Ainuüksi 2015. aastal kasutas umbes 1,3 miljardit kasutajat Londoni metrooga reisimiseks Suurbritannia linnas. Ja iga päev suureneb nõudlus enam kui 90 000 reisi võrra - piisavalt inimesi jalgpallistaadioni täitmiseks - ja eeldatavasti kasvab see veelgi. Kuidas on see linn suutnud seda iidset transpordivahendit uuendada, rändureid (liiga palju) kahjustamata?
Suurbritannia pealinna transpordi eest vastutav organisatsioon Transport for London (TfL) investeerib läbilaskevõime parandamisse, sealhulgas üleminekule kommunikatsioonipõhisele rongide juhtimisele (CBTC), arenenud signaalimistehnoloogiale, mis võimaldab suurendada liinide sagedust ja kiirust. raudteeveoteenused olemasolevatel liinidel.
TfL töötab koos Thalesiga CBTC siltide paigaldamiseks kogu maa-alusesse raudteesüsteemi: District, Circle, Hammersmith & City ja Metropolitan liinidesse (vastavalt rohelisele, kollasele, roosale ja magenta joonele ikoonilisel metrookaardil). Seda liinide komplekti peetakse maailma kõige keerukamaks ja see moodustab 40 protsenti võrgust.
"Paigaldatav tehnoloogia on Thalesi SelTrac CBTC," selgitab Thalesi programmi süsteemitehnika direktor Andrew Hunter. "See on tõestatud süsteem, mis on paigaldatud enam kui 70 liinile kogu maailmas, sealhulgas Londoni metroo juubeli- ja põhjajoontele."
Kuidas vahetada sildid targema vastu
SelTrac CBTC süsteem toob välja, kuidas digitaalsed tehnoloogiad aitavad operaatoritel olemasolevaid võrke paremini ära kasutada. Londoni metrooliinide puhul on CBTC-signaalimise kasutuselevõtt oluline võimsuse suurendamisel üle 30 protsendi. Parem märgistus toob kaasa ka parema reisi aja, vähem hilinemisi ja suurema töökindluse. CBTC toob täiendavat võimsust ja töökindlust kahel peamisel viisil. Esiteks vähendab see rongide vahelist intervalli, nii et igal liinilõigul saab sõita rohkem ronge. See saavutatakse tänu “liikuva ploki” tehnoloogiale: iga süsteemi rong teab oma asukohta ja arvutab pidevalt sobiva ohutuskauguse rongi enda ja ees oleva vahel. See paindlikkus teeb vahet mobiilploki ja tavapärase signaalimise vahel, mille korral eraldamist reguleerivad fikseeritud geograafilised plokid, hoolimata sellest, kas rong sõidab suurema või väiksema kiirusega.
Teine viis, kuidas CBTC tõstab läbilaskevõimet, on automaatne rongiliiklus. Kiirendust ja pidurdamist kontrollitakse arvuti abil täpselt iga rajalõigu ainulaadsete omaduste põhjal.
"Oleme saanud kõverad maa-aluste liinide maksimaalsest kiirusepiirangust," ütleb Hunter. "Kuna rongi juhib inimese asemel arvuti, on marsruudil alati võimalik reprodutseerida sama optimaalne sõiduprofiil."
Parandatud on ka liikluse jälgimine. Praeguse signaalimissüsteemiga on järelevalve jaotatud 13 juhtimisruumi. Kui uus süsteem on täielikult töökorras, avaneb Londoni metrool esimest korda vaade kogu maa-alusele liinile ühest juhtimiskeskusest. Oluline on osata kõike ühest kohast vaadata ja juhtida, sest neli joont sõltuvad üksteisest väga ning ühel joonel tekkivad probleemid võivad teisi kiiresti mõjutada.
Programmi täitmine esitab mõned ainulaadsed väljakutsed. Alustuseks projekti suur suurus. Neljal liinil, millest tuleb uuesti märku anda, on umbes 300 km rööbasteed ning kahel liinil (District ja Metropolitan) läheb Londoni äärelinnale ja kaugemale. Rajooni liinil on Upminster Londoni metroo kõige idapoolsem jaam ning Amersham, Metropolitani liini viimane jaam, asub pealinnast 40 km (40 km) loodes ja pole enam London, vaid Buckinhamshire.
Infrastruktuuri vanus lisab väljakutse. Metropolitan on maailma vanim metrooliin ning Paddingtoni ja Farringdoni vahelised tunnelid avati liiklusele 1863. Ka praegune silt on vana. Näiteks jätkab Edgware Roadi jaam üle 900 liikluse päevas vananeva mehaaniliste kangide tabeliga, mis asub jaama signaalimiskabiinis, mis on 90 aastat vana.
Võrgu toimimise keerukus on omaette väljakutse. Ehkki iga liini opereeritakse eraldi, on paljudes kohtades rööbastee ja signaalimise infrastruktuurid tavalised. Selle ristmiku kõige enam koormatud piirkonnad asuvad Londoni kesklinnas. Kaks kõige tihedamat liiklust metroo ristmikku (Bakeri tänav ja Edgware tee) on ühised kolme erineva liini jaoks.
Märgistuse pikendamine 24 tundi
Võrgu ajakohastamine ei nõua mitte ainult tehnoloogilisi, vaid ka logistilisi teadmisi ja kogemusi. Esmatähtis on tagada, et uued märgistused oleksid paigaldatud ohutult, sujuvalt ja põhjustaksid reisijatele võimalikult vähe häireid.
"Me liigume 14 jaotist uude süsteemi," selgitab Hunter. "Logistika lihtsustamiseks alustame Hammersmithi juhtimiskeskuse läheduses."
Nagu kõigi suuremate taristuprojektide puhul, peate ka toimetamiseks žongleerima: „Varem oli meie tegevus nädalavahetustel suletud. Kuigi see on väga tõhus, pole see kasutajate seas aus ega populaarne, ”ütleb ta. "Selle projekti üks eesmärke on töötada rohkem inseneritundides (öösel) ja loobuda nii palju kui võimalik sulgemistest."
Aeg on oluline. Sel ajal kui London magab, on Thalesi meeskondadel kõigest kaks tundi öösel aega uute seadmete paigaldamiseks ja katsetamiseks, enne kui kõik normaliseeritakse, olles hommikuseks tipptunniks valmis.
Kuna sildid on ohutuse seisukohalt üliolulised, peavad äsja paigaldatud seadmed enne nende kasutuselevõtmist olema põhjalikult testitud.
"Meil on võimalus olemasolevat signalisatsioonisüsteemi oma SelTrac CBTC süsteemiga vaheldumisi muuta," selgitab Hunter. "Teeme öistes vahetustes põhjalikke katseid, mis võimaldab meil enne oma kasutuselevõtu nädalavahetusele üleminekut usaldada rongide ja süsteemi funktsionaalsuse suhtes."
Kui maanteel töötamiseks on kõigist neljast tunnist kõigist kahekümne neljast, on ilmsed piirangud. Tarne kiirendamiseks on Thales täiustanud tehnikat - nn jõudluse jälgimist -, mis võimaldab inseneridel kasutada maksimaalselt ära tunde päevas, mis tavaliselt kaduma lähevad.
„Jõudluse jälgimine seisneb selles, et kõik meie uued seadmed jäävad sisse, kuid ronge ei jälgita. See tähendab, et saate päeva jooksul hankida kõik seadmete andmed ja tuvastada kõik probleemid, mis võivad teenust mõjutava tõrke põhjustada, ”selgitab Hunter. „Varjatud režiimi jälgimine töötab ööpäevaringselt ja tähendab, et võime usaldada, et rongid ja rööbastee infrastruktuurid töötavad ideaalselt. Kui ei, siis on meil dokumendid nende analüüsimiseks olemas ”.
Thales oli esimene, kes rakendas seda lähenemist Northern Line siltide renoveerimisprogrammis - projekt viidi edukalt lõpule 2012. aastal kuus kuud enne tähtaega.
"Pakume siin ööpäevaringselt siltide uuendamist," ütleb Hunter. "Saame teha palju rohkem teste (päeval ja taustal), katkestamata reisijatele teenust. Isegi kui võrrelda seda põhjajoonega, on see, mida me siin teeme, revolutsiooniline. "
Probleemide lahendamine kliendiga näost näkku aitab samuti tagada, et kõik sujuks.
"Londoni metroo ja Thales töötavad käsikäes projekti ühises kontoris," ütleb Hunter. "Meie kasutatav väljend on" meeskond "ja see on äärmiselt tõhus. Kui tahan kolleegiga probleemi lahendada, saame kohtuda ja lahendada selle kümne minutiga, millest muidu oleks saanud päevi. "
Projekti inseneridisain on juba tublisti edasi arenenud ja rajal on plaanis varsti alustada. Programmi peamised eelised saavutatakse 2022. aastal, kui suurima nõudlusega perioodidel on Londoni kesklinnas sagedus 32 rongi tunnis, mis tähendab võrgu veomahu suurenemist veel 36 000 reisi 60 minuti tagant. .
Digitaalsed tehnoloogiad muudavad raudteesektorit
Sarnaselt Londoni metrooga on kogu Suurbritannia raudteed teistest tehnoloogiasektoritest juba ammu maha jäänud, kuid on nüüd järele jõudmas. Sellised algatused nagu Ühendkuningriigi digitaalse raudtee süsteem ja ELi toetatud programm Shift2Rail näitavad, et Euroopa raudtee-ettevõtjad ja teenuseosutajad on nüüd kindlalt otsustanud tuua sektori digitaalsesse ajastusse.
"Shift2Rail on peaaegu miljardi euro suurune ELi ja tööstuse investeering teadusesse ja innovatsiooni," ütleb Thalesi tehnoloogia ja innovatsiooni tehniline direktor Ben Pritchard. "Thales oli üks asutajatest ja juhib ühte viiest innovatsiooniprogrammist."
Thales keskendub digitaalsüsteemide ühenduvusele: „See hõlmab marsruudi planeerimist, reisijateavet, reisipiletite väljastamist ja sujuvat ukselt-uksele reisimist. Samuti on meil võtmeroll valdkondadevahelistes tegevustes, mis ühendavad selliseid valdkondi nagu infrastruktuur, veerem ja kaubavedu, ”ütleb Pritchard.
Lahendus on … integreerida kõik
Väljakutse seisneb selles, et tutvustada kõrgtehnoloogiat keskkonda, mida traditsiooniliselt ei eksisteerinud: "Kui palute inimestel kirjeldada lennujuhtimiskeskust, mõtleb enamik neist inimestest, kes istuvad arvuti taga kõvasti tööd tehes," ütleb Pritchard. "Rongidega on see teisiti, viimane asi, mida te ette kujutate, on kõrgtehnoloogia."
Süsteemide ühenduvus on oluline, kuna digiteerimine on palju enamat kui eraldiseisvad süsteemid. Mõned suurimad õnnestumised on tulnud uute - ja mõnikord ootamatute - ühenduste kaudu erinevate süsteemide vahel. Juhi nõustamissüsteemid on selle hea näide. Need GPS-põhised kokpitiüksused, mis on sarnased autonavigaatoritele, aitavad juhtidel aega hoida ja energiat kokku hoida. Kuid praegused süsteemid kasutavad staatilisi ajakavasid, nii et katkestuste korral on need kasutud.
"Suurbritannias pakub Future Railway'i rahastatud ja FirstGroupi eestvedamisel GEO-DASi projekt Bristol-Cardiff liinil sõitjatele liikluskorraldajate reaalajas värskendusi praeguse plaani kohta," selgitab Pritchard. Lahendus töötab mõlemas suunas: lisaks kesksüsteemi reaalajas kuulamisele saavad rongid teatada ka oma täpse asukoha.
Üks põhielemente on Thalesi ARAMISe liikluskorraldussüsteem (TMS), mida praegu paigaldatakse Network Raili uutesse raudteeoperaatorite keskustesse Cardiffis ja Romfordis. GEO-DAS projekt tõstab esile, kuidas kriitiliste süsteemide tsentraliseeritud teavet saab täiendavate eeliste abil uuesti kasutada.
Digitaalsed tehnoloogiad, sealhulgas andmeanalüütika ja masinatevaheline suhtlus, aitavad samuti muuta Londoni metroo tegevust. Thales töötab uurimisprojektiga „Inimekeskne intelligentne prognoosimine ja ennetamine“ (PCIPP), et varakult hoiatada selliste varade nagu rajad, rongid ja jaamad probleemide eest.
"Me võime juba jälgida selliseid varasid nagu lülitusmootorid, aga mis oleks, kui saaksite selle kombineerida nende lülitite läbinud rongide andmetega?" Küsib Pritchard. "PCIPP-i lähenemisviis on kontekstuaalse teabe kasutamine toimuva mõistmiseks ja selle ära kasutamine, et luua ennustavaid mudeleid, mis võimaldavad tuvastada tõrkeid enne nende esinemist ja soovitada sekkumisi, et vältida nende esinemist teenuse ajal."
Eeldatakse, et seda tüüpi uuendused muudavad lähiaastatel rongiliiklust ja toovad märkimisväärselt kaasa turvalisuse, läbilaskevõime ja töökindluse.
Rohkem selliseid artikleid saate lugeda OneMagazine'is.