הרכבת התחתית העתיקה ביותר בעולם ממשיכה לשבור שיאי משתמשים

רק בשנת 2015, כ -1.3 מיליארד משתמשים השתמשו ברכבת התחתית בלונדון כדי לטייל ברחבי העיר הבריטית. ומדי יום הביקוש גדל ביותר מ -90,000 נסיעות - מספיק אנשים למלא אצטדיון כדורגל - והוא צפוי להמשיך ולגדול. כיצד הצליחה עיר זו לעדכן את אמצעי התחבורה העתיק הזה מבלי לפגוע (יותר מדי) במטייליו?

התחבורה עבור לונדון (TfL), הארגון האחראי על תחבורה בבירת בריטניה, משקיעה בשיפור יכולות, כולל מעבר לשליטה ברכבת מבוססת תקשורת (CBTC), טכנולוגיית איתות מתקדמת המאפשרת להגדיל את התדירות והמהירות של שירותי רכבת בקווים קיימים.

TfL עובדת עם תאלס להתקנת שילוט CBTC בכל מערכת הרכבות התת קרקעית: קווי המחוז, מעגל, המרסמית 'וסיטי ומטרופוליטן (בהתאמה, הקווים הירוקים, הצהובים, הוורודים והמגנטיים במפת הרכבת התחתית האיקונית). מערך הקווים הזה נחשב למורכב ביותר בעולם ומייצג 40 אחוז מהרשת.

"הטכנולוגיה שאנחנו מתקינים היא Thales SelTrac CBTC," מסביר אנדרו האנטר, מנהל תאלס מנהל הנדסת מערכות בתוכנית. "זו מערכת מוכחת שהותקנה ביותר מ -70 קווים ברחבי העולם, כולל קווי היובל והצפון של הרכבת התחתית בלונדון."

כיצד לשנות את השילוט לחכם יותר

מערכת CBTC של SelTrac מדגישה כיצד טכנולוגיות דיגיטליות עוזרות למפעילים להשתמש טוב יותר ברשתות הקיימות. במקרה של קווי הרכבת התחתית של לונדון, הכנסת איתות CBTC תועיל להגדלת הקיבולת ביותר מ- 30 אחוזים. שילוט טוב יותר מוביל גם לזמני נסיעה טובים יותר, פחות עיכובים ואמינות רבה יותר. ה- CBTC מביא קיבולת ואמינות נוספים בשתי דרכים עיקריות. ראשית, זה מקטין את המרווח בין רכבות, כך שרכבות נוספות יכולות לפעול בכל קטע בקו. זה מושג בזכות טכנולוגיית "בלוק נע": כל אחת מהרכבות במערכת יודעת את מיקומה ומחשב ללא הרף את מרחק הבטיחות המתאים בין הרכבת עצמה לזו שלפניה. גמישות זו היא שעושה את ההבדל בין הבלוק הנייד לאיתות הקונבנציונאלי, בו ההפרדה נשלטת על ידי חסימות גיאוגרפיות קבועות ללא קשר לשאלה אם הרכבת נוסעת במהירות גבוהה יותר או נמוכה יותר.

הדרך השנייה בה CBTC מגדיל את הקיבולת היא באמצעות הפעלת רכבת אוטומטית (ATO). התאוצה והבלימה נשלטים במדויק על ידי המחשב על פי המאפיינים הייחודיים של כל קטע מסלול.

"השגנו עקומות של מגבלות המהירות המקסימליות של הקווים התת קרקעיים", אומר האנטר. "מכיוון שהרכבת נשלטת על ידי מחשב במקום אדם, אפשר תמיד לשחזר את אותו פרופיל נהיגה אופטימלי עבור המסלול."

גם ניטור תנועה משופר ישפיע. עם מערכת האיתות הנוכחית, הפיקוח מתפרש על פני 13 חדרי בקרה. כאשר המערכת החדשה תפעל באופן מלא, תחנת הרכבת התחתית של לונדון תצפית לראשונה על כל מערכת הקווים התת קרקעית ממרכז בקרה יחיד. חשוב להיות מסוגלים לצפות בשליטה על הכל ממקום אחד מכיוון שארבעת הקווים תלויים מאוד זה בזה ובעיות המתרחשות בקו אחד יכולות להשפיע במהירות על האחרות.

העברת התוכנית מציבה כמה אתגרים ייחודיים. בתור התחלה, גודל הפרויקט העצום. לארבעת הקווים שיאותנו מחדש יש מסלול של כ -300 ק"מ, ושניים מהקווים (דיסטריקט ומטרופוליטן) מגיעים לפאתי לונדון ומחוצה לה. בקו המחוז, אופמינסטר היא התחנה המזרחית ביותר של הרכבת התחתית של לונדון, ואמרשם, התחנה האחרונה בקו המטרופוליטן, נמצאת 40 מייל (40 ק"מ) צפונית מערבית לבירה והיא כבר לא לונדון, אלא בקינהמהשיר.

עידן התשתית מוסיף לאתגר. מטרופוליטן היא קו הרכבת התחתית העתיק בעולם והמנהרות בין פדינגטון לפרינגדון נפתחו לתנועה בשנת 1863. גם השילוט הקיים ישן. לדוגמא, תחנת אדגוואר רוד ממשיכה לעקוב אחר יותר מ- 900 תעבורה ביום באמצעות טבלת יישון של מנופים מכניים הממוקמת בתא האיתות של התחנה, בן 90 שנה.

המורכבות התפעולית של הרשת היא אתגר בפני עצמו. למרות שכל קו מופעל בנפרד, ישנם מקומות רבים בהם תשתיות מסלול ואיתות נפוצות. האזורים הצפופים ביותר בצומת זה נמצאים במרכז לונדון. שניים מצמתי הרכבת התחתית העמוסים ביותר (רחוב בייקר וכביש אדג'וור) נפוצים לשלושה קווים שונים כל אחד.

חידוש שילוט 24 שעות

מודרניזציה של הרשת דורשת לא רק ידע וניסיון טכנולוגי אלא גם לוגיסטי. העדיפות היא להבטיח כי שילוט חדש מותקן בבטחה, בצורה חלקה, וגורם להפרעה קטנה ככל האפשר למטיילים.

"אנו מעבירים 14 חלקים למערכת החדשה", מסביר האנטר. "כדי לפשט את הלוגיסטיקה אנחנו מתחילים בסביבת מרכז הבקרה האמרסמית '."

כמו בכל פרויקט תשתית גדול, עליכם ללהטט לספק: "בעבר מה שעשינו היה קרוב בסופי שבוע. למרות שהוא יעיל מאוד, הוא אינו הוגן או פופולרי בקרב המשתמשים, "הוא אומר. "אחת המטרות של פרויקט זה היא לעבוד יותר בשעות הנדסיות (בלילה) ולוותר על סגירות ככל האפשר."

הזמן הוא מהותי. בזמן שלונדון ישנה, ​​לצוותי תאלס יש רק שעתיים בלילה להתקין ולבדוק ציוד חדש לפני שהם מחזירים הכל למצב נורמלי, מוכן לשעת העומס בבוקר.

מכיוון שהשילוט הוא קריטי לבטיחות, הציוד החדש שהותקן הוא צריך לעבור בדיקות מקיפות לפני שהוא יכול להיכנס לשירות.

"יש לנו את היכולת להחליף את מערכת האיתות הקיימת עם מערכת ה- SelTrac CBTC שלנו", מסביר האנטר. "אנו עורכים בדיקות יסודיות במהלך משמרות לילה, ומאפשרים לנו להיות אמונים ברכבות ובפונקציונליות של המערכת לפני המעבר לסוף השבוע של כניסתנו לשירות."

העובדה שיש ארבע שעות בלבד מכל עשרים וארבע לעבודה בכביש מטילה מגבלות ברורות. כדי להאיץ את המסירה, תאלס שיכלל טכניקה - המכונה ניטור ביצועים - המאפשרת למהנדסים לנצל את רוב שעות היום שבדרך כלל יאבדו.

"ניטור ביצועים הוא שכל הציוד החדש שלנו נשאר פעיל אך הרכבות אינן מנוטרות. המשמעות היא שתוכלו לקבל את כל רשומות הנתונים של כל הציוד במהלך היום ולזהות את כל הבעיות שעלולות לגרום לכשל המשפיע על השירות ", מסביר האנטר". "ניטור מצב ההתגנבות עובד מסביב לשעון ומשמעותו שאנחנו יכולים לסמוך על כך שהרכבות ותשתיות המסילה פועלות בצורה מושלמת. אם לא, יש לנו את הרשומות לנתח אותם ".

תאלס היה הראשון שיישם גישה זו בתוכנית שיפוץ השילוט בקו הצפון, פרויקט שהושלם בהצלחה בשנת 2012 חצי שנה לפני המועד.

"אנו מציעים חידוש שלטים כאן מסביב לשעון," אומר האנטר. "אנחנו יכולים לעשות הרבה יותר בדיקות (ביום וברקע) מבלי להפריע לשירות למטיילים. גם אם נשווה את זה לקו הצפוני, מה שאנחנו עושים כאן הוא מהפכני. "

פתרון בעיות פנים מול פנים עם הלקוח מסייע גם להבטיח שהכל יתנהל בצורה חלקה.

"הרכבת התחתית של לונדון ותאלס עובדים יד ביד במשרד משותף לפרויקט", אומר האנטר. "הביטוי בו אנו משתמשים הוא 'צוות' והוא יעיל ביותר. אם אני רוצה לפתור בעיה עם מקבילי, אנחנו יכולים להיפגש ולפתור אותה תוך עשר דקות שאחרת היו הופכות לימים. "

התכנון ההנדסי של הפרויקט כבר מתקדם היטב והעבודה על המסלול אמורה להתחיל בקרוב. היתרונות העיקריים של התוכנית יועברו בשנת 2022, כאשר התדירות בתקופות הביקוש הגדול ביותר תהיה 32 רכבות בשעה במרכז לונדון, מה שאומר גידול בכושר ההובלה של הרשת של 36,000 נסיעות נוספות בכל 60 דקות. .

טכנולוגיות דיגיטליות הופכות את תחום הרכבות

כמו הרכבת התחתית של לונדון, גם הרכבות ברחבי בריטניה פיגרו זה מכבר בתחומים אחרים בתחום הטכנולוגיה, אך כעת הן מדבקות. יוזמות כמו תוכנית הרכבות הדיגיטליות בבריטניה ותוכנית Shift2Rail הנתמכת על ידי האיחוד האירופי מצביעות על כך שמפעילי הרכבות והספקים האירופיים נחושים כעת להכניס את המגזר לעידן הדיגיטלי.

"Shift2Rail מייצג השקעה של האיחוד האירופי והתעשייה של כמעט מיליארד יורו למחקר וחדשנות", אומר בן פריצ'רד, מנהל טכני של טכנולוגיה וחדשנות בחברת Thales. "תאלס היה אחד המייסדים ומנהל אחת מחמש תוכניות החדשנות."

תאלס מתמקד בקישוריות בין מערכות דיגיטליות: "זה כולל תכנון מסלול, מידע למטיילים, הנפקת כרטיסי נסיעה ונסיעה חלקה מדלת לדלת. אנו ממלאים גם תפקיד מפתח בפעילויות רוחביות המקשרות אזורים כמו תשתיות, גלגלים ומטענים ", אומר פריצ'רד.

הפיתרון הוא … לשלב הכל

האתגר הוא להכניס טכנולוגיה מתקדמת לסביבה שלא הייתה קיימת באופן מסורתי: "אם תבקש מאנשים לתאר מרכז בקרת תעבורה אווירית, רובם יחשבו על אנשים שיושבים מול מחשבים שעובדים קשה", אומר פריצ'רד. "ברכבות זה שונה, הדבר האחרון שאתה מדמיין הוא טכנולוגיה גבוהה."

קישוריות בין מערכות חשובה מכיוון שדיגיטציה היא הרבה יותר ממערכות עצמאיות. חלק מההצלחות הגדולות ביותר הגיעו מקשרים חדשים - ולעיתים בלתי צפויים - בין מערכות שונות. מערכות ייעוץ לנהגים הן דוגמה טובה לכך. יחידות תא טייס מבוססות GPS אלה, בדומה לנווטי רכב, עוזרות לנהגים לשמור על זמן ולחסוך באנרגיה. עם זאת, מערכות נוכחיות משתמשות בלוחות זמנים סטטיים, ולכן הן חסרות תועלת כאשר יש הפרעות.

"בבריטניה, פרויקט GEO-DAS, במימון Future Railway ומובל על ידי FirstGroup, יספק לנהגים בדרך בריסטול-קרדיף עדכונים בזמן אמת על התוכנית הנוכחית ממנהלי התעבורה", מסביר פריצ'רד. הפתרון עובד בשני הכיוונים: בנוסף להאזנה למערכת המרכזית בזמן אמת, הרכבות יכולות לדווח על מיקומן המדויק.

אחד המרכיבים העיקריים הוא מערכת ניהול התעבורה ARAMIS (TMS) של תאלס, שמותקנת כעת במרכזי הפעילות החדשים של רשת הרכבות בקרדיף וברומפורד. פרויקט GEO-DAS מדגיש כיצד ניתן לעשות שימוש חוזר במידע מרכזי במערכות קריטיות עם יתרונות נוספים.

טכנולוגיות דיגיטליות, כולל ניתוח נתונים ותקשורת בין מכונה למכונה, מסייעות גם לשינוי פעולות הרכבת התחתית של לונדון. ת'אלס עובד על פרויקט מחקר PCPIPIPP (Intelligent Centrated Intelligent Predict & Prevent) על מנת לספק התרעה מוקדמת מפני בעיות בנכסים כמו מסילות, רכבות ותחנות.

"אנחנו כבר יכולים לפקח על נכסים כמו מנועי מתג, אבל מה אם אתה יכול לשלב את זה עם נתונים מהרכבות שעברו את המתגים האלה?" שואל פריצ'רד. "הגישה של ה- PCIPP היא להשתמש במידע קונטקסטואלי כדי להבין מה קורה ולנצל אותו כדי ליצור מודלים חזויים המאפשרים גילוי כשלים לפני שהם מתרחשים ולהמליץ ​​על התערבויות כדי למנוע את התרחשותם במהלך השירות."

סוגים אלה של חידושים צפויים לשנות את פעילות הרכבות בשנים הקרובות ולהביא לשיפור משמעותי בבטיחות, קיבולת ואמינות.

אתה יכול לקרוא מאמרים נוספים כאלה ב- OneMagazine.