Jen v roce 2015 cestovalo londýnským metrem po britském městě přibližně 1,3 miliardy uživatelů. A každý den se poptávka zvyšuje o více než 90 000 cest - dostatek lidí na zaplnění fotbalového stadionu - a očekává se, že bude i nadále růst. Jak se tomuto městu podařilo aktualizovat tento starodávný dopravní prostředek, aniž by (příliš) poškodil své cestující?
Transport for London (TfL), organizace odpovědná za dopravu v britském hlavním městě, investuje do zvyšování kapacity, včetně přechodu na komunikační řízení vlaků (CBTC), pokročilou signalizační technologii, která umožňuje zvýšit frekvenci a rychlost železniční doprava na stávajících tratích.
TfL spolupracuje se společností Thales na instalaci značení CBTC v celém podzemním železničním systému: tratě District, Circle, Hammersmith & City a Metropolitan (zelené, žluté, růžové a purpurové čáry na ikonické mapě metra). Tato sada linek je považována za nejsložitější na světě a představuje 40 procent sítě.
"Technologie, kterou instalujeme, je Thales SelTrac CBTC," vysvětluje Andrew Hunter, ředitel systémového inženýrství společnosti Thales pro tento program. „Jedná se o osvědčený systém, který byl nainstalován na více než 70 tratích po celém světě, včetně tratí Jubilee a Northern v londýnském metru.“
Jak změnit značení na chytřejší
Systém SelTrac CBTC zdůrazňuje, jak digitální technologie pomáhají operátorům lépe využívat stávající sítě. V případě londýnského metra bude zavedení signalizace CBTC zásadní pro zvýšení kapacity o více než 30 procent. Lepší značení také vede k lepší době jízdy, menšímu zpoždění a vyšší spolehlivosti. CBTC přináší další kapacitu a spolehlivost dvěma hlavními způsoby. Nejprve snižuje interval mezi vlaky, takže na kterékoli části trati může jezdit více vlaků. Toho je dosaženo díky technologii „pohybujícího se bloku“: každý z vlaků v systému zná svou polohu a neustále vypočítává příslušnou bezpečnou vzdálenost mezi vlakem samotným a vlakem vpředu. Tato flexibilita je tím, co dělá rozdíl mezi mobilním blokem a konvenční signalizací, ve které je oddělení řízeno pevnými geografickými bloky bez ohledu na to, zda vlak jede vyšší nebo nižší rychlostí.
Druhým způsobem, jak CBTC zvyšuje kapacitu, je automatický provoz vlaku (ATO). Zrychlení a brzdění jsou přesně řízeny počítačem na základě jedinečných charakteristik každé části trati.
„Získali jsme křivky maximálních rychlostních limitů metra,“ říká Hunter. „Jelikož je vlak řízen počítačem namísto osoby, je možné vždy reprodukovat stejný optimální jízdní profil pro danou trasu.“
Vylepšeno bude také sledování provozu. Se současným signalizačním systémem je dohled rozložen do 13 velínu. Když bude nový systém plně funkční, bude mít londýnské metro poprvé pohled na celý systém podzemních vedení z jediného řídícího centra. Je důležité mít možnost zobrazit a ovládat vše z jednoho místa, protože čtyři řádky jsou na sobě velmi závislé a problémy, které se vyskytnou na jednom řádku, mohou rychle ovlivnit ostatní.
Realizace programu představuje několik jedinečných výzev. Pro začátečníky samotná velikost projektu. Čtyři tratě, které mají být znovu signalizovány, mají zhruba 300 km trati a dvě tratě (okresní a metropolitní) vedou na předměstí Londýna a dále. Na trati District je Upminster nejvýchodnější stanicí londýnského metra a Amersham, poslední stanice na trase Metropolitan, je vzdálená 40 mil severozápadně od hlavního města a již to není Londýn, ale Buckinhamshire.
Věk infrastruktury přispívá k výzvě. Metropolitan je nejstarší linkou metra na světě a tunely mezi Paddingtonem a Farringdonem byly uvedeny do provozu v roce 1863. Stávající značení je také staré. Například stanice Edgware Road nadále sleduje více než 900 provozů denně pomocí tabulky stárnutí mechanických pák umístěných v signalizační budce stanice, která je stará 90 let.
Samotná provozní složitost sítě je sama o sobě výzvou. I když je každá linka provozována samostatně, existuje mnoho míst, kde jsou běžné traťové a zabezpečovací infrastruktury. Nejvíce přetížené oblasti této křižovatky jsou v centru Londýna. Dvě z nejrušnějších křižovatek metra (Baker Street a Edgware Road) jsou společné pro tři různé linky.
Obnovení značení 24 hodin
Modernizace sítě vyžaduje nejen technologické, ale také logistické znalosti a zkušenosti. Prioritou je zajistit, aby bylo nové značení instalováno bezpečně, hladce a aby cestující způsobovali co nejméně narušení.
„Migrujeme 14 sekcí do nového systému,“ vysvětluje Hunter. „Pro zjednodušení logistiky začínáme v blízkosti řídícího centra Hammersmith.“
Stejně jako u každého významného infrastrukturního projektu musíte žonglovat s dodáním: „V minulosti jsme si o víkendech byli blízcí. I když je to velmi efektivní, není to fér ani populární u uživatelů, “říká. „Jedním z cílů tohoto projektu je pracovat více ve strojírenských hodinách (v noci) a co nejvíce upustit od uzavírání.“
Čas je zásadní. Zatímco Londýn spí, týmy Thales mají jen dvě hodiny v noci na instalaci a testování nového vybavení, než vše vrátí do normálu, připravené na ranní dopravní špičku.
Vzhledem k tomu, že značení je pro bezpečnost zásadní, musí být nově instalované zařízení před uvedením do provozu podrobeno rozsáhlému testování.
„Máme schopnost střídat stávající signalizační systém s naším systémem SelTrac CBTC,“ vysvětluje Hunter. „Provádíme důkladné testy během nočních směn, což nám umožňuje mít důvěru ve vlaky a ve funkčnost systému před přechodem do našeho víkendu uvedení do provozu.“
Mít jen čtyři hodiny z každých dvaceti čtyř na práci na silnici znamená zjevná omezení. Aby společnost Thales urychlila dodávku, zdokonalila techniku zvanou monitorování výkonu, která umožňuje technikům využívat většinu hodin dne, které by za normálních okolností byly ztraceny.
"Monitorování výkonu spočívá v tom, že veškeré naše nové vybavení zůstává zapnuté, ale vlaky nejsou sledovány." To znamená, že můžete během dne získat všechny datové záznamy veškerého vybavení a identifikovat jakékoli problémy, které by mohly způsobit poruchu ovlivňující službu, “vysvětluje Hunter. "Sledování utajeného režimu funguje nepřetržitě a znamená to, že můžeme věřit, že infrastruktura vlaků a tratí funguje perfektně." Pokud ne, máme záznamy, abychom je mohli analyzovat. “
Thales byl první, kdo použil tento přístup k programu renovace značení Northern Line, což byl projekt, který byl úspěšně dokončen v roce 2012 šest měsíců před plánovaným termínem.
"Zde nabízíme nepřetržité obnovování značek," říká Hunter. "Můžeme provést mnohem více testů (během dne a na pozadí) bez přerušení služeb cestujícím." I když to porovnáme se severní linií, to, co zde děláme, je revoluční. “
Řešení problémů tváří v tvář se zákazníkem také pomáhá zajistit, aby vše probíhalo hladce.
„London Underground a Thales pracují ruku v ruce ve společné kanceláři pro tento projekt,“ říká Hunter. "Výraz, který používáme, je" tým "a je mimořádně efektivní. Pokud chci vyřešit problém se svým protějškem, můžeme se setkat a vyřešit ho za deset minut, které by se jinak staly dny. “
Inženýrský návrh projektu je již velmi pokročilý a práce na trati by měly začít brzy. Hlavní výhody programu budou poskytnuty v roce 2022, kdy frekvence v obdobích největší poptávky bude v centru Londýna 32 vlaků za hodinu, což bude znamenat zvýšení přepravní kapacity sítě o dalších 36 000 cest každých 60 minut .
Digitální technologie transformují odvětví železniční dopravy
Stejně jako londýnské metro, železnice ve Velké Británii již dlouho zaostávaly v jiných technologických odvětvích, ale nyní dobíhají. Iniciativy, jako je britský systém digitální železnice a program Shift2Rail podporovaný EU, naznačují, že evropští provozovatelé a poskytovatelé železniční dopravy jsou nyní odhodláni přivést toto odvětví do digitálního věku.
„Shift2Rail představuje investice EU a průmyslu ve výši téměř 1 miliardy EUR do výzkumu a inovací,“ říká Ben Pritchard, technický ředitel pro technologie a inovace ve společnosti Thales. „Thales byl jedním ze zakladatelů a provozuje jeden z pěti inovačních programů.“
Thales se zaměřuje na konektivitu mezi digitálními systémy: „To zahrnuje plánování itineráře, informace o cestujících, vydávání jízdenek a bezproblémové cestování od domu ke dveřím. Hrajeme také klíčovou roli v průřezových činnostech, které spojují oblasti, jako je infrastruktura, kolejová vozidla a nákladní doprava, “říká Pritchard.
Řešením je… integrovat vše
Úkolem je zavést pokročilou technologii do prostředí, které tradičně neexistovalo: „Pokud požádáte lidi, aby popsali středisko řízení letového provozu, většina z nich si bude myslet, že lidé sedí před počítači tvrdě pracují,“ říká Pritchard. „U vlaků je to jiné, poslední věc, kterou si představíte, je špičková technologie.“
Propojení mezi systémy je důležité, protože digitalizace je mnohem víc než samostatné systémy. Některé z největších úspěchů pocházejí z nových - a někdy nečekaných - spojení mezi různými systémy. Dobrým příkladem toho jsou systémy pro řidiče. Tyto jednotky v kokpitu založené na GPS, podobně jako automobilové navigátory, pomáhají řidičům držet čas a šetřit energii. Současné systémy však používají statické plány, takže jsou v případě přerušení k ničemu.
„Ve Velké Británii bude projekt GEO-DAS, financovaný společností Future Railway a vedený společností FirstGroup, poskytovat řidičům na trase Bristol-Cardiff aktuální informace o aktuálním plánu od provozovatelů dopravy,“ vysvětluje Pritchard. Řešení funguje v obou směrech: kromě poslechu centrálního systému v reálném čase mohou vlaky hlásit přesnou polohu.
Jedním z klíčových prvků je Thalesův ARAMIS Traffic Management System (TMS), který je v současné době instalován v nových železničních provozních centrech společnosti Network Rail v Cardiffu a Romfordu. Projekt GEO-DAS zdůrazňuje, jak lze centralizované informace v kritických systémech znovu použít s dalšími výhodami.
Digitální technologie, včetně analýzy dat a komunikace mezi stroji, také pomáhají transformovat operace londýnského metra. Thales pracuje na výzkumném projektu „Inteligentní predikce a prevence (PCIPP) zaměřeného na lidi, který má poskytnout včasné varování před problémy na majetku, jako jsou tratě, vlaky a stanice.
"Můžeme již sledovat aktiva, jako jsou výhybkové motory, ale co kdybyste to mohli zkombinovat s daty z vlaků, které těmito výhybnami prošly?" Zeptá se Pritchard. „Přístup PCIPP spočívá v použití kontextových informací k pochopení toho, co se děje, a jejich využití k vytvoření prediktivních modelů, které umožňují detekovat poruchy dříve, než k nim dojde, a doporučit zásahy, aby se zabránilo jejich výskytu během provozu.“
Očekává se, že tyto typy inovací v příštích letech transformují železniční provoz a přinesou významné zlepšení v oblasti bezpečnosti, kapacity a spolehlivosti.
Další články, jako je tento, si můžete přečíst v OneMagazine.