RailTech Europe`24 : faire progresser la numérisation dans le secteur ferroviaire européen
En Europe, des initiatives favorisent la transition vers une ère ferroviaire numérique, en mettant l’accent sur la modernisation des systèmes de signalisation, la mise en œuvre de l’IA et le renforcement de la cybersécurité. Après les discussions du matin sur l’avenir des projets ferroviaires à RailTech Europe 2024, la conférence de l’après-midi s’est penchée sur l’expansion du rail dans la sphère numérique.
Lorsque les participants sont retournés dans la salle de conférence après leur déjeuner, ils ont été confrontés à un quiz : quelle ville abrite le plus grand système de métro au monde en termes de fréquentation ? Les participants ont répondu par l’affirmative en citant Shanghai, Tokyo, Séoul et Moscou. En revanche, ils n’ont pas trouvé le réseau de métro qui compte le plus grand nombre de stations. David Chabanon, directeur de la technologie chez Nordic Signals, leur a donné la réponse : New York City. Il a inauguré la session de l’après-midi par une étude de cas sur le thème « Entrer dans l’ère numérique » avec la mise en œuvre de la technologie de signalisation CBTC (Communications-based train control).
Accélérer la mise en œuvre du CBTC dans la Grosse Pomme
Un programme de modernisation de l’infrastructure de signalisation du métro a été lancé sur toutes les lignes après qu’un accident grave survenu en 1991 a révélé les faiblesses de l’ancien système de signalisation. L’accent est mis sur l’interopérabilité, afin d’éviter la dépendance à l’égard d’un seul fabricant. Aujourd’hui, Mitsubishi, Thales et Siemens fournissent tous avec succès des systèmes au métro de New York. Toutefois, des difficultés persistent en ce qui concerne la vitesse de déploiement, ce qui a incité Nordic Signals à intervenir pour accélérer le processus. Parmi les faits marquants, citons les transitions réussies sur les lignes de métro de Canarsie et de Flushing, sur lesquelles « les performances se sont considérablement améliorées et la ponctualité est la meilleure du réseau », a déclaré M. Chabanon.
Le dernier projet en date concerne la ligne Crosstown et met l’accent sur deux piliers d’amélioration, dont le premier est la passation des marchés. La stratégie consiste à mettre en œuvre des contrats de conception-construction avec des dispositions de maintenance à long terme qui incitent les fournisseurs à livrer des systèmes faciles à entretenir, à simplifier les spécifications des systèmes et à réduire les équipements anciens. Le deuxième pilier concerne les améliorations techniques. Ici, l’accent est mis sur la simplification des spécifications du système et la réduction des équipements en bordure de voie, en adoptant une approche centrée sur le CBTC. Cela implique la mise en œuvre d’une nouvelle radio CBTC basée sur la norme IP, en tirant parti de la technologie IP 5G. Des essais virtuels sont également réalisés.
En outre, les efforts se concentrent sur l’équipement des trains de travaux et la modernisation de la flotte avec de nouveaux systèmes de positionnement des trains. M. Chabanon a souligné la nécessité d’une transformation organisationnelle au sein de la MTA, afin de pouvoir exploiter et maintenir le système CBTC de manière optimale à long terme. Ce projet ambitieux, dont le calendrier s’étend sur une décennie, vise à révolutionner l’infrastructure du métro de New York et à donner un coup de fouet aux progrès réalisés dans toutes les divisions. Actuellement, l’accent est mis sur la division B (lignes à lettres), avec un plan ambitieux visant à achever le projet dans les dix ans.
L’assistance sans conducteur ATO pourrait convenir au réseau norvégien
La direction des chemins de fer norvégiens a étudié la pertinence de l’exploitation automatique des trains (ATO) pour le paysage diversifié de la Norvège, qui équilibre les zones urbaines avec de vastes terrains naturels et des conditions météorologiques extrêmes. Cecilie Bjørlykke et Ingar Østerby, tous deux conseillers principaux à la Direction des chemins de fer norvégiens (NRD), ont fait la lumière sur l’étude de la Norvège concernant l’intégration de l’exploitation automatique des trains (ATO) dans son système européen de gestion du trafic ferroviaire (ERTMS) lors de la deuxième présentation de l’après-midi. En effet, avec un investissement majeur dans l’ERTMS L2 à l’échelle nationale de 2024 à 2034, le gouvernement norvégien vise à explorer s’il peut maximiser les avantages de son investissement en incorporant des éléments supplémentaires.
L’objectif de l’évaluation conceptuelle réalisée par Bjørlykke et Østerby, à la demande du gouvernement norvégien, est de déterminer si l’ATO convient aux conditions géographiques et à l’infrastructure uniques de la Norvège. Ils ont exploré le concept d’exploitation automatique des trains (ATO) dans différentes catégories, allant de GoA1 à GoA4, qui englobent différents niveaux d’automatisation, de l’assistance au conducteur à l’exploitation entièrement automatique. Dans leur évaluation, les chercheurs ont utilisé des alternatives conceptuelles à l’échelle de classification de l’ATO. Le concept 0 représente la ligne de base, tandis que le concept A correspond à l’assistance au conducteur, le concept B à la conduite automatique et le concept C à la conduite sans conducteur ou à l’exploitation ATO complète.
Si les différents concepts d’ATO ont des besoins similaires en matière d’infrastructure, les implications en termes de coûts suscitent des inquiétudes, notamment en raison de l’immaturité de l’option de conduite entièrement sans conducteur en raison de son coût élevé. Les résultats suggèrent qu’il est difficile de concilier capacité élevée et économies d’énergie. Compte tenu de l’état actuel de la technologie, l’analyse coûts-avantages de l’évaluation privilégie le concept A : « Il est recommandé de poursuivre la planification de l’assistance à la conduite. Ce concept est considéré comme la première étape vers l’utilisation de l’exploitation automatique des trains. L’évaluation recommande que la phase suivante attende une plus grande expérience du déploiement de l’ERTMS avant de démarrer », a conclu M. Bjørlykke.
Comment l’IA est-elle utilisée par le gestionnaire néerlandais de l’infrastructure ferroviaire ProRail ?
Après les présentations concernant New York et la Norvège, les projecteurs se sont tournés vers les Pays-Bas pour le troisième exposé. Paul van der Voort, responsable du programme DataLab chez le gestionnaire d’infrastructure néerlandais ProRail, a fait la lumière sur l’utilisation de l’intelligence artificielle (IA) par l’organisation, qu’il a définie comme « une technologie qui permet aux ordinateurs d’apprendre à partir de données (expériences) pour reconnaître, expliquer, prédire et créer ». Sa présentation a mis en évidence les progrès réalisés par ProRail en matière de techniques de surveillance, de modélisation prédictive et d’applications génératives de l’IA.
Paul van der Voort a abordé diverses techniques d’analyse de données utilisées dans la maintenance et l’exploitation des chemins de fer pour « apprendre à partir des grandes données », comme l’a dit van der Voort. La détection des anomalies et des valeurs aberrantes peut être utilisée pour surveiller les petites accélérations sur les essieux des roues afin d’identifier les dommages quotidiens ou hebdomadaires, ce qui permet d’orienter les décisions en matière d’inspection, par exemple. Cette méthode a été mise en œuvre dans 14 trains de voyageurs de la NS. L’analyse de régression est également utilisée pour déterminer quels rails doivent être remplacés dans les 5 à 15 prochaines années, sur la base des schémas d’usure observés.
En outre, des modèles d’arbres de décision peuvent être utilisés pour prédire la demande d’énergie, en combinant des données telles que la configuration des sous-stations, l’utilisation historique, les horaires et la température, afin d’informer la planification opérationnelle. La présentation a également mis en lumière les efforts continus de ProRail pour développer de nouvelles techniques d’IA, y compris l’IA générative, afin de relever des défis complexes en matière de contrôle du trafic et de prise de décision. Le contrôle du trafic pourrait ainsi demander à l’IA « Que dois-je faire dans cette situation ? » ou « Qui dois-je contacter à propos de ce problème et quelles sont ses coordonnées ? », ce qui permettrait de gagner un temps précieux en cas d’urgence. En s’appuyant sur de vastes modèles linguistiques, ProRail vise à rationaliser les procédures de communication et de réponse lors d’événements inhabituels, optimisant ainsi l’efficacité opérationnelle.
Menaces numériques sur les transports et sécurisation des télécommunications pour l’ATO
Compte tenu des développements technologiques en cours dans l’industrie ferroviaire, il est important d’examiner les nouvelles menaces qui doivent également être prises en compte. Ifigeneia Lella, experte en cybersécurité à l’Agence de l’Union européenne pour la cybersécurité (ENISA), a mis en lumière l’escalade des menaces numériques auxquelles est confronté le secteur des transports de l’UE. Le rapport inaugural de l’ENISA révèle une augmentation des risques, notamment des attaques de ransomware, des violations de données et des infections par des logiciels malveillants. Ces menaces sont le fait d’acteurs parrainés par l’État, de cybercriminels et d’hacktivistes, les attaques DDoS visant les transports européens étant en augmentation.
Ils ont constaté qu’en 2023, le secteur des transports a été confronté à 3 000 cyberincidents, dont 220 ont touché plus d’un État membre de l’UE et 200 ont ciblé l’industrie des transports. Notamment, 85 de ces menaces visaient le secteur ferroviaire, les attaques les plus répandues se concentrant sur les technologies de l’information. Les nouvelles tendances en matière de cybermenaces comprennent les attaques par déni de service et les activités des hacktivistes, qui représentent des risques importants pour la sécurité des infrastructures de transport. Ces résultats soulignent la nécessité de mettre en place des mesures de cybersécurité solides et des stratégies proactives pour préserver l’intégrité numérique du secteur des transports.
Roch Muraine, d’Alcatel-Lucent Enterprise et de l’UITP, a souligné l’urgence spécifique des communications cybersécurisées pour les trains sans conducteur à mesure qu’ils se généralisent. Avec des opérations entièrement sans conducteur, une communication ininterrompue entre les trains et les centres de contrôle est cruciale, en particulier en cas d’urgence. M. Muraine souligne qu’une authentification solide, des connexions sécurisées et le cryptage sont essentiels pour relever ces défis. Ces communications sont également enregistrées, ce qui crée davantage de données à protéger. C’est ce qui a conduit à la dernière table ronde de la première journée de RailTech Europe : « Comment s’assurer que vos données sont protégées ? « Comment s’assurer que vos données sont en sécurité », avec Ifigeneia Lella et Dimitri van Zantvliet, directeur de la cybersécurité chez CISO.
Huit présentations et deux tables rondes plus tard, la première journée de la conférence RailTech Europe s’est achevée. Après les boissons de réseautage, les participants à la conférence se sont rendus à l’étage de l’exposition pour poursuivre leur soirée. La deuxième session de la conférence, intitulée « Decarbonizing Railway Networks Amidst Competitive Challenges » (Décarbonisation des réseaux ferroviaires face aux défis de la concurrence), débutera demain à 10 heures. Il est encore possible de s’inscrire à la deuxième journée en cliquant ici.
Pour en savoir plus :
- RailTech Europe 2024 : Construire le réseau ferroviaire à grande vitesse du futur
- Rassembler le secteur ferroviaire : c’est le premier jour de RailTech Europe 2024
- Cybersécurité des systèmes ferroviaires : comment la maintenir à l’ère du numérique ?
