Portugal presenteert vertaaltechnologie zodat nieuwe ETCS-treinen nooit verdwalen op oude seinlijnen

Portugal test een belangrijke technologie die kan voorkomen dat nieuwe treinen met ETCS worden buitengesloten van het grootste deel van het eigen netwerk. Het technologiebedrijf Critical Software presenteerde het Convel STM-systeem dat is ontwikkeld in samenwerking met Medway, Alpha Trains, Stadler en Hitachi. RailTech woonde de eerste demonstratie bij.

De in Portugal ontwikkelde STM laat moderne treinen met ETCS veilig rijden op oudere sporen die nog door het nationale systeem worden bestuurd, en overbrugt daarmee een kritieke kloof tijdens de overgang van het land naar ERTMS. De oplossing zal naar verwachting eind 2026 op het spoor zijn, na maanden van testen en certificeringen.

Ongeveer 69% (1.740,8) kilometer van het Portugese spoorwegnet is uitgerust met Convel, de nationale automatische treinbeveiliging (ATB). Dit systeem van klasse B, dat in de jaren 1990 op Portugese rails werd geïmplementeerd, is gebaseerd op de EBICAB 700 van Bombardier (nu Alstom), die eerst in Zweden, Noorwegen en daarna in Bulgarije werd geïmplementeerd.

De nieuwste treinen zijn echter niet uitgerust met klasse B-systemen aan boord; in plaats daarvan hebben ze een European Train Control System (ETCS) eenheid aan boord, als onderdeel van de overgang naar het gemeenschappelijke Europese (ERTMS) verkeersleidingsysteem. Zonder het vertaalapparaat zouden de nieuwste treinen die door Portugese exploitanten zijn besteld slechts kunnen rijden op een klein deel van het 2.500 kilometer lange netwerk van het land – de treinen die zijn uitgerust met ETCS-balies.

De kloof overbruggen

Om het compatibiliteitsprobleem tussen treinen en sporen op te lossen, ontwikkelde het Portugese technologiebedrijf Critical Software een specifieke transmissiemodule (STM) waarmee treinen die zijn uitgerust met ETCS het signaal kunnen lezen dat wordt uitgezonden door Convel-balises. Dit komt overeen met de STM op ETCS-niveau, bedoeld voor treinen die zijn uitgerust met ETCS en die rijden op sporen waar het oudere nationale systeem (klasse B-systeem) moet worden gebruikt.

Het systeem werkt als een “vertaler” tussen het oude Portugese seinstelsel en het nieuwe Europese treinbesturingssysteem (ETCS). Het is ontwikkeld in samenwerking met particuliere bedrijven zoals Medway (de Iberische vrachtvervoerder die eigendom is van MSC), Stadler, Alpha Trains en Hitachi. “We creëerden een nieuwe treinoplossing, ETCS+STM, die de regels van de bestaande spoorsites respecteert. Op de lijnen die zijn uitgerust met Convel, moeten we de door Convel opgelegde regels respecteren”, legt Luís Galo, Principal Engineer bij Critical Software, uit aan RailTech.

Nu, dankzij een nationale samenwerking van spoorwegmaatschappijen, is de oplossing op weg naar certificering en uitrol vanaf 2026.

Het prototype testen

Het eerste voertuig dat wordt getest is de elektronische locomotief van Medway, serie 4700, in 2009 geproduceerd door Siemens. Op deze locomotief was vanaf de fabriek een Convel-systeem geïnstalleerd, waarvan het display nog steeds op de cabine te zien is. Dit apparaat werd losgekoppeld en in plaats daarvan werden er twee nieuwe schermen bovenop de cabine geïnstalleerd van Hitachi’s ETCS, dat de ondersteuning heeft van Critical Software’s Convel STM.

Dit prototype wordt getest in omstandigheden met gesloten spoor. RailTech was getuige van een demonstratie op locatie in de faciliteiten van Medway in Poceirão, een dorp op 40 kilometer afstand van Lissabon, de hoofdstad van Portugal. De demonstratie was verdeeld in drie fasen: eerst las de locomotief een Convel-balise die een rood licht simuleerde – wat betekende dat de machinist de trein moest stoppen.Vervolgens was er een simulatie van een neutraal gedeelte, wat betekende dat de trein gedurende een paar meter automatisch stopte met het opnemen van stroom te midden van twee verschillende elektrische bronnen. Tot slot, nadat de machinist een stopteken (SPAD) had gepasseerd, moest de trein onmiddellijk remmen. Deze test werd met succes herhaald.

Wat te doen zonder?

Zonder STM-systeem konden nieuwe treinen alleen rijden op het nieuwe spoor tussen Évora en Elvas (een nieuwe corridor met snelheden tot 250 km/u), tussen Pampilhosa en Vilar Formoso (de lijn van Beira Alta) en tussen Cais do Sodré en Cascais. Hitachi Portugal heeft de eerste contracten binnengehaald voor de installatie van ETCS-balissen in spoorlijnen. In totaal is slechts ongeveer 300 km van het 2500 km lange Portugese spoorwegnet voorzien van het digitale systeem en kan het worden bereikt met treinen die alleen met ETCS zijn uitgerust. Tegen 2050 moeten er veel meer installaties zijn.

Lijnen binnen de Europese TEN-T corridors, zoals Linha do Norte (Lissabon-Porto), krijgen voorrang bij de installatie. Dit betekent dat Convel STM essentieel zal zijn voor de nieuwste passagiers- en goederentreinen – de Portugese operator CP heeft een order om 117 treinen van Alstom te kopen, waarover de rechtbank nog geen beslissing heeft genomen sinds eind 2023. Zodra de Convel STM niet langer nodig is, wordt het apparaat gewoon uit het systeem gehaald, zonder grote ingrepen.

Eerste passagierstreinen

In een eerste fase worden ongeveer 100 Convel STM-toestellen besteld. De eerste installaties voor passagierstreinen zullen worden geïnstalleerd in de nieuwe 22 Stadler Flirt-eenheden voor CP (de Portugese staatsspoorwegmaatschappij) op regionale routes. Daarnaast zullen in totaal 33 Stadler Euro6000 locomotieven voor Medway en Alpha Trains (die locomotieven verhuurt aan Captrain, met activiteiten in Portugal en Spanje) met het systeem worden uitgerust.

Het prototype zal “rond april of mei volgend jaar klaar zijn”, schat Luís Galo. “Als alles goed gaat met de tests, krijgen we rond die tijd de eerste certificering. Daarna gaan we meteen door met de eerste treinen voor CP die door Stadler in Valencia worden gebouwd. Het idee is dat eind 2026, begin 2027 het eerste voertuig voor CP klaar is om in gebruik te worden genomen”, voegt hij eraan toe.

Voor Euro6000 locomotieven geldt een ander proces: ze worden uitgerust met drie ATB-systemen: de nieuwe Convel STM, ETCS en het Spaanse Asfa. “De tests met ETCS-apparatuur beginnen dit jaar in Spanje omdat zij al sporen hebben die zijn uitgerust met ETCS-balansen. Als dat proces is afgerond, wordt de locomotief overgebracht naar Portugal en voeren we de tests uit met Convel STM als aanvulling op het treinbeveiligingssysteem dat Convel heeft geïnstalleerd”, vertelt Galo.

Het is vermeldenswaard dat Euro6000 locomotieven in Portugal en Spanje kunnen rijden omdat ze drie bovenleidingspanningen hebben (1500 V DC en 3000 V DC voor Spanje en 25000 V AC voor Portugal).

Open-source’ systeem

Daarnaast is Convel STM ontwikkeld als een “open-source” systeem. “Zolang de TSI-voorschriften met betrekking tot de installatie van spoorbreedtes worden nageleefd voor het Convel- en ETCS-gedeelte, is het de bedoeling dat die systemen interoperabel zijn. Je zit niet vast aan één specifieke leverancier”, vervolgt Luís Galo.

Critical Software gaat ervan uit dat de Portugese infrastructuurbeheerder (IP) “aandrong op een extern systeem in plaats van een intern systeem”, zegt Luís Gargaté, Business Development Director verantwoordelijk voor de markten Railway, Automotive en Medical Devices bij Critical Software.

“Dit garandeert enige onafhankelijkheid, dat iedereen die naar Portugal wil komen om te werken één ETCS moet kiezen, maar het hoeft niet precies dit systeem te zijn. Ons systeem zal ook integreren met andere ETCS-apparaten.”

Uitdagende ontwikkeling

Het idee achter Convel STM begon in 2019. “Het was een grappig toeval, want IP [de spoorinfrastructuurbeheerder van Portugal] wist niet dat een Portugees bedrijf in staat was om dit soort veiligheidskritische systemen te maken. IP vroeg ons of we als bedrijf geïnteresseerd waren om een project als dit te starten”, herinnert Luís Galo zich. Critical Software “antwoordde positief” en IP “maakte de brug” met Medway. Stadler, CP en Alpha Trains sloten zich ook bij het project aan.

De grootste uitdaging diende zich echter al snel aan: “Toen we aan de onderhandelingsfase begonnen, begrepen we dat STM niet alleen kan werken, dat ETCS aan boord altijd verplicht is en dat er een technologische leverancier nodig was. Later werd Hitachi geselecteerd”, zegt Galo.

Het werken met het EBICAB 700 klasse B systeem was een andere barrière. “Er is een gebrek aan expertise en documentatie over de systemen. Je moet iets veiligs maken dat ook nog eens precies of op een gelijkwaardige manier overeenkomt met het bestaande systeem”, legt hij uit. Enkele van de Portugese ingenieurs die Convel in de jaren 90 ontwikkelden, waren aanwezig bij de demonstratieceremonie en ze herinnerden zich dat ze destijds naar Zweden gingen om samen met het Zweedse SJ het Portugese ATP-systeem te ontwikkelen.

De volgende stappen

Na de demonstratie zal Convel STM verder worden getest met het prototype op gesloten en open spoorbanen. Daarna wordt het systeem gecertificeerd om er zeker van te zijn dat het voldoet aan de TSI en de nationale regels. De Portugese veiligheidsautoriteit (IMT) en het Europees Spoorwegbureau (ERA) zullen ook deel uitmaken van dit proces.

Eenmaal verder ontwikkeld en getest, kan de STM ‘vertaler’ een grote rol spelen in een soepeler overgang naar ETCS signalering in Portugal.

Lees meer:

• Sporen klaar, maar de treinen nog niet: België stelt ETCS uit tot 2027
• ‘Dichter bij worst case scenario’: EU-studie biedt grimmige ERTMS-waarschuwing nadat ETCS-kosten aan boord in slechts vier jaar verdubbelen