende niveaus in verschillende delen van het land. Standaardisatie en interoperabiliteit zijn enkele van de dingen die we hebben geprobeerd te bereiken,” zegt Bjørlykke. “Tijdens het beoordelingsproces en samen met de Noorse eigenaar van de infrastructuur, Bane NOR, hebben we de verschillende technologieën bekeken en simulaties uitgevoerd van de effecten van verschillende combinaties van ATO-niveaus en ETCS-niveaus”, voegt Østerby toe.

ETCS zal niet voor 2034 volledig geïmplementeerd zijn op het Noorse netwerk. “Dat is het plan in dit stadium, dus daar hebben we rekening mee gehouden,” vervolgt Østerby, “We kijken naar de toekomst voor wat we denken dat de voordelen zullen zijn wanneer ETCS volledig is geïmplementeerd. We doen dit door verschillende niveaus van ATO of Connected Driver Advisory System (C-DAS) oplossingen te introduceren. Vervolgens vergelijken we de resultaten en economische effecten. We observeren ook de impact op de doorrijtijd en de lijncapaciteit en bekijken hoe dit het verkeer kan beïnvloeden. Vervolgens beoordelen we de economische voordelen en vergelijken deze met de bijbehorende kosten om de optimale combinatie te bepalen. Dit kan ook variëren in de tijd vanaf 2034, dat we als uitgangspunt hebben genomen.”

Inzichten in mogelijke ATO-implementatie

“We ontdekten dat de introductie van C-DAS een goedkope oplossing is die veel voordeel oplevert en een positieve netto contante waarde heeft. In dit stadium zien we niet dat ATO dit positieve kostenvoordeel zal hebben. Maar we zien dat de technologische ontwikkeling waarschijnlijk in ons voordeel zal werken, zodat in de toekomst, wanneer bepaalde problemen zijn opgelost, ATO waarschijnlijk ook voordelig zal zijn,” legt Østerby uit.

“De installaties in de treinen vormen een groot deel van de investering, maar zijn schaalbaar, terwijl de investering in de ATO-infrastructuur vast is. We zagen dat het bij investeringen in de volledige ATO-infrastructuur, zoals realtime servers voor gegevensverzameling en -distributie, gunstig is om niet via een afzonderlijk systeem te gaan, maar om in één keer voor een gestandaardiseerde ATO-infrastructuur te gaan. Daarnaast vonden we het gunstig om de kosten te reguleren door in eerste instantie lichtere functionaliteit in de treinen te introduceren, en daarna pas te upgraden naar meer geavanceerde ATO-type oplossingen. We zien dat dit soort stapsgewijze aanpak economisch het voordeligst is,” aldus Østerby.

De grootste technologische uitdagingen die in de evaluatie naar voren kwamen, hebben te maken met de implementatie van volledig automatische treinen, met name het beveiligen van het spoor vóór de trein. Op dit moment is het gebruik van conventionele methoden zoals het omheinen van het hele spoor onbetaalbaar, vooral gezien de uitgestrekte infrastructuur met enkel spoor die verschillende steden in Noorwegen met elkaar verbindt. Deze infrastructuur wordt gekenmerkt door vele bochten, hoogteverschillen en bergachtig terrein, waardoor het duur is om de veiligheid te garanderen.

Kenmerken van het Noorse spoorwegnetwerk

Het detecteren van obstakels op het spoor voordat ze zichtbaar worden vormt een aanzienlijke technologische hindernis, die nog wordt verergerd door factoren zoals overstekende wilde dieren en gevaren als aardverschuivingen en lawines, die verband houden met de extreme weersomstandigheden in Noorwegen. “We moeten in Noorwegen voorbereid zijn op 35 graden Celsius en hoger in de zomer. Maar we moeten ook voorbereid zijn op 40 graden onder nul en veel sneeuw in de winter,” legt Bjørlykke uit. Effectieve short-range detection systems die deze obstakels van tevoren kunnen identificeren, zijn cruciaal voor een efficiënte werking van geautomatiseerde treinen. Volgens Østerby “ontbreken momenteel bevredigende oplossingen voor deze uitdagingen.”

De Noorse geografie “leidt tot misschien iets andere behoeften in de algoritmen die de ATB-operatie besturen”, legt Østerby uit. “We zien dat het voor lichtere treinen, en in het centrale Oslo-gebied voor forensentreinen, vergelijkbaar is met de stadsgebieden in Nederland of Duitsland. Maar buiten de stadsgebieden zullen we iets andere uitdagingen hebben met de algoritmen,” vervolgt hij.

Vanwege het bergachtige terrein moeten treinen die op Noorse sporen rijden bovendien vaak van snelheid wisselen. Op dit moment vertrouwen de controlesystemen voor goederentreinen op luchtdrukmechanismen, wat resulteert in lange reactietijden. Dit vormt een aanzienlijke hindernis bij het bereiken van een nauwkeurige snelheidsregeling,” specificeert Østerby.

Als zodanig kunnen “regio’s zoals de Scandinavische landen, Zwitserland en bepaalde delen van Italië, Frankrijk en Duitsland algoritmische ontwikkelingen op maat vereisen voor ATO-operaties, in tegenstelling tot Nederland, waar de sporen rechter zijn en snelheidsaanpassingen minder vaak voorkomen”, overweegt hij.

ATO in Noorwegen: in- en vooruitzichten

Ondanks internationale ontwikkelingen op vergelijkbare gebieden, blijft de focus van het project primair gericht op ATO-integratie binnen Noorwegen. Het team erkent echter het potentieel voor grensoverschrijdende samenwerking in de toekomst. Een opmerkelijke suggestie uit de discussie was de behoefte aan operationele tijdschema’s met een hogere resolutie, tot op de seconde nauwkeurig, om de voordelen van ATO volledig te benutten. Dit zou een aanzienlijke verschuiving in de plannings- en uitvoeringsprocessen vereisen.

Men kan concluderen dat het onderzoek naar de integratie van automatische treinbesturing (ATO) met het European Rail Traffic Management System (ERTMS) in Noorwegen een belangrijke vooruitgang is. Het onderzoek gaat in op potentiële voordelen, technologische uitdagingen en lopende evaluaties. De bevindingen suggereren dat ATO potentieel levensvatbaar is, maar dat dit een stapsgewijze implementatie, op maat gemaakte algoritmen en zorgvuldige overweging van de Noorse geografie en weersomstandigheden vereist. Over het algemeen biedt het onderzoek waardevolle informatie voor verdere planning.

Cecilie Bjørlykke en Ingar Østerby gaan dieper in op dit onderwerp tijdens de 15e editie van de RailTech Europe conferentie. De presentatie ‘Optimising ERTMS investments with ATO’ vindt plaats op woensdag 6 maart 2024 van 13:20 tot 13:40 uur, in de Utrechtse Jaarbeurs.

Het conferentieprogramma van de 15e editie van RailTech Europe, dat plaatsvindt op 6 en 7 maart 2024, omvat een reeks discussies over innovaties, diensten en producten die een grote impact hebben op de toekomstige spoorweginfrastructuur. Lees hier meer over het conferentieprogramma en registreer hier.

(Dit artikel verscheen ook op zusteruitgave RailTech.com)

Lees ook:

• OTIV krijgt kapitaalinjectie voor verdere ontwikkeling ATO op Betuweroute
• RailTech Europe ’24: Nederland op ramkoers met EU over marktwerking in het spoor
• Dit zijn de genomineerden van de RailTech Innovation Awards 2024
• RailTech Europe ’24: Uitdagingen voor marktliberalisering in Europa
• RTE’ 2024: duurzaam aanbesteden voor het spoor