Только в 2015 году около 1,3 миллиарда пользователей использовали лондонское метро для путешествий по британскому городу. И каждый день спрос увеличивается более чем на 90 000 поездок - достаточно людей, чтобы заполнить футбольный стадион - и, как ожидается, будет продолжать расти. Как этому городу удалось обновить это древнее средство передвижения, не причинив (слишком много) вреда своим путешественникам?
Транспорт для Лондона (TfL), организация, отвечающая за перевозки в британской столице, инвестирует в повышение пропускной способности, включая переход к управлению поездом на основе связи (CBTC), передовой технологии сигнализации, которая позволяет увеличить частоту и скорость движения поездов. железнодорожные перевозки на существующих линиях.
TfL работает с Thales над установкой вывесок CBTC по всей подземной железнодорожной системе: линиям District, Circle, Hammersmith & City и Metropolitan (соответственно, зеленая, желтая, розовая и пурпурная линии на знаменитой карте метро). Этот набор линий считается самым сложным в мире и составляет 40 процентов сети.
«Мы устанавливаем технологию Thales SelTrac CBTC», - объясняет Эндрю Хантер, директор Thales по системному проектированию программы. «Это проверенная система, которая была установлена на более чем 70 линиях по всему миру, включая Юбилейную и Северную линии лондонского метрополитена».
Как поменять вывеску на более умную
Система SelTrac CBTC демонстрирует, как цифровые технологии помогают операторам лучше использовать существующие сети. В случае с линиями лондонского метрополитена введение сигнализации CBTC будет способствовать увеличению пропускной способности более чем на 30 процентов. Более качественные вывески также приводят к сокращению времени в пути, меньшему количеству задержек и большей надежности. CBTC обеспечивает дополнительную пропускную способность и надежность двумя основными способами. Во-первых, это сокращает интервал между поездами, поэтому на любом участке линии может курсировать больше поездов. Это достигается благодаря технологии «движущихся блоков»: каждый поезд в системе знает свое местоположение и постоянно рассчитывает соответствующее безопасное расстояние между самим поездом и идущим впереди поездом. Эта гибкость - это то, что отличает мобильный блок от традиционной сигнализации, в которой разделение регулируется фиксированными географическими блоками, независимо от того, движется поезд с большей или меньшей скоростью.
Второй способ увеличения пропускной способности CBTC - это автоматический режим движения поездов (ATO). Ускорение и торможение точно контролируются компьютером на основе уникальных характеристик каждого участка пути.
«Мы получили кривые максимально допустимой скорости линий метро», - говорит Хантер. «Поскольку поездом управляет компьютер, а не человек, всегда можно воспроизвести один и тот же оптимальный профиль движения для маршрута».
Улучшенный мониторинг трафика также будет иметь значение. При существующей системе сигнализации наблюдение распространяется на 13 диспетчерских. Когда новая система будет полностью введена в эксплуатацию, лондонское метро впервые получит обзор всей системы подземных линий из единого центра управления. Важно иметь возможность просматривать и контролировать все из одного места, потому что четыре линии очень зависят друг от друга, и проблемы, возникающие на одной линии, могут быстро повлиять на другие.
Выполнение программы ставит некоторые уникальные задачи. Во-первых, огромный размер проекта. Четыре линии, о которых нужно будет повторно сигнализировать, имеют протяженность около 300 км, а две линии (District и Metropolitan) идут к окраинам Лондона и за его пределами. На линии District Upminster - самая восточная станция лондонского метрополитена, а Amersham, последняя станция на линии Metropolitan, находится в 25 милях (40 км) к северо-западу от столицы и больше не Лондон, а Бакинхемшир.
Возраст инфраструктуры усложняет задачу. Метрополитен - самая старая линия метро в мире, а туннели между Паддингтоном и Фаррингдоном были открыты для движения в 1863 году. Существующие вывески тоже старые. Например, станция Edgware Road продолжает контролировать более 900 транспортных средств в день с помощью устаревшего стола механических рычагов, расположенного в будке сигнализации станции, которой 90 лет.
Сложность эксплуатации сети сама по себе является проблемой. Хотя каждая линия эксплуатируется отдельно, есть много мест, где инфраструктуры путей и сигнализации являются общими. Наиболее загруженные районы этого перекрестка находятся в центре Лондона. Два самых загруженных перекрестка метро (Бейкер-стрит и Эдгвер-роуд) являются общими для трех разных линий каждая.
Обновление вывесок 24 часа
Модернизация сети требует не только технологических, но и логистических знаний и опыта. Приоритетом является обеспечение безопасной, бесперебойной установки новых вывесок и минимальных неудобств для путешественников.
«Мы переводим 14 секций в новую систему», - объясняет Хантер. «Чтобы упростить логистику, мы начинаем работу в непосредственной близости от центра управления Hammersmith».
Как и в случае с любым крупным инфраструктурным проектом, чтобы добиться результата, вам придется жонглировать: «Раньше мы делали только выходные. Хотя он очень эффективен, он несправедлив и не популярен среди пользователей », - говорит он. «Одна из целей этого проекта - больше работать в часы работы инженеров (ночью) и как можно больше отказаться от закрытия».
Время имеет существенное значение. Пока Лондон спит, у команд Thales есть всего два часа в сутки, чтобы установить и протестировать новое оборудование, прежде чем вернуть все в нормальное состояние и подготовиться к утреннему часу пик.
Поскольку вывески имеют решающее значение для безопасности, новое установленное оборудование должно пройти обширные испытания, прежде чем его можно будет ввести в эксплуатацию.
«У нас есть возможность заменить существующую систему сигнализации на нашу систему SelTrac CBTC», - объясняет Хантер. «Мы проводим тщательные испытания во время ночных смен, что позволяет нам быть уверенными в поездах и функциональности системы перед тем, как приступить к работе в выходные дни».
Наличие в дороге только четырех часов из каждых двадцати четырех налагает очевидные ограничения. Чтобы ускорить доставку, компания Thales усовершенствовала метод, называемый мониторингом производительности, который позволяет инженерам максимально эффективно использовать часы дня, которые обычно теряются.
«Мониторинг производительности заключается в том, что все наше новое оборудование остается включенным, но поезда не контролируются. Это означает, что вы можете получить все записи данных обо всем оборудовании в течение дня и выявить любые проблемы, которые могут вызвать сбой, влияющий на обслуживание », - объясняет Хантер». «Мониторинг в скрытом режиме работает круглосуточно и означает, что мы можем быть уверены, что поезда и путевая инфраструктура работают безупречно. Если нет, у нас есть записи для их анализа ».
Компания Thales была первой, кто применил этот подход к программе обновления указателей Northern Line, проекту, который был успешно завершен в 2012 году на шесть месяцев раньше запланированного срока.
«Мы предлагаем круглосуточное обновление вывески», - говорит Хантер. «Мы можем проводить гораздо больше тестов (в течение дня и в фоновом режиме), не прерывая обслуживания путешественников. Даже если мы сравним его с Северной линией, то, что мы делаем здесь, является революционным ».
Решение проблем лицом к лицу с клиентом также помогает обеспечить бесперебойную работу.
«Лондонское метро и Thales работают рука об руку в общем офисе над проектом, - говорит Хантер. «Мы используем выражение« команда », и оно чрезвычайно эффективно. Если я хочу решить проблему со своим коллегой, мы можем встретиться и решить ее за десять минут, которые в противном случае превратились бы в дни ».
Техническое проектирование проекта уже продвинуто, и работы на трассе планируется начать в ближайшее время. Основные преимущества программы будут реализованы в 2022 году, когда частота в периоды наибольшего спроса составит 32 поезда в час в центре Лондона, что будет означать увеличение пропускной способности сети еще на 36000 рейсов каждые 60 минут. .
Цифровые технологии трансформируют железнодорожный сектор
Подобно лондонскому метрополитену, железные дороги по всей Великобритании давно отставали от других секторов в области технологий, но теперь их догоняют. Такие инициативы, как схема цифровых железных дорог Великобритании и поддерживаемая ЕС программа Shift2Rail, указывают на то, что европейские железнодорожные операторы и поставщики в настоящее время полны решимости перевести сектор в цифровую эпоху.
«Shift2Rail представляет собой инвестиции ЕС и отрасли в размере почти 1 миллиарда евро на исследования и инновации», - говорит Бен Притчард, технический директор по технологиям и инновациям Thales. «Thales был одним из основателей и руководит одной из пяти инновационных программ».
Thales уделяет особое внимание возможности взаимодействия между цифровыми системами: «Это включает планирование маршрута, информацию для путешественников, выпуск проездных билетов и беспрепятственное движение от двери до двери. Мы также играем ключевую роль в межсекторальной деятельности, которая связывает такие области, как инфраструктура, подвижной состав и грузовые перевозки », - говорит Притчард.
Решение состоит в том, чтобы … интегрировать все
Задача состоит в том, чтобы внедрить передовые технологии в среду, которой традиционно не существовало: «Если вы попросите людей описать центр управления воздушным движением, большинство из них подумает о людях, которые усердно работают перед компьютерами», - говорит Притчард. «С поездами дело обстоит иначе, последнее, что вы думаете, - это высокие технологии».
Связь между системами важна, потому что оцифровка - это гораздо больше, чем автономные системы. Некоторые из самых больших успехов были достигнуты благодаря новым - а иногда и неожиданным - связям между различными системами. Системы информирования водителей - хороший тому пример. Эти устройства кабины на основе GPS, похожие на автомобильные навигаторы, помогают водителям сохранять время и экономить энергию. Однако в современных системах используются статические расписания, поэтому они бесполезны при перебоях в работе.
«В Великобритании проект GEO-DAS, финансируемый Future Railway и возглавляемый FirstGroup, предоставит водителям на маршруте Бристоль-Кардифф информацию о текущем плане от диспетчеров в режиме реального времени», - поясняет Притчард. Решение работает в обоих направлениях: помимо прослушивания центральной системы в режиме реального времени, поезда могут сообщать свое точное местоположение.
Одним из ключевых элементов является система управления движением ARAMIS (TMS) от Thales, которая в настоящее время устанавливается в новых железнодорожных центрах Network Rail в Кардиффе и Ромфорде. Проект GEO-DAS подчеркивает, как централизованную информацию в критических системах можно повторно использовать с дополнительными преимуществами.
Цифровые технологии, включая аналитику данных и межмашинную связь, также помогают трансформировать операции лондонского метрополитена. Thales работает над исследовательским проектом «Интеллектуальное прогнозирование и предотвращение, ориентированное на людей» (PCIPP), чтобы обеспечить раннее предупреждение о проблемах на объектах, таких как пути, поезда и станции.
«Мы уже можем контролировать такие активы, как двигатели стрелочных переводов, но что, если бы вы могли объединить это с данными поездов, которые прошли эти стрелки?» - спрашивает Притчард. «Подход PCIPP заключается в использовании контекстной информации для понимания того, что происходит, и использования ее преимуществ для создания прогнозных моделей, которые позволяют обнаруживать отказы до того, как они произойдут, и рекомендовать меры для предотвращения их возникновения во время обслуживания».
Ожидается, что эти типы инноваций в ближайшие годы преобразуют железнодорожные операции и принесут значительные улучшения в безопасности, пропускной способности и надежности.
Вы можете прочитать больше подобных статей в OneMagazine.