Een nieuw signaleringssysteem voor de New York City metro

Het New York City metrosysteem krijgt een opknapbeurt. Een team bestaande uit Nordic Signals en twee grote Amerikaanse ingenieursbureaus is bezig de MTA te helpen het oude signaleringssysteem te vervangen door CBTC-signaleringstechnologie (communications-based train control). David Chabanon, Chief Technology Officer (CTO) van Nordic Signals, bespreekt het project en de uitdagingen waar het voor staat met RailTech.

Met meer dan een miljard reizigers in 2023 is het New York City metrosysteem een van de meest gebruikte ter wereld. Het is ook het grootste wat het aantal stations betreft, met 472 stations. Het heeft 36 verschillende lijnen, met een totale lengte van ongeveer 380 kilometer, waarop 27 verschillende diensten rijden. “Het doorvoersysteem is een stad in een stad, dus het is erg complex,” zegt Chabanon. Het is sinds 27 oktober 1904 in gebruik en daarmee het op negen na oudste metrosysteem ter wereld. Verouderde oudere signaleringssystemen vormen nu een dreigend probleem op sommige lijnen, ze overschrijden de leeftijd van 50 jaar ‘staat van goed onderhoud’.

“Het signaleringssysteem in de New Yorkse metro is een behoorlijk oud systeem. Op sommige lijnen is het heel erg oud en het is een enorme taak om het te moderniseren en het in wat wij een staat van goed onderhoud noemen te krijgen,” legt Chabanon uit. De aanzienlijke taak om het oude signaleringssysteem te vervangen door CBTC-signalering (Communications Based Train Control) om dit probleem aan te pakken begon 20 jaar geleden, “maar nu moet het sneller gaan. En daarom helpen wij van Nordic Signals samen met onze joint venture-partners de MTA met deze taak,” zegt hij.

Op dit moment wordt de veilige beweging van treinen op de meeste lijnen gewaarborgd door een vast blokseinsysteem, een systeem dat door zijn onnauwkeurigheid het treinverkeer kan beperken. Met de implementatie van CBTC zouden de veiligheid, de punctualiteit van de treinen, het capaciteitspotentieel voor een hogere treinfrequentie en de onderhoudbaarheid van de activa moeten verbeteren. De integratie van CBTC en moderne treinbesturingssystemen belooft ook efficiëntere diagnoseprocessen en een snellere oplossing van storingen. Bovendien maakt de overgang een bredere pool van geschoold personeel mogelijk, gezien de grotere expertise die beschikbaar is in CBTC-technologie in vergelijking met oudere signaleringssystemen.

De stad die nooit slaapt

“Dit grootschalige moderniseringsproject heeft om verschillende redenen zo lang geduurd”, aldus Chabanon. Een grote uitdaging is dat “de New York City metro een 24-7 systeem is, het gaat niet dicht.” Als gevolg daarvan “is het erg moeilijk om de metro af te sluiten, iets op het spoor te installeren en een nieuw systeem te testen,” voegt hij eraan toe. Logistieke hindernissen komen dus voort uit de noodzaak om de metro continu in bedrijf te houden, wat het werk op locatie bemoeilijkt. Als zodanig dragen ze verder bij aan de terughoudendheid om lijnen af te sluiten voor upgrades vanwege de 24-uurs werking van het systeem en de bijbehorende kosten.

De uitdaging om verstoringen van de metro tijdens aanpassingen tot een minimum te beperken, wordt met verschillende maatregelen aangepakt. In gevallen waar expres- en lokale sporen beschikbaar zijn, worden gedeeltelijke buitendienststellingen vergemakkelijkt, zodat er op één spoor kan worden gewerkt met behoud van de omleiding. Volledige buitendienststellingen, waarbij bussen moeten worden vervangen, brengen echter aanzienlijke kosten met zich mee. Om deze onderbrekingen te beperken, richt Nordic Signal zijn inspanningen op het verbeteren van de externe testintegratiefaciliteiten, met plannen voor een nieuw verbeterd virtueel lab om de CBTC-systeemcomponenten vooraf uitgebreid te testen.

Door voorrang te geven aan tests buiten de bouwplaats en over te schakelen op een CBTC-gerichte aanpak, waarbij verouderde vergrendelingsfuncties in het systeem worden geïntegreerd, worden de installatieactiviteiten en tests ter plaatse beperkt, waardoor het upgradeproces wordt gestroomlijnd en de behoefte aan interventies ter plaatse tot een minimum wordt beperkt. “Daarom is het belangrijk om nu te proberen te innoveren op het gebied van technologie, zodat het nieuwe CBTC-systeem dat we installeren niet zoveel stillegging van de metro vereist,” stelt Chabanon.

Grootschalige moderniseringsmethode

Een andere uitdaging bij de uitvoering van dit project hield verband met de strategie. “Oorspronkelijk was elk moderniseringsproject voor seinen een gelegenheid om ook andere soorten vervanging te doen, dus het werd meer dan een moderniseringsproject voor seinen, zoals spoorvernieuwingen en de vervanging van wisselstellers, wat erg zwaar wordt in termen van constructie. Deze projecten zijn complex en vereisen veel middelen,” legt hij uit. Nordic Signals heeft voorgesteld om deze strategie te veranderen door zich alleen te richten op het CBTC-gedeelte en het spoorwerk en andere niet-signaleringsgerelateerde onderdelen in aparte contracten onder te brengen. “Dit is nog niet geïmplementeerd, maar we hopen dat de strategie wordt overgenomen”, besluit Chabanon.

Nordic Signals, dat twee in de VS gevestigde bedrijven ondersteunt, maakt deel uit van de joint venture die het General Engineering Consulting (GEC) contract heeft gekregen. “Nordic Signals stond centraal bij de implementatie van CBTC op het gehele S-Bane netwerk in Kopenhagen. Deze ervaring hebben we meegenomen naar New York. In wezen adviseren we de MTA over hoe CBTC efficiënter kan worden geïmplementeerd in de New Yorkse metro,” aldus Chabanon.

Met behulp van de expertise van een soortgelijk project in Kopenhagen heeft Nordic Signals de MTA geadviseerd een andere aanpak te overwegen. In plaats van de upgrades per lijn over een langere periode uit te voeren, adviseerde Nordic Signals de MTA om CBTC op meerdere lijnen tegelijk uit te rollen. “Dit bevordert de leercurve onder leveranciers en versnelt de voltooiing van het project, zoals we in Denemarken hebben geleerd”, aldus Chabanon. Het overwinnen van deze uitdaging vereiste een verschuiving in perspectief naar het omarmen van bredere projectscopes en het geven van prioriteit aan modernisering van seinen om de voortgang te versnellen.

Huidige stand van zaken

“Ons aanvankelijke mandaat was om ons te richten op het signaleringssysteem, maar CBTC is natuurlijk maar één onderdeel van de metro. Je hebt ook het communicatienetwerksysteem, je hebt het verkeersleidingsysteem (ATS) in het controlecentrum, je hebt het rollend materieel zelf, inclusief de werktreinen, en je hebt het spoor dat moet worden vernieuwd. Veel, heel veel aspecten van de metro moeten worden gemoderniseerd en dit wordt een grote puzzel die je moet oplossen, waarbij het moderniseringsprogramma voor seinen centraal staat”, legt Chabanon uit.

Er wordt ook gewerkt aan het optimaliseren van de systeemspecificaties, wat moet leiden tot een lager verbruik van apparatuur en energie. Een ander belangrijk aandachtspunt is het opzetten van een nieuw cloud-gebaseerd lab, waardoor er geen fysieke hardware meer nodig is voor testprocessen. Digitalisering heeft prioriteit in alle specificaties, met als doel de afhankelijkheid van hardware en elektromechanische componenten te minimaliseren. Duurzaamheid is een kernprincipe, dat de drijvende kracht vormt achter het initiatief om de efficiëntie te maximaliseren en de impact op het milieu te minimaliseren door middel van digitalisering en minder gebruik van hardware.

Trans-Atlantische ervaring

David Chabanon benadrukt de grote culturele verschillen tussen Europa en de VS met betrekking tot projectbenaderingen en zegt “Er is een behoorlijk significant cultureel verschil, maar ik zou niet zeggen dat de ene cultuur beter is dan de andere, het is gewoon anders.” In zijn ogen neigt Europa naar een holistische, systeemgedreven aanpak, terwijl de Amerikaanse cultuur meer neigt naar een productgedreven mentaliteit.

Chabanon benadrukt de voordelen van een verschuiving naar een meer alomvattende methode binnen hun project, waarbij ze afstappen van het simpelweg vervangen van individuele componenten en zich richten op systeembrede verbeteringen die zijn afgestemd op veiligheid, prestaties en onderhoudsbehoeften. Hij benadrukt het belang van het begrijpen van het doel achter moderniseringsinspanningen en het dienovereenkomstig specificeren van systemen, in plaats van het micromanagen van componentvervangingen.

Daarnaast merkt Chabanon op dat Europese landen vaak meer steun tonen voor grote spoorwegprojecten en noemt als voorbeeld de unanieme beslissing van Denemarken om alle seinapparatuur te vervangen. Daarentegen erkent hij de politieke complexiteit in de VS, waar grote openbaar vervoersprojecten te maken kunnen krijgen met scepsis en gebrek aan volledige steun vanwege verschillende houdingen ten opzichte van infrastructuurinvesteringen.

Vooruitblik

In wezen luidt het project een transformatief tijdperk in voor de New York City metro, waarbij verouderde signalering wordt vervangen door geavanceerde CBTC-technologie. Het overwinnen van uitdagingen zoals de continuïteitsvereisten en de integratie van de nieuwe technologie met de bestaande infrastructuur belooft een veiligere, betrouwbaardere en efficiëntere werking.

Naarmate het project vordert, schept het een precedent voor toekomstige initiatieven voor de modernisering van het vervoer over de hele wereld. “Er zijn heel veel uitdagingen. Daarom is het zo’n spannend project. We gaan vooruit en ik ben enthousiast over het potentieel om de New Yorkse metro te transformeren en een grote impact te hebben op de stad, maar ook op het leven van de New Yorkers,” besluit Chabanon.

David Chabanon zal tijdens de 15e editie van de RailTech Europe conferentie dieper ingaan op dit onderwerp. De presentatie ‘Case study New York: Propelling into a Digital Era’ vindt plaats op woensdag 6 maart 2024 van 13:05 tot 13:20 uur, in de Utrechtse Jaarbeurs.

Het conferentieprogramma van de 15e editie van RailTech Europe, die plaatsvindt op 6 en 7 maart 2024, omvat een reeks discussies over innovaties, diensten en producten die een grote impact hebben op de toekomstige spoorweginfrastructuur. U kunt hier meer te weten komen over het conferentieprogramma en u hier registreren.

Verder lezen:

• Alstom gaat pendeltreinlijnen regio Parijs uitrusten met signaleringstechnologie
• Deense S-Bahn rijdt met recordpunctualiteit dankzij nieuwe signalering
• Californië krijgt 6 extra waterstoftreinen van Stadler
• Stadler gaat batterij-elektrische treinen leveren aan Chicago