Yalnızca 2015 yılında, yaklaşık 1,3 milyar kullanıcı Londra Metrosu'nu İngiliz şehri çevresinde seyahat etmek için kullandı. Ve her gün talep 90.000'den fazla seyahat - bir futbol stadyumunu doldurmaya yetecek kadar insan - artıyor ve artmaya devam etmesi bekleniyor. Bu şehir, yolcularına (çok fazla) zarar vermeden bu antik ulaşım aracını nasıl güncellemeyi başardı?
İngiltere'nin başkentinde ulaşımdan sorumlu kuruluş olan Transport for London (TfL), trenlerin frekansını ve hızını artırmaya olanak tanıyan gelişmiş bir sinyalizasyon teknolojisi olan iletişim tabanlı tren kontrolüne (CBTC) geçiş de dahil olmak üzere kapasite iyileştirmelerine yatırım yapıyor. Mevcut hatlarda demiryolu hizmetleri.
TfL, yeraltı raylı sistemi boyunca CBTC tabelalarını kurmak için Thales ile birlikte çalışıyor: District, Circle, Hammersmith & City ve Metropolitan hatları (sırasıyla, ikonik metro haritasındaki yeşil, sarı, pembe ve macenta hatları). Bu hat seti dünyadaki en karmaşık olarak kabul edilir ve ağın yüzde 40'ını temsil eder.
Programın Thales sistem mühendisliği direktörü Andrew Hunter, "Kurduğumuz teknoloji Thales SelTrac CBTC'dir" diye açıklıyor. "Londra Metrosu'nun Jubilee ve Kuzey hatları da dahil olmak üzere dünya çapında 70'den fazla hatta kurulmuş, kanıtlanmış bir sistemdir."
Daha akıllı bir tabela için tabela nasıl değiştirilir
SelTrac CBTC sistemi, dijital teknolojilerin operatörlerin mevcut ağları daha iyi kullanmalarına nasıl yardımcı olduğunu vurgular. Londra'nın yeraltı hatlarında, CBTC sinyalizasyonunun devreye girmesi, kapasitenin yüzde 30'dan fazla artırılmasında etkili olacaktır. Daha iyi tabela aynı zamanda daha iyi seyahat süreleri, daha az gecikme ve daha fazla güvenilirlik sağlar. CBTC, iki ana yolla ek kapasite ve güvenilirlik sağlar. İlk olarak, trenler arasındaki aralığı azaltır, böylece hattın herhangi bir bölümünde daha fazla tren çalışabilir. Bu, “hareket eden blok” teknolojisi sayesinde elde edilir: sistemdeki trenlerin her biri konumunu bilir ve tren ile önündeki tren arasındaki uygun güvenlik mesafesini sürekli olarak hesaplar. Bu esneklik, mobil blok ile trenin daha yüksek veya daha düşük bir hızda çalışmasına bakılmaksızın ayrımın sabit coğrafi bloklar tarafından yönetildiği geleneksel sinyalleşme arasındaki farkı yaratan şeydir.
CBTC'nin kapasiteyi artırmasının ikinci yolu, otomatik tren işletimidir (ATO). Hızlanma ve frenleme, pistin her bölümünün benzersiz özelliklerine dayalı olarak bilgisayar tarafından hassas bir şekilde kontrol edilir.
Hunter, "Yeraltı hatlarının maksimum hız sınırlarının eğrilerini elde ettik" diyor. "Tren bir kişi yerine bir bilgisayar tarafından kontrol edildiğinden, rota için her zaman aynı optimal sürüş profilini yeniden üretmek mümkün."
İyileştirilmiş trafik izleme de bir fark yaratacaktır. Mevcut sinyalizasyon sistemi ile denetim 13 kontrol odasına yayılmıştır. Yeni sistem tam olarak faaliyete geçtiğinde, Londra Metrosu ilk kez tüm yeraltı hattı sistemini tek bir kontrol merkezinden görebilecek. Her şeyi tek bir yerden görebilmek ve kontrol edebilmek önemlidir çünkü dört hat birbirine çok bağlıdır ve bir hatta oluşan problemler diğerlerini hızla etkileyebilir.
Programın sunulması bazı benzersiz zorluklar doğurmaktadır. Yeni başlayanlar için, projenin büyüklüğü. Yeniden sinyal verilecek dört hattın yaklaşık 300 km'si var ve hatlardan ikisi (İlçe ve Büyükşehir) Londra'nın kenar mahallelerine ve ötesine gidiyor. İlçe hattında Upminster, Londra Metrosu'nun en doğu istasyonudur ve Metropolitan hattındaki son istasyon olan Amersham, başkentin 25 mil (40 km) kuzeybatısındadır ve artık Londra değil, Buckinhamshire'dır.
Altyapının yaşı zorluğa katkıda bulunur. Metropolitan dünyanın en eski metro hattıdır ve Paddington ile Farringdon arasındaki tüneller 1863 yılında trafiğe açılmıştır. Mevcut tabelalar da eskidir. Örneğin, Edgware Road istasyonu, istasyonun 90 yıllık sinyalizasyon kabininde bulunan eskiyen bir mekanik kol tablosuyla günde 900'den fazla trafiği izlemeye devam ediyor.
Ağın operasyonel karmaşıklığı başlı başına bir zorluktur. Her hat ayrı ayrı çalıştırılsa da hat ve sinyalizasyon altyapılarının ortak olduğu birçok yer bulunmaktadır. Bu kavşağın en kalabalık bölgeleri Londra'nın merkezindedir. En yoğun metro kavşaklarından ikisi (Baker Street ve Edgware Road) her biri üç farklı hat için ortaktır.
Tabela yenileme 24 saat
Ağın modernize edilmesi sadece teknolojik değil aynı zamanda lojistik bilgi ve deneyim gerektirir. Öncelik, yeni tabelaların güvenli, sorunsuz bir şekilde kurulmasını ve yolcuları mümkün olduğunca az rahatsız etmesini sağlamaktır.
Hunter, "14 bölümü yeni sisteme geçiriyoruz" diye açıklıyor. "Lojistiği basitleştirmek için Hammersmith kontrol merkezinin yakınında başlıyoruz."
Herhangi bir büyük altyapı projesinde olduğu gibi, teslim etmek için hokkabazlık yapmanız gerekiyor: “Geçmişte yaptığımız şey hafta sonları yakındı. Çok etkili olmasına rağmen, kullanıcılar arasında adil veya popüler değil” diyor. "Bu projenin amaçlarından biri, mühendislik saatlerinde (geceleri) daha fazla çalışmak ve mümkün olduğunca kapanışlardan kaçınmaktır."
Zaman esastır. Londra uyurken, Thales ekiplerinin her şeyi normale döndürmeden önce yeni ekipmanı kurmak ve test etmek için gecede sadece iki saati var, sabah yoğun saate hazır.
İşaretler güvenlik açısından kritik öneme sahip olduğundan, yeni kurulan ekipmanın hizmete sunulmadan önce kapsamlı testlerden geçmesi gerekir.
Hunter, “Mevcut sinyalizasyon sistemini SelTrac CBTC sistemimizle değiştirme yeteneğine sahibiz” diye açıklıyor. "Gece vardiyalarında kapsamlı testler yaparak, hizmete gireceğimiz hafta sonumuza geçmeden önce trenlere ve sistemin işlevselliğine güvenmemizi sağlıyor."
Yolda çalışmak için her yirmi dört saatin yalnızca dört saatine sahip olmak, bariz sınırlamalar getirir. Thales, teslimatı hızlandırmak için, mühendislerin günün normalde kaybedilecek olan saatlerinden en iyi şekilde yararlanmalarını sağlayan performans izleme adı verilen bir tekniği mükemmelleştirdi.
“Performans izleme, tüm yeni ekipmanlarımızın açık kalması ancak trenlerin izlenmemesidir. Bu, gün boyunca tüm ekipmanların tüm veri kayıtlarını alabileceğiniz ve servisi etkileyecek bir arızaya neden olabilecek sorunları tespit edebileceğiniz anlamına geliyor”, diye açıklıyor Hunter. "Gizli mod izleme, günün her saatinde çalışıyor ve trenlerin ve ray altyapılarının kusursuz çalıştığına güvenebileceğimiz anlamına geliyor. Değilse, bunları analiz edecek kayıtlarımız var” dedi.
Thales, 2012'de planlanandan altı ay önce başarıyla tamamlanan bir proje olan Northern Line tabela yenileme programına bu yaklaşımı ilk uygulayan kişi oldu.
Hunter, “Burada günün her saati tabela yenileme hizmeti sunuyoruz” diyor. “Gezginlere hizmeti kesintiye uğratmadan (gün içinde ve arka planda) çok daha fazla test yapabiliriz. Kuzey hattıyla karşılaştırsak bile burada yaptığımız devrim niteliğinde."
Sorunları müşteriyle yüz yüze çözmek, her şeyin yolunda gitmesini sağlamaya da yardımcı olur.
Hunter, "Londra Metrosu ve Thales, proje için ortak bir ofiste el ele çalışıyor" diyor. “Kullandığımız tabir 'takım' ve son derece etkili. Eğer meslektaşımla bir sorunu çözmek istersem, on dakika içinde buluşup çözebiliriz, aksi takdirde günler olurdu."
Proje için mühendislik tasarımı zaten oldukça gelişmiş durumda ve kısa süre içinde pistteki çalışmalara başlanması planlanıyor. Programın temel faydaları, Londra'nın merkezinde saatte 32 trenin en çok talep edildiği dönemlerdeki frekansın 2022'de sağlanacak ve bu da her 60 dakikada bir 36.000 seferlik ağın taşıma kapasitesinde bir artış anlamına gelecektir. .
Dijital teknolojiler demiryolu sektörünü dönüştürüyor
Londra Metrosu gibi, Birleşik Krallık'taki demiryolları da teknolojideki diğer sektörleri uzun süredir geride bıraktı, ancak şimdi yetişiyor. İngiltere'nin Dijital Demiryolu planı ve AB destekli Shift2Rail programı gibi girişimler, Avrupalı demiryolu operatörlerinin ve sağlayıcılarının artık sektörü dijital çağa sokmaya kararlı olduğunu gösteriyor.
Thales'te teknoloji ve yenilik teknik direktörü Ben Pritchard, "Shift2Rail, araştırma ve yenilik için yaklaşık 1 milyar Euro'luk bir AB ve endüstri yatırımını temsil ediyor" diyor. "Thales kuruculardan biriydi ve beş inovasyon programından birini yürütüyor."
Thales, dijital sistemler arasındaki bağlantıya odaklanıyor: “Bu, seyahat planı planlama, gezgin bilgileri, seyahat bileti düzenleme ve sorunsuz kapıdan kapıya seyahati içeriyor. Ayrıca altyapı, demiryolu araçları ve nakliye gibi alanları birbirine bağlayan kesişen faaliyetlerde de önemli bir rol oynuyoruz ”diyor Pritchard.
Çözüm… her şeyi entegre etmek
Zorluk, geleneksel olarak var olmayan bir ortama ileri teknolojiyi sokmaktır: Pritchard, "İnsanlardan bir hava trafik kontrol merkezini tanımlamalarını isterseniz, çoğu, bilgisayarların önünde oturan insanların çok çalıştığını düşünecektir" diyor. "Trenlerde durum farklıdır, hayal ettiğiniz son şey yüksek teknolojidir."
Sistemler arası bağlantı önemlidir çünkü sayısallaştırma bağımsız sistemlerden çok daha fazlasıdır. En büyük başarılardan bazıları, farklı sistemler arasındaki yeni ve bazen beklenmedik bağlantılardan geldi. Sürücü Danışma Sistemleri buna iyi bir örnektir. Araba navigasyon cihazlarına benzer bu GPS tabanlı kokpit üniteleri, sürücülerin zamandan tasarruf etmesine ve enerji tasarrufu yapmasına yardımcı olur. Bununla birlikte, mevcut sistemler statik programlar kullanır, bu nedenle kesintiler olduğunda işe yaramazlar.
Pritchard, "Birleşik Krallık'ta Future Railway tarafından finanse edilen ve FirstGroup tarafından yönetilen GEO-DAS projesi, Bristol-Cardiff rotasındaki sürücülere trafik yöneticilerinin mevcut planı hakkında gerçek zamanlı güncellemeler sağlayacak" diye açıklıyor. Çözüm her iki yönde de çalışır: merkezi sistemi gerçek zamanlı dinlemeye ek olarak, trenler tam konumlarını bildirebilir.
Anahtar unsurlardan biri, şu anda Network Rail'in Cardiff ve Romford'daki yeni demiryolu operasyon merkezlerinde kurulmakta olan Thales'in ARAMIS Trafik Yönetim Sistemidir (TMS). GEO-DAS projesi, kritik sistemlerdeki merkezileştirilmiş bilgilerin ek faydalarla nasıl yeniden kullanılabileceğini vurgular.
Veri analitiği ve makineden makineye iletişim dahil olmak üzere dijital teknolojiler de Londra Metrosu operasyonlarının dönüştürülmesine yardımcı oluyor. Thales, raylar, trenler ve istasyonlar gibi varlıklardaki sorunların erken uyarısını sağlamak için bir İnsan Merkezli Akıllı Tahmin ve Önleme (PCIPP) araştırma projesi üzerinde çalışıyor.
Pritchard, "Şalter motorları gibi varlıkları zaten izleyebiliriz, ancak bunu, bu anahtarları geçen trenlerden gelen verilerle birleştirebilseydiniz ne olurdu?" diye soruyor. "PCIPP'nin yaklaşımı, neler olduğunu anlamak için bağlamsal bilgileri kullanmak ve arızaları oluşmadan önce tespit etmeye ve hizmet sırasında meydana gelmelerini önlemek için müdahaleler önermeye olanak tanıyan tahmine dayalı modeller oluşturmak için bundan yararlanmaktır."
Bu tür yeniliklerin önümüzdeki yıllarda demiryolu operasyonlarını dönüştürmesi ve güvenlik, kapasite ve güvenilirlikte önemli iyileştirmeler getirmesi bekleniyor.
Bunun gibi daha fazla makaleyi OneMagazine'de okuyabilirsiniz.