Goede voornemens

Steden raken vol en wegen slibben dicht. Het spoor biedt ruimte. Vandaag is een mooie dag om mijn voornemen te delen voor de oprichting van stichting PlusRail. Met dit initiatief wil ik medestanders zoeken om Railvervoer met een factor 10 te laten groeien in plaats van de huidige 30% (factor 1,3). In de afgelopen jaren heb ik in m’n vrije tijd ideeën gevormd en plannen gemaakt voor een dergelijke systeemsprong. Eerst met 5 principes die spoorbeveiliging vereenvoudigen. Daarna heb ik een passief wissel bedacht en in 3D geprint. In deze blog publiceer ik beide en wil daarmee het pad inslaan naar een vervolg in Open Source. Kortom: de beste wensen voor dit nieuwe jaar!

Haal ERTMS rechts in
Regelmatig vergelijk ik weg– met spoorvervoer. Al jaren fascineert het mij hoe beiden van elkaar kunnen leren. Voor auto’s vinden we 2 seconden afstand doodgewoon maar onze treinen volgen elkaar nooit korter dan 2 minuten. Omgekeerd lijkt niemand wakker te liggen van de verkeersslachtoffers op de weg en accepteren we het absurd grote ruimtebeslag van stilstaande wegvoertuigen. Kijkend naar spoortechnologie vormt ERTMS een stap in de goede richting en lijkt het gedoodverfde toekomstscenario. Spoorkenners weten echter dat dit systeem stamt uit de vorige eeuw. In het huidige innovatietempo betekent dit een mogelijk doodlopend spoor. Zelfs in de meest ambitieuze vorm (level 3) levert ERTMS nauwelijks betere benutting, exorbitante kosten en een trage uitrol die nog tot 2050 voor een lappendeken zorgt aan wal- en voertuig-zijde. De vraag is daarom of ERTMS in de huidige vorm het antwoord brengt, gezien ook de actuele duurzaamheid- en urbanisatie-vraagstukken. Naar mijn overtuiging is het daatom tijd om ERTMS rechts in te halen. Niet alleen omdat er betere technologie voorhanden is. Ook functioneel gezien vanuit duurzaamheid-oogpunt is het spoor toe aan een grondige herijking.

Benut spoor 10x beter
Vergelijk de groei in de telecomsector. Niet zo heel lang geleden communiceerden we van punt tot punt met verbindingen via koperdraad. Internet technologie bracht ons een vele malen economischer vorm waar de spoorsector van kan leren. Laten we onze ogen openen en zien hoe de stoptrein onze reis letterlijk al 100 jaar vertraagt door altijd en overal te stoppen. Herken hoe de intercity weliswaar snel is maar juist de fijnmazigheid tegenhoudt die wegvervoer succes bezorgde. We moeten dus grotere stappen durven zetten naar kleinere treinen, dynamischer operatie en slimmer in- en uit voegen. Platooning op het spoor heeft toekomst en vaste uurpatronen moeten we durven loslaten. Zowel treindienstleiders als spoorgebruikers doen er wijs aan over te stappen op frequentiesturing en het vervoer z’n eigen weg te laten vinden via transparante prioriteitsregels.
Een factor 10 betere spoorbenutting levert de samenleving veel op mede doordat het veilig en duurzaam kan. Tegelijk is goed ons ervan bewust te zijn van de impact dat het spoor in een snelweg verandert waarop we als perpetuum mobile plaats maken voor transport; overwegen worden zinloos en stoppen aan de hoofdbaan moeten we verbieden. Ook onderhoud zal vele malen sneller moeten dan vandaag; doodleuk uren of dagenlang buitendienst stellen met de smoes ‘Het spoor wordt voor U vernieuwd‘ is onacceptabel. Graag bepleit ik daarom meer aandacht voor modulair spoor, mobiele werkplaatsen en onderhoud vanuit de trein.
Het is hoog tijd voor grotere stappen.

Vereenvoudig de spoorbeveiliging
Een onderscheidend aspect van een transportsysteem vormt de plek van aansturing; beleg je intelligentie aan de wal of in de voertuigen? Voor postsortering en bagageafhandeling “sturen” we vanaf de wal terwijl ons wegtransport voertuig georiënteerd is. Vanuit deze optiek zie je dat ons huidige spoorsysteem in grotendeels dubbelop werkt… Waardoor lukt het ons niet om tot meer eenvoud te komen? Ik zie in de spoorsector de complexiteit zowel aan wal als voertuig-zijde nog steeds toenemen. Anno 2021 valt hier enorm veel te winnen. Zonder in te boeten aan veiligheid kunnen 5 basisprincipes volgens mij helpen om fundamenteel te vereenvoudigen waardoor ook economisch gezien veel winst te boeken is. (Zie: https://youtu.be/AEQxkiFIxuI). Ik kies bewust voor een actief voertuig en passieve baan. Ik doe dat niet primair vanwege techniek; anno 2021 zou een relatief eenvoudige centrale computer prima alle treinen in heel Nederland besturen vanaf de wal. Mijn keuze voor trein-centrische opzet is eerder om beter bestand te zijn tegen functieverlies zoals infra- of communicatiestoringen. Traditioneel legt de spoorsector veel nadruk op failsafe werken met andere woorden om de treinen tot stilstand te brengen. Anno 2021 zijn we er aan toe om ze juist in beweging te houden en daarbij is het verstandig om voortdurend in of nabij ieder voertuig een verantwoordelijke menselijke official te hebben.

Groei vanuit wat we NU hebben
Een belangrijke succesfactor voor een systeemsprong is de vraag in hoeverre huidige mensen en middelen in het nieuwe systeem passen. Ons huidige spoornet vormt een prima basis. Maar extra aanleg van ‘meer van hetzelfde’ lijkt paradoxaal genoeg voor ‘meer’ te kosten terwijl het ongeveer ‘hetzelfde’ oplevert… Als trend juich ik daarom toe dat we treinen korter maken door ze niet (of slechts virtueel) gekoppeld te laten rijden. Ook in een voortvarende ontwikkeling van ATO (Automatic Train Operation) zie ik veel waarde; bedienen van treinvoertuigen vraagt volgens mij onnodig veel (‘ingewikkeld’) vakmanschap, zeker in vergelijking met het bedienen van auto, bus, roltrap of lift. Rijdend personeel moeten we niet weg-automatiseren maar juist laten helpen om (letterlijk) te sturen. Wissels en routes kunnen prima vanuit en zelfs door het voertuig bediend worden. Zeker bij functieverlies biedt een menselijke operator juist kansen. Zowel reizigers- als goederenvervoer heeft baat bij een ambassadeur-per-rit. Volgens mij moeten we treindienstleiders niet langer opzadelen met starre spoorboekjes met vaste tijden. Liever maken we hun handen vrij om te sturen op doorstroming, frequentie en harmonisatie.
Ons spoornetwerk is momenteel veelal stervormig. Belangrijke winst zit in flexibel verminderen van halteringen. Overstappen hoeft niet noodzakelijk op een station (stad) maar kan ook prima met een transferium perron (tussen de weilanden). Juist nu onze knooppunten knellen kunnen we in de lengte van het spoor nog veel winnen; ook de aanlegkosten van inhaal-, keer- en wisselmogelijkheden zijn buiten stedelijk gebied lager, we moeten alleen durven omdenken op dit punt.

Bovenleiding tenslotte kent zowel kansen als beperkingen; onze bestaande vloot is op de huidige infrastructuur een prachtig uitgangspunt. Voor toekomstige groei liggen veel kansen als nieuwe voertuigen zelf (gedeeltelijk) energie kunnen bufferen aan voertuigzijde zodat we ook met gedeeltelijke elektrificatie een landsdekkend hoogfrequent spoor kunnen realiseren.

Introduceer passieve wissels
Vergelijken van spoor met de autosnelweg bracht mij op een verbluffend idee. Conventioneel spoorgebruik waarbij wissels actief omlopen laat capaciteit onbenut; om in- of uit te voegen moet een wissel immers “vrij” gereden worden waarna ook tijdens het “omlopen“ het eerstvolgend voertuig een (absolute) remweg afstand hanteert. De uitvoegstrook van een snelweg bewijst dat passief wisselen dit nadeel niet heeft. Vanuit deze analogie heb ik daarom een passief wissel bedacht en 3D geprint. De oplossing bestaat uit een extra paar spoorstaven die zonder bewegende delen naast de basisrails komen. Conventionele railvoertuigen rijden zo ongehinderd door, maar PlusRail- voertuigen die beschikken over dubbele wielen kiezen zelf of ze doorrijden of juist afslaan. Op veilige (remweg) afstand van een passief wissel worden de wielen vergrendeld hetzij omhoog (rechtdoor) dan wel omlaag (afslaan). Het resultaat levert het beste van twee werelden: minimale voertuig-afstand van de snelweg gecombineerd met maximale veiligheid van het spoor. (Dit filmpje toont mijn 3D geprinte prototype: https://youtu.be/d1MqF2EGKyE)

Maak open innovatie mogelijk
Als elektrotechnisch ingenieur en innovator heb ik momenteel zo’n twintig jaar ervaring in de spoorsector. Ik heb gemerkt hoe moeilijk het is om zowel via ‘markt’ (bijv. NS) als ‘overheid’ (bijv. ministerie of ProRail) tot daadwerkelijke innovatie te komen, zeker als het gaat om grotere veranderingen. Binnen werktijd wordt creativiteit zeker gewaardeerd maar het moet niet te gek worden… Voor mij is dit de reden om met bovenstaande ideeën (trein-centrisch vereenvoudigen en ontwikkeling van passieve wissels) de weg van de Open Publicatie in te slaan. De stichting PlusRail die ik dit jaar wil oprichten krijgt als doel dit mogelijk te maken. Mijn voornemen is om PlusRail componenten van simulatie tot hard- en softwareontwerp via Open Source te delen om zo het draagvlak zo breed mogelijk te maken.

Bottomline
Ik ben benieuwd wat dit jaar gaat brengen. Benieuwd naar de vorderingen? Volg dan plusrail.org. Suggesties om te helpen? Laat het me weten.
Ik wens de spoorsector een goed 2021 toe.

Gerard Boersema