Traditionele spoorwegwereld digitaliseert in rap tempo

Continue connectiviteit

Tekst Maurits van den Toorn

Beeld AS Media / Hylke Knot

Ook de spoorsector is hard bezig ‘smart’ te worden. De komende jaren zijn er twee grote uitdagingen: er is meer capaciteit op het spoor nodig, terwijl we tegelijkertijd het spoorsysteem betaalbaar moeten houden om te voorkomen dat de trein zichzelf uit de markt prijst. De meest opvallende vernieuwing is het beveiligingssysteem European Rail Traffic Management System (ERTMS), maar het gaat om meer.

‘Minder storingen en hogere prestaties op het spoor met ERTMS’

De nogal traditioneel ingestelde spoorsector digitaliseert momenteel in rap tempo. De reiziger profiteert daar al van, legt Hugo Thomassen, manager Opdrachtgeversunit ERTMS bij het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat (IenW), uit. ‘Achter reisinformatie zit tegenwoordig ongelooflijk veel ict. Als een trein op een ander spoor dan gebruikelijk aankomt, dan zit die verandering al na een paar seconden in elke app en smartphone in Nederland. Dat is een vorm van digitalisering, waar de reiziger direct baat bij heeft.’

Ook bij het onderhoud aan het spoor rukt de digitalisering op. Veel apparaten hebben tegenwoordig sensoren die van alles monitoren en real time af te lezen zijn. Dat maakt het mogelijk om het onderhoud anders te organiseren, omdat beter te voorspellen is wanneer dingen kapot dreigen te gaan. Het resultaat: minder storingen en daardoor hogere prestaties op het spoor. ‘Ook bij de energievoorziening biedt digitalisering voordelen. Als er veel stroom nodig is doordat op een station veel treinen tegelijk vertrekken, dan zou je een piekbelasting van de bovenleiding kunnen voorkomen door bijvoorbeeld de treinverwarming een paar seconden uit te schakelen. Dat is goedkoper dan een extra onderstation bouwen, maar daarvoor is wel een goede en continue connectiviteit tussen trein en infrastructuur nodig.’ Die continue connectiviteit is eigenlijk waar het nu in de spoorwegwereld om draait, want ook voor beveiliging door middel van ERTMS is dat nodig.

De sprong voorwaarts die consumenten met hun smartphones de afgelopen jaren al gemaakt hebben, moet bij de spoorwegen nog beginnen. Thomassen: ‘De communicatie met de trein verloopt door middel van GSM-Rail (systeem voor mobiele communicatie voor de spoorwegen dat gebaseerd is op de standaard GSM-technologie, red.). Er loopt nu een proef op grote knooppunten om te bekijken of het GSM-netwerk voldoende capaciteit heeft voor de komende jaren. Volgens onze berekeningen kan het, maar we weten dat er niet al te veel meer bij kan. We kunnen nog wel GPRS (uitbreiding op het bestaande GSM-netwerk, red.) eraan toevoegen, maar ook dat is onvoldoende voor wat we uiteindelijk willen. Daarvoor is een soort 5G nodig. De eerste specificaties van dit Future Railway Mobile Communication System zijn gemaakt en de verwachting is dat dit als eerste in Zwitserland tussen 2025 en 2030 wordt ingevoerd. Daar moet Nederland bij in de buurt blijven.’


‘Automatisch rijden is preciezer en levert daardoor meer capaciteit op drukke trajecten’

Glijdende blokken

De invoering van ERTMS noemt Thomassen onvermijdelijk. ‘Het is een basisinvestering die je moet doen, omdat seinen langs de baan en de huidige beveiliging met automatische treinbeïnvloeding (ATB) aan het einde van hun mogelijkheden zijn. Het zijn systemen uit de jaren vijftig. Bovendien vormen hardware en software nu één geïntegreerd geheel. Je moet dus alles in één keer vervangen en dat is duur. Bij ERTMS wordt het systeem zo vormgegeven dat je steeds losse elementen kunt vervangen. Daardoor zijn snellere en goedkopere modernisering en doorontwikkeling mogelijk.’

De grootste verandering bij digitalisering van het spoor is het verplaatsen van de intelligentie langs de baan naar één plek ‘op de wal’ en dat alle treinen real time opdrachten kunnen krijgen. Concreet komt het erop neer dat seinen langs de baan worden vervangen door signalering in de treincabine. Net als nu blijven er bij de gekozen variant (level 2) nog wel vaste ‘blokken’ op het spoor, waarbinnen zich telkens één trein mag bevinden. Het geavanceerdere level 3 heeft glijdende blokken die meebewegen met een rijdende trein, wat meer capaciteit op het spoor oplevert. Zou dat dan geen betere keuze zijn? Zeker, maar nu nog niet, zegt Thomassen. ‘Level 3 is nog geen proven technology. Het verkeert in de proeffase en de industrie biedt het nog niet aan, maar het is wel de bedoeling om daarop uiteindelijk over te gaan. Het biedt inderdaad meer capaciteit en je hebt dan geen baanvaksignalering meer nodig, zoals assentellers in het spoor die het passeren van een trein registreren. Dat scheelt veel geld.’

ERTMS is ook een voorwaarde om automatisch te kunnen rijden. Waarom zou je dat willen doen?

‘Het is stabieler, want machinisten hebben altijd een individueel rijgedrag met kleine afwijkingen. Automatisch rijden is preciezer en levert daardoor meer capaciteit op drukke trajecten op. Op drukke trajecten in de Randstad hebben we dat straks nodig.’


De cockpit van een Arrivatrein wordt getest

Verkeersleiding

De opvolgtijd van treinen is nu drie minuten, dat wil zeggen dat, na het passeren van een trein, het drie minuten duurt voor de volgende mag komen. Met automatisch rijden en ERTMS kan de opvolgtijd verminderen naar twee minuten, zodat de capaciteit in het ideale geval stijgt van 20 treinen per uur per richting naar 30 treinen. ‘Omdat we hier met verschillende soorten treinen op hetzelfde spoor rijden - intercity’s, stoptreinen, goederentreinen - halen we nu maximaal 14 treinen per uur per richting, maar met automatisch rijden kan dat omhoog naar 18 tot 20 per uur en dat is nodig om het toekomstbeeld voor 2040 te halen. Overigens moet ook de punctualiteit daarvoor nog verder omhoog en dat kan niet zonder verdere digitalisering.’

Automatisch rijden betekent niet dat de machinist verdwijnt, verzekert Thomassen, maar wel verandert het karakter van zijn werk. ‘Zonder machinist rijden kan alleen maar bij gesloten systemen, zoals een metrolijn. Automatisch rijden zal maar op beperkte delen van het net noodzakelijk zijn en het is altijd goed om iemand aan boord te hebben die kan optreden bij calamiteiten.’

Ook het werk van de verkeersleiding zal veranderen. ‘We moeten beter kunnen voorspellen hoe de treinen gaan rijden. Als er meer interactie met de trein is, kunnen we die bijvoorbeeld een ‘groene golf’ geven of juist iets vertragen om een andere trein te laten invoegen. Bij een goede connectiviteit en toevoegen van intelligentie kan dat zonder dat een trein stil hoeft te staan. Het is een onderwerp dat nog weinig is besproken, maar ook dit is een onmisbaar element om de capaciteit te vergroten.’


Noord-Nederland

Wie denkt dat er alleen in de Randstad capaciteitsproblemen op het spoor zijn, heeft het mis. Ook op de regionale lijnen in Friesland en Groningen is het druk en wordt er gewerkt aan het smart maken van het spoor door automatisch rijden. ‘We hebben hier veel enkelspoor en kunnen zo de capaciteit vergroten zonder een tweede spoor aan te leggen,’ vertelt Daniël Koelikamp, programmamanager Groene en Slimme Mobiliteit bij de provincie Groningen. ‘Bovendien is het energiezuiniger.’

Afgelopen maart heeft de provincie samen met ProRail, Stadler (leverancier van de techniek) en Arriva een eerste proef met een automatisch rijdende trein gedaan. Dat was nog zonder reizigers, maar dit najaar volgt een tweede test. ‘Deze keer maken we een koppeling met het beveiligingssysteem en rijden we ook met een geselecteerde groep reizigers om te kijken of het comfort toeneemt wanneer de trein gelijkmatiger rijdt. Misschien is dat niet zo, maar dat zal uit de proef blijken.’ Op 26 september is er een groot event over autonoom vervoer in Noord-Nederland, waar de eerste tussenresultaten gedeeld worden. De definitieve uitkomsten volgen later dit jaar na afloop van de tweede test.

Groningen gaat ook met waterstof experimenteren ter vervanging van diesel, terwijl Friesland juist kijkt of batterijen daartoe een goede optie zijn. Twee provincies met één gedeeld spoornetwerk die allebei iets anders willen, dat klinkt niet logisch. Toch wel, legt Koelikamp uit. ‘Zowel treinen op batterijen als treinen op waterstof zijn nog in ontwikkeling. Door het allebei uit te proberen, kunnen we resultaten met elkaar vergelijken en zien welke techniek het meest geschikt is voor onze lijnen. Nieuwe technieken in het materieel hebben in potentie voordelen ten opzichte van bovenleiding. Ons doel is dat alle treinen in 2035 zero emissie zijn en dan kunnen er meerdere oplossingen naar dat doel leiden.’

Groningen hoopt nog dit jaar met een waterstoftrein uit Duitsland proeven te doen. ‘Het is een pilot waarvan we veel verwachten te leren. Neem bijvoorbeeld de toelating die de Inspectie Leefomgeving en Transport zal moeten verlenen; zo leren we hoe dat proces verloopt. Vervolgens kunnen we zien hoe zo’n trein zich op het net houdt en of die in de dienstregeling past. Trekt een waterstoftrein bijvoorbeeld wel voldoende snel op?’ ◼

Deel dit artikel