RailTech Europe`24: de digitalisering van het Europese spoor bevorderen
In Europa stimuleren initiatieven de overgang naar een digitaal spoorwegtijdperk, met een focus op het upgraden van seinsystemen, het implementeren van AI en het verbeteren van de cyberbeveiliging. Na de ochtendbesprekingen over de toekomst van spoorwegprojecten op RailTech Europe 2024, ging de middagconferentie dieper in op de uitbreiding van het spoor in de digitale sfeer.
Toen de aanwezigen na de lunch terugkeerden naar de conferentiezaal, kregen ze een popquiz voorgeschoteld: in welke stad bevindt zich het grootste metrosysteem ter wereld? De aanwezigen hadden de spijker op de kop en noemden Shanghai, Tokio, Seoul en Moskou. Ze wisten echter niet welk metrosysteem de meeste stations heeft. David Chabanon, Chief Technology Officer (CTO) bij Nordic Signals, gaf het antwoord: New York City. Hij opende de middagsessie met een casestudy over “Opstuwen naar een digitaal tijdperk” met de implementatie van CBTC-signaleringstechnologie (Communications-based train control).
Versnelde invoering van CBTC in de Big Apple
Nadat een kritiek ongeval in 1991 kwetsbaarheden in het oude signaleringssysteem aan het licht bracht, werd een moderniseringsprogramma voor de signaleringsinfrastructuur van de metro gestart voor alle lijnen. Een belangrijk aandachtspunt is interoperabiliteit om afhankelijkheid van één fabrikant te voorkomen. Tegenwoordig leveren Mitsubishi, Thales en Siemens allemaal met succes systemen aan de metro van NYC. Er zijn echter nog steeds problemen met de implementatiesnelheid, waardoor Nordic Signals werd ingeschakeld om het proces te versnellen. Tot de belangrijkste hoogtepunten behoren succesvolle overgangen op de metrolijnen Canarsie en Flushing. Op deze lijnen “zijn de prestaties drastisch verbeterd en is de punctualiteit het beste van het netwerk”, aldus Chabanon.
Het nieuwste project is gericht op de Crosstown Line, waarbij de nadruk ligt op twee pijlers voor verbetering, waarvan de eerste inkoop is. De strategie bestaat uit het implementeren van ontwerp-bouwcontracten met langetermijnonderhoudsbepalingen die leveranciers stimuleren om onderhoudbare systemen te leveren, systeemspecificaties te vereenvoudigen en verouderde apparatuur te verminderen. De tweede pijler draait om technische verbeteringen. Hier ligt de nadruk op het vereenvoudigen van de systeemspecificaties en het verminderen van oude apparatuur langs de weg, waarbij een CBTC-gerichte aanpak wordt gevolgd. Dit houdt in dat er een nieuwe CBTC-radio wordt geïmplementeerd op basis van de IP-standaard, waarbij gebruik wordt gemaakt van 5G IP-technologie. Er worden ook virtuele tests uitgevoerd.
Daarnaast richten de inspanningen zich op het uitrusten van werktreinen en het uitrusten van de vloot met nieuwe treinpositioneringssystemen. Chabanon onderstreepte de noodzaak van een organisatorische transformatie binnen de MTA om CBTC op de lange termijn optimaal te kunnen exploiteren en onderhouden. Het ambitieuze project, met een looptijd van tien jaar, moet een revolutie teweegbrengen in de New Yorkse metro-infrastructuur en de aanzet geven tot vooruitgang in alle divisies. Momenteel ligt de focus op de B-divisie (beletterde lijnen), met een ambitieus plan om het project binnen 10 jaar te voltooien.
ATO-assistentie zonder bestuurder past mogelijk op Noors netwerk
Het Noorse Spoorwegdirectoraat onderzocht de geschiktheid van Automatische Treinbediening (ATO) voor het gevarieerde landschap van Noorwegen, waar stedelijke gebieden in evenwicht zijn met uitgestrekte natuurgebieden en extreme weersomstandigheden. Cecilie Bjørlykke en Ingar Østerby, beiden Senior Adviseurs bij het Noorse Spoorwegdirectoraat (NRD), belichtten tijdens de tweede presentatie in de namiddag het Noorse onderzoek naar de integratie van Automatische Treinbediening (ATO) met het European Rail Traffic Management System (ERTMS). Met een grote investering in ERTMS L2 in het hele land van 2024 tot 2034 wil de Noorse regering onderzoeken of ze de voordelen van haar investering kan maximaliseren door aanvullende elementen op te nemen.
Het doel van hun conceptuele beoordeling door Bjørlykke en Østerby, in opdracht van de Noorse regering, is om de geschiktheid van ATO voor de unieke geografische omstandigheden en infrastructuur van Noorwegen vast te stellen. Ze onderzochten het concept van automatische treinbesturing (ATO) in verschillende gradaties, variërend van GoA1 tot GoA4, die verschillende automatiseringsniveaus omvatten, van bestuurdersassistentie tot volledig automatisch bedrijf. In hun beoordeling gebruikten de onderzoekers conceptuele alternatieven voor de ATO-classificatieschaal. Concept 0 vertegenwoordigt de basis, terwijl Concept A staat voor bestuurdersassistentie, concept B voor automatisch rijden en Concept C voor bestuurderloos of volledig ATO.
Hoewel de verschillende ATO-concepten vergelijkbare infrastructuurbehoeften hebben, is er bezorgdheid over de kostenimplicaties, met name omdat de volledig bestuurderloze optie nog onvolwassen is vanwege de hoge kosten. Bevindingen suggereren uitdagingen bij het verzoenen van hoge capaciteit met energiebesparingen. Gezien de huidige stand van de technologie is de kosten-batenanalyse in de beoordeling gunstig voor concept A: “Bestuurdersassistentie wordt aanbevolen voor verdere planning. Het concept wordt gezien als de eerste stap in de richting van automatische treinbediening. In de beoordeling wordt aanbevolen om voor de volgende fase te wachten tot er meer ervaring is opgedaan met de invoering van ERTMS,” concludeerde Bjørlykke.
Hoe wordt AI gebruikt door de Nederlandse railinfrastructuurbeheerder ProRail?
Na presentaties over New York en Noorwegen ging de aandacht voor de derde lezing naar Nederland. Paul van der Voort, programmamanager DataLab bij de Nederlandse infrastructuurbeheerder ProRail, belichtte het gebruik van Artificial Intelligence (AI) door de organisatie, dat hij definieerde als “technologie die computers in staat stelt te leren van gegevens(ervaringen) om te herkennen, verklaren, voorspellen en creëren”. Zijn presentatie toonde de vooruitgang in monitoringtechnieken, voorspellende modellering en generatieve AI-toepassingen bij ProRail.
Paul van der Voort besprak verschillende data-analysetechnieken die worden gebruikt bij spoorwegonderhoud en -exploitatie om “te leren van big data”, zoals van der Voort het uitdrukte. Anomalie- en outlierdetectie kunnen worden gebruikt om kleine versnellingen op wielassen te monitoren om dagelijkse of wekelijkse schades te identificeren en zo bijvoorbeeld beslissingen voor inspectie te sturen. Deze methode is geïmplementeerd in 14 NS-reizigerstreinen. Regressieanalyse wordt ook gebruikt om op basis van waargenomen slijtagepatronen te bepalen welke rails de komende 5 tot 15 jaar aan vervanging toe zijn.
Verder kunnen ‘beslisboom’-modellen worden gebruikt voor het voorspellen van de energievraag, waarbij input zoals onderstationopstelling, historisch gebruik, dienstregeling en temperatuur worden gecombineerd om de operationele planning te informeren. De presentatie belichtte ook de voortdurende inspanningen van ProRail om nieuwe AI-technieken te ontwikkelen, waaronder generatieve AI, om complexe uitdagingen in verkeersregeling en besluitvorming aan te pakken. Dit zou verkeersleiding in staat stellen om AI te vragen “Wat moet ik doen in deze situatie?” of “Met wie neem ik contact op over dit probleem en wat is hun contactinformatie?” om kostbare tijd te besparen in een noodsituatie. Door gebruik te maken van grote taalmodellen wil ProRail de communicatie en reactieprocedures tijdens ongewone gebeurtenissen stroomlijnen en de operationele efficiëntie optimaliseren.
Digitale transportbedreigingen en beveiliging van telecommunicatie voor ATO
Gezien de voortdurende technologische ontwikkelingen binnen de spoorwegindustrie is het daarom belangrijk om na te denken over de nieuwe bedreigingen waar ook rekening mee moet worden gehouden. Ifigeneia Lella, een expert op het gebied van cyberbeveiliging bij het Agentschap voor cyberbeveiliging van de Europese Unie (ENISA), benadrukte de escalerende digitale bedreigingen waarmee de transportsector in de EU wordt geconfronteerd. Het inaugurele rapport van ENISA onthult een toename in risico’s, waaronder ransomware-aanvallen, datalekken en malware-infecties. Deze bedreigingen worden geuit door staatsgesteunde actoren, cybercriminelen en hacktivisten, waarbij DDoS-aanvallen gericht op Europees transport toenemen.
Ze ontdekten dat de transportsector in 2023 te maken kreeg met 3000 cyberincidenten, waarbij 220 meer dan één EU-lidstaat troffen en 200 gericht waren op de transportsector. Met name 85 van deze bedreigingen waren gericht op de spoorwegsector, waarbij de meest voorkomende aanvallen gericht waren op informatietechnologie. Opkomende trends in cyberdreigingen zijn onder meer Denial of Service-aanvallen en hacktivistische activiteiten die een aanzienlijk risico vormen voor de beveiliging van de vervoersinfrastructuur. Deze bevindingen onderstrepen de noodzaak van robuuste cyberbeveiligingsmaatregelen en proactieve strategieën om de digitale integriteit van de transportsector te waarborgen.
Roch Muraine, van Alcatel-Lucent Enterprise en UITP benadrukte de specifieke urgentie van cyberveilige communicatie voor bestuurderloze treinen nu deze steeds algemener worden. Bij volledig bestuurderloze operaties is ononderbroken communicatie tussen treinen en controlecentra van cruciaal belang, vooral tijdens noodsituaties. Muraine benadrukt robuuste authenticatie, veilige verbindingen en versleuteling als de sleutel tot het aanpakken van deze uitdagingen. Deze communicatie wordt ook opgenomen, wat weer meer gegevens oplevert die beschermd moeten worden. Dit leidde tot de laatste paneldiscussie van de eerste dag van RailTech Europe: “Hoe zorg je ervoor dat je gegevens veilig zijn”, met Ifigeneia Lella en Dimitri van Zantvliet, directeur cyberbeveiliging bij CISO.
Acht presentaties en twee paneldiscussies later kwam de eerste dag van de RailTech Europe conferentie tot een einde. Na de netwerkborrel wandelden de conferentiegangers naar de beursvloer om hun avond voort te zetten. Sessie 2 van de conferentie, ‘Decarbonizing Railway Networks Amidst Competitive Challenges’ begint morgen om 10 uur. Het is nog steeds mogelijk om je hier in te schrijven voor Dag 2.
Verder lezen:
- RailTech Europe 2024: Bouwen aan het hogesnelheidsnetwerk van de toekomst
- De spoorwegsector samenbrengen: dit is dag 1 van RailTech Europe 2024
- Cybersecurity voor spoorwegsystemen – hoe te handhaven in het digitale tijdperk
