Στην εποχή των έξυπνων τρένων με… τεφτέρια

Αισθητήρες, συστήματα ανταλλαγής και ανάλυσης δεδομένων, ραντάρ και κάμερες, συνεργατικές τεχνολογίες, drones μέσα σε τούνελ και με εξοπλισμό καταγραφής, λέιζερ ακριβείας που επιδιορθώνουν συρμούς σε ταχύτητα ρεκόρ – τα όσα συμβαίνουν σε πρωτοπόρες τεχνολογικά και… σιδηροδρομικά χώρες είναι πραγματικά εντυπωσιακά. Οι «ευφυείς» σιδηροδρομικές μεταφορές «έχουν μπει στις ράγες» με στόχο μετακινήσεις ασφαλείς, ποιοτικά αναβαθμισμένες για τους επιβάτες και φιλικές προς το περιβάλλον. Κι αυτό, την ίδια ώρα που στην Ελλάδα έχουμε συγκλονιστεί, όχι μόνο από το μέγεθος της τραγωδίας στα Τέμπη, αλλά και από την απαξίωση και καθυστέρηση των υποδομών, που μας ξαναγυρίζουν στην εποχή του σταθμάρχη με το… τεφτέρι! “

«Ευφυείς μεταφορές» στις σιδηροδρομικές συγκοινωνίες. Περί τίνος πρόκειται; «Οταν οι τεχνολογίες πληροφορικής και επικοινωνιών συνδυάζονται με προηγμένες εφαρμογές, λογισμικά και συστήματα, τεχνικό εξοπλισμό και συνδεδεμένες υποδομές που στόχο έχουν να βελτιώσουν την ασφάλεια και την αποτελεσματικότητα των μετακινήσεων, τότε μπορούμε να μιλάμε για “ευφυείς” σιδηροδρομικές μεταφορές. Ο όρος καλύπτει ένα μεγάλο εύρος ασύρματων και ενσύρματων ηλεκτρονικών τεχνολογιών, που περιλαμβάνουν αισθητήρες, συστήματα ανταλλαγής και ανάλυσης δεδομένων, συνεργατικές τεχνολογίες και υπηρεσίες που λειτουργούν σε επίπεδο υποδομών και διαχείρισης. Τα συστήματα αυτά εξασφαλίζουν την ανεμπόδιστη ανταλλαγή πληροφορίας μεταξύ των κόμβων του δικτύου: των σταθμών, του κέντρου ελέγχου, των υποδομών σιδηροδρόμου, σηράγγων και έχουν τη δυνατότητα να εγγυηθούν ασφάλεια, αποτελεσματικότητα, βιωσιμότητα και οικονομία σε όλα τα στάδια του μεταφορικού έργου, καθιστώντας το ταυτόχρονα φιλικό προς το περιβάλλον», απαντάει στην «Κ» ο Αγγελος Αμδίτης, διευθυντής Ερευνας και Ανάπτυξης στο Ερευνητικό Πανεπιστημιακό Ινστιτούτο Συστημάτων Υπολογιστών και Επικοινωνιών (ΕΠΙΣΥΕ) του ΕΜΠ και πρόεδρος του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για τα Ευφυή Συστήματα στις Μεταφορές.

«Με ποια συστήματα επιτυγχάνεται αυξημένη ασφάλεια;» ρωτάμε τον κ. Αμδίτη.

«Ενώ η ασφάλεια δεν μπορεί ποτέ να είναι απόλυτη, ένα έξυπνο σύστημα ασφαλείας μπορεί να εγγυηθεί ότι ο σιδηρόδρομος θα είναι λιγότερο εκτεθειμένος σε πιθανά συμβάντα, να μειώσει σε επίπεδο εκμηδενισμού την πιθανότητα ανθρώπινου λάθους στους χειρισμούς ή και να αντιμετωπίσει άμεσα τις συνέπειές του. Συστήματα που μεταξύ άλλων εντοπίζουν την ακριβή θέση της αμαξοστοιχίας (αισθητήρες, drones, συνδεσιμότητα), επιτρέπουν την αυτόματη πέδηση ή μείωση – ρύθμιση της ταχύτητας, ενημερώνουν άμεσα για οποιοδήποτε συμβάν όλους τους μετέχοντες και ενδιαφερομένους. Σε βάθος χρόνου θα δούμε συστήματα πλήρους αυτοματοποίησης των τρένων που θα οδηγήσουν και σε βελτιστοποίηση της κυκλοφορίας και της ασφάλειας. Τα συστήματα αυτά πρέπει να είναι στοχευμένα για τη συγκεκριμένη υποδομή και είναι σημαντικό να παρέχεται κατάλληλη εκπαίδευση στους χρήστες ώστε να έχουν τη δυνατότητα να ανταποκρίνονται στα διάφορα συμβάντα με την απαραίτητη ετοιμότητα». Οπως υπογραμμίζει ο διευθυντής Ερευνας και Ανάπτυξης του ΕΠΙΣΥΕ, η επίτευξη ενός αξιόπιστου επιπέδου ασφαλείας δεν σταματάει στην εγκατάσταση του κατάλληλου τεχνολογικού εξοπλισμού. Καθοριστικό ρόλο έχουν συστήματα που δίνουν τη δυνατότητα πρόληψης βλαβών, συντήρησης των υποδομών και των αμαξοστοιχιών, συστήματα διατήρησης ιστορικού συμβάντων. «Η ύπαρξη τυποποιημένων διαδικασιών για την ανταπόκριση σε κρίσιμα συμβάντα είναι επίσης αναγκαία», επισημαίνει.

Aγγελος Αμδίτης, πρόεδρος του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για τα ευφυή συστήματα στις μεταφορές.

Οπως σημειώνει, ήδη πολλές χώρες έχουν υλοποιήσει το διευρωπαϊκό σύστημα ERTMS (European Railways Traffic Management System), το οποίο αποτελείται από τα συστήματα ETCS (European Traffic Control System) και GSM-R (Global System Mobile for Rail) και το οποίο επιλέχθηκε από την Ε.Ε. ως το ενιαίο πρότυπο για την εποπτεία και τον έλεγχο των αποστάσεων μεταξύ των αμαξοστοιχιών. «Πρόκειται για ένα ψηφιακό σύστημα σηματοδότησης ικανό να διευκολύνει τη διαλειτουργικότητα μεταξύ σιδηροδρομικών φορέων από διαφορετικές χώρες, να βελτιώσει τις επιδόσεις αυξάνοντας την αξιοπιστία, επιτρέποντας τη διέλευση περισσότερων αμαξοστοιχιών από τις γραμμές. Εχει σχεδιαστεί για να αντικαταστήσει σταδιακά όλα τα υπάρχοντα ασύμβατα συστήματα στην Ευρώπη, ενώ χρησιμοποιείται ακόμη και εκτός Ευρώπης από Κίνα, Νότια Κορέα, Σαουδική Αραβία και Ινδία. Στην Ελλάδα η υλοποίησή του βρίσκεται στα σχέδια», λέει στην «Κ» ο κ. Αμδίτης.

Σε όλο τον κόσμο η ασφάλεια αποτελεί το βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα των σιδηροδρομικών συστημάτων και γύρω από αυτό το στοιχείο εδώ και δεκαετίες αναπτύσσονται και συνεχώς εξελίσσονται αυτοματισμοί που επιβεβαιώνουν ότι τα τρένα κινούνται με ασφάλεια και σταματούν όταν υπάρχει απειλή, τονίζει ο κ. Αμδίτης. Τι συστήματα υπάρχουν εκτός Ευρώπης;

Drones στα τούνελ

«Στις ΗΠΑ θα συναντήσουμε κυρίως τα Positive Train Control systems (PCT), μια οικογένεια αυτοματισμών που σχεδιάστηκε για να αποφευχθούν μετωπικές συγκρούσεις, εκτροχιασμοί και εκτροπές πορείας. Η Κίνα χρησιμοποιεί σήμερα πολύ προηγμένα συστήματα βασισμένα σε τεχνολογίες 4.0, που κάνουν χρήση τεχνητής νοημοσύνης, Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Ιnternet οf Things), μεγάλων δεδομένων και άλλων τεχνολογιών αιχμής. Στη Σιγκαπούρη οι τεχνολογίες πληροφορικής και επικοινωνιών έχουν αντικατασταθεί ήδη με Management Systems (TCMS), τα οποία χρησιμοποιούν αισθητήρες εγκατεστημένους μέσα στα τρένα για συλλογή στοιχείων ελέγχου, παρακολούθηση και ανάλυση. Στην Ιαπωνία χρησιμοποιούν drones μέσα στα τούνελ και εξοπλισμό καταγραφής για να παρακολουθήσουν τα τρένα στην πορεία τους σε πραγματικό χρόνο. Με υψηλής ακριβείας λέιζερ επιδιορθώνουν συρμούς σε ταχύτητα-ρεκόρ, ενώ δεν λείπουν και οι περιπτώσεις που οι συρμοί λειτουργούν χωρίς μηχανοδηγό. Τρένα εξοπλισμένα με κάμερες, αισθητήρες, ραντάρ, σκάνερ, ρομπότ –που έχουν πάρει τη θέση του οδηγού– θα συναντήσουμε και στη Γερμανία. Εκεί οι αλγόριθμοι επεξεργάζονται σε πραγματικό χρόνο δεδομένα του περιβάλλοντος και παίρνουν αποφάσεις, όπως η αλλαγή ταχύτητας, φρένο, αναδρομολόγηση κ.ά., πάντα με βασικό ζητούμενο την ασφαλή πορεία».

«Ενα έξυπνο σύστημα ασφαλείας μπορεί να μειώσει σε επίπεδο εκμηδενισμού την πιθανότητα ανθρώπινου λάθους στους χειρισμούς».

Οσο κι αν αυτά μοιάζουν φουτουριστικά, προηγμένα συστήματα ασφαλείας εφαρμόζονται εδώ και δεκαετίες σε όλο τον κόσμο. «Για παράδειγμα, η Γερμανία και η Γαλλία έχουν ήδη από το 1960 τέτοια συστήματα στις περισσότερες γραμμές τους», σημειώνει ο κ. Αμδίτης.

«Σήμερα στην Ευρώπη επιχειρείται η ανάπτυξη και λειτουργία του Ευρωπαϊκού Συστήματος Ελέγχου Σιδηροδρόμων, του ETCS (European Train Control System). Πρόκειται για ένα σύστημα με αισθητήρες και συστήματα επικοινωνίας μεταξύ τρένων και γραμμής, που επιτρέπουν την αναγνώριση του συρμού και την αποφυγή ατυχήματος. Εάν λειτουργούσε αυτό το σύστημα θα υπήρχε προειδοποίηση και αυτόματη πέδηση του συρμού. Σε ορισμένες χώρες αναπτύσσεται και το ERTMS (European Rail Traffic Management System), το οποίο είναι το ETCS, μαζί με το σύστημα επικοινωνίας με το κέντρο ελέγχου και τους κανόνες διαχείρισης. Τα τρένα τότε τα διαχειρίζεται ένας αντίστοιχος “πύργος ελέγχου”, απολύτως αυτόματα», λέει στην «Κ» ο Ευάγγελος Μπεκιάρης, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιώσιμης Κινητικότητας και Δικτύων Μεταφορών (ΙΜΕΤ) του Εθνικού Κέντρου Ερευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ) στη Θεσσαλονίκη. «Η Ελλάδα έχει ξεκινήσει να εγκαθιστά και να εφαρμόζει το ETCS, αλλά δεν έχει ολοκληρώσει ακόμη την εφαρμογή του σε όλο το δίκτυο. Οπως άλλωστε και αρκετές άλλες ευρωπαϊκές χώρες, αφού η τεχνολογία είναι σχετικά νέα. Υπάρχουν σχετικοί διαγωνισμοί σε εξέλιξη, αλλά το υψηλό κόστος εφαρμογής και συντήρησης δεν έχει επιτρέψει ακόμη την ολοκλήρωσή του», συμπληρώνει ο κ. Μπεκιάρης.

Ευάγγελος Μπεκιάρης, διευθυντής του Ινστιτούτου Βιώσιμης Κινητικότητας και Δικτύων Μεταφορών.

Οπως μας λέει ο διευθυντής του ΙΜΕΤ, «η τεχνολογία ασφαλείας υπάρχει. Οπως για παράδειγμα στο μετρό, που υπάρχει το σύστημα CBTC. Με βάση αυτό, για παράδειγμα, κανένας συρμός δεν μπορεί να ξεκινήσει εάν δεν έχουν κλείσει οι πόρτες των βαγονιών. Παλιότερα κάποιος υπάλληλος έκανε τον έλεγχο, στις μέρες μας γίνεται αυτόματα. Το ίδιο συμβαίνει και εάν υπάρχει εμπόδιο στις γραμμές· αυτό αναγνωρίζεται από το σύστημα. Επίσης, σε όλες τις μεταφορές αναπτύσσονται συνεργατικά συστήματα, στηριγμένα στην τηλεματική και σε νέες τεχνολογίες. Για παράδειγμα, τέτοια συστήματα αποτρέπουν να κινηθεί ένα όχημα ανάποδα σε ένα τούνελ. Ολα αυτά εφαρμόζονται ή μπορούν να εφαρμοστούν και στα τρένα».

Η πρότασή μας για την Ελλάδα, σημειώνει ο κ. Μπεκιάρης, είναι «η επίσπευση ολοκλήρωσης του συστήματος ETCS, η ορθή και ταχεία εκπαίδευση όλων των εμπλεκομένων και η εξασφάλιση της ορθής ετήσιας συντήρησης του συστήματος. Για να μην επαναληφθεί ποτέ ξανά τέτοια τραγωδία…».

Σε πραγματικό χρόνο

Πώς θα μπορούσε να σταματήσει μια λάθος κίνηση πριν οδηγήσει σε τραγωδία; Υπάρχουν συστήματα παρακολούθησης real time των συρμών;

«Συστήματα που δίνουν τη δυνατότητα επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο μεταξύ του συρμού και του κέντρου ελέγχου έχουν ενσωματωθεί εδώ και πολλές δεκαετίες στα σιδηροδρομικά δίκτυα ανά την Ευρώπη. Συσκευές σήμανσης εδάφους και συστήματα ανίχνευσης θέσης συρμών που τοποθετούνται στις ράγες είναι δυνατό να αποστέλλουν πακέτα δεδομένων στο κέντρο ελέγχου σε πραγματικό χρόνο – π.χ. για τον τύπο-αριθμό του συρμού, προγραμματισμένη ώρα άφιξης, πραγματικός χρόνος καθυστέρησης, ακύρωση συρμού, ανακοίνωση (ή μη) στάσης. Στο κέντρο ελέγχου φτάνουν δεδομένα φυσικά για οποιαδήποτε αλλαγή κατεύθυνσης ή ταχύτητας του συρμού σε πραγματικό χρόνο, με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η απομακρυσμένη παρέμβαση για να ρυθμιστεί με αυτόματο τρόπο η ταχύτητα του συρμού, να χρησιμοποιηθούν οι μικρού μήκους γραμμές σε περίπτωση κάποιου συμβάντος στη γραμμή κ.λπ. Επίσης, τυποποιημένα συστήματα κλήσεων έκτακτης ανάγκης και ενδοεπικοινωνίας μεταξύ των περιφερειακών μονάδων ελέγχου στους σταθμούς δίνουν επιπλέον δυνατότητες ανταλλαγής πληροφοριών σε καταστάσεις συναγερμού», εξηγεί ο κ. Αμδίτης.

Διασυνδεσιμότητα

Θα μπορούσε στο μέλλον να γενικευθεί η διασύνδεση των συρμών μέσω του Διαδικτύου των Πραγμάτων; ρωτάμε τον πρόεδρο του Ευρωπαϊκού Οργανισμού για τα ευφυή συστήματα στις μεταφορές. «Υπάρχει μια σειρά από έξυπνες συσκευές που κάνουν δυνατό το Διαδίκτυο των Πραγμάτων στους σύγχρονους σιδηροδρόμους: αισθητήρες, κάμερες οχημάτων, ψηφιακές πινακίδες, βιβλιοθήκες μηχανικής μάθησης, συστήματα ασφαλείας κ.ά. Οταν όλα αυτά τα στοιχεία δουλεύουν μαζί για ένα κοινό ζητούμενο, σε ένα διασυνδεδεμένο περιβάλλον, τότε τα πλεονεκτήματα, ειδικά στον τομέα της ασφάλειας, είναι πολλά. Η διασυνδεσιμότητα αποτελεί το μεγάλο ζητούμενο της εποχής μας. Η επικοινωνία μεταξύ συρμών είναι αντικείμενο έρευνας εδώ και δεκαετίες, καθώς μπορεί να λειτουργήσει λυτρωτικά όταν η επικοινωνία μεταξύ του κέντρου ελέγχου και συρμού εμφανίζει προβλήματα. Ωστόσο, είναι ένα πεδίο που εξαρτάται από την ανάπτυξη των ευρυζωνικών δικτύων και τις τεχνολογίες συνδεσιμότητας. Η εξάπλωση των δικτύων 5G και 6G αναμένουμε να αυξήσει θεαματικά τη δυναμική ενός τέτοιου μοντέλου που θέλει τα τρένα να επικοινωνούν μεταξύ τους και να σημάνει το πέρασμα σε μια νέα εποχή για την ασφάλεια των σιδηροδρομικών μεταφορών», απαντάει ο κ. Αμδίτης.