Treinen die het spoor monitoren

Het treinverkeer in Nederland groeit. In 2019 steeg het aantal per trein gereisde kilometers met 4,6 procent en er wordt tot 45% groei verwacht tussen nu en 2030. De toenemende drukte op het Nederlandse spoor vraagt naast het reguliere onderhoud ook om verbetering en vernieuwing van de systemen binnen NS en ProRail, waarbij zij streven naar het gemeenschappelijk doel: betere en efficiëntere spoorprestaties. Door de toename aan treinen, het spoor en daarbovenop de eis om CO2 neutraal te worden, is intensiever samenwerken om te innoveren een logische stap. Met het plaatsen van sensoren en analyseren van de data kunnen ze vandaag de dag conditieverslechtering beter volgen en zien ze veel storingen op voorhand aan komen.

Samen innoveren

De scheiding tussen NS en ProRail werd in 1995 doorgevoerd door de Rijksoverheid. NS gaat sinds die tijd over de treinen en het contact met de reizigers, ProRail beheert het spoorwegnet. Deze scheiding zou zorgen voor een betere marktwerking. Een nadeel is dat beide bedrijven situaties zelfstandig en vanuit hun eigen perspectief moeten oplossen, wat soms niet het meest effectief en kostenbesparend is. In 2017 ontstond daarom het idee om de datasets met elkaar uit te gaan wisselen in de vorm van een pilot, namelijk Fieldlab Camino Rail. Een samenwerking tussen ProRail, NS en stichting World Class Maintenance.

Inge Kalsbeek, datascientist en projectleider vanuit NS bij Fieldlab Camino:

“Het aantal treinbewegingen neemt toe, wat zorgt voor een toenemende complexiteit en nog minder ruimte voor defecten. We moeten dus een hogere kwaliteit leveren om dezelfde prestaties aan te kunnen houden. Daarnaast is er steeds meer interactie tussen trein en infra ontstaan, waarbij de interactie directe invloed heeft op de spoorprestaties. Vroeger reden treinen opzichzelfstaand, aangedreven door stoom en met als enige interactie de rails en wielen. Tegenwoordig zijn er veel meer factoren waardoor een trein in beweging komt. Zo zal de capaciteit van het bovenleidingnet bepalend zijn voor het aantal treinen dat kan rijden, en veiligheidssystemen zoals ERTMS vragen continue communicatie tussen de trein en infra. Als bij één van deze de communicatie hapert, kan dit direct invloed hebben op de spoorprestaties. Trein en infra zullen dus steeds meer als één systeem gaan fungeren en daarom is samenwerking een must. We hebben vooraf goede afspraken gemaakt, bijvoorbeeld over het gebruik van elkaars datasets. Leren van elkaar staat centraal en ik zou heel graag deze samenwerking veel breder trekken om ook op andere vlakken samen te gaan werken.”

Een mooi voorbeeld van deze nieuwe samenwerking is het idee om een sensor op een rijdende passagierstrein te plaatsen. Deze geeft veel informatie over het gehele spoortraject. Volgens de traditionele aanpak zou deze data alleen beschikbaar zijn voor NS, omdat de sensoren op het treinstel van NS geplaatst zijn. ProRail zou dan aparte sensoren moeten plaatsen op het gehele spoor om dezelfde informatie te kunnen meten. Een mooie kans vond Paul van de Voort, projectleider bij ProRail. Hij schreef samen met de toenmalige projectleider van NS een plan om samen sensoren te plaatsen en data te gaan delen om daarvan te leren.

Focusgebieden voor de pilots

Paul van de Voort, projectleider ProRail bij Fieldlab Camino:

“We zijn de pilot gestart met het meten van de onderkant van de trein en de rails. Het doel was om de conditie van de assets te monitoren. We konden bijvoorbeeld “Realtime” volgen op een dashboard welke “klappen” de trein kreeg. Dit vonden we echt te gek! Ook hebben we geluidssensoren geplaatst om te zien waar de mogelijkheden liggen om geluidsoverlast te reduceren. We kregen vervolgens een heleboel data binnen, waardoor de echte uitdaging ontstond. Het filteren van deze data naar bruikbare informatie. 80% van de tijd zat hem dan ook in het analyseren van de data en het omzetten in bruikbare informatie. We zijn nu dit meetsysteem inclusief algoritmes breder aan het uitrollen. We willen hierbij de pilot met ongeveer 15 treinstellen uitbreiden. Op die manier hebben we een landelijk dekkend systeem en kunnen we door Realtime Monitoring continue de kwaliteit van het spoor volgen. De volgende stap is om de bovenleiding en pantograaf te monitoren.”

Neem je mensen mee

“Het is ontzettend belangrijk om ook de mensen die niet in direct contact staan met de pilot te informeren. Een pilot kan namelijk direct impact hebben op de bestaande operatie. Denk hierbij aan een andere manier van onderhoud en aanpassing van inzetbaarheid van de treinstellen. Tijdens dit traject werden we dan ook meteen geconfronteerd met het belang van communiceren binnen de organisatie zelf. Er is bijvoorbeeld een keer voorgekomen dat het onderhoudsteam van een trein per abuis de sensoren heeft verwijderd, omdat ze niet bekend waren met deze pilot. Sinds dit voorval zijn we het anders gaan aanpakken en zijn onze mensen ook veel enthousiaster. Machinisten zijn bijvoorbeeld erg blij met de trilling sensoren. Voorheen gaven ze bij een harde klap aan waar ze deze ongeveer hadden opgemerkt en kregen dan veel vragen over de klap. Was deze hard, waar ongeveer, etc.? Er moest dan direct een onderhoudsteam naar toe om te zoeken waar de klap was en wat dit dan betekende qua reparatie. Nu worden deze opmerkingen onderbouwd door de data-analyse en kan er op afstand worden bepaald hoe ernstig de klap is en of het nodig is om er een team op af te sturen.

Omdat je op voorhand nooit weet wat een pilot gaat opleveren moet je als organisatie geloven dat het waardevol is om mee te doen. Innoveren is wat dat betreft dus echt durven te experimenteren, en hier ook de ruimte voor krijgen binnen je organisatie. Volgens mij is zo’n omgeving bij beide organisaties gecreëerd, wat een grote succesfactor voor deze pilot is geweest.

Over Camino Rail

In het kader van het nationale Fieldlab Camino is door Prorail en NS Techniek een proeftuin geïnitieerd voor het testen en toepassen van nieuwe of vernieuwende technieken teneinde meer zicht te krijgen op de conditie van de rollende én vaste rail-infra, inclusief haar directe omgeving. Deelnemers brengen kennis en ervaring in op het gebied van onderhoud, monitoring en beheer van railsystemen en kunstwerken, meet- en analysetechnieken en data-architectuur en dataopslag.