Somente em 2015, cerca de 1,3 bilhão de usuários usaram o metrô de Londres para viajar pela cidade britânica. E a cada dia a demanda aumenta em mais de 90.000 viagens - gente suficiente para encher um estádio de futebol - e espera-se que continue aumentando. Como esta cidade conseguiu atualizar este antigo meio de transporte sem prejudicar (demais) seus viajantes?
Transport for London (TfL), entidade responsável pelo transporte na capital britânica, está investindo em melhorias de capacidade, incluindo a transição para o controle de trens por comunicação (CBTC), uma tecnologia de sinalização avançada que permite aumentar a frequência e velocidade de ferroviários nas linhas existentes.
A TfL está trabalhando com a Thales para instalar a sinalização CBTC em todo o sistema ferroviário subterrâneo: as linhas District, Circle, Hammersmith & City e Metropolitan (respectivamente, as linhas verde, amarela, rosa e magenta no icônico mapa do metrô). Este conjunto de linhas é considerado o mais complexo do mundo e representa 40 por cento da rede.
“A tecnologia que estamos instalando é Thales SelTrac CBTC,” explica Andrew Hunter, diretor de engenharia de sistemas da Thales para o programa. "É um sistema comprovado que foi instalado em mais de 70 linhas em todo o mundo, incluindo as linhas Jubilee e Northern do metrô de Londres."
Como trocar a sinalização por uma mais inteligente
O sistema SelTrac CBTC destaca como as tecnologias digitais ajudam as operadoras a fazer melhor uso das redes existentes. No caso das linhas de metrô de Londres, a introdução da sinalização CBTC será fundamental para aumentar a capacidade em mais de 30 por cento. Melhor sinalização também leva a melhores tempos de viagem, menos atrasos e maior confiabilidade. O CBTC traz capacidade adicional e confiabilidade de duas maneiras principais. Primeiro, ele reduz o intervalo entre os trens, de forma que mais trens possam circular em qualquer seção da linha. Isso é conseguido graças à tecnologia de “bloco móvel”: cada um dos trens no sistema conhece sua localização e calcula continuamente a distância de segurança apropriada entre o próprio trem e o da frente. Essa flexibilidade é o que faz a diferença entre o bloco móvel e a sinalização convencional, em que a separação é governada por blocos geográficos fixos, independentemente de o trem circular em maior ou menor velocidade.
A segunda maneira pela qual o CBTC aumenta a capacidade é por meio da operação automática de trens (ATO). A aceleração e a frenagem são precisamente controladas por computador com base nas características únicas de cada seção da pista.
“Obtivemos curvas dos limites máximos de velocidade das linhas do metrô”, diz Hunter. "Como o trem é controlado por um computador e não por uma pessoa, é possível reproduzir sempre o mesmo perfil de direção ideal para o trajeto."
O monitoramento de tráfego aprimorado também fará a diferença. Com o sistema de sinalização atual, a supervisão é distribuída por 13 salas de controle. Quando o novo sistema estiver totalmente operacional, o metrô de Londres terá, pela primeira vez, uma visão de todo o sistema de linhas subterrâneas a partir de um único centro de controle. É importante poder visualizar e controlar tudo de um lugar porque as quatro linhas são muito dependentes umas das outras e os problemas que ocorrem em uma linha podem afetar rapidamente as outras.
A execução do programa apresenta alguns desafios únicos. Para começar, o tamanho do projeto. As quatro linhas a serem re-sinalizadas têm cerca de 300km de trilhos, e duas das linhas (District e Metropolitan) vão para a periferia de Londres e além. Na linha District, Upminster é a estação mais oriental do metrô de Londres, e Amersham, a última estação da linha metropolitana, fica a 40 km a noroeste da capital e não é mais Londres, mas Buckinhamshire.
A idade da infraestrutura aumenta o desafio. Metropolitan é a linha de metrô mais antiga do mundo e os túneis entre Paddington e Farringdon foram abertos ao tráfego em 1863. A sinalização existente também é antiga. Por exemplo, a estação Edgware Road continua monitorando mais de 900 tráfego por dia com uma mesa de alavancas mecânicas antigas localizada na cabine de sinalização da estação, que tem 90 anos.
A complexidade operacional da rede é um desafio em si. Embora cada linha seja operada separadamente, há muitos lugares onde as infra-estruturas de via e sinalização são comuns. As áreas mais congestionadas desta junção estão no centro de Londres. Dois dos cruzamentos de metrô mais movimentados (Baker Street e Edgware Road) são comuns para três linhas diferentes cada.
Renovação de sinalização 24 horas
Modernizar a rede requer não apenas conhecimento tecnológico, mas também logístico e experiência. A prioridade é garantir que a nova sinalização seja instalada com segurança, sem problemas e causando o mínimo de perturbação possível aos viajantes.
“Estamos migrando 14 seções para o novo sistema”, explica Hunter. "Para simplificar a logística, estamos começando nas proximidades do centro de controle de Hammersmith."
Como em qualquer grande projeto de infraestrutura, você tem que fazer malabarismos para entregar: “No passado, o que fazíamos era fechado nos fins de semana. Embora seja muito eficaz, não é justo nem popular entre os usuários ”, diz ele. “Um dos objetivos deste projeto é trabalhar mais no horário de engenharia (à noite) e dispensar ao máximo os fechamentos.”
Tempo é essencial. Enquanto Londres dorme, as equipes da Thales têm apenas duas horas por noite para instalar e testar novos equipamentos antes de voltar tudo ao normal, pronto para a hora do rush matinal.
Como a sinalização é crítica para a segurança, o equipamento recém-instalado deve passar por testes extensivos antes de ser colocado em serviço.
“Temos a capacidade de alternar o sistema de sinalização existente com nosso sistema SelTrac CBTC”, explica Hunter. "Conduzimos testes completos durante os turnos noturnos, o que nos permite ter confiança nos trens e na funcionalidade do sistema antes de fazer a transição para o fim de semana de entrada em serviço."
Ter apenas quatro horas em cada vinte e quatro para trabalhar na estrada impõe limitações óbvias. Para agilizar a entrega, a Thales aperfeiçoou uma técnica - chamada de monitoramento de desempenho - que permite aos engenheiros aproveitar ao máximo as horas do dia que normalmente seriam perdidas.
“O monitoramento de desempenho é que todos os nossos novos equipamentos permanecem ligados, mas os trens não estão sendo monitorados. Isso significa que você pode obter todos os registros de dados de todos os equipamentos durante o dia e identificar eventuais problemas que possam causar uma falha que afete o serviço ”, explica Hunter”. “O monitoramento do modo furtivo funciona 24 horas por dia e significa que podemos confiar que os trens e as infraestruturas das vias funcionam perfeitamente. Caso contrário, temos os registros para analisá-los ”.
A Thales foi a primeira a aplicar essa abordagem ao programa de renovação de sinalização da Northern Line, um projeto que foi concluído com sucesso em 2012 seis meses antes do planejado.
“Estamos oferecendo renovação de sinal aqui o tempo todo”, diz Hunter. “Podemos fazer muito mais testes (durante o dia e em segundo plano) sem interromper o serviço aos viajantes. Mesmo se a compararmos com a linha do Norte, o que estamos fazendo aqui é revolucionário. "
Resolver problemas cara a cara com o cliente também ajuda a garantir que tudo corra bem.
“O metrô de Londres e a Thales estão trabalhando lado a lado em um escritório comum para o projeto”, diz Hunter. “A expressão que usamos é 'equipe' e é extremamente eficaz. Se eu quiser resolver um problema com meu homólogo, podemos nos encontrar e resolvê-lo em dez minutos que, de outra forma, seriam dias. "
O projeto de engenharia do projeto já está bem avançado e os trabalhos na pista estão programados para começar em breve. Os principais benefícios do programa serão entregues em 2022, quando a frequência nos períodos de maior demanda será de 32 trens por hora no centro de Londres, o que significará um aumento na capacidade de transporte da malha de mais 36 mil viagens a cada 60 minutos .
As tecnologias digitais transformam o setor ferroviário
Como o metrô de Londres, as ferrovias em todo o Reino Unido estão há muito atrás de outros setores em tecnologia, mas agora estão se recuperando. Iniciativas como o esquema Digital Railway do Reino Unido e o programa Shift2Rail apoiado pela UE indicam que os operadores e fornecedores ferroviários europeus estão agora determinados a trazer o setor para a era digital.
"Shift2Rail representa um investimento da UE e da indústria de quase € 1 bilhão para pesquisa e inovação", disse Ben Pritchard, diretor técnico de tecnologia e inovação da Thales. "A Thales foi um dos fundadores e dirige um dos cinco programas de inovação."
A Thales se concentra na conectividade entre sistemas digitais: “Isso inclui planejamento de itinerário, informações ao viajante, emissão de bilhetes de viagem e viagens porta a porta sem interrupções. Também desempenhamos um papel fundamental em atividades transversais que ligam áreas como infraestrutura, material rodante e frete ”, diz Pritchard.
A solução é … integrar tudo
O desafio é introduzir tecnologia avançada em um ambiente que tradicionalmente não existia: "Se você pedir às pessoas que descrevam um centro de controle de tráfego aéreo, a maioria delas vai pensar em pessoas sentadas em frente a computadores trabalhando duro", diz Pritchard. “Com os trens é diferente, a última coisa que você imagina é alta tecnologia”.
A conectividade entre os sistemas é importante porque a digitalização é muito mais do que sistemas autônomos. Alguns dos maiores sucessos vieram de novas - e às vezes inesperadas - conexões entre sistemas diferentes. Os sistemas de aconselhamento ao motorista são um bom exemplo disso. Essas unidades de cockpit baseadas em GPS, semelhantes aos navegadores de automóveis, ajudam os motoristas a manter o tempo e economizar energia. No entanto, os sistemas atuais usam programações estáticas, portanto, são inúteis quando há interrupções.
“No Reino Unido, o projeto GEO-DAS, financiado pela Future Railway e liderado pelo FirstGroup, fornecerá aos motoristas da rota Bristol-Cardiff atualizações em tempo real sobre o plano atual dos gerentes de tráfego”, explica Pritchard. A solução funciona nos dois sentidos: além de ouvir o sistema central em tempo real, os trens podem relatar sua posição exata.
Um dos principais elementos é o ARAMIS Traffic Management System (TMS) da Thales, que atualmente está sendo instalado nos novos centros de operações ferroviárias da Network Rail em Cardiff e Romford. O projeto GEO-DAS destaca como informações centralizadas em sistemas críticos podem ser reutilizadas com benefícios adicionais.
As tecnologias digitais, incluindo análise de dados e comunicações máquina a máquina, também estão ajudando a transformar as operações do metrô de Londres. A Thales está trabalhando em um projeto de pesquisa People-Centered Intelligent Predict & Prevent (PCIPP) para fornecer um alerta antecipado de problemas em ativos como trilhos, trens e estações.
“Já podemos monitorar ativos como motores de interruptores, mas e se você pudesse combinar isso com os dados dos trens que passaram por esses interruptores?”, Pergunta Pritchard. "A abordagem do PCIPP é usar informações contextuais para entender o que está acontecendo e tirar vantagem disso para gerar modelos preditivos que permitem detectar falhas antes que ocorram e recomendar intervenções para evitar que ocorram durante o serviço."
Espera-se que esse tipo de inovação transforme as operações ferroviárias nos próximos anos e traga melhorias significativas em segurança, capacidade e confiabilidade.
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